Cuando las palabras "camaleón" o "pulpo" surgen inmediatamente una asociación con colores brillantes que se cambian entre sí. Follaje verde y hierba, flores y frutas coloridas, una variedad de colores de peces de acuario y sorprendente coloración de animales. Todo esto es el mundo que nos rodea. Los organismos vivos deben este multicolor a estructuras celulares especiales: los cromatóforos. ¿Qué son estas extrañas formaciones, cuál es su función y cómo funcionan? Este artículo trata sobre esto.
Portadores de color
Así se traduce la palabra "cromatóforos". ¿Qué es esta sustancia? Vale la pena explicarlo de acuerdo con los diversos grupos de organismos vivos. En crustáceos, moluscos, peces, anfibios, reptiles, estas son células que reflejan la luz y células que contienen pigmento. Son responsables de la coloración de los ojos y la piel y se forman solo durante la embriogénesis en la cresta neural. Despuésdurante el período de maduración, se extienden por todo el cuerpo. Por tono en blanco, se dividen en cantóforos (amarillos), eritróforos (rojos), iridóforos (brillantes), leucóforos (blancos), melanóforos (negros o marrones). La estructura del cromatóforo es diferente para los diferentes grupos, y volveremos a este tema más adelante.
Plástidos fotosintéticos
¿Qué son los cromatóforos de algas? Son orgánulos de una sola membrana de algas pardas y verdes, con forma de cinta o de estrella, que contienen gránulos coloreados (clorofilas y carotenoides). En microorganismos y bacterias, estos son orgánulos sin membrana de varias formas y propósitos. Por ejemplo, el cromatóforo de Chlamydomonas está representado por un cloroplasto en forma de copa (en él se almacena almidón) con un cuerpo de pigmento rojo que contiene hematocromo (pigmento rojo). Gracias a él, este más simple tiene la capacidad de sentir la luz. En el alga unicelular Chlorella, el cromatóforo está representado por gránulos de clorofila-a y clorofila-b, que flotan en grandes cantidades en el citoplasma de la célula. Con su ayuda, esta alga realiza la fotosíntesis más eficiente con un mínimo de recursos. Así, para protozoos y algas unicelulares es característico que, además de la función fotosintética del cromatóforo, sea de almacenamiento y fotosensible. Vale la pena señalar que los cromatóforos de las algas difieren de los cloroplastos de las plantas superiores en una estructura más simple y otros tipos de clorofila (un pigmento verde con un complejo de magnesio).
Células animales pigmentadas
ULos seres humanos y muchos animales tienen células que contienen un solo pigmento, la melatonina. Estas células se encuentran en la piel, lana, pelo y plumas, en el iris y la retina de los ojos. La saturación de color depende de la concentración. Estas células se llaman cromatocitos, se forman a lo largo de la vida del cuerpo y solo pueden ser de un tipo: melanocitos.
Trabajo específico
¿Qué son los cromatóforos? La idea de su trabajo, que es necesaria para su clasificación, se formó en los años 60 del siglo pasado. Los últimos datos en bioquímica no han cambiado estas disposiciones, pero han aclarado los principios de su trabajo. Hay dos tipos de cromatóforos: biocromos y quimiocromos. Los primeros son pigmentos verdaderos (reales): carotenoides (varios derivados del caroteno) y pteridinas. Absorben una parte de la luz visible y reflejan la otra. Los colores estructurales (quimiocromos) producen color por interferencia o dispersión (reflexión de una longitud de onda y transmisión de otra longitud de onda).
Clasificación de color
La división del cromatóforo por color es bastante condicional. Y es por eso. Los xantóforos y los eritróforos pueden estar contenidos en la misma celda, y entonces su color dependerá de la cantidad de pigmentos amarillos y rojos. Los iridóforos son quimiocromos que contienen cristales de guanina. Son los cristales los que reflejan la luz y dan un color iridiscente. El melanóforo de zumellanina es altamente absorbente de luz y produce colores negros y marrones.
El papel biológico de los pigmentos
La melanina es el pigmento más común en los seres vivosorganismos - debido a la absorción de la luz, realiza las funciones de una célula protectora. No transmite rayos ultravioleta a las capas más profundas de la piel, protegiendo los tejidos internos del daño por radiación. El papel del pigmento en los mecanismos de adaptabilidad de los organismos vivos no puede subestimarse. Todos saben qué es un cromatóforo en la vida de los insectos polinizadores y las plantas polinizadas por ellos. El color del cuerpo juega un papel importante en la defensa contra los enemigos, el seguimiento de la presa, la advertencia de peligro y el comportamiento reproductivo. La clorofila, la bacteriorrodopsina son pigmentos fotosintéticos y la hemoglobina y la hemocianina son cromógenos respiratorios.
