Naturens palett Hur djur och människor får färg



Relevanta dokument
OPTIK läran om ljuset

Optik. Läran om ljuset

HUDEN - Instuderingsfrågor

Instuderingsfrågor extra allt

Kan utforskande av ljus och färg vara en del av språkarbetet på förskolan?

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor

Färglära. Ljus är en blandning av färger som tillsammans upplevs som vitt. Färg är reflektion av ljus. I ett mörkt rum inga färger.

Vad skall vi gå igenom under denna period?

Ljuskällor. För att vi ska kunna se något måste det finnas en ljuskälla

ELEMENTÄR - SVÅRARE FÄRGGENETIK. Del 3

Skönhet kommer inifrån... IIZI FORMULA

Genetik - Läran om det biologiska Arvet

Hur gör man. Kika försiktigt in genom hålen i luckorna. Vilken färg är det på insidan av lådan? Så fungerar det

Research. Erikdalsbadets utomhusbad i Stockholm

Matens kemi Uppdrag 1 Uppdraget var att man skulle prata med sina föräldrar angående mat förr i tiden och jämföra det med idag. Detta är vad jag kom

Ögats Anatomi och Fysiologi Termin 2 Optikerutbildningen. Basalt introduktions-kompendie

DNA- analyser kan användas för att

FÄRGLÄRA Portfolieuppgift i bild

Pedagogisk planering Elev år 5

LÄRAN OM LJUSET OPTIK

Instuderingsfrågor till Hörseln. HÖRSELN. Allt ljud vi hör är ljudvågor i luften, När ljudvågorna når in örat så hörs ljudet.

KROPPEN Kunskapskrav:

Arvet och DNA. Genetik och genteknik

Cellbiologi. Cellens delar (organeller)

Sammanfattning Arv och Evolution

SÄTT DIG NER, 1. KOLLA PLANERINGEN 2. TITTA I DITT SKRIVHÄFTE.

Sammanfattning - celler och hud

* Bygg en solcellsdriven färgsnurra

Hörseln. Ytterörat. Örat har tre delar ytterörat, inneörat och mellanörat.

Observera också att det inte går att både se kanten på fönstret och det där ute tydligt samtidigt.

Aktinisk keratos /solkeratos. Patientinformation

m a d e b y SOLGLASÖGON

blå blomma öga sko kylskåp blomma bil kuvert ljus blus flagga boll bälte kök hus jacka Vit / Vitt Svart / Svart Röd / Rött Grön / Grönt

Om du tittar på dig själv i en badrumsspegel som hänger på väggen och backar ser du:

GRÅTT, BLÅTT & SILVER

Nymfkakaduans färgvariationer och mutationer

Caroline Zakrisson [Kurs] [Datum]

Nymfkakaduans färgvariationer och mutationer

Måla träfasad. Skydda och försköna ditt hus

Människans möte med den mänskliga kroppen. Ett pedagogiskt studiematerial

Urdjur mm. Läs sidorna: (cell) 24 (livets utveckling) 37 (urdjur) (bakterier) (virus, vaccin etc) Anteckningar och stenciler

Mitt hår är min bästa accessoar

Störningar i ureacykeln och organiska acidurier För barn och ungdomar

6.7 Musklerna ger dig rörelseförmåga

Så går en tatuering till

DE SJU SYMMETRISKA UNIVERSUM. Ahmad Sudirman

Kost och träning Sömn och vila Hälsa

1. Kombinera följande transportmekanismer med rätt påståenden. Skriv siffrorna 1 6 i tabellen nedan. (3 p) Påståenden

Vi är beroende av ljuset för att kunna leva. Allt liv på jorden skulle ta slut och jordytan skulle bli öde och tyst om vi inte hade haft ljus.

KOST. Fredrik Claeson, Leg. Sjukgymnast Winternet

Ögonen inte bara för syns skull


λ = T 2 g/(2π) 250/6 40 m

Man brukar dela in hårstrået i tre stycken olika delar: kutikulan, eller täckcellerna, som är det yttre hårda skiktet av hårstrået.

Vågfysik. Geometrisk optik. Knight Kap 23. Ljus. Newton (~1660): ljus är partiklar ( corpuscles ) ljus (skugga) vs. vattenvågor (diffraktion)

Vi kommer att börja med människokroppen, men först lite om vad biologi kan vara!

