ბიოლოგია არის მომხიბლავი მეცნიერება ბუნების შესახებ. უჯრედებისა და ორგანიზმების შესახებ ახალი ფაქტების შესწავლით, გაოცდებით ცოცხალი არსებების ბრძნული და რთული სტრუქტურით. განვიხილოთ მათი სტრუქტურის ერთ-ერთი საიდუმლო, რომელიც ეხება ფერს და მის ცვლილებას.
რა არის ქრომატოფორები ბიოლოგიაში
ცოცხალი არსებების უჯრედები შეიცავს სხვადასხვა ორგანოელებს (ორგანელებს) სხვადასხვა ფუნქციით. ქრომატოფორები არის უჯრედის ორგანელები, რომლებიც მდებარეობს ციტოპლაზმაში და აძლევს მას ფერს. თქვენ შეგიძლიათ უწოდოთ ყველა უჯრედის ორგანელას, რომლებსაც აქვთ ასეთი ფერი, მაგრამ ეს ტერმინი მიენიჭა ფერად სხეულებს წყალმცენარეების უჯრედებში. მაღალ მცენარეებში მსგავს წარმონაქმნებს უწოდებენ ქლოროფილის მარცვლებს და ქლოროპლასტს.
ზოგჯერ ქრომატოფორებს წყალმცენარეების ქლოროპლასტებს უწოდებენ. მაგრამ უნდა აღინიშნოს, რომ ფერადი პიგმენტის შემცველი თევზის უჯრედებს ასევე ხშირად უწოდებენ ქრომატოფორს, თუმცა მათ არაფერი აქვთ საერთო მცენარეებთან. ის ასევე გვხვდება ზოგიერთ სხვა ცხოველსა და ფოტოსინთეზურ ბაქტერიებში.
არის კიდევ ერთი გზა იმის ასახსნელად, თუ რა არის ქრომატოფორი. მათი სტრუქტურით, ქრომატოფორები პლასტიდებია. მოგეხსენებათ, პლასტიდებს მცენარეთა უჯრედების ორგანელებს უწოდებენ, რომლებსაც გარედან აქვთ გლუვი მემბრანა, ხოლო შიგნითა გარსი, რომელიც წარმოქმნის გამონაზარდებს.ლეიკოპლასტები, ქრომოპლასტები და ქლოროპლასტები პლასტიდებია. თავის მხრივ, ქრომატოფორი, როგორც ქლოროპლასტის მსგავსი წარმონაქმნი, ასევე ეხება პლასტიდებს.
ქრომატოფორის ფუნქციები
წყალმცენარეებში ქრომატოფორები მონაწილეობენ ფოტოსინთეზში, ხოლო თევზებსა და ცხოველებში ისინი მხოლოდ იძლევიან და იცვლებიან ფერს.
ქრომატოფორის (ენდოპლაზმის) პლაზმური სხეულის შიგნით მოძრაობს კინოპლაზმა (ორგანოიდის შიდა ფენა), რომელიც შეიცავს ფერთა პიგმენტს.
ქრომატოფორების ფორმა
მათი ფორმა განსხვავდება, მაგრამ ყველაზე გავრცელებულია ვარსკვლავისებური, დისკის ფორმის, განშტოებული და მსგავსი. თუმცა, ეს ფორმები დამახასიათებელია მხოლოდ აქტივობის, გაფართოების, გაფართოების მდგომარეობაში მყოფი უჯრედისთვის.
მცენარეებში ეს ორგანელები ჩვეულებრივ მწვანეა, თუმცა შეიძლება სხვა ფერებიც გამოჩნდეს. ცხოველებს შეიძლება ჰქონდეთ ნებისმიერი ფერი.
წყალმცენარეების მიმოხილვა
წყალმცენარეები არის ერთუჯრედიანი და მრავალუჯრედიანი, ასევე არის კოლონიური ფორმები. ზოგიერთს უჯრედში მემბრანა არ აქვს, მაგრამ მხოლოდ პროტოპლაზმის კომპაქტური ფენაა. ეს საშუალებას აძლევს წყალმცენარეებს შეცვალონ ფორმა. სხვა წყალმცენარეებში გარსი მკვრივია, ცელულოზის მაღალი შემცველობით, ზოგიერთში კი გაჯერებულია მინერალებით - კირით, სილიციუმით.
