Bij de woorden "kameleon" of "octopus" ontstaat er meteen een associatie met felle kleuren die elkaar veranderen. Groen gebladerte en gras, kleurrijke bloemen en fruit, een verscheidenheid aan kleuren aquariumvissen en verbazingwekkende kleuren van dieren. Dit alles is de wereld om ons heen. Levende organismen hebben deze veelkleurige kleur te danken aan speciale celstructuren - chromatoforen. Wat zijn deze vreemde formaties, wat is hun functie en hoe werken ze - dit artikel gaat hierover.
Kleurdragers
Zo wordt het woord "chromatoforen" vertaald. Wat is deze stof, het is de moeite waard om uit te leggen in overeenstemming met de verschillende groepen levende organismen. Bij schaaldieren, weekdieren, vissen, amfibieën, reptielen zijn dit lichtreflecterende cellen en cellen die pigment bevatten. Ze zijn verantwoordelijk voor de kleuring van de ogen en de huid en worden alleen gevormd tijdens de embryogenese in de neurale lijst. Natijdens de rijpingsperiode verspreiden ze zich door het hele lichaam. Op toon in wit zijn ze verdeeld in cantophores (geel), erythrophores (rood), iridophores (glanzend), leucophores (wit), melanoforen (zwart of bruin). De structuur van de chromatofoor is verschillend voor verschillende groepen, en we komen hieronder op dit probleem terug.
Fotosynthetische plastiden
Wat zijn algenchromatoforen? Dit zijn organellen met één membraan van bruine en groene algen, lint- of stervormig, met gekleurde korrels (chlorofylen en carotenoïden). In micro-organismen en bacteriën zijn dit membraanloze organellen met verschillende vormen en doeleinden. De chlamydomonas-chromatofoor wordt bijvoorbeeld weergegeven door een chloroplast in de vorm van een kopje (zetmeel wordt erin opgeslagen) met een rood pigmentlichaam dat hematochroom (rood pigment) bevat. Dankzij hem heeft deze eenvoudigste het vermogen om licht te voelen. In de eencellige alg Chlorella wordt de chromatofoor vertegenwoordigd door korrels van chlorofyl-a en chlorofyl-b, die in grote aantallen in het cytoplasma van de cel drijven. Met hun hulp voert deze alg de meest efficiënte fotosynthese uit met een minimum aan middelen. Voor protozoa en eencellige algen is het dus kenmerkend dat het, naast de fotosynthetische functie van de chromatofoor, opslag- en lichtgevoelig is. Het is vermeldenswaard dat de chromatoforen van algen verschillen van de chloroplasten van hogere planten in een eenvoudigere structuur en andere soorten chlorofyl (een groen pigment met een magnesiumcomplex).
Gepigmenteerde dierlijke cellen
UMensen en veel dieren hebben cellen die slechts één pigment bevatten, melatonine. Deze cellen bevinden zich in de huid, wol, haar en veren, in de iris en het netvlies van de ogen. Kleurverzadiging is afhankelijk van de concentratie. Deze cellen worden chromatocyten genoemd, ze worden gevormd gedurende het hele leven van het lichaam en kunnen maar van één type zijn: melanocyten.
Specifiek werk
Wat zijn chromatoforen? Het idee van hun werk, dat nodig is voor hun classificatie, werd gevormd in de jaren 60 van de vorige eeuw. De meest recente gegevens in de biochemie hebben deze bepalingen niet veranderd, maar de principes van hun werk verduidelijkt. Er zijn twee soorten chromatoforen: biochromen en chemochromen. De eerste zijn echte (echte) pigmenten - carotenoïden (verschillende derivaten van caroteen) en pteridinen. Ze absorberen het ene deel van het zichtbare licht en reflecteren het andere. Structurele kleuren (chemochromen) produceren kleur door interferentie of verstrooiing (reflectie van de ene golflengte en transmissie van een andere golflengte).
Kleurclassificatie
De verdeling van chromatofoor op kleur is nogal voorwaardelijk. En dat is waarom. Xanthoforen en erythroforen kunnen zich in dezelfde cel bevinden, en dan zal de kleur ervan afhangen van de hoeveelheid gele en rode pigmenten. Iridoforen zijn chemochromen die guaninekristallen bevatten. Het zijn de kristallen die licht reflecteren en een iriserende kleur geven. Zumellanin melanofoor is zeer lichtabsorberend en produceert zwarte en bruine kleuren.
De biologische rol van pigmenten
Melanine is het meest voorkomende pigment in levende wezensorganismen - door de absorptie van licht vervult het de functies van een schildcel. Het zendt geen ultraviolette stralen uit in de diepere lagen van de huid en beschermt de interne weefsels tegen stralingsschade. De rol van pigment in de mechanismen van aanpassingsvermogen van levende organismen kan niet worden onderschat. Iedereen weet wat een chromatofoor is in het leven van bestuivende insecten en planten die door hen bestoven worden. Lichaamskleur speelt een belangrijke rol bij de verdediging tegen vijanden, het opsporen van prooien, het waarschuwen voor gevaar en voortplantingsgedrag. Chlorofyl, bacteriorodopsine zijn fotosynthetische pigmenten en hemoglobine en hemocyanine zijn chromogenen van de luchtwegen.
