Cromatofori (din greacă χρῶμα - culoare și greacă φορός - purtare) - celule care conțin pigment sau care reflectă lumina la animale și oameni (la fel ca celulele pigmentare ) sau organele intracelulare care conțin pigment la plante și microorganisme.
Cromatoforii maturi sunt subclasați după culoare (mai precis „ ton ”) în lumină albă:
| titlu | culoare | etimologie |
|---|---|---|
| xantofore | galben | |
| eritrofore | roșu | |
| iridofori | ( reflecție / strălucire ) | |
| leucofori | alb | |
| melanofori | negru maro | |
| cianofori [aprox. unu] | albastru |
Cromatoforii se găsesc în țesuturile plantelor și le dau culoarea lor. O celulă care conține un pigment. La om, astfel de celule, bogate în granule de melanină, se găsesc în piele, în păr, precum și în irisul și retina ochiului 1) la animale și la oameni - la fel ca și celulele pigmentare. 2) La plante - organele de alge brune și verzi, care au o panglică (de exemplu, în Spirogira) și o formă de stea. Separat, ca și cloroplastele plantelor superioare, de citoplasma celulei printr-o membrană bistrată proteino-lipidă. Conțin clorofile, carotenoide și alte componente; efectuează fotosinteza. 3) La microorganisme - organele bacteriilor fotosintetice, neseparate, de regulă, de citoplasmă printr-o membrană. Conțin bacterio-clorofile, carotenoide și o serie de purtători de electroni, precum și enzime implicate în sinteza pigmenților; efectuează fotosinteza.
Unele specii își pot schimba rapid culoarea folosind mecanisme care mișcă pigmenții și reorientează plăcile cromatofore reflectorizante. Acest proces este adesea folosit pentru camuflaj și se numește schimbarea fiziologică a culorii. Cefalopodele, cum ar fi caracatițele , au organe cromatoforice complexe controlate de mușchi, care permit schimbarea culorii, în timp ce vertebratele, cum ar fi cameleonii , obțin un efect similar prin semnalizarea celulară . Semnalele sunt transportate în celulă de hormoni sau neurotransmițători și pot fi declanșate de modificări ale dispoziției, temperaturii mediului, stresului sau schimbărilor vizibile ale mediului.
Spre deosebire de animalele cu sânge rece, mamiferele și păsările au o singură clasă de celule asemănătoare cromatoforelor: melanocitele . Echivalentul lor cu sânge rece, melanoforii , este studiat de oamenii de știință pentru a înțelege bolile umane și sunt utilizați ca instrument în dezvoltarea medicamentelor.
Celulele colorate găsite la nevertebrate au fost descrise pentru prima dată ca „chromoforo” într-un jurnal italian în 1819. . Mai târziu, termenul „cromatofor” a fost introdus pentru a se referi la celulele care conțin pigment care se dezvoltă din creasta neură la cefalopode și vertebrate poikiloterme. Termenul de cromatofor provine din cuvintele grecești antice grecești. χρωμα , însemnând „culoare” și greacă. φορο , „purtător”. Termenul cromatocit este folosit pentru a se referi la celulele colorate la mamifere și păsări ( greacă κυτε care înseamnă „celulă”). În aceste grupuri de animale, a fost găsit un singur tip de cromatocite, melanocite .
Nivelul de înțelegere a structurii interne și a culorii cromatoforelor, necesar pentru crearea unei clasificări detaliate, a fost atins abia în anii 60 ai secolului XX. Clasificarea cromatoforilor rămâne neschimbată până în prezent, în ciuda dovezilor recente ale modului în care anumite proprietăți biochimice ale pigmenților pot fi utile în înțelegerea funcției celulare. .
Există două clase principale de molecule: biocromi și chemocromi [ termen necunoscut ] . Biocromii includ pigmenți adevărați, cum ar fi carotenoidele și pteridinele . Acești pigmenți absorb selectiv o parte din spectrul solar vizibil și o reflectă pe cealaltă. Chemocromele, cunoscute și sub denumirea de „culori structurale”, creează culoare reflectând anumite lungimi de undă în timp ce transmit altele, prin interferență și prin împrăștiere.
Nu toate celulele care conțin pigmenți coloranți sunt cromatofori (dar toți cromatoforii conțin pigmenți sau structuri care reflectă lumina, cu excepția). De exemplu, hemul este biocromul (colorantul) care dă sângelui culoarea roșie caracteristică și se găsește în globulele roșii (eritrocite), care sunt generate de-a lungul vieții în măduva osoasă, spre deosebire de cromatofori, care sunt generați în timpul dezvoltării embrionare. Prin urmare, eritrocitele nu aparțin cromatoforilor.
Xantoforii sunt numiți cromatofori care conțin o cantitate mare de pigmenți galbeni. Cromatoforele dominate de carotenoizi roșu-portocalii se numesc eritropori. . Veziculele (veziculele) umplute cu ptiridină și carotenoizi pot apărea într-o singură celulă, caz în care culoarea acesteia este determinată de raportul dintre cantitatea de pigmenți roșii și galbeni. Astfel, împărțirea după culoare este mai degrabă condiționată.
Capacitatea de a sintetiza pteridine din trifosfat de guanozină este o trăsătură caracteristică a cromatoforilor, dar xantoforii, după toate probabilitățile, pot fi sintetizați în alte moduri, ceea ce duce la o creștere a conținutului de pigmenți galbeni. Carotenoizii , în schimb, sunt excretați din alimente și se acumulează în eritrofori. Acest fapt a fost stabilit pentru prima dată prin creșterea broaștelor verzi (normale) cu o dietă de greieri lipsiți de caroten . Absența carotenului în hrana broaștelor a dus la absența componentei de culoare roșu-portocaliu a eritroforilor. Drept urmare, broaștele au devenit albastre în loc de verzi. .
