какую функцию выполняет хроматофор
Хроматофор
Из Википедии — свободной энциклопедии
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.
Созревшие хроматофоры разделяются на подклассы по цвету (более точно «тону») в белом свете:
| название | цвет | этимология |
|---|---|---|
| ксантофоры | жёлтый | |
| эритрофоры | красный | |
| иридофоры | (отражение/сияние) | |
| лейкофоры | белый | |
| меланофоры | чёрный/коричневый | |
| цианофоры [прим. 1] | синий |
Хроматофоры содержатся в тканях растений и придают им окраску. Клетка, в состав которой входит пигмент. У человека такие клетки, богатые гранулами меланина, обнаруживаются в коже, в волосах, а также в радужке и сетчатке глаза.1) у животных и человека — то же, что пигментные клетки. 2) У растений — органеллы бурых и зелёных водорослей, имеющие ленточную (например, у Spirogira) и звездчатую форму. Отделены, подобно хлоропластам высших растений, от цитоплазмы клетки двуслойной белково-липидной мембраной. Содержат хлорофиллы, каротиноиды и др. компоненты; в них осуществляется фотосинтез. 3) У микроорганизмов — органеллы фотосинтезирующих бактерий, не отделённые, как правило, от цитоплазмы оболочкой. Содержат бактерио-хлорофиллы, каротиноиды и ряд переносчиков электронов, а также ферменты, участвующие в синтезе пигментов; в них осуществляется фотосинтез.
Некоторые биологические виды могут быстро изменять свой цвет с помощью механизмов, которые перемещают пигменты и переориентируют отражающие плашки с хроматофором. Этот процесс часто используется для маскировки и называется физиологической смена цвета. Головоногие, например осьминоги, имеют сложные хроматофорные органы, управляемые мускулами которые позволяют сменить цвет, в то время как позвоночные, например хамелеоны, добиваются аналогичного эффекта с помощью клеточной сигнализации. Сигналы переносятся в клетку гормонами или нейромедиаторами и могут запускаться изменениями в настроении, температуре среды, стрессом или видимыми изменениями в окружающей среде.
В отличие от холоднокровных животных, млекопитающие и птицы имеют только один класс клеток похожих на хроматофоры: меланоциты. Их эквивалент у холоднокровных — меланофоры, изучаются учёными, чтобы понять человеческие заболевания и используются в качестве инструмента при разработке лекарственных средств.
Что такое хроматофоры в биологии
В клетках живых существ содержатся различные органоиды (органеллы), имеющие разные функции. Хроматофоры – это органоиды клетки, расположенные в цитоплазме и придающие ей окраску. Можно называть так все органеллы клетки, имеющие цвет, но закрепился этот термин за окрашенными телами в клетках водорослей. Аналогичные образования у высших растений называются хлорофильными зёрнами и хлоропластами.
Иногда хроматофоры называют хлоропластами водорослей. Но нужно заметить, что клетки рыб, содержащие цветовой пигмент, тоже часто называют хроматофором, хотя они к растениям никакого отношения не имеют. Также он встречается у некоторых других животных и фотосинтезирующих бактерий.
Функции хроматофор
У водорослей хроматофоры участвуют в фотосинтезе, а у рыб и животных только придают и изменяют окраску.
Внутри плазматического тела хроматофора (эндоплазмы) происходит перемещение киноплазмы (внутреннего слоя органоида), содержащей цветовой пигмент.
Форма хроматофоров
Их форма бывает разной, но чаще всего встречается звездчатая, дисковидная, ветвистая и подобные им. Однако эти формы характерны лишь для клетки в состоянии активности, расширения, называемого экспансией.
У растений эти органоиды обычно зеленые, хотя могут встречаться и иные цвета. У животных цвет может быть любым.
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).
Каковы особенности хроматофоров у спирогиры и некоторых других водорослей
У водорослей обычно хроматофор участвует в питании, так как является участником процесса фотосинтеза и соответственно образования питательных веществ. Какую форму имеет хроматофор водорослей?
У эвглены зеленой хроматофор выполняет функцию фотосинтеза, участвуя в процессе питания, как и у многих других водорослей.
