動物を屠殺して血を抜くと、ヘモグロビンの大部分が除去される。 そのため、適切に血抜きされた筋肉組織では、ミオグロビンが色素の90％以上を占めていることになります。 ミオグロビンの量は筋肉組織によって大きく異なり、動物種、年齢、性別、運動量などに影響されます。
色素は多くの動物が身を守るために、カモフラージュ、擬態、警告色などに利用しています。
色素は求愛行動や繁殖行動など、動物間のシグナル伝達に用いられます。
メラニンなどの皮膚の色素は、紫外線による日焼けから組織を守る働きがあります。
しかし、動物の生体色素の中には、血液中の酸素を運ぶヘム基のように、たまたま色がついているものもあります。
Diseases and conditionsEdit
ヒトや動物には、色素や色素細胞の欠落や喪失、あるいは色素の過剰産生など、色素が関与するさまざまな病気や異常状態があります。
海洋動物の色素 編集
カロテノイドとカロテノプロテイン 編集
カロテノイドは、自然界に存在する最も一般的な色素群です。
動物は自分でカロテノイドを作ることができないため、植物に頼っています。
動物は自分でカロテノイドを作ることができないので、植物に頼っています。 これらの複合体は、これらの海洋無脊椎動物が交尾の儀式やカモフラージュのために様々な色（赤、紫、青、緑など）を表現する役割を担っている。 カロテノプロテインには大きく分けて2つのタイプがある。 A型は、単純なタンパク質（糖タンパク質）にカロテノイド（発色物質）が化学量論的に結合しているタイプ。 2番目のタイプであるB型は、カロテノイドがリポ蛋白質と結合しており、通常は安定性が低い。 タイプAは海産無脊椎動物の表面（貝殻や皮）によく含まれているのに対し、タイプBは通常、卵や卵巣、血液などに含まれている。 これらのカロテノプロテイン複合体の色や特徴的な吸収は、発色剤とタンパク質サブユニットの化学的結合に基づいています。
例えば、青色のカロテノプロテインであるリンキアシアニンは、1複合体あたり約100〜200個のカロテノイド分子を含んでいます。 さらに、これらの色素-タンパク質複合体の機能によって、化学構造も変化します。 光合成の構造内にあるカロテノプロテインは、より一般的ですが、複雑です。 光合成システムの外にある色素-タンパク質複合体は、数は少ないが、構造は単純である。
動物に多いカロテノイドはアスタキサンチンで、紫紺や緑の色素を出します。 アスタキサンチンの色は、タンパク質と一定の順序で複合体を作ることで形成されます。 例えば、クラストクリンは、約20個のアスタキサンチン分子がタンパク質と結合している。 励起子-励起子相互作用によって複合体が相互に作用すると、吸光度の最大値が下がり、異なる色の色素に変化します。
イセエビには、さまざまな種類のアスタキサンチン-タンパク質複合体が存在しています。
ロブスターには、様々な種類のアスタキサンチン-タンパク質複合体が存在しています。まず、ロブスターの甲羅に含まれるスレートブルーの色素、クラスタシアニン（最大632nm）。 2つ目は、甲羅の外層に存在する黄色の色素であるクラストクリン（最大波長409nm）。
TetrapyrrolesEdit
Tetrapyrrolesは、次によく見られる色素グループです。 4つのピロール環を持ち、それぞれの環はC4H4NHで構成されています。 テトラピロールの主な役割は、生物学的な酸化プロセスに関係しています。 テトラピロール類は電子輸送に大きな役割を果たし、多くの酵素の代替品として機能する。
MelaninEdit
メラニンは、海洋動物の暗色、褐色、黄色、赤みを帯びた色素の原因となる異なる構造を持つ、色素として機能する化合物の一種です。 メラニンは、アミノ酸のチロシンがメラニンに変換されることで生成され、皮膚、髪、目に存在する。
メラニンは、窒素を含むメラニンのような小さな構成分子の集合体であることを考えると、いくつかの異なるタイプがあります。 それは、チロシナーゼの存在下でチロシンが好気的に酸化されてできる黒や褐色の不溶性ユーメラニンと、システインやグルタチオンの介在によりユーメラニン経路が逸脱してできる黄色から赤褐色のアルカリ可溶性のフェオメラニンです。 ユーメラニンは通常、皮膚や目に存在する。 いくつかの異なるメラニンには、メラノプロテイン（イカのSepia Officianalisのインク嚢に高濃度で保存されている暗褐色のメラニン）、エキノイドア（サンドドルやウニの心臓に見られる）、ホロツロイデア（ナマコに見られる）、オフィウロイデア（脆い星や蛇の星に見られる）などがある。 これらのメラニンは、おそらく単純な二官能性の単量体中間体が繰り返し結合してできたポリマーか、高分子量のものである。
生物発光
深海の唯一の光源である海洋生物は、化学発光の一種である生物発光と呼ばれる可視光エネルギーを発している。 これは、化学エネルギーが光エネルギーに変換される化学反応である。 深海生物の90％が何らかの生物発光をしていると言われている。 可視光の大部分が深海に到達する前に吸収されてしまうことを考えると、海獣が発する光のほとんどは青や緑である。 しかし、種類によっては赤や赤外の光を発するものもあり、中には黄色の生物発光をする属もあるという。 生物発光を行う器官は、光受容体と呼ばれる。 このタイプは、イカや魚にのみ存在し、腹面を照らして捕食者からシルエットを隠すのに使われている。 海獣類の光受容体の用途は、色の強さを制御するレンズや、発生する光の強さを制御するものなど、さまざまである。 イカには、この2つの強さをコントロールする光輝材と色輝材がある。 また、クラゲが発する爆裂光に代表される生物発光は、ルシフェリン（光原物質）から始まり、発光体（光合成物質）で終わります。 クラゲはこれを防御機構として利用している。小さな捕食者がクラゲを食べようとすると、クラゲは光を点滅させるので、大きな捕食者をおびき寄せ、小さな捕食者を追い払うことができる。
