Функция фотостатических хроматофоров основана на способности клеток к изменению своего цвета или освещению в ответ на изменение освещенности окружающей среды.
Хроматофоры
Благодаря этому организм может изменять свой цвет, принимая тем самым роль в привлечении партнера, пугая врага или приспосабливаясь к окружающей среде. Некоторые животные обладают способностью выбирать и управлять своим цветом в ответ на различные стимулы. Например, окунь-щука Esox lucius может изменять интенсивность своих полос для приспособления к окружающему фону и облегчения охоты на жертву. Хроматофоры являются захватывающим примером эволюционной адаптации и диверсификации животных. Они расширяют возможности коммуникации, помогают в защите от хищников и предоставляют новые пути для развития и выживания. Изучение хроматофоров и их функций может дать нам глубокий взгляд на разнообразие животного мира и его способность к адаптации.
Они встречаются у некоторых видов рыб, амфибий и рептилий. Феомеланофоры также помогают изменять цвет кожи для маскировки или коммуникации. Контроль цвета Цвет хроматофоров контролируется несколькими механизмами, включая нервную систему, гормоны и изменение окружающей среды. У разных видов животных могут быть разные способы контроля цвета хроматофоров.
Приложения в науке и технологиях Понимание работы хроматофоров находит свое применение в различных научных и технологических областях. Например, изучение хроматофоров может помочь в разработке новых материалов и красителей, способных менять свой цвет под воздействием определенных условий.
Однако есть различия между биологией меланофоров и меланоцитов. Цианофоры В 1995 году было продемонстрировано, что яркие синие цвета у некоторых видов мандариновой рыбы не создаются схемохромами. Вместо этого ответственен голубой биохром неизвестной химической природы Fujii 2000. Этот пигмент, обнаруженный в пузырьках по крайней мере у двух видов каллионимидных рыб, очень необычен для животного мира, поскольку все остальные синие окраски, исследованные до сих пор, являются схематическими. Поэтому был предложен новый тип хроматофоров - цианофор. Хотя они кажутся необычными по своему таксономическому ограничению, могут быть цианофоры а также другие необычные типы хроматофоров у других рыб и земноводных. Например, ярко окрашенные хроматофоры с неопределенными пигментами наблюдались как у ядовитых лягушек, так и у стеклянных лягушек Schwalm et al.
Разработка Во время эмбрионального развития позвоночных хроматофоры являются одним из ряда типов клеток, генерируемых в нервном гребне, парной полосе клеток, возникающих на краях нервной трубки. Эти клетки обладают способностью мигрировать на большие расстояния, позволяя хроматофорам заселять многие органы тела, включая кожу, глаза, ухо и мозг. Покидая нервный гребень волнообразно, хроматофоры проходят либо дорсолатеральный путь через дерму, проникая в эктодерму через небольшие отверстия в базальной пластинке, либо вентромедиальный путь между сомитами и нервной трубкой. Исключением являются меланофоры пигментированного эпителия сетчатки глаза. Они не происходят из нервного гребня, вместо этого выход из нервной трубки создает глазной бокал, который, в свою очередь, формирует сетчатку. Когда и как мультипотентные клетки-предшественники хроматофора называемые хроматобласты развиваются в свои дочерние подтипы - область постоянных исследований. У эмбрионов рыбок данио известно, например, что через 3 дня после оплодотворения каждый из классов клеток, обнаруженных у взрослых рыб - меланофоры, ксантофоры и иридофоры - уже присутствует. Исследования с использованием мутантных рыб показали, что такие факторы транскрипции, как Комплект,sox10, а также митф важны для контроля дифференцировки хроматофора Kelsh et al. Если эти белки дефектны, хроматофоры могут отсутствовать частично или полностью, что приводит к лейцистическому расстройству.
Транслокация пигмента Многие виды обладают способностью перемещать пигмент внутри хроматофора, что приводит к заметному изменению цвета. Этот процесс, известный как физиологическое изменение цвета, наиболее широко изучен у меланофоров, поскольку меланин - самый темный и наиболее заметный пигмент. У большинства видов с относительно тонкой дермой дермальные меланофоры имеют тенденцию быть плоскими и покрывать большую площадь поверхности. Однако у животных с толстым дермальным слоем, таких как взрослые рептилии, дермальные меланофоры часто образуют трехмерные единицы с другими хроматофорами. Эти дермальные хроматофорные единицы DCU состоят из самого верхнего слоя ксантофора или эритрофора, затем слоя иридофора и, наконец, корзинообразного слоя меланофора с отростками, покрывающими иридофоры Bagnara et al. Оба типа кожных меланофоров важны для физиологического изменения цвета. Плоские кожные меланофоры часто перекрывают другие хроматофоры, поэтому, когда пигмент рассредоточен по клетке, кожа выглядит темной. Когда пигмент собирается по направлению к центру клетки, пигменты других хроматофоров подвергаются воздействию света, и кожа приобретает свой оттенок. Точно так же после агрегации меланина в DCU кожа становится зеленой из-за ксантофорной желтой фильтрации рассеянного света от слоя иридофора.
При рассеивании меланина свет больше не рассеивается, и кожа становится темной. Поскольку другие биохроматические хоматофоры также способны к транслокации пигментов, животные с несколькими типами хроматофоров могут генерировать впечатляющий набор цветов кожи, хорошо используя эффект разделения Palazzo et al. Контроль и механика быстрой транслокации пигмента хорошо изучены у ряда различных видов, особенно у земноводных и костистых рыб Deacon et al. Было продемонстрировано, что процесс может находиться под контролем гормонов, нейронов или и тем, и другим. Нейрохимические вещества, которые, как известно, перемещают пигмент, включают норадреналин через его рецептор на поверхности меланофоров Aspengren et al. Основными гормонами, участвующими в регуляции транслокации, являются меланокортины, мелатонин и меланинконцентрирующий гормон MCH , которые вырабатываются в основном в гипофизе, шишковидной железе и гипоталамусе соответственно. Эти гормоны могут также паракринно вырабатываться клетками кожи. Было показано, что на поверхности меланофора гормоны активируют специфические рецепторы, связанные с G-белком, которые, в свою очередь, передают сигнал в клетку. Меланокортины приводят к диспергированию пигмента, в то время как мелатонин и MCH вызывают агрегацию Logan et al.
