Quando le parole "camaleonte" o "polpo" nasce immediatamente un'associazione con colori accesi che cambiano a vicenda. Fogliame ed erba verdi, fiori e frutti colorati, una varietà di colori di pesci d'acquario e una straordinaria colorazione degli animali. Tutto questo è il mondo che ci circonda. Gli organismi viventi devono questo multicolore a speciali strutture cellulari: i cromatofori. Quali sono queste strane formazioni, qual è la loro funzione e come funzionano - questo articolo parla di questo.
Supporti colore
Così viene tradotta la parola "cromatofori". Qual è questa sostanza, vale la pena spiegare secondo i vari gruppi di organismi viventi. In crostacei, molluschi, pesci, anfibi, rettili, si tratta di cellule che riflettono la luce e di cellule contenenti pigmento. Sono responsabili della colorazione degli occhi e della pelle e si formano solo durante l'embriogenesi nella cresta neurale. Dopodurante il periodo di maturazione si diffondono in tutto il corpo. Per tono in bianco, sono divisi in cantofori (gialli), eritrofori (rossi), iridofori (brillanti), leucofori (bianchi), melanofori (neri o marroni). La struttura del cromatoforo è diversa per i diversi gruppi e torneremo su questo problema di seguito.
plastidi fotosintetici
Cosa sono i cromatofori algali? Si tratta di organelli a membrana singola di alghe brune e verdi, nastriformi oa forma di stella, contenenti granuli colorati (clorofille e carotenoidi). Nei microrganismi e nei batteri, questi sono organelli privi di membrana di varie forme e scopi. Ad esempio, il cromatoforo chlamydomonas è rappresentato da un cloroplasto sotto forma di una tazza (al suo interno è immagazzinato l'amido) con un corpo di pigmento rosso contenente ematocromo (pigmento rosso). Grazie a lui, questo semplice ha la capacità di percepire la luce. Nell'alga unicellulare Chlorella, il cromatoforo è rappresentato da granuli di clorofilla-a e clorofilla-b, che galleggiano in gran numero nel citoplasma della cellula. Con il loro aiuto, questa alga esegue la fotosintesi più efficiente con un minimo di risorse. Pertanto, per i protozoi e le alghe unicellulari, è caratteristico che, oltre alla funzione fotosintetica del cromatoforo, sia immagazzinante e fotosensibile. Vale la pena notare che i cromatofori delle alghe differiscono dai cloroplasti delle piante superiori per una struttura più semplice e altri tipi di clorofilla (un pigmento verde con un complesso di magnesio).
Cellule animali pigmentate
UGli esseri umani e molti animali hanno cellule che contengono un solo pigmento, la melatonina. Queste cellule si trovano nella pelle, nella lana, nei capelli e nelle piume, nell'iride e nella retina degli occhi. La saturazione del colore dipende dalla concentrazione. Queste cellule sono chiamate cromatociti, si formano per tutta la vita del corpo e possono essere di un solo tipo: i melanociti.
Lavoro specifico
Cosa sono i cromatofori? L'idea del loro lavoro, necessaria per la loro classificazione, si è formata negli anni '60 del secolo scorso. Gli ultimi dati in biochimica non hanno modificato queste disposizioni, ma hanno chiarito i principi del loro lavoro. Esistono due tipi di cromatofori: biocromi e chemocromi. I primi sono i veri (reali) pigmenti: carotenoidi (vari derivati del carotene) e pteridine. Assorbono una parte della luce visibile e riflettono l' altra. I colori strutturali (chemocromi) producono colore tramite interferenza o dispersione (riflessione di una lunghezza d'onda e trasmissione di un' altra lunghezza d'onda).
Classificazione colore
La divisione del cromatoforo per colore è piuttosto condizionale. Ed ecco perché. Xantofori ed eritrofori possono essere contenuti nella stessa cellula, quindi il suo colore dipenderà dalla quantità di pigmenti gialli e rossi. Gli iridofori sono chemocromi contenenti cristalli di guanina. Sono i cristalli che riflettono la luce e danno un colore cangiante. Il melanoforo di zumellanina assorbe molto la luce e produce colori neri e marroni.
Il ruolo biologico dei pigmenti
La melanina è il pigmento più comune negli esseri viventiorganismi - grazie all'assorbimento della luce, svolge le funzioni di una cellula scudo. Non trasmette i raggi ultravioletti negli strati più profondi della pelle, proteggendo i tessuti interni dai danni delle radiazioni. Il ruolo del pigmento nei meccanismi di adattabilità degli organismi viventi non può essere sottovalutato. Tutti sanno cos'è un cromatoforo nella vita degli insetti impollinatori e delle piante da loro impollinate. Il colore del corpo gioca un ruolo importante nella difesa contro i nemici, nel tracciare la preda, nell'avvertire del pericolo e nel comportamento riproduttivo. La clorofilla, la batteriorodopsina sono pigmenti fotosintetici e l'emoglobina e l'emocianina sono cromogeni respiratori.