Eigendom te veranderen
Het meest interessante en mysterieuze fenomeen is de kleurverandering van sommige dieren. Dit fenomeen wordt fysiologische kleurverandering genoemd. Dit mechanisme is complex en blijft wetenschappers verbazen. Heel wat vertegenwoordigers van verschillende fylogenetische takken hebben dit vermogen in de loop van de evolutie verworven. Kameleons en koppotigen (octopussen en inktvissen) zijn organismen die vrij ver van elkaar verwijderd zijn in de evolutionaire levensladder, maar de onbetwiste leiders in de ranglijst van de meest "veranderlijke". Dit is verrassend, maar de werkingsmechanismen van hun chromatoforen zijn hetzelfde.
Hoe doen ze het
Sommige koppotigen, geleedpotigen, schaaldieren, vissen, amfibieën en reptielen hebben cellen die elastisch zijn als rubber onder hun huid. Hun chromatoforen hebben een membraan en zijn gevuld met verf, zoals aquarelbuizen. Elke dergelijke cel in rust iseen bal, en wanneer opgewonden, een schijf die wordt uitgerekt door een groot aantal dilatatorspieren (dilatatoren). Ze rekken de chromatofoor uit en vergroten het gebied vele malen, soms zestig keer. En ze doen het heel snel - in een halve seconde. In chromatoforen kunnen pigmentkorrels zich in het midden of verspreid over de cel bevinden, ze kunnen veel of weinig zijn. Elke dilatator is door zenuwen verbonden met een commandopost - de hersenen van het dier. Kleurveranderingen treden op onder invloed van twee groepen factoren: fysiologisch (veranderingen in omgevingsfactoren of pijn) en emotioneel. Angst, agressie, sympathie voor het andere geslacht en intense aandacht - al deze emotionele ervaringen veranderen de kleur van het dier.
Procescytologie
Als het dier in rust is, bevinden alle pigmentkorrels zich in het midden en wordt de huid licht (wit of geelachtig). Het is dit matglas dat eruitziet als een inktvis met een zwarte vlek van een inktzak. Wanneer het donkere pigment zich in de takken van de chromatofoor bevindt, wordt de huid donker. De combinatie van pigmenten van verschillende lagen en geeft het hele scala aan tinten. De groene en blauwe kleuren zijn het gevolg van de breking van licht in guanidinekristallen in de bovenste huidlagen. De kleur van de huid kan snel veranderen en het hele lichaam of delen ervan overnemen, waarbij soms een heel bizar patroon ontstaat. Bovendien kunnen de chromatoforen zelf in de diepe lagen van de huid afdalen of naar de oppervlakte stijgen.
Hoofdcommandant - ogen
Wetenschappers hebben een nauwe relatie gelegd tussen visie enkleur verandering. Licht door het gezichtsorgaan beïnvloedt het zenuwstelsel en geeft signalen aan de chromatoforen. Sommige worden uitgerekt, andere worden samengetrokken en tegelijkertijd wordt een maximale afstemming van maskerende kleuren bereikt. Interessant is dat zelfs een geblindeerde octopus van kleur kan veranderen - hij neemt ook kleur waar met zuignappen, en als er tenminste één overblijft, zal de octopus van kleur veranderen. Het is verbazingwekkend welke bizarre patronen hij op zijn lichaam kan herhalen. Er zijn aanwijzingen dat de octopus de tekst van de krant in enkele seconden kon reproduceren, die naast het aquarium stond. En het lijkt op mystiek.
Enkele interessante feiten
Naast het verbazingwekkende vermogen van octopussen en kameleons om van kleur te veranderen, hebben ze ook een paar andere geweldige functies die je niet kende.
De hersenen van een octopus zijn het meest ontwikkeld onder ongewervelde dieren. De grootste octopus woog 180 kilogram. Het was 8 meter lang (gevangen in 1945). Sommige octopussen kunnen op het land lopen met hun tentakels.
Een van de meest giftige dieren op aarde is een inwoner van de Indische Oceaan met diepe ringen. Na zijn beet sterft een persoon binnen 1,5 uur. En er is geen tegengif.
De kleinste kameleon, de Madagascar Brookesia, is minder dan 3 centimeter groot, terwijl de grootste, de Malagasi, tot 70 centimeter lang wordt. Ze zijn praktisch doof, maar zien het kleinste insect op een afstand van 10 meter. Hun gezichtshoek is 360 graden en elk oog ziet zijn eigen beeld van de wereld.