Propiedad a cambiar
El fenómeno más interesante y misterioso es el cambio de color de algunos animales. Este fenómeno se llama cambio de color fisiológico. Este mecanismo es complejo y continúa asombrando a los científicos. Bastantes representantes de varias ramas filogenéticas adquirieron esta habilidad en el curso de la evolución. Camaleones y cefalópodos (pulpos y sepias) son organismos bastante alejados entre sí en la escala evolutiva de la vida, pero líderes indiscutibles en el ranking de los más “cambiables”. Esto es sorprendente, pero los mecanismos de operación de sus cromatóforos son los mismos.
¿Cómo lo hacen?
Algunos cefalópodos, artrópodos, crustáceos, peces, anfibios y reptiles tienen células que son elásticas como el caucho debajo de la piel. Sus cromatóforos tienen una membrana y están llenos de pintura, como tubos de acuarela. Cada una de esas celdas en reposo esuna pelota, y cuando se excita, un disco estirado por multitud de músculos dilatadores (dilatadores). Estiran el cromatóforo, aumentando su área muchas veces, a veces sesenta veces. Y lo hacen muy rápido, en medio segundo. En los cromatóforos, los granos de pigmento pueden estar ubicados en el centro o esparcidos por toda la célula, pueden ser muchos o pocos. Cada dilatador está conectado por nervios a un puesto de mando: el cerebro del animal. Los cambios de color ocurren bajo la influencia de dos grupos de factores: fisiológicos (cambios en los factores ambientales o dolor) y emocionales. Miedo, agresión, simpatía por el sexo opuesto y atención intensa: todas estas experiencias emocionales cambian el color del animal.
Citología de proceso
Cuando el animal está en reposo, todos los granos de pigmento están en el centro y la piel se vuelve clara (blanca o amarillenta). Es este vidrio esmerilado que parece una sepia con una mancha negra de una bolsa de tinta. Cuando el pigmento oscuro está en las ramas del cromatóforo, la piel se oscurece. La combinación de pigmentos de diferentes capas y da toda la gama de tonos. Los colores verde y azul resultan de la refracción de la luz en los cristales de guanidina en las capas superiores de la piel. El color de la piel puede cambiar rápidamente y apoderarse de todo el cuerpo o de partes de él, creando a veces un patrón muy extraño. Además, los propios cromatóforos pueden descender a las capas profundas de la piel o subir a la superficie.
Comandante en jefe - ojos
Los científicos han establecido una estrecha relación entre la visión ycambio de color. La luz a través del órgano de la visión afecta el sistema nervioso y da señales a los cromatóforos. Algunos se estiran, otros se contraen y, al mismo tiempo, se logra la máxima combinación de colores de enmascaramiento. Curiosamente, incluso un pulpo cegado puede cambiar de color; también percibe el color con los retoños, y si queda al menos uno, el pulpo cambiará de color. Es increíble los patrones extraños que puede repetir en su cuerpo. Hay evidencia de que el pulpo fue capaz de reproducir en segundos el texto del periódico que estaba al lado del acuario. Y parece misticismo.
Algunos datos interesantes
Además de la increíble habilidad de los pulpos y camaleones para cambiar de color, también tienen algunas características sorprendentes que no conocías.
El cerebro de un pulpo es el más desarrollado entre los invertebrados. El pulpo más grande pesaba 180 kilogramos. Tenía 8 metros de largo (capturado en 1945). Algunos pulpos pueden caminar sobre la tierra usando sus tentáculos.
Uno de los animales más venenosos del planeta es un habitante de profundos anillos del Océano Índico. Después de su mordedura, una persona muere dentro de 1,5 horas. Y no hay antídoto.
El camaleón más pequeño, el Madagascar Brookesia, mide menos de 3 centímetros, mientras que el más grande, el Madagascar, crece hasta 70 centímetros de largo. Son prácticamente sordos, pero verán el insecto más pequeño a una distancia de 10 metros. El ángulo de su visión es de 360 grados, y cada ojo ve su propia imagen del mundo.
