وقتی کلمات "آفت‌پرست" یا "اختاپوس" بلافاصله با رنگ‌های روشن که یکدیگر را تغییر می‌دهند تداعی می‌شود. شاخ و برگ سبز و چمن، گل ها و میوه های رنگارنگ، رنگ های متنوع ماهی های آکواریومی و رنگ آمیزی شگفت انگیز حیوانات. همه اینها دنیایی است که ما را احاطه کرده است. موجودات زنده این رنگارنگ را مدیون ساختارهای سلولی خاص - کروماتوفورها هستند. این تشکل های عجیب چیست، چه عملکردی دارند و چگونه کار می کنند - این مقاله در این مورد است.
حامل رنگ
کلمه "کروماتوفورها" اینگونه ترجمه شده است. این ماده چیست، با توجه به گروه های مختلف موجودات زنده ارزش توضیح دارد. در سخت پوستان، نرم تنان، ماهی ها، دوزیستان، خزندگان، سلول های منعکس کننده نور و سلول های حاوی رنگدانه هستند. آنها مسئول رنگ آمیزی چشم و پوست هستند و فقط در طول جنین زایی در تاج عصبی تشکیل می شوند. بعد ازدر طول دوره رسیدن، آنها در سراسر بدن پخش می شوند. با رنگ سفید، آنها به کانتوفورها (زرد)، اریتروفورها (قرمز)، ایریدوفورها (درخشنده)، لکوفورها (سفید)، ملانوفورها (سیاه یا قهوه ای) تقسیم می شوند. ساختار کروماتوفور برای گروه های مختلف متفاوت است و در ادامه به این موضوع باز خواهیم گشت.
پلاستیدهای فتوسنتزی
کروماتوفورهای جلبکی چیست؟ این اندامک های تک غشایی از جلبک های قهوه ای و سبز، نواری یا ستاره ای شکل، حاوی دانه های رنگی (کلروفیل ها و کاروتنوئیدها) هستند. در میکروارگانیسم ها و باکتری ها، این اندامک های بدون غشاء با اشکال و اهداف مختلف هستند. به عنوان مثال، کروماتوفور کلامیدوموناس توسط یک کلروپلاست به شکل یک فنجان (نشاسته در آن ذخیره می شود) با بدنه رنگدانه قرمز حاوی هماتوکروم (رنگدانه قرمز) نشان داده می شود. به لطف او، این ساده ترین قابلیت حس نور را دارد. در جلبک تک سلولی کلرلا، کروماتوفور با گرانول های کلروفیل-a و کلروفیل-b نشان داده می شود که به تعداد زیاد در سیتوپلاسم سلول شناور هستند. با کمک آنها، این جلبک کارآمدترین فتوسنتز را از حداقل منابع انجام می دهد. بنابراین، برای تک یاخته ها و جلبک های تک سلولی مشخص است که علاوه بر عملکرد فتوسنتزی کروماتوفور، ذخیره سازی و حساس به نور است. شایان ذکر است که کروماتوفور جلبک ها از نظر ساختار ساده تر با کلروپلاست های گیاهان عالی و سایر انواع کلروفیل (رنگدانه سبز با کمپلکس منیزیم) متفاوت است.
سلولهای حیوانی رنگدانه
Uانسان و بسیاری از حیوانات دارای سلول هایی هستند که تنها حاوی یک رنگدانه به نام ملاتونین هستند. این سلول ها در پوست، پشم، مو و پرها، عنبیه و شبکیه چشم یافت می شوند. اشباع رنگ بستگی به غلظت دارد. این سلول ها کروماتوسیت نامیده می شوند، آنها در طول زندگی بدن تشکیل می شوند و فقط می توانند از یک نوع باشند - ملانوسیت.
کار خاص
کروماتوفورها چیست؟ ایده کار آنها، که برای طبقه بندی آنها ضروری است، در دهه 60 قرن گذشته شکل گرفت. آخرین داده ها در بیوشیمی این مقررات را تغییر نداده است، اما اصول کار آنها را روشن کرده است. دو نوع کروماتوفور وجود دارد: بیوکروم و کموکروم. اولین آنها رنگدانه های واقعی (واقعی) - کاروتنوئیدها (مشتقات مختلف کاروتن) و پتریدین ها هستند. آنها یک قسمت از نور مرئی را جذب می کنند و قسمت دیگر را منعکس می کنند. رنگ های ساختاری (شیموکروم ها) از طریق تداخل یا پراکندگی (بازتاب یک طول موج و انتقال طول موج دیگر) رنگ تولید می کنند.
طبقه بندی رنگ
تقسیم کروماتوفور بر اساس رنگ مشروط است. و به همین دلیل. زانتوفورها و اریتروفورها را می توان در یک سلول قرار داد و سپس رنگ آن به مقدار رنگدانه های زرد و قرمز بستگی دارد. ایریدوفورها کموکروم هایی هستند که حاوی کریستال های گوانین هستند. این کریستال ها هستند که نور را منعکس می کنند و رنگ کمانی می دهند. زوملانین ملانوفور بسیار جذب نور است و رنگ های سیاه و قهوه ای تولید می کند.
نقش بیولوژیکی رنگدانه ها
ملانین رایج ترین رنگدانه موجودات زنده استارگانیسم ها - به دلیل جذب نور، عملکرد یک سلول محافظ را انجام می دهد. اشعه ماوراء بنفش را به لایه های عمیق تر پوست منتقل نمی کند و از بافت های داخلی در برابر آسیب اشعه محافظت می کند. نقش رنگدانه در مکانیسم های سازگاری موجودات زنده را نمی توان دست کم گرفت. همه می دانند که کروماتوفور در زندگی حشرات گرده افشانی و گیاهان گرده افشانی شده توسط آنها چیست. رنگ بدن نقش مهمی در دفاع در برابر دشمنان، ردیابی طعمه، هشدار خطر و رفتار باروری دارد. کلروفیل، باکتریورودوپسین رنگدانه های فتوسنتزی هستند و هموگلوبین و هموسیانین کروموژن های تنفسی هستند.
