Страница 6 из 98
Пигментные клетки
Пигме'нтные кле'тки, хроматофоры, клетки тела позвоночных животных и человека, содержащие в цитоплазме окрашенные вещества — пигменты; обусловливают окраску покровов организмов и некоторых внутренних органов. Основные типы П. к.: меланоциты и меланофоры, содержащие в органеллах — меланосомах — различные модификации меланина (от жёлтого до почти чёрного цвета); ксантофоры, содержащие каротиноиды, флавины и птеридины (от жёлтого до красного цвета), локализованные в органеллах — птериносомах — или в виде капель в цитоплазме; иридоциты, или гуанофоры, содержащие кристаллы гуанидина, обусловливающие блестящую серебристую или золотистую окраску.
Макрофаги, поглощающие пигментные зёрна распадающихся П. к., могут имитировать П. к. Окраска тела рыб, земноводных и пресмыкающихся обусловлена комбинациями П. к. разнообразной формы и размеров, расположенных в их коже. Окраска тела птиц и млекопитающих зависит главным образом от пигментации перьев и волос, которым по мере их роста отдают свой пигмент П. к., расположенные в их сосочках.
П. к. возникают в процессе зародышевого развития организма из нервных валиков, расположенных на границе нервной пластинки и эктодермы; их окрашивание и образование ими разнообразных рисунков зависят от ряда условий; среди них важную роль играют взаимоотношения развивающихся П. к. как друг с другом, так и с окружающими тканями, особенно с эпидермисом. У ряда животных (многие рыбы, земноводные, некоторые пресмыкающиеся, например хамелеоны) пигментные гранулы способны мигрировать в отростки П. к. или накапливаться вокруг ядра, что позволяет животным быстро менять окраску, приспособляясь к окружающей среде. Приспособительное изменение окраски и её рисунка происходит при участии нервной системы под влиянием зрительных раздражений и гормонов гипофиза, щитовидной железы и эпифиза.
Лит.: Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967, с. 566—600; Bagnara J. Т., Cytology and cytophysiology of nonmelanophore pigment cells, «International Review of Cytology», 1966, v. 20, p. 173—205.
О. Г. Строева.
Пигментные микроорганизмы
Пигме'нтные микрооргани'змы, микроорганизмы, образующие пигменты, их колонии или посевы штрихом на плотные питательные среды в пробирке окрашены в жёлтый, оранжевый, красный, зелёный, синий, фиолетовый, чёрный или др. цвета. Окраска колоний может быть обусловлена как пигментацией самих клеток, так и выделением окрашенных веществ в среду; она служит диагностическим признаком и находит отражение в видовом названии микроорганизма. Так, образующая жёлтый пигмент сарцина называется Sarcina lutea, т. е. жёлтая. П. м. встречаются среди всех систематических групп: кокковых форм, спороносных и неспороносных бактерий, спирилл, актиномицетов, дрожжей, микроскопических грибов и др. На интенсивность образования пигментов у П. м. большое влияние оказывает состав питательной среды. По химической природе пигменты весьма разнообразны: каротиноиды относятся к углеводородам, другие пигменты — производные феназина, антоцианы и чёрные пигменты меланины — ароматические соединения и т.д. Фотоавтотрофные бактерии, осуществляющие фотосинтез, содержат бактериохлорофиллы, отличающиеся по химическому строению от хлорофилла высших растений. Каротиноиды защищают П. м. от губительного действия ультрафиолетовых лучей (поэтому в воздухе так много П. м.), а у фотоавтотрофных бактерий принимают участие в фотосинтезе. Некоторые пигменты обладают антибиотическими свойствами.
А. А. Имшенецкий.
Пигменты (в биологии)
Пигме'нты в биологии, окрашенные вещества, входящие в состав тканей организмов. Цвет П. определяется наличием в их молекулах так называемых хромофорных групп, которые обусловливают избирательное поглощение света в видимой части солнечного спектра (см. Цветности теория). П. играют важную и разнообразную роль в жизнедеятельности организмов, особенно в фотобиологических процессах.
Распространённость П. в природе. Наиболее распространённые П.— порфирины и каротиноиды — найдены в большинстве растительных и животных организмов. Порфирины входят в состав молекул хлорофилла зелёных растений, бактериохлорофиллов фотосинтезирующих бактерий, дыхательных пигментов животных (гемоглобин, миоглобин, хлорокруорин и др.). Чрезвычайно распространены в организмах цитохромы, в состав которых (как и гемоглобина) входит железопорфириновый комплекс — гем. Каротиноиды (ненасыщенные углеводороды изопреноидного строения) и их окисленные производные (ксантофиллы) представляют собой П. жёлтого, оранжевого или красного цвета; они содержатся в зелёных растениях, а также в водорослях, грибах, бактериях. В синезелёных и красных водорослях присутствуют вспомогательные фотосинтетические П.— фикобилины (синий — фикоцианин и Красный — фикоэритрин), в основе небелковой части которых лежит цепочка из 4 пиррольных ядер. К этим П. близок по структуре обнаруженный в растениях фитохром и жёлчные пигменты животных, образующиеся при распаде гемоглобина. В обширную группу растит. П.— флавоноидов — входят различающиеся по химическому строению, цвету и распространённости вещества (антоцианы, флавоны), окрашивающие цветки, плоды и листья растений. Органы зрения животных содержат сложный по составу зрительный пигмент. В растительных и животных тканях распространены также разнообразные П.— производные хинонов (дыхательные хромогены); в коже, шерсти и волосах животных — меланины. Весьма разнообразны по химической природе П. грибов и бактерий. Одинаковые или близкие по химическому строению П. могут присутствовать в различных, филогенетически «удалённых» друг от друга группах живых организмов.
П. находятся чаще в тех или иных структурных образованиях клетки, реже — в жидкостях организма в растворённом состоянии. Так, хлорофилл сосредоточен в хлоропластах, каротиноиды — в хромо- и хлоропластах, гемоглобин — в эритроцитах, флавоноиды — в клеточном соке растений. П., связанные с белками и липидами, входят в структуру биологических мембран. У многих видов животных и растений существуют специализированные пигментные клетки или хроматофоры.
Биологическая роль П. Пигментная система является звеном, связывающим световые условия внешней среды с обменом веществ в организме. Одна из наиболее важных функций П. у растений — их участие в фотосинтезе. Кроме того, поглощение света П. растений играет роль в процессах роста, развития и движения растений (см. Фотопериодизм, Фототропизм). Важнейшая функция П. у животных — участие в зрительном процессе. Гемоглобин и др. П. крови переносят кислород от органов дыхания к тканям. Цитохромы, дыхательные хромогены и др. участвуют в тканевом дыхании, являясь ферментами. П. защищают организм от вредного действия ультрафиолетового излучения Солнца (у растений — каротиноиды, флавоноиды, у животных — меланины). П. обусловливают окраску организмов, важную для их приспособления к внешней среде. У растений окраска служит для привлечения насекомых-опылителей и птиц, распространяющих семена, у животных — способствует защите от врагов или маскирует их при выслеживании добычи (см. Мимикрия, Покровительственная окраска и форма).