Biologija yra žavus gamtos mokslas. Sužinoję naujų faktų apie ląsteles ir organizmus, nustebsite išmintinga ir sudėtinga gyvų būtybių struktūra. Apsvarstykite vieną iš jų struktūros paslapčių, susijusių su spalva ir jos kaita.
Kas yra chromatoforai biologijoje
Gyvų būtybių ląstelėse yra įvairių organelių (organelių), atliekančių skirtingas funkcijas. Chromatoforai yra ląstelių organelės, esančios citoplazmoje ir suteikiančios jai spalvą. Galite vadinti visas ląstelių organeles, kurios turi tokią spalvą, tačiau šis terminas buvo priskirtas spalvotiems kūnams dumblių ląstelėse. Panašūs dariniai aukštesniuosiuose augaluose vadinami chlorofilo grūdeliais ir chloroplastais.
Kartais chromatoforai vadinami dumblių chloroplastais. Tačiau reikia pažymėti, kad žuvų ląstelės, kuriose yra spalvoto pigmento, taip pat dažnai vadinamos chromatoforu, nors jos neturi nieko bendra su augalais. Jo taip pat randama kai kuriuose kituose gyvūnuose ir fotosintetinėse bakterijose.
Yra dar vienas būdas paaiškinti, kas yra chromatoforas. Pagal savo struktūrą chromatoforai yra plastidai. Kaip žinote, plastidai vadinami augalų ląstelių organelėmis, kurių išorėje yra lygi membrana, o viduje - membrana, kuri formuoja ataugas. Leukoplastai, chromoplastai ir chloroplastai yra plastidai. Savo ruožtu chromatoforas, kaip į chloroplastą panašus darinys, taip pat reiškia plastidus.
Chromatoforo funkcijos
Dumbliuose chromatoforai dalyvauja fotosintezėje, o žuvyse ir gyvūnuose jie tik suteikia ir keičia spalvą.
Chromatoforo (endoplazmos) plazmos korpuse juda kinoplazma (vidinis organoido sluoksnis), kurioje yra spalvos pigmentas.
Chromatoforų forma
Jų forma skiriasi, tačiau dažniausiai pasitaiko žvaigždės formos, disko formos, šakotos ir panašiai. Tačiau šios formos būdingos tik ląstelei, kuri yra aktyvi, išsiplėtusi, vadinama išsiplėtimu.
Augaluose šios organelės dažniausiai yra žalios, nors gali atsirasti ir kitų spalvų. Gyvūnai gali būti bet kokios spalvos.
Dumblių apžvalga
Dumbliai yra vienaląsčiai ir daugialąsčiai, taip pat yra kolonijinių formų. Kai kurių ląstelėje nėra membranos, o tik sutankintas protoplazmos sluoksnis. Tai leidžia dumbliams pakeisti formą. Kitų dumblių apvalkalas yra tankus, jame yra daug celiuliozės, o kai kurių netgi prisotintas mineralų – kalkių, silicio dioksido.
Dumblių ląstelės gali turėti vieną ar kelis branduolius arba gali nebūti susiformavusio branduolio. Tada protoplastas turi pastebimą spalvą, o jo centras nėra spalvotas.
Kai kurie dumblių atstovai turi dažųpigmentas yra chromatoforuose, kuriuose dažniausiai yra pirenoidų (tankūs kūnai su dideliu b altymų kiekiu), o aplink pirenoidus nusėda krakmolo atsargos. Daugumos dumblių mitybos tipas yra autotrofinis (dėl šviesos energijos, prasiskverbiančios per vandens stulpelį).
Kokios yra spirogyros ir kai kurių kitų dumblių chromatoforų savybės
Dumbliuose chromatoforas dažniausiai dalyvauja mityboje, nes yra fotosintezės ir atitinkamai maistinių medžiagų susidarymo proceso dalyvis. Kokia yra dumblių chromatoforo forma?
- Spirogyra turi juostelės pavidalo chromatoforą, besisukantį aplink ląstelės sieneles.
- Ulotrix, kaip ir Spirogyra, kuri yra gijiniai daugialąsčiai dumbliai, turi žiedo formos chromatoforą.
- Zignema chromatoforai – žvaigždžių kūnų pavidalu.
- Chromatoforai, esantys diatomuose, atrodo kaip grūdeliai, plokštelės ir pan., juose yra rudų pigmentų, kurie suteikia dumbliams gelsvą, gelsvai rudą arba rudą spalvą.