Многочисленные рецепторы меланокортина, МСН и мелатонина были идентифицированы у рыб Logan et al. Было показано, что внутри клетки циклический аденозинмонофосфат цАМФ является важным вторичным посредником транслокации пигмента. Посредством механизма, который еще не полностью изучен, цАМФ влияет на другие белки, такие как протеинкиназа A, чтобы управлять молекулярными моторами, несущими пигмент, содержащие пузырьки, вдоль как микротрубочек, так и микрофиламентов Snider et al. Фоновая адаптация См. Также: Камуфляж Большинство рыб, рептилий и земноводных претерпевают ограниченное физиологическое изменение цвета в ответ на изменение окружающей среды. Этот вид камуфляжа, известный как фоновая адаптация », чаще всего проявляется в легком потемнении или осветлении тона кожи, чтобы приблизительно имитировать оттенок окружающей среды. Было продемонстрировано, что процесс фоновой адаптации зависит от зрения похоже, животное должно видеть окружающую среду, чтобы адаптироваться к ней Neuhauss 2003 , и что перемещение меланина в меланофорах является основным фактором изменения цвета Logan и др. У некоторых животных, таких как хамелеоны и анолисы, высокоразвитая фоновая реакция адаптации, способная очень быстро генерировать различные цвета. Они адаптировали способность изменять цвет в зависимости от температуры, настроения, уровня стресса и социальных сигналов, а не просто имитировать окружающую среду.
Хроматофоры головоногих моллюсков Колеидные головоногие моллюски имеют сложные многоклеточные «органы», которые они используют для быстрой смены цвета. Это особенно заметно у ярко окрашенных кальмаров, каракатиц и осьминогов. Каждая хроматофорная единица состоит из одной хроматофорной клетки и множества мышечных, нервных, оболочечных и глиальных клеток Cloney and Florey, 1968. Внутри клетки хроматофора гранулы пигмента заключены в эластичный мешок, называемый цитоэластическим саккулюсом. Чтобы изменить цвет, животное искажает форму или размер саккулюса за счет сокращения мышц, изменяя его полупрозрачность, отражательную способность или непрозрачность. Это отличается от механизма, используемого у рыб, земноводных и рептилий, тем, что изменяется форма саккулюса, а не перемещение пигментных пузырьков внутри клетки. Однако достигается аналогичный эффект. Осьминоги оперируют хроматофорами в сложных волнообразных хроматических дисплеях, что приводит к множеству быстро меняющихся цветовых схем. Считается, что нервы, управляющие хроматофорами, расположены в головном мозге в том же порядке, что и хроматофоры, которые каждый из них контролирует.
Это означает, что образец изменения цвета соответствует модели активации нейронов. Это может объяснить, почему, когда нейроны активируются один за другим, изменение цвета происходит волнообразно Demski 1992. Подобно хамелеонам, головоногие моллюски используют физиологическое изменение цвета для социального взаимодействия. Они также являются одними из самых опытных в адаптации фона, имея способность с поразительной точностью подбирать цвет, узор, интенсивность и текстуру окружающей среды. Бактерии Хроматофоры также встречаются в мембранах фототрофных бактерий. Используемые в основном для фотосинтеза, они содержат пигменты бактериохлорофилла и каротиноиды Salton, 1987. У пурпурных бактерий, таких как Rhodospirillum rubrum, светособирающие белки присущи мембранам хроматофора. Однако у зеленых серных бактерий они организованы в специальные антенные комплексы, называемые хлоросомами Frigaard and Bryant 2004. Практическое применение В дополнение к фундаментальным исследованиям, направленным на лучшее понимание самих хроматофоров, клетки используются для прикладных исследовательских целей.
Например, личинки рыбок данио используются для изучения того, как хроматофоры организуются и взаимодействуют, чтобы точно сформировать регулярный узор с горизонтальными полосами, как у взрослых рыб Kelsh 2004. Это рассматривается как полезная модельная система для понимания паттернов в области эволюционной биологии развития. Биология хроматофора также использовалась для моделирования состояния или заболевания человека, включая меланому и альбинизм. Недавно ген, ответственный за меланофор-специфический золотой штамм рыбок данио, Slc24a5, было показано, что он имеет человеческий эквивалент, который сильно коррелирует с цветом кожи Lamason et al. Хроматофоры также используются в качестве биомаркера слепоты у хладнокровных животных, так как животные с определенными дефектами зрения не способны к фоновой адаптации к световой среде Neuhauss 2003. Считается, что человеческие гомологи рецепторов, которые опосредуют перемещение пигмента в меланофорах, участвуют в таких процессах, как подавление аппетита и загар, что делает их привлекательными мишенями для лекарств Logan et al. Поэтому фармацевтические компании разработали биологический анализ для быстрой идентификации потенциальных биологически активных соединений с использованием меланофоров африканской когтистой лягушки Jayawickreme et al. Другие ученые разработали методы использования меланофоров в качестве биосенсоров Andersson et al. Были предложены потенциальные военные применения изменения цвета, опосредованного хроматофорами, в основном как тип активного камуфляжа Lee 2005.