Mutationer. Typer av mutationer

Cellbiologi. Cellens delar (organeller)

Koagulationssystemet med särskilt fokus på warfarinets effekter

Lärarhandledning: 4 minuter om. Författad av Jenny Karlsson

Hur påverkas vi av belysningen i vår omgivning?

Hans Andersson. Kurs: Belysning i olika stallmiljöer Linköping

för gymnasiet Polarisation

Rita ett vackert höstlöv till din text. Om du vill kan du gå ut och plocka ett.

Kurs i oljemåleri Medborgarskolan

Kort introduktion till POV-Ray, del 1

Information från Hudkliniken i Östergötland

Normalt åldrande vad innebär det? Marie Ernsth Bravell Docent i gerontologi/leg. SSK

Pankreas är ett svåråtkomligt. organ som ligger bakom magsäck. funktion är att tillverka. matsmältningsenzym. Dessa. förs ut genom pankreas

Sola lite lagom isommar!

Hissgardiner Enkelhet, rena linjer och små detaljer

Den allra första cellen bakteriecellen prokaryot cell

Människans hälsa. Människans hälsa. 1 Diskutera i gruppen och skriv ner några tankar.

Övning 6 Antireflexbehandling. Idén med antireflexskikt är att få två reflektioner som interfererar destruktivt och därmed försvagar varandra.

Apotekets råd om. Akne och rosacea

VI LÄR DIG MER OM. Makuladegeneration. [förändringar i gula fläcken]

Här växer människor och kunskap

Päls med många funktioner

LÄRARHANDLEDNING ORGANEN

IFK NORRKÖPING UNGDOM KOST OCH PRESTATION

Produktinformation Gradallins klar lins spegellins (hel spegel) Polariserande lins Linser revo- & aka-lins Brun, grågrön, grå

Studiebesök på Naturhistoriska riksmuseet

Anolytech ANK-Anolyt för bättre djurhälsa och ökad produktion. Enkelt, miljövänligt och ekonomiskt.

Grundfärger. Både svart och brunt (moorit) pigment är s.k. eumelanin. Hos många får finns dock ett gulare pigment, FAKTABLAD

5. Elektromagnetiska vågor - interferens

75102 Anatomiset. Människokroppen är den mest komplicerade maskinen i världen. Ta detta tillfället att lära dig mer om människokroppen.

Hur man avlar fram friska vita siameser

Vilka ämnen finns det i maten och hur använder kroppen dem?

Spånga IS Fotboll Kost och Hälsa

Huden, skellettet och musklerna

15 Huden och våra rörelseorgan

FYSIK ÅK 9 AKUSTIK OCH OPTIK. Fysik - Måldokument Lena Folkebrant

Lärarhandledning: 4 minuter om. Författad av Jenny Karlsson

FÖDA, MATSPJÄLKNING, TRANSPORT OCH FÖRSVAR

Biologiprov. 1.Studera ovanstående bild och besvara sedan nedanstående frågor. a) Visar bilden en bakterie, djur- eller växtcell? Motivera ditt svar.

Genetik. Så förs arvsanlagen vidare från föräldrar till avkomma. Demokrati och struktur inom och mellan anlagspar

VISUELLA FÖRHÅLLANDEN

Transkript:

