عندما تظهر كلمة "حرباء" أو "أخطبوط" على الفور ارتباطًا بألوان زاهية تغير بعضها البعض. أوراق الشجر الخضراء والعشب والزهور الملونة والفواكه ومجموعة متنوعة من ألوان أسماك الزينة والتلوين المذهل للحيوانات. كل هذا هو العالم الذي يحيط بنا. تدين الكائنات الحية بهذا الألوان المتعددة إلى الهياكل الخلوية الخاصة - الكروماتوفورات. ما هي هذه التشكيلات الغريبة ، ما هي وظيفتها وكيف تعمل - هذا المقال هو عن هذا
ناقلات اللون
هكذا يتم ترجمة كلمة "كروماتوفورس". ما هي هذه المادة ، يجدر شرحها وفقًا لمجموعات الكائنات الحية المختلفة. في القشريات والرخويات والأسماك والبرمائيات والزواحف ، هذه خلايا عاكسة للضوء وخلايا تحتوي على صبغة. هم مسؤولون عن تلوين العينين والجلد ولا يتشكلون إلا أثناء التطور الجنيني في القمة العصبية. بعدخلال فترة النضج تنتشر في جميع أنحاء الجسم. حسب النغمة باللون الأبيض ، تنقسم إلى cantophores (أصفر) ، erythrophores (أحمر) ، iridophores (لامع) ، leucophores (أبيض) ، melanophores (أسود أو بني). يختلف هيكل الكروماتوفور باختلاف المجموعات ، وسنعود إلى هذه المشكلة أدناه.
بلاستيدات ضوئية
ما هي كروماتوفورات الطحالب؟ هذه عضيات أحادية الغشاء من الطحالب البنية والخضراء ، الشريط أو على شكل نجمة ، تحتوي على حبيبات ملونة (الكلوروفيل والكاروتينات). في الكائنات الحية الدقيقة والبكتيريا ، هذه عضيات عديمة الغشاء من مختلف الأشكال والأغراض. على سبيل المثال ، يتم تمثيل chlamydomonas chromatophore بواسطة بلاستيدات خضراء على شكل كوب (يتم تخزين النشا فيه) بجسم أحمر يحتوي على هيماتوكروم (صبغة حمراء). بفضله ، فإن هذا الأبسط لديه القدرة على استشعار الضوء. في الطحلب أحادي الخلية Chlorella ، يتم تمثيل الكروماتوفور بواسطة حبيبات الكلوروفيل أ والكلوروفيل ب ، تطفو بأعداد كبيرة في سيتوبلازم الخلية. بمساعدتهم ، تقوم هذه الطحلب بأداء التمثيل الضوئي الأكثر كفاءة من الحد الأدنى من الموارد. وبالتالي ، بالنسبة إلى الطحالب الأولية والطحالب أحادية الخلية ، فمن المميز أنه بالإضافة إلى وظيفة التمثيل الضوئي للكروماتوفور ، فهي تخزين وحساسية للضوء. وتجدر الإشارة إلى أن كروماتوفور الطحالب تختلف عن البلاستيدات الخضراء للنباتات العليا في بنية أبسط وأنواع أخرى من الكلوروفيل (صبغة خضراء بمركب مغنيسيوم).
خلايا حيوانية مصطبغة
شلدى البشر والعديد من الحيوانات خلايا تحتوي على صبغة واحدة فقط هي الميلاتونين. توجد هذه الخلايا في الجلد والصوف والشعر والريش ، في قزحية العين وشبكية العين. يعتمد تشبع اللون على التركيز. تسمى هذه الخلايا الخلايا الصبغية ، وتتشكل طوال حياة الجسم ويمكن أن تكون من نوع واحد فقط - الخلايا الصباغية.
عمل محدد
ما هي الكروماتوفورات؟ تشكلت فكرة عملهم ، وهو أمر ضروري لتصنيفهم ، في الستينيات من القرن الماضي. لم تغير أحدث البيانات في الكيمياء الحيوية هذه الأحكام ، لكنها أوضحت مبادئ عملهم. هناك نوعان من الكروماتوفورات: الكروميات الحيوية والكيميائية. الأولى هي أصباغ حقيقية (حقيقية) - كاروتينات (مشتقات مختلفة من كاروتين) وبتيريدين. تمتص جزءًا من الضوء المرئي وتعكس الآخر. تنتج الألوان الهيكلية (الكروموزومات الكيميائية) اللون من خلال التداخل أو التشتت (انعكاس لطول موجي واحد ونقل طول موجي آخر).
تصنيف اللون
تقسيم الكروماتوفور حسب اللون مشروط إلى حد ما. وهذا هو السبب. يمكن احتواء Xanthophores و erythrophores في نفس الخلية ، ومن ثم سيعتمد لونها على كمية الصبغات الصفراء والحمراء. Iridophores عبارة عن كرومات كيميائية تحتوي على بلورات الجوانين. إنها البلورات التي تعكس الضوء وتعطي لونًا قزحيًا. Zumellanin melanophore يمتص الضوء بدرجة عالية وينتج ألوانًا سوداء وبنية.
الدور البيولوجي للأصباغ
الميلانين هو الصبغة الأكثر شيوعًا في الكائنات الحيةالكائنات الحية - بسبب امتصاص الضوء ، تؤدي وظائف خلية الدرع. لا تنقل الأشعة فوق البنفسجية إلى الطبقات العميقة من الجلد ، مما يحمي الأنسجة الداخلية من أضرار الإشعاع. لا يمكن التقليل من دور الصبغ في آليات تكيف الكائنات الحية. يعلم الجميع ما هو الكروماتوفور في حياة تلقيح الحشرات والنباتات التي يتم تلقيحها. يلعب لون الجسم دورًا مهمًا في الدفاع ضد الأعداء وتتبع الفريسة والتحذير من الخطر والسلوك الإنجابي. الكلوروفيل ، البكتريورودوبسين هي أصباغ ضوئية ، والهيموجلوبين والهيموسيانين من الكروموجينات التنفسية.