Филиппини, А. Суска и др. Меланофоры лягушки, культивируемые на флуоресцентных микрошариках: биосенсинг на основе биомимики. PMID 15967358. Проверено 6 августа 2008 г.
Выполняет ту же функцию, что и обычные хлоропласты — фотосинтез, но может иметь разнообразную форму и размер. Хлоропласты всегда мелкие и овальной формы. Хроматофор характерен для низших растений — водорослей например, улотрикс, спирогира, ульва.
ГДЗ учебник по биологии 5 класс Пасечник. §18. Вопросы после параграфа. Номер №8
Что такое фракталы. Хроматофоры (от греч. χρῶμα — цвет и греч. φορός — несущий) — пигментсодержащие или светоотражающие клетки у животных и человека (то же, что и пигментные клетки), либо пигменосодержащие внутриклеточные органеллы у растений и микроорганизмов. Что такое хроматофор в биологии и как его можно кратко определить? Что такое хроматофор? Хроматофоры (от греч. «хромос» — крашу и «форос» — несущий) — пигментсодержащие и светоотражающие клетки, присутствующие у земноводных, рыб, рептилий, ракообразных и головоногих.
Для чего нужен хроматофор?
Хроматофор – это специализированная клетка, имеющая способность менять цвет кожи, волос или перьев у животных и растений. Политика конфиденциальности и соглашение Научитесь определять, что такое и как работает хроматофор Хроматофоры — это специализированные клетки, ответственные за изменение цвета у многих животных, улиток, рыб и рептилий. Хроматофоры являются удивительными структурами, обеспечивающими животным и растениям разнообразные возможности в области общения, мимикрии и защиты. Узнай ответ на вопрос: Что такое хроматофор? Политика конфиденциальности и соглашение Научитесь определять, что такое и как работает хроматофор Хроматофоры — это специализированные клетки, ответственные за изменение цвета у многих животных, улиток, рыб и рептилий. это клетка, в состав которой входит пигмент. Хроматофоры содержатся в тканях растений и придают им окраску.
Значение слова «хроматофор»
Плоские кожные меланофоры часто покрывают другие хроматофоры, поэтому, когда пигмент распространяется по клетке, кожа становится темной. Когда пигмент скапливается в центре клетки, пигменты других хроматофоров подвергаются воздействию света, и кожа приобретает свой оттенок. Точно так же после накопления меланина в DCU кожа становится зеленой из-за фильтрации ксантофором желтым света, рассеянного слоем иридофоров. Когда меланин рассеивается, свет больше не разрушается; он поглощается меланином, и кожа становится темной. Поскольку другие биохроматические хроматофоры также способны достигать этой миграции пигмента, кожа животных с несколькими видами хроматофоров может таким образом генерировать широкий диапазон цветов. Покадровая фотография меланофора рыбок данио во время агрегации пигмента. Контроль и механизмы перемещения пигмента хорошо изучены у ряда видов, особенно среди земноводных и костистых рыб. Было показано, что процесс может находиться под гормональным, нейрональным или и тем и другим контролем.
Нейрохимические вещества, участвующие в перемещении пигмента, включают норадреналин , рецепторы которого находятся на поверхности меланофоров. Основными гормонами, участвующими в регуляции транслокации, являются меланокортин , мелатонин и меланоконцентрирующий гормон MCH , вырабатываемые в основном гипофизом , шишковидной железой и гипоталамусом соответственно. Эти гормоны также могут вырабатываться паракринными клетками кожи. На поверхности меланофора гормоны активируют рецепторы, связанные со специфическими G-белками, которые, в свою очередь, передают сигнал клетке. Меланокортин заставляет пигменты рассеиваться, а мелатонин и MCH вызывают их агрегацию. Многочисленные рецепторы мелакортина, MCH и мелатонина были идентифицированы у рыб и лягушек, включая гомолог MC1R , рецептора мелакортина, который, как известно, регулирует цвет кожи и волос человека. Внутри клетки циклический аденозинмонофосфат цАМФ является важным вторичным посредником транслокации пигмента.
По еще недостаточно расшифрованному механизму цАМФ влияет на другие белки, такие как протеинкиназа А , чтобы активировать белковый двигатель, который транспортирует везикулы, содержащие пигменты, по микротрубочкам и микрофиламентам. Приспособление Большинство рыб, рептилий и земноводных меняют цвет в ответ на изменения в окружающей их среде. Этот тип камуфляжа, или гомохромия , обычно проявляется в легком потемнении или осветлении кожи, примерно имитирующем окружающую среду. Было показано, что этот процесс зависит от зрения животное должно видеть окружающую среду, чтобы адаптироваться к ней , и что перемещение меланина в меланофоры является основным фактором, ответственным за изменение цвета. Такие животные, как хамелеоны , головоногие моллюски и ящерицы-анолы, обладают высокоразвитой адаптивной реакцией, способной очень быстро генерировать различные цвета. Они адаптировали свою способность изменять цвет в ответ на изменения температуры, настроения, стресса и социальных взаимодействий, а не просто имитировать свое окружение. Разработка Поперечный разрез ствола развивающегося позвоночного, показывающий дорсолатеральный красный и мидовентральный синий пути, взятые во время миграции хроматобластов.
Во время эмбрионального развития позвоночных хроматофоры являются одним из типов клеток, образующихся в нервном гребне, который представляет собой группу клеток, появляющуюся на краях нервной трубки. Эти клетки обладают способностью мигрировать на большие расстояния, позволяя хроматофорам заселять многие органы тела, включая кожу, глаза, ухо и мозг. Покидая нервный гребень последовательными волнами, хроматофоры проходят либо дорсолатеральным путем через дерму, проникая в эктодерму через небольшие пространства, расположенные в базальной пластинке , либо медиовентральным путем между сомитами и нервной трубкой. Исключение составляют меланофоры пигментированного эпителия сетчатки глаза. Они возникают не из нервного гребня, а из дивертикула нервной трубки, который образует глазной бокал, который, в свою очередь, формирует сетчатку. Когда и как мультипотентные хроматофорные клетки- предшественники, называемые хроматобластами, дифференцируются в разные типы хроматофоров, изучается. Мы знаем, что в эмбрионе рыбок данио, например, через три дня после оплодотворения , каждый из типов хроматофоров, обнаруженных у взрослых особей меланофоры, ксантофоры и иридофоры , уже присутствует.