Margareta Wallin Zoologiska Institutionen Göteborgs universitet Naturens palett Hur djur och människor får färg Färger är viktiga både för hur djur och människor uppfattar sig själva och sin omgivning [1, 2]. Färger kan användas för att synas eller dölja sig, för att härma, chocka eller skrämmas. I djurvärlden är det en viktig överlevnadsstrategi att undvika att bli uppäten. Vad är då färg? Färg beror på våglängden på det ljus som utstrålas från ett föremål och det i sin tur beror på det infallande ljusets spektrum och på vilka våglängder som reflekteras av föremålet. Exakt hur vi människor eller djur sedan uppfattar färgen beror på vad som händer i ögonen och hjärnan. KORRESPONDANS TILL Margareta Wallin Zoologiska Institutionen, Göteborgs universitet, Box 463, 405 30 Göteborg Sverige margareta.wallin@zool.gu.se Människor och många apor har tre sorters s.k. tappar i näthinnan som är ett tunt cellager i bakre delen av ögonen. Tapparna uppfattar rött, grönt och blått ljus (trikromater). Om alla tre aktiveras ser vi vitt. Tapparna innehåller rodopsiner som är pigmentmolekyler som absorberar fotoner och omvandlar deras energi till elektriska signaler som i sin tur aktiverar nervceller och skapar en bild i syncentrum i hjärnan. Alla djur har inte förmåga att se de färger som människan uppfattar. De flesta däggdjur är dikromater och saknar förmågan att se rött. Det gäller också tjuren, trots att tjurfäktare alltid viftar med ett rött skynke. Nyligen har man funnit att det finns ett antal djur som har förmåga att även se ultraviolett ljus. Vår vanliga guldfisk är ett exempel på en tetrakromat som kan se såväl ultraviolett som rött, grönt och blått. De flesta bläckfiskar och djuphavsfiskar är dock monokromater, d.v.s. de har enbart tappar som uppfattar blått ljus. 1 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Fig. 1 Kon har två typer, guldfisken fyra, makaonfjärilen fem och stomatopoder minst tolv olika typer av tappar. Figur 1 visar att kon har två typer, guldfisken fyra, makaonfjärilen fem och stomatopoder minst tolv olika typer av tappar. Hos människor och många däggdjur är ögat uppbyggt så att UV-ljus filtreras bort i linsen och hornhinnan. Än mer komplicerat är det hos fåglar och vissa reptiler. Hos dessa finns det röda, orange, gula eller genomskinliga oljedroppar i näthinnan som filtrerar de enskilda tapparnas ljusmottagning och på så sätt påverkar färgseendet. Tapparna fungerar så gott som bara i dagsljus. Att kunna se i skymning eller på natten beror på att det finns en annan typ av ljuskänsliga celler, stavar, som finns hos de flesta ryggradsdjur. Stavarna är till skillnad från tapparna känsliga för svagt ljus vilket gör att vi kan se om natten, men färgseendet förloras eftersom stavarnas rodopsinmolekyl bara har en blågrön absorptionstopp på 598 nanometer. Människor och pälsdjur är inte särskilt färggranna, men har ändå många olika färger inom en begränsad färgskala. Hur kan det komma sig att vi kan ha så olika hårfärg och att pälsdjur kan vara randiga och fläckiga i olika färger? Hårstråna får sin färg genom att celler som kallas melanocyter tillverkar färgkorn (melanosomer) som innehåller det ljusabsorberande färgämnet melanin. Melanocyterna finns inte i själva hårstrået utan i hårroten. Där tillverkar de melanosomer som sedan förs över till hårstrået. 2 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Det som skiljer en ljushårig person från en mörkhårig person är hur mycket melanin som finns i hårstrået. Ett mörkt hår absorberar mycket ljus och vi ser det som mörkt, medan det ljusa håret reflekterar mycket ljus och vi uppfattar det som ljust. Det finns olika färgnyanser eftersom vi kan producera två sorters melanin; eumelanin som är brunsvart och pheomelanin som är rödgult (se Figur 2). Eumelaninet dominerar, så det är framförallt skillnaden i mängd melanin som är avgörande för hur ljust eller mörkt ett hårstrå blir. Genom aktivering av en receptor (melanocortin receptorn) på ytan av melanocyterna sker produktion av eumelanin. Människans hårstrå har samma färg utmed hela längden, men hos en del pälsdjur kan hårstråna vara t. ex. svarta vid toppen och basen, men ha ett gult band i mitten. En sådan blandning av färg sker under hårets tillväxande fas genom att melanocyterna i hårsäcken skiftar mellan produktion av eumelanin och pheomelanin. Rödhåriga personer har en melanocortin receptor som är lite annorlunda i aminosyreskevens och när den receptorn aktiveras så ökar istället produktionen av pheomelanin (Figur 3). Fig. 2 Melanocyter kan producera såväl rödgult pheomelanin som brunsvart eumelanin. Aktivering av melanocortin receptorn leder till att produktion av eumelanin dominerar. Hämmande proteiner finns α-melanocyt-stimulerande hormon (α-msh) Melanocortin receptor Tyrosin Tyrosinase Tyrosin Tyrosinase DOPA DOPAquinone CysteinylDOPA Pheomelanin Ökning av camp koncentrationen DOPA DOPAquinone DOPAchrome Eumelanin ~0.7 µm ~0.9 x 0.3 µm Fig. 3 Hos rödhåriga personer och t.ex. röda kor är melanocortin receptorn lite annorlunda och skillnaden gör att melanocyten enbart kan producera pheomelanin. α-melanocyt-stimulerande hormon (α-msh) Melanocortin receptor Ingen ökning av camp