Proprietà da modificare
Il fenomeno più interessante e misterioso è il cambiamento di colore di alcuni animali. Questo fenomeno è chiamato cambiamento di colore fisiologico. Questo meccanismo è complesso e continua a stupire gli scienziati. Non pochi rappresentanti di vari rami filogenetici hanno acquisito questa capacità nel corso dell'evoluzione. Camaleonti e cefalopodi (polpi e seppie) sono organismi abbastanza distanti tra loro nella scala evolutiva della vita, ma i leader indiscussi nella classifica dei più "mutevoli". Questo è sorprendente, ma i meccanismi di funzionamento dei loro cromatofori sono gli stessi.
Come lo fanno
Alcuni cefalopodi, artropodi, crostacei, pesci, anfibi e rettili hanno cellule elastiche come la gomma sotto la pelle. I loro cromatofori hanno una membrana e sono pieni di vernice, come tubi per acquerelli. Ciascuna di queste celle a riposo èuna palla e, quando eccitato, un disco teso da una moltitudine di muscoli dilatatori (dilatatori). Allungano il cromatoforo, aumentandone l'area molte volte, a volte sessanta volte. E lo fanno molto rapidamente - in mezzo secondo. Nei cromatofori, i grani di pigmento possono essere situati al centro o sparsi in tutta la cellula, possono essere molti o pochi. Ogni dilatatore è collegato da nervi a un posto di comando: il cervello dell'animale. I cambiamenti di colore si verificano sotto l'influenza di due gruppi di fattori: fisiologici (cambiamenti nei fattori ambientali o dolore) ed emotivi. Paura, aggressività, simpatia per il sesso opposto e intensa attenzione: tutte queste esperienze emotive cambiano il colore dell'animale.
Citologia di processo
Quando l'animale è a riposo, tutti i granelli di pigmento sono al centro e la pelle diventa chiara (bianca o giallastra). È questo vetro smerigliato che sembra una seppia con una macchia nera di un sacchetto di inchiostro. Quando il pigmento scuro si trova nei rami del cromatoforo, la pelle diventa scura. La combinazione di pigmenti di diversi strati e dà l'intera gamma di sfumature. I colori verde e blu risultano dalla rifrazione della luce nei cristalli di guanidina negli strati superiori della pelle. Il colore della pelle può cambiare rapidamente e invadere l'intero corpo o parti di esso, creando a volte uno schema molto bizzarro. Inoltre, i cromatofori stessi possono scendere negli strati profondi della pelle o risalire in superficie.
Comandante in capo - occhi
Gli scienziati hanno stabilito una stretta relazione tra visione ecambio di colore. La luce attraverso l'organo della vista colpisce il sistema nervoso e fornisce segnali ai cromatofori. Alcuni sono allungati, altri sono contratti e, allo stesso tempo, si ottiene la massima corrispondenza dei colori di mascheratura. È interessante notare che anche un polpo accecato può cambiare colore: percepisce anche il colore con i polloni e, se ne rimane almeno uno, il polpo cambierà colore. È incredibile quali schemi bizzarri può ripetere sul suo corpo. Ci sono prove che il polpo fosse in grado di riprodurre in pochi secondi il testo del giornale, che si trovava accanto all'acquario. E sembra misticismo.
Alcuni fatti interessanti
Oltre alla straordinaria capacità di polpi e camaleonti di cambiare colore, hanno anche alcune altre caratteristiche sorprendenti di cui non sapevi.
Il cervello di un polpo è il più sviluppato tra gli invertebrati. Il polpo più grande pesava 180 chilogrammi. Era lungo 8 metri (catturato nel 1945). Alcuni polpi possono camminare sulla terraferma usando i loro tentacoli.
Uno degli animali più velenosi del pianeta è un abitante dell'Oceano Indiano dagli anelli profondi. Dopo il suo morso, una persona muore entro 1,5 ore. E non c'è antidoto.
Il camaleonte più piccolo, il Madagascar Brookesia, misura meno di 3 centimetri, mentre il più grande, il malgascio, raggiunge i 70 centimetri di lunghezza. Sono praticamente sordi, ma vedranno l'insetto più piccolo a una distanza di 10 metri. L'angolo della loro visione è di 360 gradi e ogni occhio vede la propria immagine del mondo.
