Фарби живих організмів – пігменти 

       У рослинному світі існує чотири основні класи пігментів.

• Антоціани Це пігменти, які відповідають за червоні, сині, пурпурові та фіолетові кольори. Антоціани є водорозчинними пігментами, які можуть змінювати колір залежно від кислотності клітинного соку. У кислому середовищі вони мають відтінки червоного або рожевого кольору, у лужному — синього або блакитного.

Антоціани — це група водорозчинних пігментів, які надають багатьом фруктам, овочам і квітам їхні характерні червоні, фіолетові та сині відтінки. Вони належать до класу флавоноїдів і є потужними антиоксидантами. Антоціани зустрічаються в ягодах (чорниці, малині, чорній смородині), винограді, червоній капусті, баклажанах та інших рослинних продуктах.

Основна функція антоціанів у рослинах — захист від ультрафіолетового випромінювання та інших стресових факторів, а також залучення комах-запилювачів. Для людини антоціани мають антиоксидантну дію, нейтралізуючи вільні радикали, що сприяє зниженню ризику розвитку серцево-судинних захворювань, деяких видів раку і старіння шкіри.

Антоціани також мають протизапальні та імуностимулюючі властивості. Дослідження показали, що вони можуть поліпшувати зір, знижувати рівень холестерину, регулювати рівень цукру в крові та підтримувати здоров’я серцево-судинної системи. Уведення  продуктів, багатих антоціанами, у раціон сприяє загальному зміцненню здоров’я і профілактиці різних захворювань.

• Флавони та флавоноли Це пігменти, які відповідають за білий і жовтий колір квітів. Вони  менш помітні для людського ока, але важливі для залучення комах, зокрема бджіл, які бачать ультрафіолетовий спектр. 

• Хлорофіл — пігмент, який поглинає хвилі синього і червоного кольорів, а натомість відбиває хвилі зеленого спектра. Це забарвлює рослини в зелений колір. Усі без винятку фотосинтезуючі організми насичені хлорофілом. Цей зелений пігмент не просто надає забарвлення вищим рослинам, бактеріям, ціанобактеріям, водоростям та іншим живим організмам, а й продукує складний хімічний процес  —  фотосинтез. 

Завдяки тому, що існує багато типів меланіну, тварини створюють кольори від пісочно-жовтого, як шкіра лева, до чорного чи навіть червоного кольорів. Але якщо тварини майже не продукують пігменти, то як же існують яскраво-зелені тропічні жаби, блакитні метелики, папуги й багато інших яскравих тварин?

Для цього природа розробила інші механізми формування кольору.

Амелькін-Гечка Степан, 8А

Януш Альона, 1Б

Камуфляж — це унікальна здатність тварин зливатися з навколишнім середовищем, що дозволяє їм уникати небезпеки або, навпаки, бути успішними хижаками. У природі існує безліч прикладів того, як тварини використовують різні способи маскування для виживання. Камуфляж допомагає їм ховатися від хижаків або, навпаки, підкрадатися до своєї здобичі.

Одним із яскравих прикладів камуфляжу є хамелеон, який може змінювати колір своєї шкіри залежно від навколишнього середовища. Це дозволяє йому ховатися від хижаків, а також ефективно маскуватися на різних поверхнях — від зелені до піщаних просторів.

Камуфляж також широко використовується для захисту від хижаків. Наприклад, багато комах, таких як мімікруючі метелики або жуки, мають забарвлення, схоже з навколишніми рослинами, що робить їх практично непомітними.

Тварини не тільки використовують природні кольори для прихованості. Деякі з них здатні активно змінювати свій зовнішній вигляд, зокрема текстуру та форму тіла, що є ще однією формою камуфляжу. Це характерно, наприклад, для морських тварин, таких як восьминоги, які можуть змінювати текстуру своєї шкіри, імітуючи навколишні предмети, такі як корали або морські водорості. 

Савельєв Тимофій, 7Б

Салагор Михайло, 6А

Мімікрія довкола нас. Вона всюди: у траві, на деревах, під водою і землею. Що ж таке  мімікрія? Це властивість тварини чи рослини мати такий вигляд, як інша тварина чи рослина. Наприклад, метелик павиче око. Якщо він розправить крильця, то «очі» на них будуть схожі на очі сича домашнього. Завдяки цьому невеликі пташки, головні вороги метеликів, злякаються, вирішивши, що перед ними хижий птах, а не вечеря. Але коли метелик павиче око знаходиться в стані спокою і крильця складені, його можна легко сплутати з опалим листочком. Це вже камуфляж: тварина зливається з оточенням. Тому не варто плутати мімікрію з камуфляжем.