Tyrosin Tyrosinase DOPA DOPAquinone CysteinylDOPA Pheomelanin ~0.7 µm 3 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Detta gäller även t.ex. röda kor (Figur 4, samt mer information på webbsajten http://www.cbc.umn.edu/tad). Genen eller generna som orsakar vit färg hos kor har dock inte upptäckts än. Man tror att korna har genen för melanocortin receptorn som ger röd färg, men att kon ändå blir vit p.g.a. effekter av några andra gener. Det finns många proteiner som är viktiga för melaninproduktion, och framtida forskning får utröna hur de fungerar i detalj. Fig. 4 Tre vanliga färger på kor. Gråhåriga blir de flesta människor förr eller senare. Då avtar melaninproduktionen i melanocyterna och hårstrået blir alltmer färglöst, men det är en myt att man blir gråhårig över en natt och att hårstrån kan tappa färgen så snabbt. Stress eller traumatiska situationer kan utlösa att vi tappar hår. De gråa hårstråna sitter hårdast fast och vi tappar dem inte lika lätt som de färgade. Effekten blir då förstås att vi snabbt blir gråhåriga. Riktigt vitt blir håret först när små luftbubblor också innesluts i hårstrået. Ibland kan människor också få grönt hår. Den färgen sitter framförallt på sådana delar av hårstrået som är slitet eller skadat och kan uppkomma genom att kopparjoner från t. ex. simhallar och swimming pooler binder till ytan på hårståret. Den gröna färgen släpper från hårstrået efter att par hårtvättar. Det finns ett stort intresse från dagens såväl unga som gamla konsumenter av hårvårdsprodukter och hårfärgningsmedel. Gårdagens lila tanter är snart ett minne blott. Produkterna idag är många och färgerna fina. De säljs förföriskt med reklam som ge ditt hår en ton whisky eller färga ditt hår med rutig teknik för att lätta upp ditt kompakta hår. Det är inte bara hår och päls som får sin färg från melanocyter, utan även människans hud. I området mellan överhuden (epidermis) och underhuden (dermis) finns det förutom hudceller också melanocyter. Dessa celler har många och långa utskott som har kontakt med ett stort antal omgivande hudceller. Det är särskilt tätt mellan melanocyterna i fräknar, födelsemärken, könsorgan och bröstvårtor. På andra delar av kroppen som läpparna, handflatorna och fotsulorna är det färre. Hudfärgen är framförallt beroende på hur mycket pigment som tillverkas i melanocyterna och därefter förs över till omkringliggande hudceller (Figur 5). 4 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Fig. 5 Melanocyter producerar melanosomer som förs över till omkringliggande hudceller vilket ger huden en mörkare färg. hudcell melanocyt Antalet melanocyter skiljer sig inte mellan mörka och ljusa människor, utan det är mängden melanin som produceras och förs över till hudcellerna. Tyrosinas är ett nyckelenzym för pigmentproduktion. Det har visat sig att enzymets aktivitet kan påverkas av vilket ph som finns i pigmentkornen. Svarta människor har ett mer neutralt ph som gör att tyrosinaset arbetar maximalt. De skillnader vi ser i hudfärg hos ljusa människor orsakas framförallt av hur mycket man har av de olika melaninfärgerna, som i sin tur är kopplad till melanocortin receptorn. Det finns en stor variation i genen för receptorn och det verkar finas en stark koppling mellan vilken eller vilka varianter man har och vilken hudtyp man får. Trots att hår- och hudmelanocyter har samma ursprung under fosterutvecklingen så kan de gener som påverkar färg uttryckas olika med kombination av mörkt hår och ljus hy och vice versa. Både miljö- och åldersrelaterade variationer kan förekomma. Albinomänniskor har melanocyter, men saknar melanin helt och hållet på grund av att de i de flesta fall saknar enzymet tyrosinas. Det har nyligen framförts en hypotes om att celler som producerar melanin fungerar som en del av immunförsvaret mot framförallt bakterier och svampinfektioner [3]. Melanosomer innehåller många enzymer som kan delta i nedbrytning av sjukdomsframkallande mikroorganismer. Melaninen kan också göra att bakterier och virus hålls kvar. Melanocyter kan dessutom frisätta ett flertal signalmolekyler, varav en del ingår i immunsystemet. Hypotesen kan ge en förklaring till varför det finns celler med melanosomer även i inre delar av kroppen. Många olika typer av kemikalier och läkemedel binds in permanent till melanin. Eftersom melanin finns kvar länge i hårstrån kan de användas för att detektera t. ex. droganvändning. När vi är ute i solljus blir ljusa människor solbrända. UV-bestrålning ökar produktionen av melanin i melanocyterna vilket gör att de blir mörkare, men den viktigaste anledningen till solbränna är att melanocyterna i huden för över melanosomer till omgivande celler. Hela denna process tar lite tid; vilket förklarar varför det tar flera dagar att bli ordentligt brun. Rent psykologiskt känner vi oss friskare när vi är bruna, men det är väl känt att UV-ljuset ger skador på vårt arvsanlag med risk för hudcancer. Därför är det viktigt att skydda sig mot solen. Det finns många produkter på marknaden som alla har förmågan att reflektera UV-ljuset från huden. Trots att vi vet att UV-ljuset är skadligt så vill många ändå bli solbrända 5 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

