Для чего нужен 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.
ХРОМАТОФОРЫ
Смотреть что такое «ХРОМАТОФОРЫ» в других словарях:
ХРОМАТОФОРЫ — (греч.). Комочки более плотной протоплазмы в растительных клеточках. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ХРОМАТОФОРЫ в растительных клетках комочки более плотной протоплазмы, остающиеся бесцветными… … Словарь иностранных слов русского языка
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
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 находятся пигмент-содержащие клетки или группы клеток, обнаруженные у широкого круга животных, включая амфибии, рыбы, рептилии, ракообразные и головоногие моллюски. Млекопитающие и птицы, напротив, имеют класс ячеек, называемый меланоциты за окраска.
Хроматофоры в значительной степени ответственны за образование кожи и цвет глаз в экзотермический животных и генерируются в нервный гребень в течение эмбриональное развитие. Зрелые хроматофоры сгруппированы в подклассы в зависимости от их цвета (точнее, «оттенок») при белом свете: ксантофоры (желтый), эритрофоры (красный), иридофоры (отражающий / радужный), лейкофоры (белый), меланофоры (черный / коричневый) и цианофоры (синий).
Некоторые виды могут быстро менять цвет с помощью механизмов, которые перемещают пигмент и переориентируют отражающие пластинки внутри хроматофоров. Этот процесс, часто используемый в качестве камуфляж, называется физиологическое изменение цвета или же метахроз. [1] Головоногие, такие как осьминог имеют сложные хроматофорные органы, контролируемые мышцами, в то время как позвоночные, такие как хамелеоны произвести аналогичный эффект клеточная сигнализация. Такие сигналы могут быть гормоны или же нейротрансмиттеры и может быть вызвано изменениями настроения, температуры, стресса или видимыми изменениями в окружающей среде. [ нужна цитата ] Хроматофоры изучаются учеными для понимания болезней человека и как инструмент в открытие лекарств.
Содержание
Человеческое открытие
Аристотель упомянул способность осьминог изменить цвет для обоих камуфляж и сигнализация в его Historia animalium (около 400 г. до н.э.): [2]
Giosuè Sangiovanni был первым, кто описал беспозвоночный пигментные клетки как хромофоро в итальянском научном журнале в 1819 году. [3]
Эти животные также избегают обнаружения благодаря очень необычной, подобной хамелеону способности изменять свой цвет. Похоже, что они меняют свой оттенок в зависимости от характера земли, по которой они проходят: на глубокой воде их общий оттенок был коричневато-пурпурным, но при размещении на суше или на мелководье этот темный оттенок менялся на один из желтовато-зеленый. Цвет, при более внимательном рассмотрении, был французско-серым с многочисленными мельчайшими ярко-желтыми пятнами: первые из них различались по интенсивности; последние полностью исчезли и по очереди появлялись снова. Эти изменения были произведены таким образом, что облака, варьирующиеся по оттенку от красного гиацинта до каштаново-коричневого, непрерывно проходили по телу. Любая часть, подвергаясь легкому гальваническому удару, становилась почти черной: аналогичный эффект, но в меньшей степени, производился при царапании кожи иглой. Считается, что эти облака, или, как их еще называют, румянец, производятся в результате попеременного расширения и сжатия мельчайших пузырьков, содержащих жидкости разного цвета.
Классификация
Период, термин хроматофор был принят (после Сангиованни хромофор) как название пигментных клеток, происходящих от нервного гребня хладнокровных позвоночные и головоногие моллюски. Само слово происходит от Греческий слова Chrōma ( χρῶμα ), что означает «цвет», и Форос ( φόρος ), что означает «подшипник». Напротив, слово хроматоцит ( Китос ( κύτος ) означает «клетка») был принят для клеток, отвечающих за цвет, обнаруженных у птиц и млекопитающих. Только один такой тип ячеек, меланоцит, был идентифицирован у этих животных.
Хроматофоры стали достаточно хорошо изучены только в 1960-х годах, чтобы их можно было классифицировать по внешнему виду. Эта система классификации существует и по сей день, хотя биохимия пигментов может быть более полезным для научного понимания того, как функционируют клетки. [5]
Молекулы, производящие цвет, делятся на два разных класса: биохромы и структурные цвета или «схемохромы». [6] Биохромы включают настоящие пигменты, такие как каротиноиды и птеридины. Эти пигменты избирательно поглощают части видимый световой спектр что составляет белый свет, позволяя другим длины волн дотянуться до глаза наблюдателя. Структурные цвета получаются за счет различных комбинаций дифракции, отражения или рассеяния света от структур с масштабом около четверти длины волны света. Многие такие структуры мешают некоторым длинам волн (цветов) света и пропускают другие просто из-за своего масштаба, поэтому они часто производят переливчатость, создавая разные цвета при взгляде с разных сторон. [ нужна цитата ]
Поскольку все хроматофоры содержат пигменты или отражающие структуры (за исключением случаев, когда мутация, как в альбинизм), не все клетки, содержащие пигмент, являются хроматофорами. Haem, например, это биохром, ответственный за красный цвет крови. Встречается в основном в красные кровяные тельца (эритроциты), которые образуются в костном мозге на протяжении всей жизни организма, а не образуются во время эмбриологического развития. Поэтому эритроциты не относятся к хроматофорам. [ нужна цитата ]
Ксантофоры и эритрофоры
Хроматофоры, содержащие большое количество желтый птеридиновые пигменты называются ксантофорами; те, у кого в основном красный/апельсин каротиноиды называются эритрофорами. [5] Тем не мение, пузырьки содержащие птеридин и каротиноиды иногда обнаруживаются в одной и той же клетке, и в этом случае общий цвет зависит от соотношения красного и желтого пигментов. [7] Следовательно, различие между этими типами хроматофоров не всегда ясно.