Исследования с использованием мутантных рыб показали, что факторы транскрипции , такие как kit , sox10 и фактор транскрипции, связанный с микрофтальмией mitf , играют важную роль в дифференцировке хроматофоров. Если эти белки недостаточны, хроматофоры могут быть локально или полностью отсутствовать, что приводит к проблеме лейцизма. Практическое применение В дополнение к фундаментальным исследованиям для лучшего понимания функционирования хроматофоров клетки также используются в прикладных исследованиях. Например, личинка рыбок данио изучается, чтобы понять, как хроматофоры организуются и взаимодействуют, образуя регулярные горизонтальные полосы, наблюдаемые у взрослых особей. Эти личинки считаются полезной моделью для лучшего понимания эволюции эмбрионального развития. Биология хроматофора также используется для моделирования определенных состояний человека, таких как меланома или альбинизм. Недавно было обнаружено, что ген, отвечающий за специфичность меланофоров у золотистой разновидности рыбок данио , Slc24a5 , имеет человеческий эквивалент, который показывает сильную корреляцию с цветом кожи.
Хроматофоры также используются в качестве биомаркера от слепоты в холоднокровных видах, потому что животные с определенными типами нарушения зрения не в состоянии достигнуть homochromy. Считается, что человеческие гомологи рецепторов, участвующих в транслокации пигментов меланофоров, участвуют в подавлении аппетита и загорании , что делает их привлекательными мишенями для фармацевтических исследований. Поэтому фармацевтические компании разработали биологические тесты для быстрого выявления потенциальных биологически активных соединений с использованием меланофоров африканской жабы Xenopus laevis. Другие ученые разработали методы использования меланофоров в качестве биосенсоров и быстрого обнаружения коклюша на основании открытия, что токсин коклюша блокирует агрегацию пигментов в меланофорах рыб. Были предложены потенциальные военные применения для изменения цвета хроматофоров, в первую очередь как тип активного камуфляжа. Случай головоногих моллюсков Ювенильная каракатица смешивание в его окрестности. В головоногом подклассе Coleoidea имеет органный сложные многоклеточные они используют для изменения цвета быстро.
У многих животных, включая рыб, рептилий и некоторых птиц, существует несколько видов хроматофоров, каждый из которых специализирован для определенного пигмента и цвета. Когда животное хочет изменить свой цвет, специальные клетки внутри хроматофоров начинают перемещать пигменты в нужные области кожи или чешуи. Например, у головастиков в коже находятся три вида хроматофоров: меланофоры черные или коричневые пигменты , ксантофоры желтые или красные пигменты и иридофоры отражающие различные цвета. При желании изменить свой цвет, головастик регулирует активность каждого типа хроматофоров и тем самым может становиться более темным или светлым, менять оттенки или даже исчезать из виду, смешиваясь с окружающей средой. Регуляция распределения пигментов в хроматофорах осуществляется путем изменения размера и формы клеток, а также уровня активности определенных генов. Когда клетки хроматофоров сокращаются или растягиваются, пигменты перемещаются, что влияет на цвет животного. Кроме того, некоторые хроматофоры способны воспринимать и реагировать на различные сигналы окружающей среды, такие как свет или температура, и менять свой цвет в ответ на эти сигналы. У некоторых животных хроматофоры имеют связь с нервной системой, и изменение цвета может быть контролируемо и осуществляться по команде.
Например, определенные виды хамелеонов могут активировать определенные хроматофоры, чтобы показать свое настроение или намерение.
Благодаря этому организм может изменять свой цвет, принимая тем самым роль в привлечении партнера, пугая врага или приспосабливаясь к окружающей среде. Некоторые животные обладают способностью выбирать и управлять своим цветом в ответ на различные стимулы. Например, окунь-щука Esox lucius может изменять интенсивность своих полос для приспособления к окружающему фону и облегчения охоты на жертву. Хроматофоры являются захватывающим примером эволюционной адаптации и диверсификации животных.
Они расширяют возможности коммуникации, помогают в защите от хищников и предоставляют новые пути для развития и выживания. Изучение хроматофоров и их функций может дать нам глубокий взгляд на разнообразие животного мира и его способность к адаптации.
Вот несколько основных функций хроматофоров: Функция Описание Защита Некоторые хроматофоры способны менять свой цвет и помогают организму скрыться от хищников или подстраиваться под окружающую среду для получения преимущества в выживании. Камуфляж Хроматофоры позволяют организмам принимать цвета, схожие с окружающей средой, что помогает им спрятаться от наблюдателей и избежать опасности. Коммуникация Некоторые хроматофоры могут изменять свой цвет и яркость для передачи сообщений другим организмам, например, для привлечения партнера или предупреждения о потенциальной опасности. Территориальное обозначение Хроматофоры могут использоваться для отметки территории и выделения своего места в иерархии внутри популяции. Они могут менять свой цвет и яркость для отпугивания конкурентов или привлечения союзников. Таким образом, хроматофоры играют важную роль в адаптации организмов к окружающей среде, обеспечивая им защиту, камуфляж, коммуникацию и территориальное обозначение.