och ibland till och med mycket snabbt. Sololja är en produkt som lovar att snabba på processen. Genom att oljan slätar ut vår hud så minskar reflektionen av UV-strålar på vår hud och alla celler blir mer exponerade. Man kan få precis samma effekt med vanlig matolja. Brun-utan-sol produkter ger däremot inte alls ett solskydd, utan enbart en artificiell solbränna. De innehåller dihydroxyaceton som binder till aminosyror i yttersta delen av huden och ger en brunfärgning av denna. Till skillnad från ljusa människor som vill bli mörkare, så vill en del asiater och mörka människor ibland istället bli ljusare. Det finns också olika sjukdomar som förändrar hudfärgen. För länge sedan salufördes kvicksilvertvål som kunde användas för att bli blek, men det är nog ingen idag som är villig att utsätta sig för så giftiga produkter. Såväl kosmetikaindustrin som läkemedelsindustrin arbetar med att få fram produkter som kan förändra såväl undersom överpigmentering. Till skillnad från människan och pälsdjur så kan många djur som fiskar och groddjur ändra färg. Deras pigmentceller kallas vanligtvis gemensamt för kromatoforer. Hos fisk är det oftast snabba processer som styrs av nervsignaler, även om hormoner också är involverade. Omgivningens färg uppfattas via ögonen som sänder signaler till hjärnan och därefter till fiskens kromatoforer. Melatonin är ett hormon som produceras mest under natten. Det påverkar kromatoforerna och gör att fiskarna blir ljusare under natten. Groddjur har långsammare färgväxlingar som styrs av hormoner och man har nyligen hittat en speciell receptor som reagerar på ljus. Fig. 6 Melanoforer kan odlas i cellkulturer. Melanosomerna är utspridda i hela cellen och cellen blir mörk. Tillsats av melatonin eller en nervsignalssubstans som noradrenalin leder till att melanosomerna transporteras in till mitten av cellen och den ljusnar. Transporten sker utmed mikrotubuli och mikrofilament med hjälp av motorproteiner. Odlade fiskmelanoforer Dispergerad melanofor med utspridda melanosomer Aggregerad melanofor med melanosomer i centrum Mikrofilament Mikrotubuli Mikrotubuli i en melanofor färgad med immunoteknik. 6 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Fiskars och groddjurs kromatoforer skiljer sig från däggdjurens melanocyter genom att de har förmågan att snabbt kunna förflytta pigmentkornen in mot mitten av cellen (aggregera) eller sprida ut dem i hela cellen (dispergera), se Figur 6. I Figur 7 kan man se en fisk (Grahamino capito) på en mörk bakgrund (a), och hur fisken ser ut när den förflyttat sig till en ljus bakgrund (b). Kromatoferna finns såväl i hud som på de fiskfjäll som visas i Figur 7c där de är dispergerade och i (d) där de är aggregerade. Transporten av pigmentkorn sker i cellen utmed ett bestämt vägnät som består av proteiner som byggs ihop till långa trådar. Sådan proteiner kallas för cellskelett. Två sorters cellskelettproteiner är involverade; dels mikrotubuli som står för den mer långväga transporten in och ut från cellens mitt till periferin och dels aktinfilament som framförallt deltar i att fördela melanosomerna så att de sprids ut jämt i hela cellen. a c b d Fig. 7 Färgförändringar hos Grahamin capito. Fisken anpassar sig till en mörk bakgrund genom att huden mörknar (a). Om fisken förflyttar sig till en ljus bakgrund, som till sand, blir huden blek (b). Mekanismen bakom denna färgförändring är en snabb intracellular transport av pigmenterade organeller i kromatoforer som melanoforer och erytroforer, som finns i huden och på fjällen. Om pigment organellerna är jämnt fördelade i cellerna (c) får fisken en mörk färg och om pigment organellerna är samlade i centrum av cellerna får fisken en ljus färg. Det finns flera olika färger på färgkornen, men vad man hittills känner till så har varje celltyp bara en sorts färg. Kromatoforer kan innehålla såväl svarta, röda, gula, blå och vita färgkorn (s.k. melanoforer, erytroforer, xantoforer, cyanoforer och leukoforer, se Figur 8). Än så länge är bara ett fåtal djur kända som har celler med gröna färgkorn. Metalliska färger uppkommer på ett annat sätt. Sillen har t. ex. en silvrig färg och denna uppstår genom att sillen har iridoforer som istället för färgkorn innehåller