Երբ «քամելեոն» կամ «ութոտնուկ» բառերն անմիջապես առաջանում են վառ գույների ասոցիացիա, որոնք փոխում են միմյանց: Կանաչ սաղարթ և խոտ, գույնզգույն ծաղիկներ և մրգեր, ակվարիումի ձկների գույների բազմազանություն և կենդանիների զարմանալի գունավորում: Այս ամենը մեզ շրջապատող աշխարհն է։ Կենդանի օրգանիզմները այս բազմագույնը պարտական են հատուկ բջջային կառուցվածքներին՝ քրոմատոֆորներին։ Որոնք են այս տարօրինակ կազմավորումները, ինչ գործառույթ ունեն և ինչպես են դրանք գործում. այս հոդվածը հենց այս մասին է։
Գունավոր կրիչներ
Այսպես է թարգմանվում «քրոմատոֆորներ» բառը։ Ինչ է այս նյութը, արժե բացատրել կենդանի օրգանիզմների տարբեր խմբերին համապատասխան: Խեցգետնակերպերի, փափկամարմինների, ձկների, երկկենցաղների, սողունների մոտ դրանք լույսն անդրադարձնող բջիջներ են և պիգմենտ պարունակող բջիջներ։ Նրանք պատասխանատու են աչքերի և մաշկի գույնի համար և ձևավորվում են միայն նեյրոնային գագաթի սաղմնավորման ժամանակ։ հետոհասունացման շրջանում տարածվում են ամբողջ մարմնով մեկ։ Սպիտակի տոնով դրանք բաժանվում են կանտոֆորների (դեղին), էրիտրոֆորների (կարմիր), իրիդոֆորների (փայլուն), լեյկոֆորների (սպիտակ), մելանոֆորների (սև կամ շագանակագույն): Քրոմատոֆորի կառուցվածքը տարբեր է տարբեր խմբերի համար, և մենք այս հարցին կանդրադառնանք ստորև։
Ֆոտոսինթետիկ պլաստիդներ
Ի՞նչ են ջրիմուռների քրոմատոֆորները: Սրանք շագանակագույն և կանաչ ջրիմուռների մի թաղանթ օրգանելներ են, ժապավենային կամ աստղաձև, որոնք պարունակում են գունավոր հատիկներ (քլորոֆիլներ և կարոտինոիդներ): Միկրոօրգանիզմների և բակտերիաների մեջ դրանք տարբեր ձևերի և նպատակների անթաղանթ օրգանելներ են: Օրինակ, chlamydomonas chromatophore-ը ներկայացված է քլորոպլաստով բաժակի տեսքով (նրանում պահպանվում է օսլա) կարմիր պիգմենտային մարմնով, որը պարունակում է հեմատոքրոմ (կարմիր պիգմենտ): Նրա շնորհիվ այս ամենապարզը լույս զգալու հատկություն ունի։ Միաբջիջ ջրիմուռ Chlorella-ում քրոմատոֆորը ներկայացված է քլորոֆիլ-a և քլորոֆիլ-b հատիկներով, որոնք մեծ քանակությամբ լողում են բջջի ցիտոպլազմայում: Նրանց օգնությամբ այս ջրիմուռն ամենաարդյունավետ ֆոտոսինթեզն է իրականացնում նվազագույն ռեսուրսներից։ Այսպիսով, նախակենդանիների և միաբջիջ ջրիմուռների համար հատկանշական է, որ քրոմատոֆորի ֆոտոսինթետիկ ֆունկցիայից բացի, այն պահեստային և լուսազգայուն է։ Հարկ է նշել, որ ջրիմուռների քրոմատոֆորները տարբերվում են բարձրագույն բույսերի քլորոպլաստներից ավելի պարզ կառուցվածքով և քլորոֆիլի այլ տեսակներով (կանաչ պիգմենտ մագնեզիումի բարդույթով)::
Կենդանական պիգմենտային բջիջներ
UՄարդիկ և շատ կենդանիներ ունեն բջիջներ, որոնք պարունակում են միայն մեկ պիգմենտ՝ մելատոնին։ Այս բջիջները հայտնաբերված են մաշկի, բուրդի, մազերի և փետուրների մեջ, աչքերի ծիածանաթաղանթում և ցանցաթաղանթում: Գույնի հագեցվածությունը կախված է համակենտրոնացումից: Այս բջիջները կոչվում են քրոմատոցիտներ, դրանք ձևավորվում են մարմնի ողջ կյանքի ընթացքում և կարող են լինել միայն մեկ տեսակի՝ մելանոցիտներ։
Հատուկ աշխատանք