Когда нет света, это удивительное существо способно питаться и как животное, перерабатывая растворенную в воде органику. Если же эвглена живет в темноте долго, то из её хроматофоров пропадает хлорофилл, делающий её способной к фотосинтезу и придающий окраску. В таком случае она теряет цвет.
Хроматофоры у животных
Они участвуют в изменении окраски под воздействием внешних факторов. Эктоплазма хроматофора, определяющая его форму, крепится твердыми образованиями – фибриллами; она участвует в регуляции обменных процессов, а также может контактировать с нервной системой, в результате поступления из которой сигналов хроматофор начинает функционировать по-другому. Из всех хроматофоров только меланофоры имеют нервные окончания.
Так, известны многие виды животных, способных к мимикрии – изменению окраса в зависимости от фона и окружающих предметов. Медленные изменения цвета характерны для гусениц некоторых бабочек и ряда паукообразных. У головоногих моллюсков, амфибий, рептилий и ракообразных встречается быстрая перемена окраса, осуществляемая посредством перемещения пигментных зерен в хроматофорах. Спектр расцветок при этом может быть разнообразным. Например, одна из африканских лягушек может менять цвет на белый, желтый, оранжевый, коричневый, серый, красный, розовый и другие. Такой же механизм смены цвета и у всем известных хамелеонов.
Хроматофоры у рыб
В отличие от прочих животных, изменение окраски рыб обусловлено изменением числа хроматофоров. Это происходит не только под воздействием нервных сигналов, но и при участии гормонов. Скорее всего, это зависит от конкретной ситуации, и при разных условиях происходит либо нервная, либо гормональная регуляция.
Такие рыбы, как бычки или камбалы, могут в точности скопировать вид грунта. В этом случае, главная роль принадлежит нервной системе. Рыба воспринимает рисунок грунта с помощью глаз и эта картинка, трансформируясь в нервные сигналы, поступает в нервную «сеть», откуда идут сигналы к нервным окончаниям меланофор. Смена окраски происходит бессознательно, с помощью симпатических нервов.
Гормональное же действие заметно во время нереста – периода, когда рыбы готовы к размножению. Половозрелые самцы под воздействием гормонов приобретают привлекательную для самок окраску. Она становится ярче, когда самка появляется в поле зрения. Здесь проявляется смешанное действие гормональной и нервной системы: когда самец видит женскую особь, сигнал поступает через зрительные нервы в нервную систему, а потом уже к хроматофорам, которые, расширяясь, делают цвет ярче.
Нужно отметить, что, помимо меланофоров, у рыб существуют и другие хроматофоры – гуанофоры. Впрочем, их можно причислять к хроматофорам формально, потому что вместо пигментных зерён они содержат кристаллическое вещество гуанин, из-за которого у рыбы появляется блестящий серебристый окрас. Из меланофоров иногда ещё выделяют ксантофоры и эритрофоры.
Хроматофор
Хроматофоры содержатся в тканях растений и придают им окраску. Клетка, в состав которой входит пигмент. У человека такие клетки, богатые гранулами меланина, обнаруживаются в коже, в волосах, а также в радужке и сетчатке глаза.1) у животных и человека — то же, что пигментные клетки. 2) У растений — органеллы бурых и зелёных водорослей, имеющие ленточную (например, у Spirogira) и звездчатую форму. Отделены, подобно хлоропластам высших растений, от цитоплазмы клетки двуслойной белково-липидной мембраной. Содержат хлорофиллы, каротиноиды и др. компоненты; в них осуществляется фотосинтез. 3) У микроорганизмов — органеллы фотосинтезирующих бактерий, не отделённые, как правило, от цитоплазмы оболочкой. Содержат бактерио-хлорофиллы, каротиноиды и ряд переносчиков электронов, а также ферменты, участвующие в синтезе пигментов; в них осуществляется фотосинтез.
