Kopffüßer und ihre Fähigkeit, die Farbe zu ändern

Viele Kopffüßer (Kopffüßer) können ihre Körperfarbe ändern . Kraken, Tintenfische und einige andere Mitglieder der Klasse können dies tun. Der Kopffüßerkörper ist durch bilaterale Symmetrie gekennzeichnet. Kopffüßer haben auch 8, 10 oder mehr Tentakel um den Kopf. Sie entwickelten sich aus dem üblichen „Bein“, das viele andere „Verwandte“ von Mollusken dieser Klasse haben. Kopffüßer sind weit verbreitet und leben hauptsächlich in der untersten Schicht der Meere und Ozeane.

Sie haben keine äußere Hülle (außer Nautilus), und der Körper besteht aus einem Kopf und einem Körper (im Grunde sind dies „Beine“), von denen der Name der Klasse stammt. Ein interessanter Punkt ist, dass bei Kopffüßern das Sehvermögen sehr gut entwickelt ist. Ihre Augen ähneln in Struktur und Prinzip den Augen von Wirbeltieren. Zwar entwickelten sich die Sehorgane dieser Mollusken und Wirbeltiere unabhängig voneinander, die Ähnlichkeiten hier sind jedoch rein konvergent. Übrigens stehen die Augen von Kopffüßermollusken in direktem Zusammenhang mit der Fähigkeit dieser Tiere, ihre Farbe zu ändern, wie nachstehend erläutert wird.

Tintenfische und andere Vertreter von Kopffüßern besitzen diese Fähigkeit aufgrund der spezifischen Struktur der Gewebe, die den Körper von Tieren bedecken. Grundsätzlich handelt es sich hierbei um spezialisierte Zellen. Es gibt verschiedene Arten, darunter die folgenden:

Chromatophore. Diese Art von Zelle ist eine elastische Kapsel mit einem Pigment im Inneren. Zusätzlich sind mehrere zehn Muskelfasern an der Kapsel befestigt. Wenn der Muskel arbeitet, streckt er die Kapsel, wodurch er an Größe zunimmt. Die Körperfarbe des Tieres hängt von der Farbe der erhöhten Chromatophore ab. Das Chamäleon weiß auch, wie man die Farbe ändert, und Chromatophore sind an diesem Prozess beteiligt. Aber bei Kopffüßern haben Chromatophore Nervenenden, die Chamäleons nicht haben. Dank dessen ist es möglich, das Verhalten solcher Zellen genauer zu steuern.



„Die Muskeln, die an den Zellen haften, drücken sie tatsächlich zusammen. Infolgedessen können Sie viele Farben sehen. Wenn sich der Oktopus entspannt, verwandelt sich die Pigmentzelle in eine kugelförmige und ihre Farbe ist nicht sichtbar “, sagt Jason Heikenfeld, ein Spezialist, der den Farbwechselmechanismus bei Kopffüßern untersucht hat.

Iridophoren. Dies ist die Bezeichnung für Strukturen, deren Funktionsprinzip dem Funktionsprinzip eines Beugungsgitters ähnlich ist. Wenn man durch ein Mikroskop schaut, kann man sehen, dass Iridophore Plattenstapeln ähnlich sind. Es ist erwähnenswert, dass bei Insekten und einigen Vogelarten (Kolibris, Pfauen) Regenbogenfarben eine Folge der Beugung sind. Je nachdem, wo sich der Betrachter befindet, sieht er verschiedene Farben, die als strukturell bezeichnet werden. Wie bereits oben gezeigt, hängt diese Farbe von der Struktur der Beschichtungselemente des Tierkörpers und nicht vom Pigment ab.

Leukophoren. Eine weitere Gruppe von Zellen, deren Aussehen Iridophoren ähnelt. Aber die Ähnlichkeit endet dort. Tatsache ist, dass Leukophore Licht nicht brechen, sondern reflektieren. Diese Zellen sind ebenfalls flach und ihre Farbe hängt vom Umgebungslicht ab. Wenn beispielsweise weißes Licht auf den Körper eines Tieres fällt, wird es reflektiert. Dementsprechend ist das Tier unter den gegenwärtigen Bedingungen fast unsichtbar.

Photophoren. Diese Zellen brechen, reflektieren oder absorbieren jedoch kein Licht. Sie emittieren es und Photophoren erzeugen selbst Licht. In diesem Fall handelt es sich um Biolumineszenz oder Chemilumineszenz. In einigen Fällen handelt es sich um Biolumineszenz, deren Quelle Symbiontenbakterien sind. Nicht alle Kopffüßer können biolumineszieren. Diejenigen, die wissen, wie man das macht, leuchten zum Beispiel von unten - dies geschieht, um ihren Schatten vor den Raubtieren unten zu maskieren. Darüber hinaus wird die Biolumineszenz von Kopffüßern verwendet, um die Aufmerksamkeit von Personen des anderen Geschlechts auf sich zu ziehen, um zu kommunizieren oder um Beute zu locken.



Es gibt eine merkwürdige Tatsache: Die meisten Mitglieder der Kopffüßerklasse haben eine Schwarz-Weiß-Sicht. Wie ändern diese Tiere dann ihre Farbe entsprechend dem Farbhintergrund der Umgebung? Amerikanische Wissenschaftler unter der Leitung von Alexander Stubbs und Christopher Stubbs stellten fest, dass die Informationsquelle über die Farbe von Objekten und die Umgebung der Molluske die chromatische Aberration der Augen ist. Dies ist eine unterschiedliche Brechung von Lichtstrahlen in den Sehorganen, abhängig von der Wellenlänge. Kopffüßer können auf bestimmte Lichtwellen „abgestimmt“ werden, wodurch sie Farben erkennen können. Das Funktionsprinzip eines solchen Mechanismus ähnelt dem Fokus der Kamera beim Einstellen der Klarheit des Rahmens.

Praktische Anwendung

Wissenschaftler haben lange Zeit die Farbanpassung von Kopffüßern in der Region untersucht, in der Hoffnung, eine ähnliche Technologie zu entwickeln. Mit solchen Fähigkeiten auf dem Boden verstecken? Einfacher geht es nicht.

Obwohl es eine andere Verwendung der Idee gibt, die von der natürlichen vorgeschlagen wird. Beispielsweise funktioniert farbiges elektronisches Papier ungefähr nach dem gleichen Prinzip wie die Haut von Kopffüßern oder Chamäleons. Aber hier werden anstelle von Muskeln elektrische Felder verwendet, um mit Pigmenten zu arbeiten. Wenn Sie die Pigmentmoleküle von farbigem elektronischem Papier mit elektrischem Strom versorgen, werden diese Moleküle unsichtbar und verstecken sich in bestimmten Vertiefungen. Wenn die Spannung entfernt wird, werden die Moleküle spürbar. Es gibt eine andere Art von elektronischem Papier, das auf photonischer kristalliner Tinte basiert. Dieses Papier hat eine spezifische Struktur, die Licht reflektiert.

Nach Ansicht einiger Experten hat farbiges elektronisches Papier bereits sein natürliches Gegenstück übertroffen - die Haut von Chamäleons und Kopffüßern. Es kann seine Farbe viel schneller ändern als ein lebendes Molekül.

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