kristaller av guanin. De sitter som parallella plattor i cellen och reflekterar ljuset så att fisken uppfattas som silverglänsande. Det finns olika sorters iridoforer och en del fiskar kan påverka sin färg genom att ändra avståndet mellan plattorna i iridoforerna (Figur 9). Neontetror har en vacker färg på sin sidorand som kan ändras mellan blått och grönt med hjälp av iridoforer. Vissa fiskar har melanoforer i bakgrunden och iridoforer med mycket små kristaller framför. De sprider ljuset i alla riktningar och då blir den sammanlagda effekten en blå färg. 7 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Fig. 8 Pigmentkorn bildas från Golgi apparaten och glatt endoplasmatiskt retikulum, varefter de producerar och fylls med melanin och fördelas ut i cellen. melanofor erytrofor xantofor cyanofor leukofor brunt/svart pigment rött pigment gult pigment blått pigment vitt pigment melanosom erytrosom xantosom cyanosom leukosom membranomgivet korn som innehåller pigment, i melanoforer är det melanin. Sprider ljus inom stort våglängdsområde ger vit färg Kromatoforer celler hos kallblodiga djur som innehåller pigmentkorn som kan förflyttas in mot cellens mitt eller fördelas i hela cellen. Melanocyter celler hos varmblodiga djur som innehåller pigmentkorn, de kan ej förflytta pigmentkorn som kromatoforerna. Fig. 9 Ljuset reflekteras då det passerar genom flera lager av kristaller och cytoplasma. Våglängden på det reflekterade ljuset beror på brytningsindex hos guaninkristallerna och cytoplasman samt tjockleken på de olika lagren. Det kan förekomma flera reflektioner i kristallen som förstärker eller försvagar vissa våglängder. cellkärna cytoplasma guaninkristaller IRIDOFORER LJUS Silverfärg eller vitt. Flera lager av iridoforer med orörliga transparenta guaninkristaller. Blågrönt som kan ändra nyans. Iridoforer med få men rörliga guaninkristaller, t. ex. hos neontetra. Klarblått som ofta kan ändra nyans. Ett eller flera lager av iridoforer med rörliga guaninkristaller ovanpå melanoforer. Iridoforer som har långa utskott och kristaller som kan röra sig mot mitten av cellen eller sprida ut sig kan ändra färg. Guaninkristaller inom cytoplasma Det finns många gröna djur som t. ex. den europeiska kameleonten (Charmaeleo chamaeleon, Figur 10), lövgrodan (Hyla arborea, Figur 11), ormar och fåglar. Här finns ett än mer komplicerat samspel mellan olika celltyper. Blå färg bildas genom bakomliggande svarta melanoforer och framförliggande iridoforer med små guaninkristaller precis som för de blå fiskarna ovan, men de har dessutom kromatoforer med gult färgpigment ytterst som gör att totalfärgen blir grön. Det finns också djur som har kromatoforer med såväl gult som blått färgpigment vars sluteffekt blir grön. Olika typer av spridningseffekter finns också bakom blå färg hos fåglarnas fjädrar, till skillnad från melanin och karotener som förs över till fjädern på liknande sätt som till hårstrån. Skatans vackert blågröna färg är ett exempel på detta. Det finns fler exempel på djur med färger som är optiska fenomen, t. ex. vacker fjärilar med vacker blå färg som makaonfjärilen (Papilio machaon) (Figur 12). 8 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Fig. 10 Den europeiska kameleonten, Chamaeleo chamaeleon. Fig. 11 Lövgrodan, Hyla arborea. Fig. 12 Makaonfjärilen, Papilio machaon. 9 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Fig. 13 Om du klickar på den svarta hummern så kan du se en Real Networks version av en del av en föreläsning om hummern; om du klickar på den röda hummern kan du se filmen i Windows Media version. Om djurets färg är en optisk effekt så kommer dess färg att vara beroende på från vilken vinkel man ser djuret. Bläckfiskar har också kromatoforer, men de ändrar färg genom att omkringliggande muskler antingen ökar kromatoforens storlek eller minskar den. Bläckfiskar använder melanin för att kunna producera bläck som de kan spruta ut i vattnet som skydd vid fara. På så sätt kommer melaninet till ytterligare en användning, men det har ingenting att göra med det bläck som används i pennor. Ibland är djurens färg extra förbryllande, t. ex. att en svart hummer blir röd när man kokar den (Figur 13). Den levande hummerns blåsvarta färg beror