Розгляньмо королівську змію. Ця неотруйна рептилія, яку часто утримують як домашню тварину, дуже схожа на коралового аспида. На відміну від королівських змій, аспиди мають дуже сильну отруту, що може навіть убити людину. Тому можна сказати, що королівська змія вдало вибрала, під кого мімікрувати.

А ось муха-журчалка, вона має вигляд  оси або шершня. Сама муха ніяк не може захиститися від хижаків, на відміну від шершня, у нього і жало є, і міцний хітиновий покрив. 

Спробуймо познайомитися з тарганами роду Prosoplecta. Ці дивовижні істоти мають вигляд  сонечка. Відрізнити їх можна лише за розташуванням надкрил. У тарганів надкрила находять одне на одного, а в сонечок — ні. Яка ж вигода може бути тарганам? Сонечки  отруйні, тому жоден хижак не ласуватиме тарганом, якого неможливо відрізнити від неїстівної комахи.

А ось яснотка біла, або глуха кропива. Назва говорить сама за себе, бо ця рослина хоч зовні і схожа на кропиву, насправді не може похвалитися жалючим листям. Це допомагає яснотці не бути з’їденою довше, аніж інші рослини. Хто захоче скуштувати кропиву?

Кожна тварина, кожна рослина намагаються якнайкраще пристосуватися до навколишнього середовища, бо, щоб вижити в природі, треба бути вигадливим, уміти зливатися з оточенням, прикидатися отруйним, робити вигляд, що ти квітка. Хоча це і жорстоко, що виживає тільки той, хто краще пристосований, але завдяки мімікрії ми можемо тільки дивуватися, як переконливо вони грають свою роль.

Полковнікова Лілія, 7А

Попереджувальне забарвлення (апосематизм) є «протилежністю» камуфляжу і окремим випадком рекламування. Його функція — зробити тварину, наприклад, осу чи змію коралового аспіду, дуже помітною для потенційних хижаків, щоб її помітили, запам'ятали, а потім уникали, це форма забарвлення, яка слугує для попередження потенційних хижаків про те, що тварина  отруйна, небезпечна або непридатна для їжі. Ця стратегія виживання широко поширена у тваринному світі і відіграє ключову роль в екології та еволюції видів. 

Таким сигналом, як правило, служить яскраве або контрастне забарвлення, що впадає в очі, яке може поєднуватися зі специфічними звуками, запахами, поведінкою. Насправді, попереджувальне забарвлення альтернативне захисному Така адаптація, особлива помітність отруйної тварини,  вигідна як її носію (потенційній жертві), так і  хижаку, і  дуже поширена в природі.

Основні характеристики попереджувального забарвлення

1. Яскраві кольори. Тварини з попереджувальним забарвленням часто мають яскраві та контрастні кольори, такі як червоний, жовтий, оранжевий і чорний. Вони привертають увагу і сигналізують про потенційну небезпеку.

2. Запам’ятовування хижаками. Хижаки, які одного разу зазнали негативного досвіду, пов’язаного з поїданням отруйної тварини, запам’ятовують її забарвлення. Це знижує ймовірність повторного нападу на особин з подібним забарвленням.

Еволюція

Попереджувальне забарвлення є результатом природного відбору. Тварини, які мають яскраве забарвлення й отруйність, мають більше шансів вижити і розмножитися, передаючи свої гени наступному поколінню. З часом такі особливості стають більш поширеними в популяції.

Триколірний дереволаз (Epipedobates anthonyi): його токсин може вбити будь-якого хижака. 

Дереволаз Циммермана (Ranitomeya variabilis):  найотруйніша жаба у своєму роді. Теоретично токсини однієї жаби можуть убити до п'яти людей.

Плямистий дереволаз (Dendrobates tinctorius, "Azureus"): хоча отрута і не смертельна для людини, ця барвиста жаба паралізує хижаків і може вбити їх.