Некоторые биологические виды могут быстро изменять свой цвет с помощью механизмов, которые перемещают пигменты и переориентируют отражающие плашки с хроматофором. Этот процесс часто используется для маскировки и называется физиологической смена цвета. Головоногие, например осьминоги, имеют сложные хроматофорные органы, управляемые мускулами которые позволяют сменить цвет, в то время как позвоночные, например хамелеоны, добиваются аналогичного эффекта с помощью клеточной сигнализации. Сигналы переносятся в клетку гормонами или нейромедиаторами и могут запускаться изменениями в настроении, температуре среды, стрессом или видимыми изменениями в окружающей среде.
В отличие от холоднокровных животных, млекопитающие и птицы имеют только один класс клеток похожих на хроматофоры: меланоциты. Их эквивалент у холоднокровных — меланофоры, изучаются учёными, чтобы понять человеческие заболевания и используются в качестве инструмента при разработке лекарственных средств.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
660нм), другая — дальний красный (λ
730нм). Поглотив свет, фитохром переходит из одной формы в другую. Этот пигмент играет важную роль в ряде процессов, таких как цветение и прорастание семян.
Бактериа́льная кле́тка обычно устроена наиболее просто по сравнению с клетками других живых организмов. Бактериальные клетки часто окружает капсула, которая служит защитой от внешней среды. Для многих свободноживущих бактерий характерно наличие жгутиков для передвижения, а также ворсинок.
Хроматофор
Хроматофоры (от греч. «хромос» — крашу и «форос» — несущий) — пигментсодержащие и светоотражающие клетки, присутствующие у земноводных, рыб, рептилий, ракообразных и головоногих. Они отвечают за окраску кожи и глаз у холоднокровных животных и рождаются в нервном гребне во время эмбриогенеза. Созревшие хроматофоры разделяются на подклассы по цвету (более точно «тону») в белом свете:
| название | цвет | этимология |
|---|---|---|
| ксантофоры | жёлтый | |
| эритрофоры | красный | |
| иридофоры | (отражение/сияние) | |
| лейкофоры | белый | |
| меланофоры | чёрный/коричневый | |
| цианофоры [прим. 1] |
Хроматофоры содержатся в тканях растений и придают им окраску. Клетка, в состав которой входит пигмент. У человека такие клетки, богатые гранулами меланина, обнаруживаются в коже, в волосах, а также в радужке и сетчатке глаза.1) у животных и человека — то же, что пигментные клетки. 2) У растений — органеллы бурых и зелёных водорослей, имеющие ленточную (например, у Spirogira) и звездчатую форму. Отделены, подобно хлоропластам высших растений, от цитоплазмы клетки двуслойной белково-липидной мембраной. Содержат хлорофиллы, каротиноиды и др. компоненты; в них осуществляется фотосинтез. 3) У микроорганизмов — органеллы фотосинтезирующих бактерий, не отделённые, как правило, от цитоплазмы оболочкой. Содержат бактерио-хлорофиллы, каротиноиды и ряд переносчиков электронов, а также ферменты, участвующие в синтезе пигментов; в них осуществляется фотосинтез.
Некоторые биологические виды могут быстро изменять свой цвет с помощью механизмов, которые перемещают пигменты и переориентируют отражающие плашки с хроматофором. Этот процесс часто используется для маскировки и называется физиологической смена цвета. Головоногие, например осьминоги, имеют сложные хроматофорные органы, управляемые мускулами которые позволяют сменить цвет, в то время как позвоночные, например хамелеоны, добиваются аналогичного эффекта с помощью клеточной сигнализации. Сигналы переносятся в клетку гормонами или нейромедиаторами и могут запускаться изменениями в настроении, температуре среды, стрессом или видимыми изменениями в окружающей среде.
В отличие от холоднокровных животных, млекопитающие и птицы имеют только один класс клеток похожих на хроматофоры: меланоциты. Их эквивалент у холоднокровных — меланофоры, изучаются учёными, чтобы понять человеческие заболевания и используются в качестве инструмента при разработке лекарственных средств.
Содержание
Этимология
Классификация
Не все клетки, содержащие красящие пигменты, относятся к хроматофорам (Но все хроматофоры содержат пигменты, либо светоотражающие структуры, за исключением). Например, гем является биохромом (красителем), придающим крови характерный красный цвет и встречается в красных кровяных клетках (эритроцитах), которые генерируются на протяжении всей жизни в костном мозге, в противоположность хроматофорам, генерирующимся в процессе эмбрионального развития. Поэтому эритроциты не относятся к хроматофорам.