خاصية للتغيير
الظاهرة الأكثر إثارة وغموضًا هي تغير لون بعض الحيوانات. هذه الظاهرة تسمى تغير اللون الفسيولوجي. هذه الآلية معقدة وتستمر في إدهاش العلماء. اكتسب عدد غير قليل من ممثلي مختلف فروع النشوء والتطور هذه القدرة في سياق التطور. تعتبر الحرباء ورأسيات الأرجل (الأخطبوطات والحبار) كائنات حية بعيدة كل البعد عن بعضها البعض في السلم التطوري للحياة ، لكنها بلا منازع القادة في ترتيب "الأكثر تغيرًا". هذا مفاجئ ، لكن آليات عمل كروماتوفورهم هي نفسها.
كيف يفعلون ذلك
تحتوي بعض رأسيات الأرجل والمفصليات والقشريات والأسماك والبرمائيات والزواحف على خلايا مرنة مثل المطاط تحت جلدها. تحتوي كروماتوفوراتها على غشاء ومليئة بالطلاء ، مثل أنابيب الألوان المائية. كل خلية من هذا القبيل في حالة راحةكرة ، وعند الإثارة ، يتم شد القرص بواسطة العديد من العضلات الموسعة (الموسعات). إنهم يمدون الكروماتوفور ، ويزيدون مساحته عدة مرات ، وأحيانًا ستين مرة. ويقومون بذلك بسرعة كبيرة - في نصف ثانية. في الكروماتوفور ، يمكن أن توجد حبيبات الصباغ في المركز أو منتشرة في جميع أنحاء الخلية ، ويمكن أن تكون كثيرة أو قليلة. كل موسع متصل عن طريق الأعصاب بمركز قيادة - دماغ الحيوان. تحدث تغيرات اللون تحت تأثير مجموعتين من العوامل: الفسيولوجية (التغيرات في العوامل البيئية أو الألم) والعاطفية. الخوف والعدوان والتعاطف مع الجنس الآخر والاهتمام الشديد - كل هذه التجارب العاطفية تغير لون الحيوان.
عملية علم الخلايا
عندما يكون الحيوان في حالة راحة ، تكون جميع حبيبات الصبغة في المنتصف ويصبح الجلد فاتحًا (أبيض أو أصفر). هذا الزجاج المصنفر يشبه الحبار مع بقعة سوداء من كيس الحبر. عندما تكون الصبغة الداكنة في فروع الكروماتوفور ، يصبح الجلد داكنًا. مزيج أصباغ من طبقات مختلفة ويعطي مجموعة كاملة من الظلال. ينتج اللونان الأخضر والأزرق عن انكسار الضوء في بلورات الغوانيدين في الطبقات العليا من الجلد. يمكن أن يتغير لون الجلد بسرعة ويسيطر على الجسم بأكمله أو أجزاء منه ، مما يخلق أحيانًا نمطًا غريبًا جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للكروماتوفورات نفسها أن تنزل إلى الطبقات العميقة من الجلد أو ترتفع إلى السطح.
القائد العام - عيون
أنشأ العلماء علاقة وثيقة بين الرؤية وتغيير اللون. يؤثر الضوء عبر جهاز الرؤية على الجهاز العصبي ، ويعطي إشارات إلى الكروماتوفور. بعضها ممتد ، والبعض الآخر متقلص ، وفي نفس الوقت ، يتم تحقيق أقصى تطابق لألوان الإخفاء. ومن المثير للاهتمام ، أنه حتى الأخطبوط الأعمى يمكنه تغيير لونه - فهو يتعرف أيضًا على اللون باستخدام المصاصات ، وإذا بقي الأخطبوط على الأقل ، فسيتغير لونه. إنه لأمر مدهش ما هي الأنماط الغريبة التي يمكنه تكرارها على جسده. هناك أدلة على أن الأخطبوط كان قادرًا على نسخ نص الصحيفة في ثوانٍ ، التي كانت بجوار الحوض. و تبدو مثل التصوف
بعض الحقائق المثيرة
بالإضافة إلى القدرة المذهلة للأخطبوطات والحرباء على تغيير اللون ، لديهم أيضًا بعض الميزات المدهشة التي لم تكن على دراية بها.
دماغ الأخطبوط هو الأكثر تطوراً بين اللافقاريات. وزن أكبر أخطبوط 180 كجم. كان طوله 8 أمتار (تم صيده عام 1945). يمكن لبعض الأخطبوطات المشي على الأرض باستخدام مجساتها.
أحد أكثر الحيوانات سامة على هذا الكوكب هو أحد سكان المحيط الهندي ذو الحلقات العميقة. بعد لدغته يموت الشخص في غضون 1.5 ساعة. ولا يوجد ترياق.
أصغر حرباء ، مدغشقر بروكسيا ، يبلغ حجمها أقل من 3 سنتيمترات ، بينما أكبرها ، مدغشقر ، يصل طولها إلى 70 سم. إنهم أصم عمليًا ، لكنهم سيرون أصغر حشرة على مسافة 10 أمتار. زاوية رؤيتهم 360 درجة وكل عين ترى صورتها الخاصة للعالم
