Keď sa pri slovách „chameleón“alebo „chobotnica“okamžite vynorí asociácia s jasnými farbami, ktoré sa navzájom menia. Zelené lístie a tráva, farebné kvety a ovocie, rôzne farby akváriových rýb a úžasné sfarbenie zvierat. Toto všetko je svet, ktorý nás obklopuje. Živé organizmy vďačia za túto viacfarebnosť špeciálnym bunkovým štruktúram - chromatoforom. Aké sú tieto zvláštne útvary, aká je ich funkcia a ako fungujú - o tom je tento článok.
Farebné nosiče
Takto sa prekladá slovo „chromatofóry“. Čo je táto látka, stojí za to vysvetliť v súlade s rôznymi skupinami živých organizmov. U kôrovcov, mäkkýšov, rýb, obojživelníkov, plazov sú to bunky odrážajúce svetlo a bunky obsahujúce pigment. Sú zodpovedné za sfarbenie očí a kože a vznikajú až počas embryogenézy v nervovej lište. Pov období dozrievania sa šíria po celom tele. Podľa tónu v bielej farbe sa delia na kantofory (žlté), erytrofory (červené), iridofory (svietiace), leukofory (biele), melanofóry (čierne alebo hnedé). Štruktúra chromatofóru je pre rôzne skupiny odlišná a k tomuto problému sa vrátime nižšie.
Fotosyntetické plastidy
Čo sú chromatofóry rias? Sú to jednomembránové organely hnedých a zelených rias, stuhovité alebo hviezdicovité, obsahujúce farebné granuly (chlorofyly a karotenoidy). V mikroorganizmoch a baktériách sú to bezmembránové organely rôznych tvarov a účelov. Napríklad chromatofór chlamydomonas je reprezentovaný chloroplastom vo forme pohárika (je v ňom uložený škrob) s červeným pigmentovým telom obsahujúcim hematochróm (červený pigment). Vďaka nemu má tento najjednoduchší schopnosť vnímať svetlo. V jednobunkovej riase Chlorella je chromatofór reprezentovaný granulami chlorofylu-a a chlorofylu-b, plávajúcimi vo veľkom množstve v cytoplazme bunky. S ich pomocou vykonáva táto riasa najefektívnejšiu fotosyntézu z minima zdrojov. Pre prvoky a jednobunkové riasy je teda charakteristické, že okrem fotosyntetickej funkcie chromatofóru je zásobný a fotosenzitívny. Stojí za zmienku, že chromatofóry rias sa líšia od chloroplastov vyšších rastlín jednoduchšou štruktúrou a inými typmi chlorofylu (zelený pigment s komplexom horčíka).
Pigmentované živočíšne bunky
UĽudia a mnohé zvieratá majú bunky, ktoré obsahujú iba jeden pigment, melatonín. Tieto bunky sa nachádzajú v koži, vlne, vlasoch a perách, v dúhovke a sietnici očí. Sýtosť farby závisí od koncentrácie. Tieto bunky sa nazývajú chromatocyty, tvoria sa počas celého života tela a môžu byť len jedného typu – melanocyty.
Konkrétna práca
Čo sú chromatofóry? Myšlienka ich práce, ktorá je nevyhnutná pre ich klasifikáciu, vznikla v 60. rokoch minulého storočia. Najnovšie údaje v biochémii tieto ustanovenia nezmenili, ale objasnili princípy ich práce. Existujú dva typy chromatofórov: biochrómy a chemochrómy. Prvými sú pravé (skutočné) pigmenty – karotenoidy (rôzne deriváty karoténu) a pteridíny. Absorbujú jednu časť viditeľného svetla a odrážajú druhú. Štrukturálne farby (chemochrómy) vytvárajú farbu prostredníctvom interferencie alebo rozptylu (odraz jednej vlnovej dĺžky a prenos inej vlnovej dĺžky).
Klasifikácia farieb
Rozdelenie chromatofóru podľa farby je skôr podmienené. A preto. Xantofóry a erytrofory môžu byť obsiahnuté v tej istej bunke a potom bude jej farba závisieť od množstva žltých a červených pigmentov. Iridofory sú chemochrómy obsahujúce kryštály guanínu. Sú to kryštály, ktoré odrážajú svetlo a dávajú dúhovú farbu. Melanofór zumellanínu je vysoko absorbujúci svetlo a vytvára čierne a hnedé farby.
Biologická úloha pigmentov
Melanín je najbežnejší pigment v živých organizmochorganizmy – vďaka absorpcii svetla plní funkcie štítovej bunky. Neprepúšťa ultrafialové lúče do hlbších vrstiev kože, čím chráni vnútorné tkanivá pred poškodením žiarením. Úlohu pigmentu v mechanizmoch adaptability živých organizmov nemožno podceňovať. Každý vie, čo je chromatofór v živote opeľujúceho hmyzu a rastlín nimi opeľovaných. Farba tela hrá dôležitú úlohu pri obrane pred nepriateľmi, sledovaní koristi, varovaní pred nebezpečenstvom a reprodukčnom správaní. Chlorofyl, bakteriorhodopsín sú fotosyntetické pigmenty a hemoglobín a hemocyanín sú respiračné chromogény.
