Bioloogia on põnev loodusteadus. Rakkude ja organismide kohta uusi fakte õppides üllatab teid elusolendite tark ja keeruline ehitus. Mõelge nende struktuuri ühele saladusele, mis puudutab värvi ja selle muutumist.
Mis on kromatofoorid bioloogias
Elusolendite rakud sisaldavad mitmesuguseid erineva funktsiooniga organelle (organelle). Kromatofoorid on raku organellid, mis paiknevad tsütoplasmas ja annavad sellele värvi. Võite nimetada kõiki rakuorganelle, millel on selline värv, kuid see termin määrati vetikarakkude värvilistele kehadele. Sarnaseid moodustisi kõrgemates taimedes nimetatakse klorofülli teradeks ja kloroplastideks.
Mõnikord nimetatakse kromatofoore vetikate kloroplastideks. Kuid tuleb märkida, et värvipigmenti sisaldavaid kalarakke nimetatakse sageli ka kromatofooriks, kuigi neil pole taimedega midagi pistmist. Seda leidub ka mõnedes teistes loomades ja fotosünteetilistes bakterites.
On veel üks viis selgitada, mis on kromatofoor. Oma struktuurilt on kromatofoorid plastiidid. Nagu teate, nimetatakse plastiide taimerakkude organellideks, mille välisküljel on sile membraan ja sees membraan, mis moodustab väljakasvu. Leukoplastid, kromoplastid ja kloroplastid on plastiidid. Kromatofoor kui kloroplastiga sarnane moodustis viitab omakorda ka plastiididele.
Chromatophore funktsioonid
Vetikates osalevad kromatofoorid fotosünteesis, kaladel ja loomadel aga ainult värvi annavad ja muudavad.
Kromatofoori (endoplasma) plasmakeha sees liigub värvipigmenti sisaldav kinoplasma (organoidi sisekiht).
Kromatofooride kuju
Nende kuju on erinev, kuid levinumad on tähekujulised, kettakujulised, hargnenud jms. Need vormid on aga iseloomulikud ainult rakule, mis on aktiivsuse, paisumise olekus, mida nimetatakse paisumiseks.
Taimedes on need organellid tavaliselt rohelised, kuigi võib esineda ka teisi värve. Loomadel võib olla mis tahes värvi.
Vetikate ülevaade
Vetikad on ühe- ja mitmerakulised, esineb ka koloniaalvorme. Mõnel pole rakus membraani, vaid ainult tihendatud protoplasma kiht. See võimaldab vetikatel kuju muuta. Teiste vetikate puhul on kest tihe, suure tselluloosisisaldusega ja mõnel isegi mineraalidest – lubjast, ränidioksiidist – küllastunud.
Vetikarakkudel võib olla üks või mitu tuuma või tuuma ei pruugi olla üldse moodustunud. Siis on protoplastil märgatav värv ja selle keskpunkt ei ole värviline.
Mõnel vetikate esindajal on värvustpigment sisaldub kromatofoorides, mis sisaldavad tavaliselt pürenoide (tihedaid suure valgusisaldusega kehasid), pürenoidide ümber ladestuvad tärklisevarud. Enamiku vetikate toitumisviis on autotroofne (läbi veesamba tungiva valguse energia tõttu).
Millised on kromatofooride omadused spirogüüras ja mõnes teises vetikates
Vetikates osaleb kromatofoor tavaliselt toitumises, kuna ta on osaline fotosünteesi protsessis ja vastav alt ka toitainete moodustumises. Mis kuju on vetikakromatofooril?
- Spirogyral on kromatofoor lindi kujul, mis keerleb spiraalselt ümber rakuseinte.
- Ulotrix, nagu ka Spirogyra, mis on niitjas mitmerakuline vetikas, sisaldab rõngakujulist kromatofoori.
- Zignema kromatofoorid – tähtkehade kujul.
- Riiatomites leiduvad kromatofoorid näevad välja nagu terad, plaadid ja nii edasi ning sisaldavad pruune pigmente, mis annavad vetikatele kollaka, kollakaspruuni või pruuni värvi.
