ФОТОРЕЦЕПЦИЯ

ФОТОРЕЦЕПЦИЯ (от фото... и рецепция), восприятие света одноклеточными организмами или специализированными образованиями (фоторецепторами), содержащими светочувствит. пигменты. Ф.- одно из осн. фотобиологич. явлений, в к-ром свет выступает как источник ин- . формации. В отличие от фотосинтеза, где энергия света используется для хи-мич. работы, в Ф. она несёт триггерную, информативную функцию, запуская сложную цепь молекулярных, мембранных и клеточных процессов. Эти процессы обеспечивают сравнительно простые формы Ф., к к-рым относят фототропизм - изменение ориентации по отношению к источнику света прикреплённых животных и растений; фототаксис - направленное движение к свету или от света свободно движущихся организмов; фотокинезис - ненаправленное увеличение или уменьшение подвижности организма в ответ на изменения уровня освещённости. Сложная и высшая форма Ф. - зрение, осуществляемое спец. органами различной степени совершенства.

В эволюционном и сравнительно-физиологич.

аспектах исследование Ф. представляет большой интерес. У простейших примитивная фоторецепторная система состоит из глазного пятнышка и жгутика, т. е. рецептора и эффектора. У хламидомонады светочувствит. глазное пятнышко связано с хлоропластом, у эвглены - непосредственно со жгутиком. Диффузная световая чувствительность (без участия фоторецепторов) свойственна большинству беспозвоночных животных и нек-рым позвоночным (отдельные виды рыб, земноводных), у нек-рых она обеспечивается спец. клеточными органеллами - хроматофорами.

Неспециализированные светочувствит. элементы могут быть разбросаны по всему телу или сконцентрированы на его поверхности и в глубине.

Зрительная Ф. совершается в фоторецепторах. Стигмы и глазки простейших, а также глазки кишечнополостных, пло

ских и кольчатых червей, членистоногих можно рассматривать как простейшие формы органов зрения. У моллюсков структура и функция фоторецепторной системы более сложна (у осьминога и каракатицы она, напр., вполне сравнима с глазом позвоночных). Высокоспециализированные фоторецепторы в сложном (фасеточном) глазу членистоногих и в камерном глазу позвоночных образуют наиболее совершенные органы зрения. Первичные процессы зрения общие у всех животных и совершаются в светочувст-вит. фоторецепторной мембране зрит. клетки. Состав и молекулярная организация мембран у позвоночных и беспозвоночных в основном одинаковы. Различия, как правило, касаются способов упаковки мембран в световоспринимающих частях различных фоторецепторов. Осн. светочувствит. элемент фоторецепторной мембраны - зрит. пигмент (типичный и хорошо изученный представитель - родопсин).

В сравнительно-биохимич. аспекте исключит. интерес представляет тот факт, что производное В-каротина - ретиналъ служит хромофором всех без исключения зрит. пигментов; более того, из всех его возможных изомеров только 11-цис-фор-ма способна быть хромофорной частью молекулы зрит. пигмента. Т. о., удачно найденное однажды молекулярно-биохимич. решение в механизме Ф. оказалось филогенетически закреплённым. Белковая часть молекул зрит. пигмента видоспецифична. Специфичностью белка определяются, по-видимому, и различия в спектральной чувствительности колбочковых клеток в сетчатке глаза при цветовом зрении. Физико-химич. механизм Ф. основан на реакции фотоизомеризации рети-наля из 11-цис-формы полностью в транс-форму. Вследствие этой фотореакции изменяются структура (конфор-мация) белковой части молекулы зрит. пигмента и функцией. свойства фоторецепторной мембраны. В результате в зрит. клетке происходит перемещение ионов и, возможно, изменение скоростей нек-рых ферментативных реакций. Фотоиндуцированные изменения в молекуле зрит. пигмента и фоторецепторной мембране приводят в конечном счёте к возникновению в рецепторнон клетке зрит. сигнала - распространяющегося фоторецепторного электрич. потенциала. См. также Фотобиология.

Лит.: Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967, гл. 12; Физиология сенсорных систем, ч. 1, Л., 1971, с. 88-119 (Руководство по физиологии); Handbook of sensory physiology, v. 7/1-v. 7/2, В., 1972.

М. Л. Островский.