Ի՞նչ են քրոմատոֆորները: Նրանց աշխատանքի գաղափարը, որն անհրաժեշտ է նրանց դասակարգման համար, ձևավորվել է անցյալ դարի 60-ական թվականներին։ Կենսաքիմիայի վերջին տվյալները չեն փոխել այս դրույթները, սակայն հստակեցրել են դրանց աշխատանքի սկզբունքները։ Գոյություն ունեն երկու տեսակի քրոմատոֆորներ՝ բիոխրոմներ և քիմոխրոմներ։ Առաջինը ճշմարիտ (իրական) պիգմենտներն են՝ կարոտինոիդները (կարոտինի տարբեր ածանցյալներ) և պտերիդինները։ Նրանք կլանում են տեսանելի լույսի մի մասը և արտացոլում մյուսը։ Կառուցվածքային գույները (chemochromes) առաջացնում են գույն միջամտության կամ ցրման միջոցով (ալիքի մի երկարության արտացոլում և մեկ այլ ալիքի երկարության փոխանցում):
Գույնի դասակարգում
Քրոմատոֆորի բաժանումն ըստ գույնի բավականին պայմանական է։ Եվ ահա թե ինչու։ Քսանթոֆորները և էրիտրոֆորները կարող են պարունակվել նույն խցում, իսկ հետո դրա գույնը կախված կլինի դեղին և կարմիր գունանյութերի քանակից: Իրիդոֆորները քիմոխրոմներ են, որոնք պարունակում են գուանինի բյուրեղներ։ Հենց բյուրեղներն են արտացոլում լույսը և տալիս փայլուն գույն։ Զումելլանին մելանոֆորը շատ լույս կլանող է և արտադրում է սև և շագանակագույն գույներ:
Պիգմենտների կենսաբանական դերը
Մելանինը կենդանի էակների մեջ ամենատարածված պիգմենտն էօրգանիզմներ - լույսի կլանման շնորհիվ այն կատարում է վահանի բջիջի գործառույթները: Այն չի փոխանցում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները մաշկի խորը շերտեր՝ պաշտպանելով ներքին հյուսվածքները ճառագայթային վնասվածքներից։ Պիգմենտի դերը կենդանի օրգանիզմների հարմարվողականության մեխանիզմներում չի կարելի թերագնահատել։ Բոլորը գիտեն, թե ինչ է քրոմատոֆորը փոշոտող միջատների և նրանց կողմից փոշոտված բույսերի կյանքում: Մարմնի գույնը կարևոր դեր է խաղում թշնամիներից պաշտպանվելու, որսին հետևելու, վտանգի մասին նախազգուշացնելու և վերարտադրողական վարքագծի համար: Քլորոֆիլը, բակտերիորոդոպսինը ֆոտոսինթետիկ պիգմենտներ են, իսկ հեմոգլոբինը և հեմոցիանինը շնչառական քրոմոգեններ են։
Փոփոխվող հատկություն
Ամենահետաքրքիր և առեղծվածային երեւույթը որոշ կենդանիների գունային փոփոխությունն է։ Այս երեւույթը կոչվում է ֆիզիոլոգիական գունային փոփոխություն։ Այս մեխանիզմը բարդ է և շարունակում է զարմացնել գիտնականներին։ Տարբեր ֆիլոգենետիկ ճյուղերի մի քանի ներկայացուցիչներ ձեռք են բերել այս ունակությունը էվոլյուցիայի ընթացքում։ Քամելեոններն ու գլխոտնուկները (ութոտնուկներ և թակարդներ) կյանքի էվոլյուցիոն սանդուղքում միմյանցից բավականին հեռու օրգանիզմներ են, բայց ամենա«փոփոխելիների» վարկանիշում անվիճելի առաջատարներ են։ Սա զարմանալի է, բայց նրանց քրոմատոֆորների գործողության մեխանիզմները նույնն են։
Ինչպես են դա անում
Որոշ գլխոտանիներ, հոդվածոտանիներ, խեցգետնակերպեր, ձկներ, երկկենցաղներ և սողուններ մաշկի տակ ունեն ռետինի պես առաձգական բջիջներ: Նրանց քրոմատոֆորներն ունեն թաղանթ և լցված են ներկով, ինչպես ջրաներկի խողովակները։ Յուրաքանչյուր այդպիսի բջիջ հանգստի վիճակում էգնդիկ, իսկ երբ հուզված է, սկավառակ, որը ձգվում է լայնացնող մկանների (դիլատորների) բազմությամբ։ Նրանք ձգում են քրոմատոֆորը՝ բազմապատիկ, երբեմն վաթսուն անգամ մեծացնելով նրա