ویژگی برای تغییر
جالب ترین و مرموزترین پدیده تغییر رنگ برخی از حیوانات است. این پدیده تغییر رنگ فیزیولوژیکی نامیده می شود. این مکانیسم پیچیده است و همچنان دانشمندان را شگفت زده می کند. تعداد کمی از نمایندگان شاخه های مختلف فیلوژنتیک این توانایی را در سیر تکامل به دست آوردند. آفتاب‌پرست‌ها و سرپایان (اختاپوس‌ها و ده‌ماهی‌ها) موجوداتی هستند که در نردبان تکاملی زندگی بسیار دور از یکدیگر هستند، اما در رتبه‌بندی «تغییرپذیرترین» رهبران بلامنازع هستند. این تعجب آور است، اما مکانیسم عملکرد کروماتوفورهای آنها یکسان است.
چگونه این کار را انجام می دهند
برخی سرپایان، بندپایان، سخت پوستان، ماهی ها، دوزیستان و خزندگان سلول هایی مانند لاستیک در زیر پوست خود دارند. کروماتوفورهای آنها غشایی دارند و مانند لوله های آبرنگ پر از رنگ هستند. هر سلول از این قبیل در حال استراحت استیک توپ، و هنگام هیجان، دیسکی که توسط تعداد زیادی ماهیچه گشادکننده (دیلاتاتور) کشیده می شود. آنها کروماتوفور را کش می دهند و مساحت آن را چندین برابر و گاهی شصت برابر افزایش می دهند. و آنها این کار را خیلی سریع انجام می دهند - در نیم ثانیه. در کروماتوفورها، دانه های رنگدانه می توانند در مرکز قرار داشته باشند یا در سراسر سلول پراکنده باشند، می توانند زیاد یا کم باشند. هر گشاد کننده توسط اعصاب به یک پست فرمان - مغز حیوان - متصل است. تغییرات رنگ تحت تأثیر دو گروه از عوامل فیزیولوژیکی (تغییر در عوامل محیطی یا درد) و عاطفی رخ می دهد. ترس، پرخاشگری، همدردی با جنس مخالف و توجه شدید - همه این تجربیات احساسی رنگ حیوان را تغییر می دهد.
سیتولوژی فرآیند
هنگامی که حیوان در حال استراحت است، تمام دانه های رنگدانه در مرکز قرار دارند و پوست روشن می شود (سفید یا زرد). این لیوان مات است که با یک لکه سیاه کیسه جوهر شبیه به یک کاسه ماهی است. هنگامی که رنگدانه تیره در شاخه های کروماتوفور باشد، پوست تیره می شود. ترکیبی از رنگدانه های لایه های مختلف و طیف وسیعی از سایه ها را می دهد. رنگ‌های سبز و آبی از شکست نور در کریستال‌های گوانیدین در لایه‌های بالایی پوست ناشی می‌شوند. رنگ پوست می تواند به سرعت تغییر کند و کل بدن یا قسمت هایی از آن را در بر بگیرد و گاهی اوقات الگوی بسیار عجیبی ایجاد کند. علاوه بر این، خود کروماتوفورها می توانند به لایه های عمیق پوست فرو روند یا به سطح برسند.
فرمانده ارشد - چشمان
دانشمندان رابطه نزدیکی بین بینایی وتغییر رنگ. نور از طریق اندام بینایی بر سیستم عصبی تأثیر می گذارد و سیگنال هایی به کروماتوفورها می دهد. برخی کشیده می شوند، برخی دیگر منقبض می شوند و در همان زمان حداکثر تطابق رنگ های پوشاننده حاصل می شود. جالب است که حتی یک اختاپوس کور می تواند تغییر رنگ دهد - همچنین با مکنده ها رنگ را درک می کند و اگر حداقل یکی باقی بماند، اختاپوس تغییر رنگ می دهد. شگفت انگیز است که او چه الگوهای عجیب و غریبی را می تواند روی بدن خود تکرار کند. شواهدی وجود دارد که نشان می دهد اختاپوس توانسته متن روزنامه را که در کنار آکواریوم قرار داشت، در چند ثانیه تکثیر کند. و شبیه عرفان است.
چند واقعیت جالب
علاوه بر توانایی شگفت انگیز اختاپوس ها و آفتاب پرست ها در تغییر رنگ، آنها چند ویژگی شگفت انگیز دیگر نیز دارند که شما از آنها اطلاعی نداشتید.
مغز اختاپوس در بین بی مهرگان توسعه یافته ترین است. بزرگترین اختاپوس 180 کیلوگرم وزن داشت. طول آن 8 متر بود (در سال 1945 صید شد). برخی از اختاپوس ها می توانند با استفاده از شاخک های خود روی خشکی راه بروند.
یکی از سمی ترین حیوانات روی کره زمین، ساکنان حلقه های عمیق اقیانوس هند است. پس از گزش آن، فرد در عرض 1.5 ساعت می میرد. و هیچ پادزهری وجود ندارد.
کوچکترین آفتاب پرست، ماداگاسکار بروکسی، کمتر از 3 سانتی متر اندازه دارد، در حالی که بزرگترین آفتاب پرست، مالاگاسی، تا 70 سانتی متر طول دارد. آنها عملا ناشنوا هستند، اما کوچکترین حشره را در فاصله 10 متری خواهند دید. زاویه دید آنها 360 درجه است و هر چشم تصویر خود را از جهان می بیند.