på att den har ett färgämne som heter alfakrustacyanin. Färgämnet består av två delar; en röd karotendel som heter astaxantin och ett protein. När man kokar hummern så förstörs proteinet och kvar blir den röda färgen. Det finns en hel rad rödfärgade karotener, och ett välkänt exempel är beta-karoten som ger morötter dess orange färg. Karotener är fettlösliga och lagras in i fett eller fettceller i huden. Om man äter stora mängder morötter kan huden anta en gulaktig färg. Karotener kan bara bildas i växter och vissa alger. De är normalt gula eller röda, men de kan bli såväl röda, blå och svarta om de är bundna till ett protein. Karotener är också viktiga för hur vi upplever vår mat. Vi köper inte gärna blek lax eller ägg med bleka gulor. Astaxantiner sätts till maten i laxodlingar och vissa hönor får också astaxantin för att producera ägg med vackert gula gulor (Figur 14). Eftersom karotener är kända för att vara antioxidanter och ta hand om fria radikaler kan man få dubbel glädje av färgen. Ingen djurpark med självaktning skulle heller vilja ha bleka flamingos utan man ser till att de blir rosa genom att de får föda som innehåller karotener. Karotener är dessutom viktiga eftersom de kan spjälkas till vitamin A som omvandlas till retinal och bildar fotopigmentet rodopsin tillsammans med opsin. Nattblindhet är ett tydligt tecken på vitamin A brist. Fig. 14 Vi köper inte gärna blek lax eller ägg med bleka gulor. 10 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Det gyllene riset som innehåller betakaroten kan bli det första exemplet på genmodifierad mat som kan ändra de negativa attityder som finns till genmodifiering. Man räknar med att det finns mer än 800 miljoner människor varav många barn och ungdomar som lider av A-vitaminbrist i världen. Bristen kan leda till blindhet och också dödlighet i infektionssjukdomar. Ris utgör den huvudsakliga födan för stora delar av världens befolkning. Genom att äta det gyllene riset som har fått fyra samverkande gener som får riset att producerar betakaroten undanröjer vi dessa sjukdomar och allt det lidande det skapar. Bioteknik är ett växande område och nyligen har ögats melanin föreslagits kunna bli vårt nya ID-kort och ge oss säker handel via Internet. Det har visat sig att regnbågshinnan är lika individuell eller kanske till och med kanske än mer individuell än vad tumavtryck är. Alla barn föds med blåa ögon. Den blå färgen beror på att längs bak i regnbågshinnan finns det ett lager med svarta melanocyter. Ljuset reflekteras från detta lager, men på sin väg ut från ögat så sprids ljuset genom främre delar av regnbågshinnan och vi uppfattar ögats färg som blått. Inom ett par månader, eller ibland till och med upp till 9 12 månader, bildas fler melanocyter i övriga delar av regnbågshinnan som gör att ögat blir brunt. Detta är genetiskt reglerat. Ögats färg blir därmed beroende av hur många melanocyter som bildas i regnbågshinnan, och färgen blir mycket individuell. Eftersom albinos saknar melanin så blir deras ögon varken blå eller bruna, utan istället röda genom att man ser bakomliggande blodkärl i ögat. Förutom vad som är beskrivet i denna artikel finns det många andra naturliga ämnen som ger upphov till färg. Ett exempel är blodets röda färg som orsakas av det röda hemoglobinet. Det märks särskilt tydligt när vi rodnar. Då vidgar sig blodkärlen i ansiktet och vi blir rödare. Vi använder många syntetiska färger inom kosmetikaindustrin. Växtfärgning av garn och tyg är en gammal teknik där man tar till vara på färgämnen från växter. Färger kommer sannolikt alltid att fascinera oss. Med modern bioteknik kan vi t. ex. identifiera gener för olika färger och producera blommor i fantastiska kulörer. En spännande tid ligger framför oss. Referenser 1 Fox, H.M. and Vevers, G. (1960) The nature of animal colours. Sidqwick and Jackson Limited, London. 2 Med färg i blicken. Naturvetenskapliga forskningsrådets årsbok, 2001. Naturvetenskapliga forskningsrådet. ISBN: 91 546 0359 5. 3 Mackintosh, J.A. (2001) The antimicrobial properties of melanocytes, melanosomes and melanin and the evolution of black skin. Journal of Theoretical Biology 211 (2) 101 113. 11 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002