Хроматофоры
Многие виды способны перемещать пигмент внутри своих хроматофоров, что приводит к явное изменение цвета тела. Этот процесс, известный как физиологическое изменение цвета, наиболее широко изучается у меланофоров, поскольку меланин является самым темным и наиболее заметным пигментом. У большинства видов с относительно тонкой дермой дермальные меланофоры имеют тенденцию быть плоскими и покрывать большую площадь поверхности. Однако у животных с толстым дермальным слоем, таких как взрослые рептилии, дермальные меланофоры часто образуют трехмерные единицы с другими хроматофорами. Эти дермальные хроматофорные единицы DCU состоят из верхнего слоя ксантофора или эритрофора, затем слоя иридофора и, наконец, корзинообразного слоя меланофоров с отростками, покрывающими иридофоры. Оба типа меланофоров важны для физиологического цвета.
Плоские кожные меланофоры часто перекрывают другие хроматофоры, поэтому, когда пигмент рассредоточен по клетке, кожа кажется темной. Когда пигмент собирается к центру клетки, пигменты других хроматофоров подвергаются воздействию света, и кожа приобретает свой оттенок. Аналогичным образом, после агрегации меланина в DCU кожа становится зеленой из-за ксантофорной желтой фильтрации рассеянного света от слоя иридофора. При рассеивании меланина свет больше не рассеивается, и кожа становится темной. Поскольку другие биохроматические хроматофоры также способны к транслокации пигментов, животные с несколькими типами хроматофоров могут генерировать впечатляющий набор цветов кожи, хорошо используя эффект разделения.
Один данио меланофор, изображенный покадровая фотография во время агрегации пигмента Контроль и механика быстрой транслокации пигмента хорошо изучены у ряда различных видов, в частности у земноводных и костистых рыб. Было продемонстрировано, что этот процесс может находиться под гормональным или нейронным контролем или и тем и другим, и для многих видов костистых рыб известно, что хроматофоры могут напрямую реагировать на стимулы окружающей среды, такие как видимый свет, УФ-излучение, температура, pH, химические вещества и т. Нейрохимические вещества, которые, как известно, перемещают пигмент, включают норадреналин через его рецептор на поверхности меланофора. Основными гормонами, участвующими в регуляции транслокации, являются меланокортины , мелатонин и меланин-концентрирующий гормон MCH , которые вырабатываются главным образом в гипофизе, шишковидная железа и гипоталамус соответственно. Эти гормоны также могут вырабатываться паракринным клетками кожи.
Было показано, что на поверхности меланофора гормоны активируют специфические рецепторы, связанные с G-белком , которые, в свою очередь, передают сигнал в клетку. Меланокортины приводят к диспергированию пигмента, тогда как мелатонин и MCH вызывают агрегацию. У рыб и лягушек обнаружено множество рецепторов меланокортина, MCH и мелатонина, включая гомолог MC1R , рецептор меланокортина, который, как известно, регулирует кожу и цвет волос у людей. Было продемонстрировано, что MC1R необходим рыбкам данио для диспергирования меланина. Было показано, что внутри клетки циклический аденозинмонофосфат цАМФ является важным вторым посредником транслокации пигмента.
Посредством механизма, который еще полностью не изучен, цАМФ влияет на другие белки, такие как протеинкиназа A , чтобы управлять молекулярными моторами , несущими пигмент, содержащие везикулы, вдоль как микротрубочек , так и микрофиламенты. Фоновая адаптация Рыбки данио хроматофоры опосредуют фоновую адаптацию при воздействии темной вверху и светлой среды внизу. Большинство рыб, рептилий и амфибий подвергаются ограниченным физиологическим воздействиям. Этот тип камуфляжа, известный как адаптация фона, чаще всего проявляется в виде легкого затемнения или осветления тона кожи, приблизительно имитирующего оттенок окружающей среды. Было продемонстрировано, что процесс фоновой адаптации зависит от зрения похоже, животное должно видеть окружающую среду, чтобы адаптироваться к ней , и что транслокация меланина в меланофора является основным фактором изменения цвета.
Некоторые животные, такие как хамелеоны и анолии , обладают высокоразвитой фоновой адаптационной реакцией, способной очень быстро генерировать различные цвета. Они адаптировали способность изменять цвет в зависимости от температуры, настроения, уровня стресса и социальных сигналов, а не просто имитировать окружающую среду. Развитие Поперечный разрез развивающегося позвоночного туловища , показывающий дорсолатеральный красный и вентромедиальный синий пути миграции хроматобластов Во время позвоночного эмбрионального развития , хроматофоры являются одним из ряда типов клеток, генерируемых в нервном гребне , парной полосе клеток, возникающих на краях нервной трубки. Эти клетки обладают способностью мигрировать на большие расстояния, позволяя хроматофорам заселять многие органы тела, включая кожу, глаза, ухо и мозг.
Они представляют собой клетки или органы, содержащие пигменты, которые отвечают за цвет кожи, шерсти, перьев или чешуи животных и растений.
Различные типы хроматофоров способны создавать разнообразий цветов и оттенков, позволяя животному или растению маскироваться, привлекать партнеров или предупреждать о своей опасности. Существует несколько основных типов хроматофоров: Меланофоры — клетки, отвечающие за черную, коричневую и серую окраску. Они содержат пигмент меланин, который поглощает свет и создает темные оттенки. Ксантофоры — клетки, отвечающие за желтую и оранжевую окраску. Они содержат пигмент кантаксантин, который придает яркий цвет.
Эритрофоры — клетки, отвечающие за красную и красно-оранжевую окраску. Они содержат пигменты, такие как каротиноиды и фикуксантин. Иридофоры — клетки, отвечающие за изменение цвета под воздействием света или других факторов. Они содержат гуаниновые кристаллы, которые отражают свет и создают блеск или меняют цвет. Комбинация разных типов хроматофоров и их активность позволяет животным и растениям иметь разнообразные окраски.