造礁サンゴやイソギンチャクでは、ある波長の光が吸収され、別の波長の光が再放出されることで蛍光を発します。
サンゴやイソギンチャクは、ある波長の光を吸収し、別の波長の光を放出することで蛍光を発します。これらの色素は、天然の日焼け止めとして、光合成を助け、警告色として、仲間を引き寄せ、ライバルを警告し、捕食者を混乱させる役割を果たします。 色素細胞は、主にカモフラージュのための迅速な環境適応に使用されます。 皮膚の色を変えるプロセスは、高度に発達した1つの色素細胞と、多くの筋肉、神経、グリア、鞘細胞に依存しています。 色素細胞は収縮し、3種類の液体色素を貯蔵する小胞を含んでいる。 それぞれの色は、赤体細胞、メラノフォア細胞、キサントフォア細胞の3種類の色素細胞によって示される。 1つ目のタイプは紅色胞で、カロテノイドやプテリジンなどの赤みを帯びた色素を含んでいる。 第2のタイプはメラノフォアで、メラニンなどの黒や茶色の色素を含んでいる。 第3のタイプは黄色の色素を含むキサントフォアで、カロテノイドの形をしている。 さまざまな色は、色相細胞の異なる層の組み合わせによって作られる。 これらの細胞は通常、動物の皮膚の下や体表に存在する。 細胞が作り出す色には、バイオクロームとスキマトクロームの2種類がある。 バイオクロームは、微細な天然色素を化学的に形成した色である。 その化学組成は、光の一部の色を取り込み、残りの色を反射するように作られている。 一方、スキーマトクローム（構造色）は、無色の表面からの光の反射と組織による屈折によって生じる色である。 シェマトクロームはプリズムのように働き、可視光を屈折させて周囲に分散させ、最終的に特定の色の組み合わせを反射させる。 これらのカテゴリーは、色素胞内の色素の動きによって決定される。 生理的な色の変化は、魚類に見られる短期的かつ高速なもので、環境の変化に対する動物の反応の結果である。 一方、形態的な色の変化は、長期的な変化であり、動物の様々な段階で発生し、色素胞の数が変化することに起因する。
光防御色素 編集
UV-AやUV-Bによるダメージを受けた海洋動物は、紫外線を吸収して日焼け止めの役割を果たす化合物を持つように進化してきた。 マイコスポリン様アミノ酸（MAA）は、310〜360nmの紫外線を吸収することができます。 メラニンもよく知られた紫外線防止剤です。 カロテノイドやフォトピグメントは、酸素フリーラジカルを消去することで、間接的に光防御色素として作用する。
色素の防御的役割
動物が自分の色のパターンを使って捕食者を警告することは知られていますが、海綿体の色素が、海綿体を捕食することで知られる両生類の脱皮の制御に関わる化学物質を模倣していることが観察されました。
環境が色に与える影響
無脊椎動物の色は、水深、水温、食物源、海流、地理的な位置、光の当たり方、沈降などによって変化します。 例えば、あるイソギンチャクのカロテノイドの量は、海の深いところに行くほど少なくなります。 このように、深海に生息する海洋生物は、色素が減少するため、明るい場所に生息する生物に比べて輝きが弱くなる。 ホヤと海藻の共生体であるTridemnum solidumのコロニーでは、生息する光の体制によってその色が異なる。 太陽の光をいっぱいに浴びたコロニーは、重度の石灰化が進み、厚みがあり、白色をしている。 一方、日陰に生息するコロニーは、フィコシアニン（赤を吸収する色素）に比べてフィコエリトリン（緑を吸収する色素）が多く、薄く、紫色をしている。
Adaptive coloration
Aposematism（アポセマティスム）とは、潜在的な捕食者を遠ざけるための警告色のことです。 多くのクロモジウミウシでは、海綿から放出される不快な化学物質や有毒な化学物質を取り込み、反吐腺（外套膜の縁にある）に蓄えています。 ウミウシの捕食者は、これらの特定のウミウシの明るい色のパターンに基づいて避けることを学習しました。
生理活動
海洋生物の色素は、防御的な役割以外にもいくつかの異なる目的を持っています。 ウミウシのNembrotha Kubaryanaでは、テトラピロール色素13が強力な抗菌作用を持つことがわかっています。
セスキテルペノイドは青や紫の色で知られていますが、抗菌性、免疫調整性、抗細菌性、細胞毒性、ウニやホヤの受精卵の細胞分裂抑制など、さまざまな生理活性が報告されています。 他にもいくつかの色素に細胞毒性があることがわかっている。 実際、Phakellia stellidermaという海綿から分離された2つの新しいカロテノイドは、マウスの白血病細胞に対して軽度の細胞毒性を示した。 その他、医療に関わる色素としては、スキントネミン、トップセンチン、デブロモヒメニアルジーンがあり、それぞれ炎症、関節リウマチ、変形性関節症の分野でいくつかのリード化合物を持っています。 トプセンチンは免疫原性炎症の強力なメディエーターであり、トプセンチンとスキトンミンは神経原性炎症の強力な阻害剤であるという証拠があります
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