Bei den Wörtern „Chamäleon“oder „Oktopus“entsteht sofort eine Assoziation mit leuchtenden Farben, die sich gegenseitig verändern. Grünes Laub und Gras, bunte Blumen und Früchte, eine Vielzahl von Farben von Aquarienfischen und eine erstaunliche Färbung von Tieren. All das ist die Welt, die uns umgibt. Lebende Organismen verdanken diese Mehrfarbigkeit speziellen Zellstrukturen - Chromatophoren. Was sind diese seltsamen Gebilde, welche Funktion haben sie und wie funktionieren sie - darum geht es in diesem Artikel.
Farbträger
So wird das Wort "Chromatophoren" übersetzt. Was diese Substanz ist, ist es wert, entsprechend den verschiedenen Gruppen lebender Organismen erklärt zu werden. Bei Krebstieren, Weichtieren, Fischen, Amphibien, Reptilien sind dies lichtreflektierende und pigmenth altige Zellen. Sie sind für die Färbung von Augen und Haut verantwortlich und werden erst während der Embryogenese in der Neuralleiste gebildet. GemäßWährend der Reifezeit breiten sie sich im ganzen Körper aus. Nach Weißtönen werden sie in Kantophoren (gelb), Erythrophoren (rot), Iridophoren (glänzend), Leukophoren (weiß), Melanophoren (schwarz oder braun) unterteilt. Die Struktur des Chromatophors ist für verschiedene Gruppen unterschiedlich, und wir werden weiter unten auf dieses Problem zurückkommen.
Photosynthetische Plastiden
Was sind Algen-Chromatophore? Dies sind Einzelmembranorganellen von Braun- und Grünalgen, band- oder sternförmig, die farbige Körnchen (Chlorophylle und Carotinoide) enth alten. Bei Mikroorganismen und Bakterien sind dies membranlose Organellen verschiedener Formen und Zwecke. Beispielsweise wird der Chlamydomonas-Chromatophor durch einen Chloroplasten in Form eines Bechers (Stärke wird darin gespeichert) mit einem roten Pigmentkörper dargestellt, der Hämatochrom (rotes Pigment) enthält. Dank ihm hat dieser Einfachste die Fähigkeit, Licht zu spüren. In der einzelligen Alge Chlorella wird der Chromatophor durch Chlorophyll-a- und Chlorophyll-b-Körnchen dargestellt, die in großer Zahl im Zytoplasma der Zelle schwimmen. Mit ihrer Hilfe leistet diese Alge mit einem Minimum an Ressourcen die effizienteste Photosynthese. So ist für Protozoen und einzellige Algen charakteristisch, dass sie neben der photosynthetischen Funktion des Chromatophors auch speichernd und lichtempfindlich sind. Es ist erwähnenswert, dass sich die Chromatophoren von Algen von den Chloroplasten höherer Pflanzen durch eine einfachere Struktur und andere Arten von Chlorophyll (ein grüner Farbstoff mit einem Magnesiumkomplex) unterscheiden.
Pigmentierte tierische Zellen
UMenschen und viele Tiere haben Zellen, die nur einen Farbstoff, Melatonin, enth alten. Diese Zellen befinden sich in Haut, Wolle, Haaren und Federn, in der Iris und Netzhaut der Augen. Die Farbsättigung hängt von der Konzentration ab. Diese Zellen werden Chromozyten genannt, sie werden während des gesamten Lebens des Körpers gebildet und können nur von einem Typ sein - Melanozyten.
Spezielle Arbeit
Was sind Chromatophore? Die Idee ihrer Arbeit, die für ihre Klassifizierung notwendig ist, entstand in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts. Die neuesten Daten in der Biochemie haben diese Bestimmungen nicht geändert, aber die Prinzipien ihrer Arbeit verdeutlicht. Es gibt zwei Arten von Chromatophoren: Biochrome und Chemochrome. Die ersten sind echte (echte) Pigmente - Carotinoide (verschiedene Derivate von Carotin) und Pteridine. Sie absorbieren einen Teil des sichtbaren Lichts und reflektieren den anderen. Strukturfarben (Chemochrome) erzeugen Farbe durch Interferenz oder Streuung (Reflexion einer Wellenlänge und Transmission einer anderen Wellenlänge).
Farbklassifizierung
Die Einteilung der Chromatophore nach Farbe ist eher bedingt. Und deshalb. Xanthophore und Erythrophore können in derselben Zelle enth alten sein, und dann hängt ihre Farbe von der Menge an gelben und roten Pigmenten ab. Iridophore sind Chemochrome, die Guaninkristalle enth alten. Es sind die Kristalle, die das Licht reflektieren und eine schillernde Farbe verleihen. Zumellanin Melanophor ist stark lichtabsorbierend und erzeugt schwarze und braune Farben.
Die biologische Rolle von Pigmenten
Melanin ist das häufigste Pigment in LebewesenOrganismen - erfüllt aufgrund der Lichtabsorption die Funktionen einer Schildzelle. Es überträgt keine ultravioletten Strahlen in die tieferen Hautschichten und schützt so das innere Gewebe vor Strahlenschäden. Die Rolle des Pigments in den Mechanismen der Anpassungsfähigkeit lebender Organismen darf nicht unterschätzt werden. Jeder weiß, was ein Chromatophor im Leben bestäubender Insekten und von ihnen bestäubter Pflanzen ist. Die Körperfarbe spielt eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Feinden, der Verfolgung von Beute, der Warnung vor Gefahren und dem Fortpflanzungsverh alten. Chlorophyll, Bacteriorhodopsin sind photosynthetische Pigmente und Hämoglobin und Hämocyanin sind respiratorische Chromogene.
