Quand les mots "caméléon" ou "pieuvre" surgissent immédiatement une association avec des couleurs vives qui changent l'une de l'autre. Feuillage vert et herbe, fleurs et fruits colorés, une variété de couleurs de poissons d'aquarium et une coloration étonnante des animaux. Tout cela est le monde qui nous entoure. Les organismes vivants doivent ce multicolore à des structures cellulaires spéciales - les chromatophores. Quelles sont ces formations étranges, quelle est leur fonction et comment fonctionnent-elles - cet article est à ce sujet.
Porteurs de couleur
C'est ainsi que le mot "chromatophores" est traduit. Quelle est cette substance, cela vaut la peine d'expliquer en fonction des différents groupes d'organismes vivants. Chez les crustacés, les mollusques, les poissons, les amphibiens, les reptiles, ce sont des cellules réfléchissant la lumière et des cellules contenant des pigments. Ils sont responsables de la coloration des yeux et de la peau et ne se forment que lors de l'embryogenèse dans la crête neurale. Aprèspendant la période de maturation, ils se répandent dans tout le corps. Par ton en blanc, ils se divisent en cantophores (jaunes), érythrophores (rouges), iridophores (brillants), leucophores (blancs), mélanophores (noirs ou bruns). La structure du chromatophore est différente pour différents groupes, et nous reviendrons sur ce problème ci-dessous.
Plastides photosynthétiques
Que sont les chromatophores d'algues ? Ce sont des organites monomembranaires d'algues brunes et vertes, rubanées ou étoilées, contenant des granules colorées (chlorophylles et caroténoïdes). Dans les micro-organismes et les bactéries, ce sont des organites sans membrane de formes et d'objectifs variés. Par exemple, le chromatophore de chlamydomonas est représenté par un chloroplaste en forme de coupe (l'amidon y est stocké) avec un corps de pigment rouge contenant de l'hématochrome (pigment rouge). Grâce à lui, ce plus simple a la capacité de sentir la lumière. Chez l'algue unicellulaire Chlorella, le chromatophore est représenté par des granules de chlorophylle-a et de chlorophylle-b, flottant en grand nombre dans le cytoplasme de la cellule. Avec leur aide, cette algue réalise la photosynthèse la plus efficace avec un minimum de ressources. Ainsi, pour les protozoaires et les algues unicellulaires, il est caractéristique qu'en plus de la fonction photosynthétique du chromatophore, il soit de stockage et photosensible. Il convient de noter que les chromatophores des algues diffèrent des chloroplastes des plantes supérieures par une structure plus simple et d'autres types de chlorophylle (un pigment vert avec un complexe de magnésium).
Cellules animales pigmentées
ULes humains et de nombreux animaux ont des cellules qui ne contiennent qu'un seul pigment, la mélatonine. Ces cellules se trouvent dans la peau, la laine, les cheveux et les plumes, dans l'iris et la rétine des yeux. La saturation des couleurs dépend de la concentration. Ces cellules sont appelées chromatocytes, elles se forment tout au long de la vie du corps et ne peuvent être que d'un seul type - les mélanocytes.
Travaux spécifiques
Que sont les chromatophores ? L'idée de leur travail, nécessaire à leur classification, s'est formée dans les années 60 du siècle dernier. Les dernières données en biochimie n'ont pas modifié ces dispositions, mais ont précisé les principes de leur travail. Il existe deux types de chromatophores: les biochromes et les chimiochromes. Les premiers sont de vrais (vrais) pigments - les caroténoïdes (divers dérivés du carotène) et les ptéridines. Ils absorbent une partie de la lumière visible et réfléchissent l'autre. Les couleurs structurelles (chimiochromes) produisent de la couleur par interférence ou diffusion (réflexion d'une longueur d'onde et transmission d'une autre longueur d'onde).
Classification des couleurs
La division du chromatophore par couleur est plutôt conditionnelle. Et c'est pourquoi. Les xanthophores et les érythrophores peuvent être contenus dans la même cellule, puis sa couleur dépendra de la quantité de pigments jaunes et rouges. Les iridophores sont des chimiochromes contenant des cristaux de guanine. Ce sont les cristaux qui réfléchissent la lumière et donnent une couleur irisée. Le mélanophore de Zumellanine absorbe très bien la lumière et produit des couleurs noires et brunes.
Le rôle biologique des pigments
La mélanine est le pigment le plus répandu chez les êtres vivantsorganismes - en raison de l'absorption de la lumière, il remplit les fonctions d'une cellule de protection. Il ne transmet pas les rayons ultraviolets dans les couches profondes de la peau, protégeant les tissus internes des dommages causés par les radiations. Le rôle du pigment dans les mécanismes d'adaptabilité des organismes vivants ne peut être sous-estimé. Tout le monde sait ce qu'est un chromatophore dans la vie des insectes pollinisateurs et des plantes pollinisées par eux. La couleur du corps joue un rôle important dans la défense contre les ennemis, le suivi des proies, l'avertissement du danger et le comportement reproducteur. La chlorophylle, la bactériorhodopsine sont des pigments photosynthétiques, et l'hémoglobine et l'hémocyanine sont des chromogènes respiratoires.