წყალმცენარეების უჯრედებს შეიძლება ჰქონდეთ ერთი ან რამდენიმე ბირთვი, ან საერთოდ არ ჰქონდეთ ჩამოყალიბებული ბირთვი. მაშინ პროტოპლასტს შესამჩნევი ფერი აქვს და მისი ცენტრი არ არის ფერადი.
წყალმცენარეების ზოგიერთ წარმომადგენელს აქვს შეღებვაპიგმენტს შეიცავს ქრომატოფორები, რომლებიც ჩვეულებრივ შეიცავს პირენოიდებს (მკვრივი სხეულები ცილების მაღალი შემცველობით) და სახამებლის მარაგი დეპონირებულია პირენოიდების გარშემო. წყალმცენარეების უმეტესობის კვების ტიპი ავტოტროფიულია (წყლის სვეტში სინათლის ენერგიის შეღწევის გამო).
რა თვისებები აქვს ქრომატოფორებს სპიროგირასა და სხვა წყალმცენარეებში
წყალმცენარეებში ქრომატოფორი ჩვეულებრივ ჩართულია კვებაში, რადგან ის მონაწილეობს ფოტოსინთეზის და, შესაბამისად, საკვები ნივთიერებების ფორმირების პროცესში. როგორია წყალმცენარეების ქრომატოფორის ფორმა?
- სპიროგირას აქვს ქრომატოფორი ლენტის სახით, რომელიც სპირალურად ტრიალებს უჯრედის კედლებს.
- Ulotrix, ისევე როგორც სპიროგირა, რომელიც არის ძაფისებრი მრავალუჯრედიანი წყალმცენარეები, შეიცავს რგოლისებურ ქრომატოფორს.
- ზიგნემა ქრომატოფორები - ვარსკვლავური სხეულების სახით.
- დიატომებში ნაპოვნი ქრომატოფორები ჰგავს მარცვლებს, ფირფიტებს და ა.შ. და შეიცავს ყავისფერ პიგმენტებს, რაც წყალმცენარეებს აძლევს მოყვითალო, მოყვითალო-ყავისფერ ან ყავისფერ ფერს.
- ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებს არ აქვთ ქრომატოფორები, როგორც ასეთი. მათი ფერადი პიგმენტები თანაბრად ნაწილდება პროტოპლაზმაში, გვერდის ავლით მხოლოდ ცენტრალურ ნაწილს. უნდა აღინიშნოს, რომ ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები სინამდვილეში ციანობაქტერიების კოლონიებია.
- პროტოკოკული წყალმცენარეების ერთუჯრედიან წარმომადგენლებში ქრომატოფორს აქვს ერთი პირენოიდი. უფრო განვითარებულ კოლონიურ ფორმებში, როგორიცაა წყლის რეტიკულუმი, უჯრედებს აქვთ კედლებთან ახლოს განლაგებული ქრომატოფორები და მათში ბევრი პირენოიდი.
ეგლენას მწვანე ქრომატოფორი ასრულებსფოტოსინთეზის ფუნქცია, რომელიც მონაწილეობს კვების პროცესში, ისევე როგორც მრავალი სხვა წყალმცენარე.
როცა სინათლე არ არის, ამ საოცარ არსებას შეუძლია ცხოველივით ჭამა, წყალში გახსნილ ორგანულ ნივთიერებებს ამუშავებს. თუ ევგენა დიდხანს ცხოვრობს სიბნელეში, მაშინ ქლოროფილი ქრება მისი ქრომატოფორებიდან, რაც მას ფოტოსინთეზის და ფერის მიცემის შესაძლებლობას აძლევს. ამ შემთხვევაში ის ფერს კარგავს.
ქრომატოფორები ცხოველებში
ცხოველებში ქრომატოფორები მელანოფორებია (არ უნდა აგვერიოს ადამიანის მელანოციტებში, ეს სრულიად განსხვავებული უჯრედებია). ორივე სახელი გამოიყენება.
