Біологія - захоплююча наука про природу. Пізнаючи нові факти про клітинах і організмах, дивуєшся мудрому і складного пристрою живих істот. Розглянемо одну з таємниць їх будови, що стосується забарвлення і її зміни.

Що таке хроматофори у біології

В клітинах живих істот містяться різні всіх органел (органели), що мають різні функції. Хроматофори – це всіх органел клітини, розташовані в цитоплазмі і надають їй забарвлення. Можна називати так всі органели клітини, що мають колір, але цей термін закріпився за пофарбованими тілами в клітинах водоростей. Аналогічні освіти у вищих рослин називаються хлорофильними зернами й хлоропластами.


Іноді хроматофори називають хлоропластами водоростей. Але потрібно зауважити, що клітини риб, що містять колірний пігмент, теж часто називають хроматофором, хоча вони до рослин ніякого відношення не мають. Також він зустрічається у деяких інших тварин і фотосинтезуючих бактерій. Можна по-іншому пояснити, що собою являє хроматофор. За своєю будовою хроматофори - це пластиди . Як відомо, пластидами іменуються всіх органел рослинних клітин, які мають гладку мембрану зовні і мембрану всередині, яка утворює вирости. Лейкопласти, хромопласти і хлоропласти відносяться до пластидам. У свою чергу, хроматофор як освіта, аналогічне хлоропласту, також відноситься до пластидам.

Функції хроматофор

У водоростей хроматофори беруть участь у фотосинтезі, а у риб і тварин тільки надають і змінюють забарвлення. Всередині плазматического тіла хроматофора (эндоплазми) відбувається переміщення киноплазми (внутрішнього шару органоида), що містить колірний пігмент.

Форма хроматофоров

Їх форма буває різною, але найчастіше зустрічається зірчаста, дисковидний, гілляста і подібні їм. Однак ці форми характерні лише для клітини в стані активності, розширення, званого експансією.


У рослин всіх органел ці зазвичай зелені, хоча можуть зустрічатися і інші кольори. У тварин колір може бути будь-яким.

Загальні відомості про водоростях

Водорості бувають одноклітинні і багатоклітинні, також існують колоніальні форми. У одних в клітці відсутній оболонка, а є лише ущільнений шар протоплазми. Це дозволяє водорості змінювати форму. В інших водоростей щільна оболонка, з великим вмістом целюлози, а у деяких вона навіть просочена мінеральними речовинами – вапном, кремнеземом. Клітини водоростей можуть мати як одне, так і кілька ядер, а можуть і взагалі не мати оформленого ядра. Тоді протопласту має помітну забарвлення, а його центр не пофарбований. У деяких представників водоростей барвний пігмент міститься в хроматофорах, в яких зазвичай знаходяться пиреноиди (щільні тільця з великим вмістом білків), а навколо пиреноидов відкладаються запаси крохмалю. Тип харчування більшої частини водоростей автотрофний (за рахунок енергії світла, що проникає крізь товщу води).

Які особливості хроматофоров у спірогири та деяких інших водоростей

У водоростей зазвичай хроматофор бере участь у харчуванні, так як є учасником процесу фотосинтезу і відповідно утворення поживних речовин. Яку форму має хроматофор водоростей?

Спірогіра має хроматофор у вигляді стрічки, яка спіраллю звивається у клітинних стінок.

Улотрикс, як і спірогіра, є нитчастої багатоклітинною водорістю, містить хроматофор у вигляді кільця.

Хроматофори зигнеми - у формі зірчастих тілець.

Знайдені у діатомових водоростей хроматофори мають вигляд зерняток, пластинок і так далі, і містять пігменти бурого кольору, що надає водоростям жовтувате, жовтувато-бурого або коричневого забарвлення.

У синьо-зелених водоростей хроматофоров як таких немає. Колірні пігменти у них рівномірно розподіляються в протоплазмі, минаючи тільки центральну частину. Потрібно зауважити, що синьо-зелені водорості насправді – колонії ціанобактерій.

У одноклітинних представників протококкових водоростей хроматофор має один пиреноид. У більш розвинених колоніальних форм, таких як водяна сіточка, клітини мають розсічені хроматофори, що знаходяться у стінок і багато пиреноидов в них.

У эвглени зеленої хроматофор виконує функцію фотосинтезу, беручи участь у процесі живлення, як і в багатьох інших водоростей. Коли немає світла, це дивовижне істота здатне харчуватися і як тварина, переробляючи розчинену у воді органіку. Якщо ж эвглена живе у темряві довго, то з її хроматофоров пропадає хлорофіл, який робить її здатною до фотосинтезу і надає забарвлення. В такому випадку вона втрачає колір.

Хроматофори у тварин

У тварин хроматофори - це меланофори (не плутати з меланоцитами людини, це зовсім інші клітини). Вживають обидві назви. Вони беруть участь у зміні забарвлення під впливом зовнішніх факторів. Ектоплазма хроматофора, визначає його форму, кріпиться твердими утвореннями – фібрилами; вона бере участь у регуляції обмінних процесів, а також може контактувати з нервовою системою, у результаті надходження з якої сигналів хроматофор починає функціонувати по-іншому. З усіх хроматофоров тільки меланофори мають нервові закінчення. Так, відомі багато видів тварин, здатних до мімікрії – зміни забарвлення залежно від фону і навколишніх предметів. Повільні зміни кольору характерні для деяких гусениць метеликів і ряду павукоподібних. У головоногих молюсків, амфібій, рептилій і ракоподібних зустрічається швидка зміна забарвлення, здійснювана за допомогою переміщення пігментних зерен в хроматофорах. Спектр кольорів при цьому може бути різноманітним. Наприклад, одна з африканських жаб може змінювати колір на білий, жовтий, помаранчевий, коричневий, сірий, червоний, рожевий та інші. Такий же механізм зміни кольору і у всім відомих хамелеонів.

Хроматофори у риб

На відміну від інших тварин, зміна забарвлення риб обумовлено зміною числа хроматофоров. Це відбувається не тільки під впливом нервових сигналів, але й за участю гормонів. Швидше за все, це залежить від конкретної ситуації, і при різних умовах відбувається або нервова, або гормональна регуляція. Такі риби, як бички або камбали, можуть в точності копіювати вид грунту. У цьому випадку головна роль належить нервовій системі. Риба сприймає малюнок грунту з допомогою очей і ця картинка, трансформуючись у нервові сигнали, що надходить в нервову «мережа», звідки йдуть сигнали до нервових закінченнях меланофор. Зміна забарвлення відбувається несвідомо, з допомогою симпатичних нервів. Гормональне ж дія помітно під час нересту – періоду, коли риби готові до розмноження. Статевозрілі самці під впливом гормонів набувають привабливу для самок забарвлення. Вона стає яскравішим, коли самка з'являється в полі зору. Тут проявляється змішане дію гормональної та нервової системи: коли самець бачить жіночу особину, сигнал надходить через зорові нерви в нервову систему, а потім вже до хроматофорам, які, розширюючись, роблять колір яскравішим. Потрібно відзначити, що, крім меланофоров, у риб існують і інші хроматофори – гуанофори . Втім, їх можна зараховувати до хроматофорам формально, тому що замість пігментних зерен вони містять кристалічна речовина гуанін, з-за якого у риби з'являється блискучий сріблястий забарвлення. З меланофоров іноді ще виділяють ксантофори і эритрофори.