Маленький дереволаз (Oophaga pumilio):  гарний на  вигляд,  він викликає серйозні опіки та набряки, але не смертельний для людей.

   Феномен мімікрії. Про високий адаптивний потенціал запобіжного забарвлення свідчить не лише широке поширення серед отруйних форм, а й використання його  переваг нешкідливими видами (мімікрія Бейтса). Відомі випадки наслідування, подібності попереджувального забарвлення  серед отруйних видів одного району (мімікрія Мюллера).

Попереджувальне забарвлення тварин — це вражаючий приклад адаптації, який демонструє складні взаємодії між видами в екосистемах. Воно не лише допомагає окремим видам виживати, але й упливає на поведінку хижаків, формуючи динаміку харчових ланцюгів. Дослідження цього феномена продовжує залишатися актуальним у біології та екології, відкриваючи нові горизонти для розуміння еволюційних процесів.

Бутенко Анна, 8Б

Кольори природи вражають своєю різноманітністю та яскравістю! Природа з різною метою використовує колір і як камуфляж, і як захист від нападу, сигналізуючи про  наявність отрути. А деякі види тварин використовують колір як рекламування себе в боротьбі за прихильність протилежної статі. Зазвичай рекламувати себе вимушені самці. Самиця кожна цінна,  бо саме вона приводить потомство і забезпечує неперервне існування виду, тому їй потрібно максимально «зливатися» з навколишнім середовищем та бути непримітною. А от за рахунок конкуренції самців природа вдосконалює генетичну структуру виду. Вони вимушені будь-якими способами привертати увагу самиць, демонструвати свої найкращі якості, які вони передадуть майбутньому потомству. Заради цього самці розфарбовані яскравими кольорами, незважаючи на ризик, що, окрім самиць, вони привернуть увагу і хижаків, які на них полюють. 

Яскраве забарвлення самця демонструє, що він має додатковий ресурс і може витрачати поживні речовини на таку розкіш. Яскраві кольори забезпечують молекули-пігменти, які потрапляють в організм з їжею, значить, яскравий самець здатний  забезпечити себе поживними речовинами. Окрім цього, він ще й спритний та хитрий, якщо його такого яскравого та різнокольорового ще не з’їли. 

Таке явище як забарвлення-рекламування яскраво проявляється в птахів. 

Пара фазанів (птахи ряду Куроподібні), самець яскравого забарвлення, тоді як самиця не має таких барвистих  кольорів. 

У лазурців, птахів родини Дроздових, самці яскраво-сині, а самиці сіренькі і не примітні. 

Яскраво розфарбовані самці мандаринок  родини Качкових.

А от птах оздобник зеленоволий  родини Дивоптахових узагалі вдається до акробатичних маніпуляцій зі своїм унікальним забарвленням, щоб вразити свою самицю. Він вигинає своє тіло таким чином, що стає схожим на чорну діру з сяючими бірюзовими очима. 

Яскраві кольори для демонстрації своєї переваги над іншими самцями використовують не тільки птахи та риби, а й деякі представники ссавців. Найяскравіший приклад — це самці приматів мандрилів родини Мавпових. Чим вищий соціальний статус самця в зграї, тим яскравіше забарвлення на його обличчі.

Даниленко Тимур, 7Б

Біологічний пігмент — це забарвлені речовини, що входять до складу тканин організмів. Колір пігментів визначається наявністю в них молекул хромофорних груп, які вибірково поглинають світло в певній частині видимого спектра сонячного світла. Пігментна система живих істот — ланка, що пов'язує світлові умови навколишнього середовища й обмін речовин організму. Біологічні пігменти грають важливу роль у життєдіяльності живих істот.

Іншими словами, біологічний пігмент — це будь-яка речовина, що надає колір клітинам біологічних організмів у результаті інтенсивного поглинання світла. Багато біологічних структур, такі як шкіра, очі, хутро, волосся і фотосинтетичні системи, містять пігменти, наприклад, меланін або хлорофіл у спеціалізованих клітинах.

Забарвлення тварин узагалі є наслідком відбиття світлового випромінення з поверхні тіла. Деякі тварини мають яскраве забарвлення, у той час як інші малопомітні. У деяких видів, таких як павичі, самці мають чіткі візерунки, помітні яскраві кольори і райдужні відблиски, у той час, як самиці менш помітні.

Мусієнко Данило, 6А