Некоторые используют окраску для маскировки, позволяя им сливаться с окружающей средой и уклоняться от хищников. Другие используют яркие цвета, чтобы привлечь внимание партнеров или отпугнуть конкурентов. Хроматофоры также могут быть чувствительны к внешним факторам, таким как температура, эмоции или гормональные изменения. Под их влиянием окраска животного или растения может меняться: насыщенность цветов, их яркость или оттенок. Это помогает им адаптироваться к окружающей среде и быстро реагировать на изменяющиеся условия.
Влияние хроматофоров на мимикрию Хроматофоры играют важную роль в процессе мимикрии. Они способны изменять цвет и текстуру кожи или покрова животного, позволяя ему сливаться с окружающей средой или имитировать других организмов. Хроматофоры содержат пигментные клетки, которые могут быть активированы, чтобы изменить их цвет. Некоторые виды хроматофоров, такие как меланофоры, отвечают за производство черного и коричневого пигмента, что позволяет животным имитировать тень или покрытые листва объекты. Другие виды хроматофоров, например, эритрофоры и ксантофоры, отвечают за производство красных и желтых пигментов, что позволяет животным имитировать яркие цвета цветов или других видов.
Интенсивность цвета хроматофоров часто зависит от окружающей среды и психологического состояния животного. Например, стресс или страх могут вызвать активацию хроматофоров и изменение цвета кожи или покрова животного. Это позволяет животному быстро изменить свой вид и приспособиться к новым условиям. Мимикрия, основанная на хроматофорах, является эффективным механизмом выживания, позволяя животным скрыться от врагов или подстроиться под окружающую среду. Это одно из многих примеров того, как природа использует сложные и разнообразные механизмы для обеспечения выживания и успеха в борьбе за ресурсы.
Адаптивность и защита организма Одной из основных функций хроматофоров является мимикрия — способность организма имитировать окружающую среду, чтобы стать незаметным для хищников или, наоборот, запутать добычу. Некоторые хроматофоры могут менять свою окраску под влиянием различных факторов, таких как свет, температура, стресс или опасность. Это помогает животным скрыться от врагов или привлечь внимание потенциального партнера. Кроме того, хроматофоры играют важную роль в защите организма.
Оранжевый цвет позволяет животным привлекать партнеров или устрашать конкурентов. Сианофоры — это хроматофоры, содержащие фикоцианины и фикобилины. Они являются основными пигментами синего и сине-зеленого цветов в морской флоре и фауне.
Сианофоры могут выступать в качестве защитного механизма, маскировки или привлечения партнеров для размножения. В растительном мире хроматофоры также играют важную роль. Хлорофиллы, содержащиеся в хроматофорах — хлоропластах, отвечают за зеленый цвет растений. Они поглощают энергию света для фотосинтеза и производят кислород. Благодаря хроматофорам растения могут фотосинтезировать и выживать на Земле. Другие разновидности хроматофоров, такие как эритрофоры красные пигменты и ксантофоры желтые пигменты , также встречаются в растительном мире. Они могут отвечать за привлечение опылителей или защиту от вредителей.
Таким образом, хроматофоры выполняют важные функции в животном и растительном мире. Они определяют цветовую гамму организмов, позволяют им маскироваться, привлекать партнеров или приспосабливаться к окружающей среде. Функция хроматофоров в эволюционном развитии организмов Одна из основных функций хроматофоров в эволюционном развитии организмов — это защита от хищников. Некоторые хроматофоры способны менять свою окраску с помощью пигментов, что позволяет организмам быстро приспосабливаться к окружающей среде и становиться незаметными. Это особенно важно для организмов, которые обитают в средах с различными цветовыми оттенками, таких как океан, леса, пустыни и др. Кроме того, хроматофоры также выполняют роль в коммуникации между организмами. Некоторые виды организмов используют хроматофоры для передачи сигналов и информации другим особям своего вида.
Они изменяют свою окраску, чтобы привлечь внимание, отпугнуть конкурентов или привлечь потенциальных партнеров для размножения. Такие сигналы могут быть визуальными, такими как яркие цвета, или могут служить для передачи другой информации, например, настроения организма. Некоторые хроматофоры также обеспечивают терморегуляцию организма.
Их хроматофоры имеют мембрану и наполнены краской, как акварельные тюбики. Каждая такая клетка в покое — это шарик, а при возбуждении — диск, растянутый множеством мускулов-расширителей дилататоров.
Они растягивают хроматофор, увеличивая его площадь во много раз, иногда в шестьдесят. И делают они это очень быстро — за половину секунды. В хроматофорах пигментные зерна могут располагаться в центре или быть разбросанными по всей клетке, их может быть много или мало. Каждый дилататор соединен нервами с командным пунктом — мозгом животного. Изменения цвета происходят под воздействием двух групп факторов: физиологических изменений факторов среды или боли и эмоциональных Испуг, агрессия, симпатия к противоположному полу и напряженное внимание — все эти эмоциональные переживания меняют цвет животного Несколько интересных фактов Кроме удивительной способности осьминогов и хамелеонов менять цвет они имеют и еще несколько удивительных особенностей, о которых вы не знали.
Мозг осьминога является самым развитым среди беспозвоночных животных. Самый большой осьминог весил 180 килограмм. Он был длиной 8 метров пойман в 1945 году. Некоторые осьминоги могут ходить по суше, опираясь на щупальца. Одно из самых ядовитых животных планеты — глубококольчатый обитатель Индийского океана.