Iridoforele sunt celule colorate care reflectă lumina folosind chemocromi din guanina cristalizată . Difracția luminii incidente pe fețele plăcilor de guanină determină apariția unei culori caracteristice irizante (iridate). Natura culorii observate este determinată de orientarea chemocromului . În combinație cu biocromii, care acționează ca filtre de lumină, iridoforii creează efectul Tyndall , dând țesuturilor o culoare albastru strălucitor sau verde strălucitor. .
Melanoforii conțin eumelanină, un tip de melanină, un pigment negru sau maro închis datorită capacității sale mari de absorbție a luminii. Eumelanina este conținută în vezicule numite melanozomi și distribuită în întreaga celulă. Eumelanina este sintetizată din tirozină ca rezultat al unei serii de reacții chimice secvenţiale (catalizate) și este un compus chimic complex format din dihidroxiindol [ termen necunoscut ] și acid dihidroxiindol-2-carboxilic [ termen necunoscut ] cu inele pirolitice . Principala enzimă în sinteza melaninei este tirozinaza . Încălcarea funcționării tirozinazei duce la albinism din cauza imposibilității sintezei melaninei.
Melanoforii sunt celulele cele mai studiate. Acest lucru este facilitat de culoarea lor vizibilă, conținutul ridicat în celule și de faptul că melanocitele, analogi ai melanoforilor, sunt singura clasă de celule umane care conțin pigment. Cu toate acestea, există diferențe între melanofori și melanocite. un fel de melanina. Melanocitele sunt capabile să sintetizeze pigmentul galben/roșu feomelanina împreună cu eumelanina .
În 1995, s-a demonstrat că culorile albastre strălucitoare ale unor specii de mandarine se datorează mai degrabă biocromilor cianați decât chimiocromilor. Acest pigment, găsit la cel puțin două specii din familia Callionymidae , este foarte rar în regnul animal, culoarea albastră se datorează de obicei prezenței chimiocromatelor. Aceste date ne permit să vorbim despre prezența unui tip special de cromatofori - cianofori.
Multe specii au capacitatea de a muta pigmentul în interiorul cromatoforilor, permițându-le să-și schimbe culoarea. Acest proces, cunoscut sub numele de schimbare fiziologică a culorii, a fost bine studiat la melanofori. Acest lucru se datorează faptului că melanina este cel mai întunecat și cel mai vizibil pigment. La majoritatea speciilor, cu pielea relativ subțire, melanoforii cutanați sunt de obicei plate și acoperă o suprafață mare. La animalele cu pielea groasă, cum ar fi reptilele, melanoforii cutanați sunt adesea combinați în blocuri tridimensionale cu alți cromatofori. Aceste complexe cutanate de cromatofori constau dintr-un strat superior de xantofor sau eritrofor, urmat de un iridofor, și un strat melanofor inferior, ale cărui fire acoperă iridoforii [1] .
Ambele tipuri de melanofori dermici joacă un rol important în procesul de schimbare fiziologică a culorii. Melanoforii dermici plate se suprapun adesea altor cromatofori, astfel încât atunci când pigmentul este distribuit în întreaga celulă, pielea devine închisă la culoare. Când pigmentul este concentrat mai aproape de centrul celulei, pigmenții altor cromatofori ies mai aproape de suprafață și pielea capătă culoare. În mod similar, după ce melanina este colectată în complexul cromatofor al pielii, pielea va deveni verde ca urmare a filtrării luminii reflectate de iridofori prin stratul de xantofor. Deoarece alți cromatofori biocromatici prezintă și translocarea pigmentului, animalele cu o varietate de cromatofori pot dobândi o varietate de culori prin exploatarea efectului divizionar.
Moluștele cu două branhii au organe complexe pe care le folosesc pentru a schimba rapid culorile. Această abilitate este deosebit de pronunțată la calmarii, sepie și caracatițe viu colorate . Fiecare complex cromatofor constă dintr-un cromatofor și numeroase mușchi, celule nervoase, neuroglia și membrană. În interiorul cromatoforului, granulele de pigment sunt într-o pungă specială. Schimbarea culorii este asigurată de deformarea acestor pungi, ceea ce duce la modificarea calităților lor optice. Acest mecanism diferă de mecanismul schimbării fiziologice a culorii la pești, amfibieni și reptile.
Caracatițele arată capacitatea de a manipula cromatoforii. Nervii care controlează cromatoforii sunt aranjați în creier într-o ordine corespunzătoare distribuției cromatoforilor pe care îi controlează. Această ipoteză explică de ce, odată cu excitația secvențială a neuronilor, schimbarea culorii are un caracter ondulatoriu. La fel ca cameleonii, cefalopodele folosesc modificări fiziologice de culoare pentru a comunica. În plus, cefalopodele, cu capacitatea lor uimitor de precisă de a se adapta la culoarea și textura fundalului înconjurător, dețin recordul regnului animal în mimetism.
S-au găsit și cromatofori în membranele bacteriilor fototrofe . Aici sunt folosite în principal pentru fotosinteză, conțin pigmentul bacterioclorofilă și carotenoide . [2] În bacteriile violete , cum ar fi Rhodospirillum rubrum , proteinele care absorb lumina sunt localizate în membrana cromatoforului. Cu toate acestea, în bacteriile verzi cu sulf ele sunt localizate în complexe speciale de antene numite clorozomi . [3]