زیست شناسی یک علم جذاب در مورد طبیعت است. با یادگیری حقایق جدید در مورد سلول ها و موجودات، از ساختار عاقلانه و پیچیده موجودات زنده شگفت زده می شوید. یکی از رازهای ساختار آنها را در مورد رنگ و تغییر آن در نظر بگیرید.
کروماتوفورها در زیست شناسی چیست
سلول‌های موجودات زنده حاوی اندامک‌های مختلف (ارگانل) با عملکردهای متفاوت هستند. کروماتوفورها اندامک های سلولی هستند که در سیتوپلاسم قرار دارند و به آن رنگ می دهند. شما می توانید تمام اندامک های سلولی را که دارای رنگ هستند، به این صورت صدا کنید، اما این اصطلاح به اجسام رنگی در سلول های جلبک اختصاص داده شده است. تشکیلات مشابه در گیاهان عالی، دانه های کلروفیل و کلروپلاست نامیده می شوند.
گاهی اوقات کروماتوفورها را کلروپلاست جلبکی می نامند. اما باید توجه داشت که سلول های ماهی حاوی رنگدانه رنگی نیز اغلب کروماتوفور نامیده می شوند، اگرچه هیچ ارتباطی با گیاهان ندارند. همچنین در برخی دیگر از حیوانات و باکتری های فتوسنتزی یافت می شود.
راه دیگری برای توضیح اینکه کروماتوفور چیست وجود دارد. کروماتوفورها در ساختار خود پلاستید هستند. همانطور که می دانید، پلاستیدها اندامک های سلول های گیاهی نامیده می شوند که دارای غشای صاف در خارج و غشایی در داخل هستند که رویش های بیرونی را تشکیل می دهند.لکوپلاست ها، کروموپلاست ها و کلروپلاست ها پلاستید هستند. به نوبه خود، کروماتوفور، به عنوان تشکیلاتی شبیه به کلروپلاست، به پلاستیدها نیز اشاره دارد.
توابع کروماتوفور
در جلبک ها، کروماتوفورها در فتوسنتز نقش دارند، در حالی که در ماهی ها و حیوانات فقط رنگ می دهند و تغییر می دهند.
در داخل بدنه پلاسمایی کروماتوفور (اندوپلاسم)، کینوپلاسم (لایه داخلی ارگانوئید) حاوی رنگدانه رنگ حرکت می کند.
شکل کروماتوفورها
شکل آنها متفاوت است، اما رایج ترین آنها ستاره ای شکل، دیسکی شکل، شاخه ای و مانند آن است. با این حال، این اشکال فقط برای یک سلول در وضعیت فعالیت، گسترش، که به آن گسترش می‌گویند، مشخص می‌شوند.
در گیاهان، این اندامک‌ها معمولاً سبز هستند، اگرچه ممکن است رنگ‌های دیگری نیز وجود داشته باشد. حیوانات می توانند هر رنگی داشته باشند.
بررسی اجمالی جلبک
جلبک ها تک سلولی و چند سلولی هستند، اشکال استعماری نیز وجود دارد. برخی از آنها هیچ غشایی در سلول ندارند، بلکه فقط یک لایه فشرده از پروتوپلاسم دارند. این اجازه می دهد تا جلبک ها شکل خود را تغییر دهند. در سایر جلبک ها، پوسته متراکم، با محتوای سلولز بالا، و در برخی از آنها حتی با مواد معدنی - آهک، سیلیس اشباع شده است.
سلول های جلبک ممکن است یک یا چند هسته داشته باشند یا اصلاً هسته تشکیل شده نداشته باشند. سپس پروتوپلاست رنگ قابل توجهی دارد و مرکز آن رنگی نیست.
برخی از نمایندگان جلبک ها رنگ آمیزی دارندرنگدانه در کروماتوفورها وجود دارد که معمولاً حاوی پیرنوئیدها (جسم متراکم با محتوای پروتئین بالا) هستند و ذخایر نشاسته در اطراف پیرنوئیدها رسوب می‌کنند. نوع تغذیه اکثر جلبک ها اتوتروف است (به دلیل انرژی نوری که از ستون آب نفوذ می کند).
کروماتوفورها در اسپیروژیرا و برخی جلبک های دیگر چه ویژگی هایی دارند
در جلبک ها، کروماتوفور معمولاً در تغذیه نقش دارد، زیرا در فرآیند فتوسنتز و بر این اساس، تشکیل مواد مغذی شرکت می کند. شکل کروماتوفور جلبکی چیست؟
- Spirogyra یک کروماتوفور به شکل نواری دارد که در اطراف دیواره های سلولی مارپیچی می شود.
- Ulotrix، مانند Spirogyra، که یک جلبک چند سلولی رشته ای است، حاوی یک کروماتوفور حلقه ای شکل است.
- کروماتوفورهای Zignema - به شکل اجسام ستاره ای.
- کروماتوفورهای موجود در دیاتومها شبیه دانه ها، صفحات و غیره هستند و حاوی رنگدانه های قهوه ای هستند که به جلبک ها رنگی زرد، قهوه ای مایل به زرد یا قهوه ای می دهد.