После его укуса человек умирает в течение 1,5 часа. А противоядия нет. Самый маленький хамелеон — мадагаскарская брукезия размером менее 3 сантиметров, а самый большой — малагасийский, растет до 70 сантиметров в длину. Они практически глухие, но увидят самую маленькую букашку на расстоянии в 10 метров. Угол их зрения — 360 градусов, и каждый глаз видит свою картину мира.
Общие сведения о водорослях Водоросли бывают одноклеточные и многоклеточные, также существуют колониальные формы. У одних в клетке отсутствует оболочка, а есть лишь уплотненный слой протоплазмы. Это позволяет водоросли менять форму. У других водорослей оболочка плотная, с большим содержанием целлюлозы, а у некоторых она даже пропитана минеральными веществами — известью, кремнезёмом. Клетки водорослей могут иметь как одно, так и несколько ядер, а могут и вообще не иметь оформленного ядра.
Тогда протопласт имеет заметную окраску, а его центр не окрашен. У некоторых представителей водорослей красящий пигмент содержится в хроматофорах, в которых обычно находятся пиреноиды плотные тельца с большим содержанием белков , а вокруг пиреноидов откладываются запасы крахмала. Тип питания большей части водорослей автотрофный за счет энергии света, проникающего сквозь толщу воды. Фотосинтезирующие пластиды Что такое хроматофоры водорослей? Это одномембранные органеллы бурых и зеленых водорослей ленточной или звездчатой формы, содержащие окрашенные гранулы хлорофиллы и каротиноиды.
У микроорганизмов и бактерий это безмембранные органеллы самой разной формы и различного назначения. Например, хроматофор хламидомонады представлен хлоропластом в виде чаши в нем запасается крахмал с красным пигментным тельцем, содержащим гематохром красный пигмент. Благодаря ему это простейшее обладает способностью ощущать свет. У одноклеточной водоросли хлореллы хроматофор представлен гранулами хлорофилла-а и хлорофилла-б, плавающими в большом количестве в цитоплазме клетки. С их помощью эта водоросль осуществляет самый эффективный фотосинтез из минимума ресурсов.
Таким образом, для простейших и одноклеточных водорослей характерно, что кроме фотосинтезирующей функции хроматофора — запасающая и светочувствительная. Стоит отметить такое, что хроматофоры водорослей отличаются от хлоропластов высших растений более простым строением и другими видами хлорофилла зеленого пигмента с магниевым комплексом. Практическое применение Хроматофоры иногда используются в прикладном исследовании. Например, личинки данио-рерио используются, чтобы учиться, как хроматофоры организуют и общаются, чтобы точно произвести регулярный горизонтальный полосатый образец, как замечено у взрослой рыбы. Это замечено как полезная образцовая система для понимания копирования в эволюционной области биологии развития.
Биология хроматофора также привыкла к условиям человеческого существования модели или болезни, включая меланому и альбинизм. Недавно, у гена, ответственного за melanophore-определенное золотое напряжение данио-рерио, Slc24a5, как показывали, был человеческий эквивалент, который сильно коррелирует с цветом кожи. Хроматофоры также используются в качестве биомаркера слепоты в хладнокровных разновидностях, поскольку животные с определенными визуальными дефектами терпят неудачу к фону, приспосабливаются к легкой окружающей среде. Человеческие гомологи рецепторов, которые добиваются перемещения пигмента в melanophores, как думают, вовлечены в процессы, такие как подавление аппетита и дубление, делая их привлекательными целями наркотиков. Поэтому, фармацевтические компании развили биологическое испытание для того, чтобы быстро определить потенциальные биологически активные составы, используя melanophores от африканской когтистой лягушки.
Другие ученые развили методы для использования melanophores как биодатчики, и для быстрой диагностики болезни основанный на открытии, что токсин коклюша блокирует скопление пигмента у рыбы melanophores. Потенциальные военные применения установленных хроматофором цветных изменений были предложены, главным образом поскольку тип активного камуфляжа, который мог как в каракатице, делает объекты почти невидимыми. Фоновая адаптация Хроматофоры рыбок данио опосредуют адаптацию фона при воздействии темноты вверху и света внизу. Большинство рыб, рептилий и земноводных претерпевают ограниченное физиологическое изменение цвета в ответ на изменение окружающей среды.
Хроматофоры - это что такое в биологии?
Хроматофоры -,. 1) то же, что пигментные клетки. 2) Включения в клеткахбольшинства водорослей и фотосинтезирующих бактерий, содержащие хлорофилл,каротиноиды и др. пигменты. обеспечивают фотосинтез. Большой интерес представляет фотофосфорилирование неорганического фосфата в пирофосфат PPi, осуществляемое хроматофорами из R. rubrum. Хроматофор непосредственно связан с нервной системой животного и реагирует на различные стимулы: изменение освещенности, температуры или эмоционального состояния.
Хроматофоры - это что такое в биологии?
Плоские кожные меланофоры часто перекрывают другие хроматофоры, таким образом, что когда пигмент распределён по всей клетке, кожа приобретает тёмную окраску. Когда пигмент сосредотачивается ближе к центру клетки, пигменты других хроматофоров выступают ближе к поверхности и кожа приобретает цвет. Аналогично, после того как меланин собирается в кожном хроматофорном комплексе, кожа приобретёт зелёный цвет, в результате фильтрации отражённого иридофорами света через слой ксантофоров. Поскольку другие биохроматические хроматофоры также проявляют способность к перемещению пигмента, животные с разнообразными хроматофорами могут приобретать разнообразные цвета за счёт использования divisional effect. Хроматофоры головоногих [ править править код ] У двужаберных моллюсков имеются сложные органы, использующиеся ими для быстрой смены цвета. Особенно отчётливо эта способность проявляется у ярко окрашенных кальмаров, каракатиц и осьминогов. Каждый хроматофорный комплекс состоит из одного хроматофора и многочисленных мышечных, нервных клеток, нейроглии и оболочки. Внутри хроматофора гранулы пигмента находятся в особом мешочке. Изменение цвета обеспечивается за счёт деформации этих мешочков, приводящей к изменению их оптических качеств. Этот механизм отличается от механизма физиологической смены цвета у рыб, земноводных и рептилий. Осьминоги проявляют способность управлять хроматофорами.