Ксантофоры и эритрофоры
Иридофоры и лейкофоры
Меланофоры
Меланофоры являются наиболее широко изучаемыми клетками. Этому способствует их заметный цвет, высокое содержание в клетках, а также факт, что меланоциты — аналоги меланофоров, являются единственным классом пигментсодержащих клеток человека. Тем не менее, существуют различия между меланофорами и меланоцитами. разновидность меланина. Меланоциты способны наряду с эумеланином синтезировать желтый/красный пигмент феомеланин.
Цианофоры
В 1995 году было показано, что яркие голубые цвета некоторых видов мандаринок обусловлены циансодержащими биохромами, а не хемохромами. Данный пигмент, встречающийся у как минимум двух видов семейства Callionymidae, очень редок в животном мире, синий цвет обычно обусловлен наличием хемохроматиков. Эти данные позволяют говорить о наличии особого типа хроматофоров — цианофоров.
Физиологическая смена цвета
Оба типа кожных меланофоров играют важную роль в процессе физиологической смены цвета. 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.
Развитие
Практическое применение
Хроматофоры головоногих
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
Также хроматофоры были обнаружены в мембранах фототрофных бактерий. Здесь они используются главным образом для фотосинтеза, содержат пигмент бактериохлорофилл и каротиноиды. [2] У пурпурных бактерий, например Rhodospirillum rubrum светопоглощающие белки расположены в мембране хроматофора. Однако, в зелёных серных бактериях они расположены в особых антенных комплексах, которые называются хлоросомы. [3]
ХРОМАТОФОРЫ
ХРОМАТОФОРЫ — (пигментные клетки), клетки, содержащие пигмент, в коже некоторых низших животных. Накопление или распределение гранул пигмента в хроматофорах при воздействии нервных или гормональных стимуляторов позволяет некоторым животным, например,… … Научно-технический энциклопедический словарь
хроматофоры — внутриклеточные структуры пурпурных фототрофных бактерий, содержащие пигменты. См. также тилакоиды. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) Хроматофоры органеллы фотосинтезирующих бактерий и сине зеленых… … Словарь микробиологии
ХРОМАТОФОРЫ — (от греч. chroma род. п. chromatos цвет и phoros несущий). 1) то же, что пигментные клетки2)] Включения в клетках большинства водорослей и фотосинтезирующих бактерий, содержащие хлорофилл, каротиноиды и др. пигменты; обеспечивают фотосинтез … Большой Энциклопедический словарь
Хроматофоры — (носители окраски) этим именем можно назвать все окрашенные тела, заключающиеся в клетках растений, но специально им называются таковые, заключающиеся в клетках водорослей (см.), в отличие от хлорофилльных зерен (см.) и хромопластов (см.),… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
хроматофоры — (от греч. chrōma, род п. chrōmatos цвет и phorós несущий), 1) то же, что пигментные клетки. 2) Включения в клетках большинства водорослей и фотосинтезирующих бактериях, содержащие хлорофилл, каротиноиды и другие пигменты; обеспечивают… … Энциклопедический словарь
Хроматофоры — (от греч. chroma, родительный падеж chromatos цвет, краска и phorós несущий) 1) у животных и человека то же, что Пигментные клетки. 2) У растений органеллы бурых и зелёных водорослей, имеющие ленточную (например, у Spirogira) и звездчатую … Большая советская энциклопедия
ХРОМАТОФОРЫ — (от греч. chr ma, род п. chromatos цвет и phoros несущий), 1) то же, что пигментные клетки. 2) Включения в клетках большинства водорослей и фотосинтезирующих бактериях, содержащие хлорофилл, каротиноиды и др. пигменты; обеспечивают фотосинтез … Естествознание. Энциклопедический словарь
хроматофоры — хроматоф оры, ов, ед. ч. ф ор, а … Русский орфографический словарь
хроматофоры — мн., Р. хроматофо/ров; ед. хроматофо/р (2 м) … Орфографический словарь русского языка