- جلبک های سبز آبی به این ترتیب کروماتوفور ندارند. رنگدانه های رنگی آنها به طور مساوی در پروتوپلاسم توزیع می شود و تنها قسمت مرکزی را دور می زند. لازم به ذکر است که جلبک های سبز آبی در واقع کلنی های سیانوباکتری ها هستند.
- در نمایندگان تک سلولی جلبک های پروتوکوکی، کروماتوفور دارای یک پیرنوئید است. در شکل‌های استعماری توسعه‌یافته‌تر، مانند شبکه آب، سلول‌ها دارای کروماتوفورهای واقع در نزدیکی دیواره‌ها و پیرنوئیدهای زیادی در آنها هستند.
کروماتوفور سبز اوگلنا انجام می دهدعملکرد فتوسنتز، شرکت در فرآیند تغذیه، مانند بسیاری از جلبک های دیگر.
وقتی نور وجود ندارد، این موجود شگفت انگیز می تواند مانند یک حیوان غذا بخورد و مواد آلی حل شده در آب را پردازش کند. اگر اوگلنا برای مدت طولانی در تاریکی زندگی کند، کلروفیل از کروماتوفورهای آن ناپدید می شود و آن را قادر به فتوسنتز و رنگ دادن می کند. در این صورت رنگش از دست می‌رود.
کروماتوفورها در حیوانات
در حیوانات، کروماتوفورها ملانوفور هستند (نباید با ملانوسیت‌های انسانی اشتباه شود، این سلول‌ها کاملاً متفاوت هستند). هر دو نام استفاده می شود.
تحت تأثیر عوامل خارجی در تغییر رنگ نقش دارند. اکتوپلاسم کروماتوفور، که شکل آن را تعیین می کند، توسط تشکیلات جامد - فیبریل ها متصل می شود. در تنظیم فرآیندهای متابولیک نقش دارد و همچنین می تواند در نتیجه دریافت سیگنال هایی که کروماتوفور شروع به عملکرد متفاوتی می کند با سیستم عصبی تماس بگیرد. از بین تمام کروماتوفورها، فقط ملانوفورها دارای انتهای عصبی هستند.
بنابراین، گونه های زیادی از حیوانات شناخته شده اند که قادر به تقلید هستند - بسته به پس زمینه و اشیاء اطراف، رنگ را تغییر می دهند. تغییرات رنگی آهسته مشخصه کاترپیلارهای برخی از پروانه ها و تعدادی از عنکبوتیان است. در سرپایان، دوزیستان، خزندگان و سخت پوستان، تغییر رنگ سریعی وجود دارد که با حرکت دانه های رنگدانه در کروماتوفورها انجام می شود. طیف رنگ ها را می توان متنوع کرد. به عنوان مثال، یکی از قورباغه های آفریقایی می تواند تغییر کندرنگ به سفید، زرد، نارنجی، قهوه ای، خاکستری، قرمز، صورتی و غیره. مکانیسم تغییر رنگ یکسان توسط همه آفتاب پرست های شناخته شده استفاده می شود.
کروماتوفورها در ماهی
بر خلاف سایر حیوانات، تغییر رنگ ماهی به دلیل تغییر در تعداد کروماتوفورها است. این نه تنها تحت تأثیر سیگنال های عصبی، بلکه با مشارکت هورمون ها نیز اتفاق می افتد. به احتمال زیاد بستگی به شرایط خاص دارد و تحت شرایط مختلف، تنظیم عصبی یا هورمونی اتفاق می افتد.
ماهی‌هایی مانند گوبی‌ها یا ماهی‌های دست و پا می‌توانند دقیقاً ظاهر زمین را تقلید کنند. در این مورد، نقش اصلی متعلق به سیستم عصبی است. ماهی با کمک چشم ها الگوی زمین را درک می کند و این تصویر با تبدیل شدن به سیگنال های عصبی وارد "شبکه" عصبی می شود که از آنجا سیگنال ها به انتهای عصب ملانوفور می روند. تغییر رنگ به صورت ناخودآگاه و با کمک اعصاب سمپاتیک اتفاق می افتد.
عملکرد هورمونی در طول تخم ریزی قابل توجه است - دوره ای که ماهی آماده تولید مثل است. مردان بالغ جنسی تحت تأثیر هورمون ها رنگ جذابی برای زنان به دست می آورند. وقتی ماده به نظر می رسد روشن تر می شود. در اینجا، عملکرد ترکیبی سیستم هورمونی و عصبی آشکار می شود: وقتی نر، ماده را می بیند، سیگنال از طریق اعصاب بینایی به سیستم عصبی و سپس به کروماتوفورها می رود، که با گسترش، رنگ را روشن تر می کند.
لازم به ذکر است که ماهی ها علاوه بر ملانوفورها، کروماتوفورهای دیگری نیز دارند - گوانوفورها. با این حال، آنها را می توان به طور رسمی به عنوان کروماتوفور طبقه بندی کرد، زیراکه به جای دانه های رنگدانه حاوی ماده کریستالی گوانین هستند که رنگ نقره ای درخشانی به ماهی می دهد. از ملانوفورها، گزانتوفورها و اریتروفورها نیز گاهی جدا می شوند.