Нервы, управляющие хроматофорами располагаются в головном мозгу в порядке, соответствующей распределению хроматофоров, которыми они управляют. Это предположение объясняет, почему при последовательном возбуждении нейронов, смена цвета имеет волновой характер. Как и хамелеоны, головоногие используют физиологическую смену цвета для коммуникации. Кроме того, головоногие, с их поразительно точной способностью подстраиваться под цвет и текстуру окружающего фона, являются рекордсменами животного мира по мимикрии. Бактерии [ править править код ] Также хроматофоры были обнаружены в мембранах фототрофных бактерий. Здесь они используются главным образом для фотосинтеза, содержат пигмент бактериохлорофилл и каротиноиды. Однако, в зелёных серных бактериях они расположены в особых антенных комплексах , которые называются хлоросомы. Bagnara, J. The Dermal Chomatophore Unit англ.
Нервы, управляющие хроматофорами располагаются в головном мозгу в порядке, соответствующей распределению хроматофоров, которыми они управляют. Это предположение объясняет, почему при последовательном возбуждении нейронов, смена цвета имеет волновой характер. Как и хамелеоны, головоногие используют физиологическую смену цвета для коммуникации. Кроме того, головоногие, с их поразительно точной способностью подстраиваться под цвет и текстуру окружающего фона, являются рекордсменами животного мира по мимикрии. Бактерии Также хроматофоры были обнаружены в мембранах фототрофных бактерий. Здесь они используются главным образом для фотосинтеза, содержат пигмент бактериохлорофилл и каротиноиды. Однако, в зелёных серных бактериях они расположены в особых антенных комплексах , которые называются хлоросомы. Bagnara, J. The Dermal Chomatophore Unit англ. Bacterial membrane proteins. Microbiol Sci. Seeing green bacteria in a new light: genomics-enabled studies of the photosynthetic apparatus in green sulfur bacteria and filamentous anoxygenic phototrophic bacteria. Arch Microbiol. Что такое Infoteach. Он открыт для любого пользователя. Наш сайт - это библиотека, которая является общественной. Любой посетитель сможет найти необходимую для себя информацию. Основа этой страницы находится в Вики. E-mail: admin infoteach.
Например, при активации хроматофоров, содержащих красный пигмент, организм приобретает красный оттенок. Хроматофоры могут работать независимо друг от друга или синхронно, в зависимости от сигналов, получаемых организмом. Эти сигналы могут быть внутренними или внешними, и их природа может быть различной — изменение окружающей среды, сигналы от других организмов или внутренние физиологические процессы. Процесс объединения цветов является важным для организмов в контексте самозащиты, размножения, обнаружения пищи и коммуникации с другими организмами. Он позволяет живым существам адаптироваться к окружающей среде и выполнять свои жизненные функции. Хроматофоры имеют сложную структуру и функцию, и их изучение позволяет углубить наше понимание механизмов, лежащих в основе цветовой пластичности живых организмов. Типы хроматофоров 1. Меланофоры — отвечают за производство темных пигментов, таких как меланин. Они позволяют животным менять цвет от черного до коричневого. Эритрофоры — отвечают за производство красных и оранжевых пигментов. Они позволяют животным приобретать яркий красный или оранжевый цвет. Хроматофоры — отвечают за производство желтых и коричневых пигментов. Они позволяют животным приобретать яркий желтый или коричневый цвет. Лейкофоры — представляют собой клетки, которые не содержат пигментов и не имеют цвета. Они отражают свет и позволяют животным приобретать белый или серый цвет. Каждый из этих типов хроматофоров играет важную роль в живых организмах, позволяя им маскироваться, привлекать партнеров или отпугивать хищников. Благодаря возможности изменять цвет, живые организмы могут адаптироваться к различным условиям среды и выполнять свои жизненные функции. Меланофоры Меланофоры содержат множество меланосом, которые содержат меланин — темный пигмент, отвечающий за брауновато-черный цвет. Меланин производится специальными клетками, называемыми меланоцитами, которые находятся в эпидермисе. Меланофоры играют важную роль в приспособлении животных к окружающей среде.
Они позволяют животному или растению адаптироваться к окружающей среде и могут служить сигналами для партнеров или противников. Некоторые виды животных способны мгновенно менять цвет хроматофоров, причем это изменение может быть не только видимым для человеческого глаза, но и в полосе ультрафиолетовой или инфракрасной области спектра. Разнообразие хроматофоров и их способность к изменению цвета делают их удивительными структурами, способными привлекать внимание и захватывать воображение. Хроматофоры у животных У животных существуют различные виды хроматофоров. Одним из наиболее распространенных видов являются меланофоры, которые отвечают за черный, коричневый и серый цвет. Они содержат пигмент меланин, который придает коже, шерсти или перьям животного темный оттенок.
Научитесь определять, что такое и как работает хроматофор
Что такое хроматофор в биологии и как его можно кратко определить? Хроматофор – это специализированная клетка, имеющая способность менять цвет кожи, волос или перьев у животных и растений. Большой интерес представляет фотофосфорилирование неорганического фосфата в пирофосфат PPi, осуществляемое хроматофорами из R. rubrum. Функция фотостатических хроматофоров основана на способности клеток к изменению своего цвета или освещению в ответ на изменение освещенности окружающей среды. 4. Что такое пигменты? Биологические пигменты – это вещества, входящие в состав пластид и обладающие способностью окрашивать.