Большинство хроматофоров могут генерировать птеридины из гуанозинтрифосфат, но ксантофоры, по-видимому, имеют дополнительные биохимические пути, позволяющие им накапливать желтый пигмент. В отличие от каротиноидов метаболизированный и переносится к эритрофорам. Впервые это было продемонстрировано путем выращивания обычно зеленых лягушек на диете из каротин-ограниченный сверчки. Отсутствие каротина в рационе лягушек означало, что красный / оранжевый каротиноидный цветной «фильтр» не присутствовал в их эритрофорах. Из-за этого лягушки казались синими, а не зелеными. [8]
Иридофоры и лейкофоры
Родственный тип хроматофоров, лейкофор, встречается у некоторых рыб, в частности у Tapetum lucidum. Как иридофоры, они используют кристаллический пурины (часто гуанин) для отражения света. Однако, в отличие от иридофоров, лейкофоры имеют более организованные кристаллы, которые уменьшают дифракцию. При наличии источника белого света они производят белый блеск. Как и в случае с ксантофорами и эритрофорами, у рыб различие между иридофорами и лейкофорами не всегда очевидно, но в целом считается, что иридофоры вызывают радужные или цвета металлик, тогда как лейкофоры дают светоотражающие белые оттенки. [11]
Меланофоры
У людей есть только один класс пигментных клеток, эквивалент меланофоров у млекопитающих, для создания цвета кожи, волос и глаз. По этой причине, а также из-за того, что большое количество и контрастный цвет клеток обычно упрощает их визуализацию, меланофоры, безусловно, являются наиболее изученными хроматофорами. Однако есть различия между биологией меланофоров и биологией меланоциты. В дополнение к эумеланину меланоциты могут генерировать желтый / красный пигмент, называемый феомеланин. [ нужна цитата ]
Цианофоры
Почти весь яркий блюз у животных и растений создан структурная окраска а не пигментами. Однако некоторые виды Synchiropus splendidus обладают везикулами голубой биохром неизвестной химической структуры в клетках, названный цианофорами. [11] Хотя они кажутся необычными в своем ограниченном таксономическом диапазоне, могут быть цианофоры (а также другие необычные типы хроматофоров) у других рыб и земноводных. Например, ярко окрашенные хроматофоры с неопределенными пигментами встречаются в обоих Ядовитые лягушки-дротики и стеклянные лягушки, [15] и нетипичный двухцветный хроматофоры, названные эритро-иридофоры были описаны в Псевдохромная диадема. [16]
Транслокация пигмента
Оба типа меланофоров важны для физиологического изменения цвета. Плоские кожные меланофоры часто перекрывают другие хроматофоры, поэтому, когда пигмент рассредоточен по клетке, кожа выглядит темной. Когда пигмент собирается к центру клетки, пигменты других хроматофоров подвергаются воздействию света, и кожа приобретает свой оттенок. Аналогичным образом, после агрегации меланина в DCU кожа становится зеленой из-за ксантофорной (желтой) фильтрации рассеянного света от слоя иридофора. При рассеивании меланина свет больше не рассеивается, и кожа становится темной. Поскольку другие биохроматические хроматофоры также способны к перемещению пигмента, животные с несколькими типами хроматофора могут генерировать впечатляющее множество цветов кожи, хорошо используя эффект разделения. [18] [19]
Контроль и механика быстрой транслокации пигмента хорошо изучены у ряда различных видов, в частности у амфибий и костистость рыбы. [11] [20] Было продемонстрировано, что процесс может быть гормональный или же нейронный контроль или и то, и другое, и для многих видов костистых рыб известно, что хроматофоры могут напрямую реагировать на внешние раздражители, такие как видимый свет, УФ-излучение, температура, pH, химические вещества и т. д. [21] Нейрохимические вещества, которые, как известно, перемещают пигмент, включают: норадреналинчерез его рецептор на поверхности на меланофорах. [22] Первичные гормоны, участвующие в регуляции транслокации, по-видимому, являются меланокортины, мелатонин, и меланин-концентрирующий гормон (MCH), которые вырабатываются в основном гипофизом, шишковидной железой и гипоталамусом соответственно. Эти гормоны также могут вырабатываться в паракринный мода клетками кожи. Было показано, что на поверхности меланофора гормоны активируют определенные Рецепторы, связанные с G-белком которые, в свою очередь, передают сигнал в клетку. Меланокортины вызывают диспергирование пигмента, а мелатонин и MCH вызывают агрегацию. [23]
У рыб были обнаружены многочисленные рецепторы меланокортина, МСН и мелатонина. [24] и лягушки, [25] включая гомолог из MC1R, [26] рецептор меланокортина, регулирующий кожа и цвет волос в людях. [27] Было продемонстрировано, что MC1R требуется рыбкам данио для диспергирования меланина. [28] Внутри клетки циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) оказался важным второй посланник транслокации пигмента. Через механизм, еще не полностью изученный, цАМФ влияет на другие белки, такие как протеинкиназа А водить молекулярные моторы переносящий пигмент, содержащий пузырьки, вдоль обоих микротрубочки и микрофиламенты. [29] [30] [31]
Значение слова «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.
хроматофо́р
1. биол. содержащая пигмент клетка животного или человека