ისინი მონაწილეობენ ფერის შეცვლაში გარე ფაქტორების გავლენით. ქრომატოფორის ექტოპლაზმა, რომელიც განსაზღვრავს მის ფორმას, მიმაგრებულია მყარი წარმონაქმნებით – ფიბრილებით; ის მონაწილეობს მეტაბოლური პროცესების რეგულირებაში და ასევე შეუძლია დაუკავშირდეს ნერვულ სისტემას, სიგნალების მიღების შედეგად, საიდანაც ქრომატოფორი იწყებს განსხვავებულ ფუნქციონირებას. ყველა ქრომატოფორიდან მხოლოდ მელანოფორებს აქვთ ნერვული დაბოლოებები.
ამგვარად, ცნობილია ცხოველთა მრავალი სახეობა, რომლებსაც შეუძლიათ მიმიკა - ფერის შეცვლა ფონის და მიმდებარე ობიექტების მიხედვით. ფერის ნელი ცვლილებები დამახასიათებელია ზოგიერთი პეპლის ქიაყელისთვის და რიგი არაჩვეულებრივი ჯირკვლებისთვის. ცეფალოპოდებში, ამფიბიებში, ქვეწარმავლებში და კიბოსნაირებში შეიმჩნევა ფერის სწრაფი ცვლილება, რაც ხდება ქრომატოფორებში პიგმენტის მარცვლების გადაადგილებით. ფერების დიაპაზონი შეიძლება იყოს მრავალფეროვანი. მაგალითად, ერთ-ერთი აფრიკული ბაყაყი შეიძლება შეიცვალოსფერი თეთრი, ყვითელი, ნარინჯისფერი, ყავისფერი, ნაცრისფერი, წითელი, ვარდისფერი და სხვა. ფერის შეცვლის იგივე მექანიზმს იყენებს ყველა ცნობილი ქამელეონი.
ქრომატოფორები თევზებში
სხვა ცხოველებისგან განსხვავებით, თევზის ფერის ცვლილება გამოწვეულია ქრომატოფორების რაოდენობის ცვლილებით. ეს ხდება არა მხოლოდ ნერვული სიგნალების გავლენის ქვეშ, არამედ ჰორმონების მონაწილეობით. სავარაუდოდ, ეს დამოკიდებულია კონკრეტულ სიტუაციაზე და სხვადასხვა პირობებში ხდება ნერვული ან ჰორმონალური რეგულაცია.
თევზებს, როგორიცაა გობი ან ფლაკონი, შეუძლიათ ზუსტად მიბაძონ მიწის იერს. ამ შემთხვევაში მთავარი როლი ნერვულ სისტემას ეკუთვნის. თევზი თვალების დახმარებით აღიქვამს მიწის ნიმუშს და ეს სურათი, გარდაიქმნება ნერვულ სიგნალებად, შედის ნერვულ „ქსელში“, საიდანაც სიგნალები მიდის მელანოფორის ნერვულ დაბოლოებამდე. ფერის შეცვლა ხდება ქვეცნობიერად, სიმპათიკური ნერვების დახმარებით.
ჰორმონალური მოქმედება შესამჩნევია ქვირითობის დროს - იმ პერიოდში, როდესაც თევზი მზადაა გასამრავლებლად. სქესობრივად მომწიფებული მამაკაცი ჰორმონების გავლენის ქვეშ იძენს მიმზიდველ შეფერილობას ქალებისთვის. ის უფრო კაშკაშა ხდება, როდესაც მდედრი გამოჩნდება. აქ ვლინდება ჰორმონალური და ნერვული სისტემების შერეული მოქმედება: როდესაც მამაკაცი ხედავს მდედრს, სიგნალი მხედველობის ნერვებით გადადის ნერვულ სისტემაში, შემდეგ კი ქრომატოფორებზე, რომლებიც გაფართოების შედეგად ფერს ნათელს ხდის.
აღსანიშნავია, რომ მელანოფორების გარდა, თევზს აქვს სხვა ქრომატოფორებიც - გუანოფორი. თუმცა, ისინი ფორმალურად შეიძლება კლასიფიცირდეს ქრომატოფორებად, რადგანრომ პიგმენტური მარცვლების ნაცვლად შეიცავს კრისტალურ ნივთიერებას გუანინს, რომელიც თევზს ბრწყინვალე ვერცხლის ფერს ანიჭებს. მელანოფორებიდან ზოგჯერ ასევე იზოლირებულია ქსანთოფორები და ერითროფორები.