Propriété à modifier
Le phénomène le plus intéressant et le plus mystérieux est le changement de couleur de certains animaux. Ce phénomène est appelé changement de couleur physiologique. Ce mécanisme est complexe et continue d'étonner les scientifiques. De nombreux représentants de diverses branches phylogénétiques ont acquis cette capacité au cours de l'évolution. Les caméléons et les céphalopodes (pieuvres et seiches) sont des organismes assez éloignés les uns des autres dans l'échelle évolutive de la vie, mais les leaders incontestés dans le classement des plus "changeants". C'est surprenant, mais les mécanismes de fonctionnement de leurs chromatophores sont les mêmes.
Comment font-ils
Certains céphalopodes, arthropodes, crustacés, poissons, amphibiens et reptiles ont des cellules élastiques comme du caoutchouc sous leur peau. Leurs chromatophores ont une membrane et sont remplis de peinture, comme des tubes d'aquarelle. Chacune de ces cellules au repos estune boule, et lorsqu'il est excité, un disque étiré par une multitude de muscles dilatateurs (dilatateurs). Ils étirent le chromatophore, augmentant sa surface plusieurs fois, parfois soixante fois. Et ils le font très rapidement - en une demi-seconde. Dans les chromatophores, les grains de pigment peuvent être situés au centre ou dispersés dans toute la cellule, ils peuvent être nombreux ou peu nombreux. Chaque dilatateur est relié par des nerfs à un poste de commandement - le cerveau de l'animal. Les changements de couleur se produisent sous l'influence de deux groupes de facteurs: physiologiques (modifications des facteurs environnementaux ou de la douleur) et émotionnels. Peur, agressivité, sympathie pour le sexe opposé et attention intense - toutes ces expériences émotionnelles changent la couleur de l'animal.
Procéder à la cytologie
Lorsque l'animal est au repos, tous les grains pigmentaires sont au centre et la peau devient claire (blanche ou jaunâtre). C'est ce verre dépoli qui ressemble à une seiche avec une tache noire d'une poche d'encre. Lorsque le pigment foncé se trouve dans les branches du chromatophore, la peau devient foncée. La combinaison de pigments de différentes couches et donne toute la gamme de nuances. Les couleurs verte et bleue résultent de la réfraction de la lumière dans les cristaux de guanidine des couches supérieures de la peau. La couleur de la peau peut changer rapidement et envahir tout ou partie du corps, créant parfois un motif très bizarre. De plus, les chromatophores eux-mêmes peuvent descendre dans les couches profondes de la peau ou remonter à la surface.
Commandant en chef - yeux
Les scientifiques ont établi une relation étroite entre la vision etchangement de couleur. La lumière à travers l'organe de la vision affecte le système nerveux et envoie des signaux aux chromatophores. Certains sont étirés, d'autres sont contractés et, en même temps, une correspondance maximale des couleurs de masquage est obtenue. Fait intéressant, même une pieuvre aveuglée peut changer de couleur - elle perçoit également la couleur avec des ventouses, et s'il en reste au moins une, la pieuvre changera de couleur. C'est incroyable les motifs bizarres qu'il peut répéter sur son corps. Il est prouvé que la pieuvre était capable de reproduire le texte du journal en quelques secondes, qui se trouvait à côté de l'aquarium. Et ça ressemble à du mysticisme.
Quelques faits intéressants
En plus de l'incroyable capacité des pieuvres et des caméléons à changer de couleur, ils possèdent également quelques caractéristiques étonnantes que vous ne connaissiez pas.
Le cerveau d'une pieuvre est le plus développé parmi les invertébrés. La plus grosse pieuvre pesait 180 kilogrammes. Il mesurait 8 mètres de long (capturé en 1945). Certaines pieuvres peuvent marcher sur terre en utilisant leurs tentacules.
L'un des animaux les plus venimeux de la planète est un habitant de l'océan Indien aux anneaux profonds. Après sa morsure, une personne meurt dans les 1,5 heures. Et il n'y a pas d'antidote.
Le plus petit caméléon, le Brookesia de Madagascar, mesure moins de 3 centimètres, tandis que le plus grand, le Malgache, mesure jusqu'à 70 centimètres de long. Ils sont pratiquement sourds, mais verront le plus petit insecte à une distance de 10 mètres. L'angle de leur vision est de 360 degrés, et chaque œil voit sa propre image du monde.