Zu ändernde Immobilie
Das interessanteste und mysteriöseste Phänomen ist der Farbwechsel einiger Tiere. Dieses Phänomen wird als physiologische Farbänderung bezeichnet. Dieser Mechanismus ist komplex und versetzt Wissenschaftler immer wieder in Erstaunen. Nicht wenige Vertreter verschiedener phylogenetischer Zweige haben sich diese Fähigkeit im Laufe der Evolution angeeignet. Chamäleons und Kopffüßer (Oktopusse und Tintenfische) sind Organismen, die auf der evolutionären Leiter des Lebens ziemlich weit voneinander entfernt sind, aber die unangefochtenen Spitzenreiter in der Rangliste der "Wandelbarsten". Das ist überraschend, aber die Wirkungsmechanismen ihrer Chromatophoren sind die gleichen.
Wie machen sie das
Einige Kopffüßer, Arthropoden, Krebstiere, Fische, Amphibien und Reptilien haben unter ihrer Haut gummielastische Zellen. Ihre Chromatophoren haben eine Membran und sind wie Aquarellröhrchen mit Farbe gefüllt. Jede solche Zelle in Ruhe istein Ball, und bei Erregung eine Scheibe, die von einer Vielzahl von Dilatatormuskeln (Dilatatoren) gedehnt wird. Sie strecken den Chromatophor und vergrößern seine Fläche um ein Vielfaches, manchmal um das Sechzigfache. Und sie tun es sehr schnell – in einer halben Sekunde. In Chromatophoren können sich Pigmentkörner im Zentrum befinden oder über die Zelle verstreut sein, sie können viele oder wenige sein. Jeder Dilatator ist über Nerven mit einem Kommandoposten verbunden – dem Gehirn des Tieres. Farbveränderungen treten unter dem Einfluss von zwei Gruppen von Faktoren auf: physiologisch (Änderungen von Umweltfaktoren oder Schmerzen) und emotional. Angst, Aggression, Sympathie für das andere Geschlecht und intensive Aufmerksamkeit – all diese emotionalen Erfahrungen verändern die Farbe des Tieres.
Prozesszytologie
Wenn das Tier in Ruhe ist, sind alle Pigmentkörner in der Mitte und die Haut wird hell (weiß oder gelblich). Es ist dieses Milchglas, das wie ein Tintenfisch mit einem schwarzen Fleck eines Tintenbeutels aussieht. Wenn sich das dunkle Pigment in den Zweigen des Chromatophors befindet, wird die Haut dunkel. Die Kombination von Pigmenten verschiedener Schichten und ergibt die gesamte Farbpalette. Die grünen und blauen Farben resultieren aus der Lichtbrechung in Guanidinkristallen in den oberen Hautschichten. Die Farbe der Haut kann sich schnell ändern und den ganzen Körper oder Teile davon einnehmen, wodurch manchmal ein sehr bizarres Muster entsteht. Außerdem können die Chromatophoren selbst in tiefe Hautschichten absinken oder an die Oberfläche steigen.
Chief Commander - Augen
Wissenschaftler haben eine enge Beziehung zwischen Vision undFarbwechsel. Licht durch das Sehorgan beeinflusst das Nervensystem und gibt Signale an die Chromatophoren. Einige werden gedehnt, andere zusammengezogen, und gleichzeitig wird eine maximale Übereinstimmung der Maskierungsfarben erreicht. Interessanterweise kann sogar ein geblendeter Oktopus seine Farbe ändern - er nimmt auch Farbe mit Saugnäpfen wahr, und wenn mindestens einer übrig bleibt, ändert der Oktopus seine Farbe. Es ist erstaunlich, welche bizarren Muster er auf seinem Körper wiederholen kann. Es gibt Hinweise darauf, dass der Oktopus in Sekundenschnelle den Text der Zeitung reproduzieren konnte, die sich neben dem Aquarium befand. Und es sieht nach Mystik aus.
Einige interessante Fakten
Zusätzlich zu der erstaunlichen Fähigkeit von Oktopussen und Chamäleons, ihre Farbe zu ändern, haben sie noch ein paar weitere erstaunliche Eigenschaften, von denen Sie noch nichts wussten.
Das Gehirn eines Oktopus ist das am weitesten entwickelte unter den wirbellosen Tieren. Der größte Oktopus wog 180 Kilogramm. Es war 8 Meter lang (gefangen 1945). Einige Oktopusse können mit ihren Tentakeln an Land gehen.
Eines der giftigsten Tiere auf dem Planeten ist ein tief beringter Bewohner des Indischen Ozeans. Nach seinem Biss stirbt eine Person innerhalb von 1,5 Stunden. Und es gibt kein Gegenmittel.
Das kleinste Chamäleon, das Madagascar Brookesia, ist weniger als 3 Zentimeter groß, während das größte, das Madagassische, bis zu 70 Zentimeter lang wird. Sie sind praktisch taub, sehen aber das kleinste Insekt in einer Entfernung von 10 Metern. Ihr Blickwinkel beträgt 360 Grad, und jedes Auge sieht sein eigenes Bild der Welt.