մակերեսը։ Եվ դա անում են շատ արագ՝ կես վայրկյանում։ Քրոմատոֆորներում պիգմենտային հատիկները կարող են տեղակայվել կենտրոնում կամ ցրված լինել բջջով մեկ, դրանք կարող են լինել շատ կամ քիչ։ Յուրաքանչյուր ընդլայնող նյարդերով կապված է հրամանատարական կետի՝ կենդանու ուղեղի հետ: Գույնի փոփոխությունները տեղի են ունենում երկու խմբի գործոնների ազդեցության տակ՝ ֆիզիոլոգիական (շրջակա միջավայրի գործոնների կամ ցավի փոփոխություններ) և հուզական։ Վախ, ագրեսիա, համակրանք հակառակ սեռի նկատմամբ և ինտենսիվ ուշադրություն. այս բոլոր հուզական փորձառությունները փոխում են կենդանու գույնը:
Գործընթացի բջջաբանություն
Երբ կենդանին հանգստանում է, պիգմենտի բոլոր հատիկները գտնվում են կենտրոնում, իսկ մաշկը դառնում է բաց (սպիտակ կամ դեղնավուն): Հենց այս ցրտահարված ապակին նման է թանաքի տոպրակի սև կետով դանակի։ Երբ մուգ պիգմենտը գտնվում է քրոմատոֆորի ճյուղերում, մաշկը մուգ է դառնում։ Տարբեր շերտերի պիգմենտների համադրությունը և տալիս է երանգների ողջ տեսականին։ Կանաչ և կապույտ գույները առաջանում են մաշկի վերին շերտերում գտնվող գուանիդինի բյուրեղներում լույսի բեկումից: Մաշկի գույնը կարող է արագ փոխվել և գրավել ամբողջ մարմինը կամ դրա մասերը, երբեմն ստեղծելով շատ տարօրինակ ձև: Բացի այդ, քրոմատոֆորներն իրենք կարող են իջնել մաշկի խորը շերտերը կամ բարձրանալ մակերես:
Գլխավոր հրամանատար - աչքեր
Գիտնականները սերտ հարաբերություններ են հաստատել տեսողության ևգույնի փոփոխություն. Տեսողության օրգանի միջոցով լույսը ազդում է նյարդային համակարգի վրա և ազդանշաններ է տալիս քրոմատոֆորներին: Ոմանք ձգվում են, մյուսները՝ կծկվում, և միևնույն ժամանակ ձեռք է բերվում դիմակավոր գույների առավելագույն համապատասխանեցում: Հետաքրքիր է, որ նույնիսկ կուրացած ութոտնուկը կարող է փոխել գույնը. նա նաև գույն է ընկալում ծծողների հետ, և եթե գոնե մեկը մնա, ութոտնուկը կփոխի գույնը: Զարմանալի է, թե ինչ տարօրինակ նախշեր նա կարող է կրկնել իր մարմնի վրա: Կան ապացույցներ, որ ութոտնուկը կարողացել է վայրկյանների ընթացքում վերարտադրել թերթի տեքստը, որը գտնվում էր ակվարիումի կողքին։ Եվ դա կարծես միստիցիզմ լինի։
Մի քանի հետաքրքիր փաստ
Բացի ութոտնուկների և քամելեոնների գույնը փոխելու զարմանալի կարողությունից, նրանք ունեն նաև մի քանի զարմանալի հատկություններ, որոնց մասին դուք չգիտեիք:
Ութոտնուկի ուղեղը ամենազարգացածն է անողնաշարավորների մեջ: Ամենամեծ ութոտնուկը կշռում էր 180 կիլոգրամ։ Այն ուներ 8 մետր երկարություն (բռնվել է 1945 թ.)։ Որոշ ութոտնուկներ կարող են քայլել ցամաքի վրա՝ օգտագործելով իրենց շոշափուկները։
Մոլորակի ամենաթունավոր կենդանիներից մեկը Հնդկական օվկիանոսի խորը օղակներով բնակվողն է: Նրա խայթոցից հետո մարդը մահանում է 1,5 ժամվա ընթացքում։ Եվ հակաթույն չկա։
Ամենափոքր քամելեոնը՝ Մադագասկար Բրուկեզիան, ունի 3 սանտիմետրից պակաս չափ, մինչդեռ ամենամեծը՝ մալագասին, հասնում է 70 սանտիմետր երկարության։ Նրանք գործնականում խուլ են, բայց ամենափոքր միջատին կտեսնեն 10 մետր հեռավորության վրա: Նրանց տեսողության անկյունը 360 աստիճան է, և յուրաքանչյուր աչք տեսնում է աշխարհի իր պատկերը։