Ytterligare läsning Barsh G S. (1996) The genetics of pigmentation: From fancy genes to complex traits. Trends in Genetics 12 (8) 299 305. Fischetti, M. (2001) Tan or burn. Scientific American, 285 (1) 90 91. Forslind, B. (1998) Hår, hud och naglar. En tillämpad introduktion. Studentlitteratur. ISBN: 91 44 00513 X. Fujii, R. (2000) The regulation of motile activity in fish chromatophores. Pigment Cell Research 13 (5) 300 319. Rawls J.F., Mellgren, E.M. and Johnson S.L. (2001) How the zebrafish gets its stripes. Developmental Biology 240 (2) 301 314. Sturm, R.A., Teasdale, R.D., and Box, N.F. (2001) Human pigmentation genes: identification, structure and consequences of polymorphic variation. Gene 277 (1) 49 62. Goda, M. et al (1994) The blue coloration of the common surgeonfish, Paracanthurus hepatus I. Morphological features of chromatophores. Zoological Science 11, 527 535. Goda, M. and Fujii, R. (1998) The blue coloration of the common surgeonfish, Paracanthurus hepatus II. Color revelation and color changes. Zoological Science 15, 323 333. Webb sidor http://www.astacarotene.se En kommersiell websajt för production av astaxantin. Den innehåller användbar information om astaxantin. http://www.cbc.umn.edu/tad En databas om albinos. Den utgör en del av initiativet för en HUGO mutationsdatabas. Den innehåller dessutom bl.a. en tabell för pigmentassocierade gener, pälsfärg hos boskap och genetiken bakom hundars pälsfärg. Tackord Figur 1 Anette Hedberg, AHForm, Sverige (efter förlaga från E. Warrant och A. Kelber). Figur 6 H. Nilsson, Kristinebergs marina forskningsstation, Sverige. Figur 7 H. Nilsson, Kristinebergs marina forskningsstation, Sverige. Figur 10 C. Andrén, Universeum och Göteborgs universitet, Sverige. Figur 11 C.Andrén, Universeum och Göteborgs universitet, Sverige. Figur 12 C. Andrén, Universeum och Göteborgs universitet, Sverige. Figur 13 Video från UniversitetsTV, Göteborgs universitet, Sverige. 12 COPYRIGHT BIOSCIENCE EXPLAINED, 2002