- Mėlyna-žalieji dumbliai neturi chromatoforų. Jų spalviniai pigmentai protoplazmoje pasiskirstę tolygiai, aplenkdami tik centrinę dalį. Reikėtų pažymėti, kad melsvadumbliai iš tikrųjų yra melsvadumblių kolonijos.
- Protokokinių dumblių vienaląsčių atstovų chromatoforas turi vieną pirenoidą. Labiau išsivysčiusių kolonijinių formų, pavyzdžiui, vandens tinklelio, ląstelės turi išskyrusios chromatoforus, esančius šalia sienų, ir daug pirenoidų jose.
Euglena green chromatophore atliekafotosintezės funkcija, dalyvauja mitybos procese, kaip ir daugelis kitų dumblių.
Kai nėra šviesos, šis nuostabus padaras gali valgyti kaip gyvūnas, perdirbdamas vandenyje ištirpusias organines medžiagas. Jei euglena ilgą laiką gyvena tamsoje, chlorofilas išnyksta iš jo chromatoforų, todėl jis gali fotosintezuoti ir suteikti spalvą. Tokiu atveju jis praranda spalvą.
Chromatoforai gyvūnuose
Gyvūnų chromatoforai yra melanoforai (nepainiokite su žmogaus melanocitais, tai visiškai skirtingos ląstelės). Naudojami abu pavadinimai.
Jie dalyvauja spalvos pasikeitime veikiami išorinių veiksnių. Chromatoforo ektoplazma, lemianti jo formą, yra pritvirtinta kietais dariniais – fibrilėmis; dalyvauja medžiagų apykaitos procesų reguliavime, taip pat gali kontaktuoti su nervų sistema, dėl to, kad gaunami signalai, nuo kurių chromatoforas pradeda veikti kitaip. Iš visų chromatoforų tik melanoforai turi nervų galūnes.
Taigi, žinoma daug gyvūnų rūšių, kurios geba mėgdžioti – keičia spalvą priklausomai nuo fono ir aplinkinių objektų. Lėti spalvos pokyčiai būdingi kai kurių drugių ir daugelio voragyvių vikšrams. Galvakojų, varliagyvių, roplių ir vėžiagyvių spalva greitai keičiasi, judant pigmento grūdeliams chromatoforuose. Spalvų gama gali būti įvairi. Pavyzdžiui, viena iš afrikinių varlių gali pasikeistispalvos iki b altos, geltonos, oranžinės, rudos, pilkos, raudonos, rožinės ir kt. Tą patį spalvų keitimo mechanizmą naudoja visi žinomi chameleonai.
Chromatoforai žuvyse
Skirtingai nuo kitų gyvūnų, žuvų spalva keičiasi dėl chromatoforų skaičiaus pasikeitimo. Tai atsitinka ne tik veikiant nerviniams signalams, bet ir dalyvaujant hormonams. Greičiausiai tai priklauso nuo konkrečios situacijos, o esant skirtingoms sąlygoms, vyksta arba nervinis, arba hormoninis reguliavimas.
Žuvys, pavyzdžiui, gobiai ar plekšnės, gali tiksliai imituoti žemės išvaizdą. Šiuo atveju pagrindinis vaidmuo tenka nervų sistemai. Žemės raštą žuvis suvokia akių pagalba, o šis paveikslas, transformuodamas į nervinius signalus, patenka į nervinį „tinklą“, iš kurio signalai patenka į melanoforines nervų galūnes. Spalvos pasikeitimas vyksta nesąmoningai, padedant simpatiniams nervams.
Hormoninis veikimas pastebimas neršto metu – laikotarpis, kai žuvys yra pasirengusios veistis. Lytiškai subrendę patinai, veikiami hormonų, įgauna patrauklią patelėms spalvą. Jis tampa ryškesnis, kai į akis patenka patelė. Čia pasireiškia mišrus hormonų ir nervų sistemų veikimas: patinui pamačius patelę, signalas per regos nervus patenka į nervų sistemą, o po to į chromatoforus, kurie išsiplėsdami paryškina spalvą.
Pažymėtina, kad, be melanoforų, žuvys turi ir kitų chromatoforų – guanoforų. Tačiau formaliai juos galima priskirti chromatoforams, neskad vietoj pigmentinių grūdelių juose yra kristalinė medžiaga guaninas, suteikiantis žuvims blizgančią sidabrinę spalvą. Iš melanoforų kartais taip pat išskiriami ksantoforai ir eritroforai.