- Sine-rohelistel vetikatel ei ole kromatofoore kui selliseid. Nende värvipigmendid on protoplasmas ühtlaselt jaotunud, jättes mööda ainult keskosast. Tuleb märkida, et sinivetikad on tegelikult tsüanobakterite kolooniad.
- Protokokkvetikate üherakulistel esindajatel on kromatofooril üks pürenoid. Arenenumate koloniaalvormide puhul, nagu näiteks vesivõrk, on rakud eraldanud seinte lähedal paiknevad kromatofoorid ja neis on palju pürenoide.
Esitab Euglena roheline kromatofoorfotosünteesi funktsioon, osaledes toitumisprotsessis, nagu paljud teised vetikad.
Kui valgust pole, suudab see hämmastav olend süüa nagu loom, töödeldes vees lahustunud orgaanilist ainet. Kui euglena elab pikka aega pimedas, siis klorofüll kaob tema kromatofooridest, muutes ta võimeliseks fotosünteesiks ja värvi andmiseks. Sel juhul kaotab see värvi.
Kromatofoorid loomadel
Loomadel on kromatofoorid melanofoorid (mitte segi ajada inimese melanotsüütidega, need on täiesti erinevad rakud). Kasutatakse mõlemat nime.
Nad on seotud värvimuutusega välistegurite mõjul. Kromatofoori ektoplasma, mis määrab selle kuju, on kinnitatud tahkete moodustiste - fibrillidega; osaleb ainevahetusprotsesside reguleerimises, samuti võib see kontakteeruda närvisüsteemiga signaalide vastuvõtmise tulemusena, millest kromatofoor hakkab teistmoodi toimima. Kõigist kromatofooridest on närvilõpmed ainult melanofooridel.
Seega on teada palju loomaliike, kes on võimelised matkima – muutma värvi sõltuv alt taustast ja ümbritsevatest objektidest. Aeglased värvimuutused on iseloomulikud mõnede liblikate ja mitmete ämblikulaadsete röövikutele. Peajalgsetel, kahepaiksetel, roomajatel ja vähilaadsetel toimub kiire värvimuutus, mis toimub pigmenditerade liigutamisega kromatofoorides. Värvivalik võib olla mitmekesine. Näiteks võib üks Aafrika konnadest muutudavärvist valge, kollane, oranž, pruun, hall, punane, roosa ja teised. Sama värvimuutusmehhanismi kasutavad kõik tuntud kameeleonid.
Kromatofoorid kalades
Erinev alt teistest loomadest on kalade värvuse muutus tingitud kromatofooride arvu muutumisest. See juhtub mitte ainult närvisignaalide mõjul, vaid ka hormoonide osalusel. Suure tõenäosusega oleneb see konkreetsest olukorrast ja erinevatel tingimustel toimub kas närvi- või hormonaalne regulatsioon.
Kalad, nagu muhedad või lest, võivad täpselt jäljendada maapinna ilmet. Sel juhul on peamine roll närvisüsteemil. Kala tajub silmade abil maapinna mustrit ja see närvisignaalideks muutuv pilt satub närvisüsteemi "võrku", kust lähevad signaalid melanofoori närvilõpmetesse. Värvimuutus toimub alateadlikult, sümpaatiliste närvide toel.
Hormonaalne toime on märgatav kudemise ajal – perioodil, mil kalad on sigimiseks valmis. Seksuaalselt küpsed isased hormoonide mõjul omandavad emaste jaoks atraktiivse värvuse. See muutub heledamaks, kui emane tuleb nähtavale. Siin avaldub hormonaal- ja närvisüsteemi segane toime: kui isane näeb emast, läheb signaal läbi nägemisnärvide närvisüsteemi ja se alt edasi kromatofooridesse, mis paisudes muudavad värvi heledamaks.
Tuleb märkida, et lisaks melanofooridele on kaladel ka teisi kromatofoore – guanofoori. Formaalselt võib neid aga klassifitseerida kromatofooride hulka, sestet pigmenditerade asemel sisaldavad need kristalset ainet guaniini, mis annab kalale särava hõbedase värvuse. Mõnikord eraldatakse melanofooridest ka ksantofoorid ja erütrofoorid.