Vlastnosť na zmenu
Najzaujímavejší a najzáhadnejší jav je zmena farby niektorých zvierat. Tento jav sa nazýva fyziologická zmena farby. Tento mechanizmus je zložitý a stále udivuje vedcov. Túto schopnosť v priebehu evolúcie nadobudlo nemálo zástupcov rôznych fylogenetických vetiev. Chameleóny a hlavonožce (chobotnice a sépie) sú organizmy v evolučnom rebríčku života od seba dosť vzdialené, no v rebríčku tých „najpremenlivejších“nesporne vedú. Je to prekvapujúce, ale mechanizmus fungovania ich chromatofórov je rovnaký.
Ako to robia
Niektoré hlavonožce, článkonožce, kôrovce, ryby, obojživelníky a plazy majú pod kožou bunky, ktoré sú elastické ako guma. Ich chromatofóry majú membránu a sú naplnené farbou, ako trubice na akvarel. Každá takáto bunka v pokoji jeloptičku a pri vzrušení disk natiahnutý množstvom dilatačných svalov (dilatátorov). Rozťahujú chromatofór, čím zväčšujú jeho plochu mnohokrát, niekedy až šesťdesiatkrát. A robia to veľmi rýchlo - za pol sekundy. V chromatofóroch môžu byť pigmentové zrná umiestnené v strede alebo rozptýlené po celej bunke, môže ich byť veľa alebo málo. Každý dilatátor je spojený nervami s veliteľským stanovišťom – mozgom zvieraťa. Farebné zmeny sa vyskytujú pod vplyvom dvoch skupín faktorov: fyziologických (zmeny faktorov prostredia alebo bolesti) a emocionálnych. Strach, agresivita, sympatie k opačnému pohlaviu a intenzívna pozornosť – všetky tieto emocionálne zážitky menia farbu zvieraťa.
Cytológia procesu
Keď je zviera v pokoji, všetky pigmentové zrnká sú v strede a koža sa stáva svetlou (bielou alebo žltkastou). Práve toto matné sklo vyzerá ako sépia s čiernou škvrnou atramentového vrecka. Keď je tmavý pigment vo vetvách chromatofóru, koža stmavne. Kombinácia pigmentov rôznych vrstiev dáva celú škálu odtieňov. Zelená a modrá farba je výsledkom lomu svetla v kryštáloch guanidínu v horných vrstvách kože. Farba pokožky sa môže rýchlo meniť a preberať celé telo alebo jeho časti, čo niekedy vytvára veľmi bizarný vzor. Okrem toho samotné chromatofóry môžu zostúpiť do hlbokých vrstiev kože alebo vystúpiť na povrch.
Hlavný veliteľ – oči
Vedci vytvorili úzky vzťah medzi víziou azmena farby. Svetlo cez orgán zraku ovplyvňuje nervový systém a dáva signály chromatofórom. Niektoré sú natiahnuté, iné stiahnuté a zároveň sa dosiahne maximálne zladenie maskovacích farieb. Zaujímavosťou je, že aj oslepená chobotnica môže meniť farbu – vníma farbu aj prísavkami a ak aspoň jedna zostane, chobotnica zmení farbu. Je úžasné, aké bizarné vzory dokáže opakovať na svojom tele. Existujú dôkazy, že chobotnica bola schopná za pár sekúnd reprodukovať text novín, ktoré boli vedľa akvária. A vyzerá to ako mysticizmus.
Niekoľko zaujímavých faktov
Okrem úžasnej schopnosti chobotníc a chameleónov meniť farbu majú aj niekoľko úžasných funkcií, o ktorých ste nevedeli.
Mozog chobotnice je najrozvinutejší spomedzi bezstavovcov. Najväčšia chobotnica vážila 180 kilogramov. Bol dlhý 8 metrov (chytený v roku 1945). Niektoré chobotnice dokážu chodiť po zemi pomocou chápadiel.
Jedným z najjedovatejších zvierat na planéte je hlboko krúžkovaný obyvateľ Indického oceánu. Po jeho uhryznutí človek do 1,5 hodiny zomrie. A neexistuje protijed.
Najmenší chameleón, Madagaskar Brookesia, má veľkosť necelé 3 centimetre, zatiaľ čo najväčší, Madagaskar, dorastá do dĺžky až 70 centimetrov. Sú prakticky hluchí, ale najmenší hmyz uvidia na vzdialenosť 10 metrov. Uhol ich videnia je 360 stupňov a každé oko vidí svoj vlastný obraz sveta.
