Pigmen hayati
Pigmen pada hewan laut

Karotenoid dan karotenoprotein
Karotenoid adalah kelompok pigmen yang paling umum ditemukan di alam.[13] Lebih dari 600 jenis karotenoid ditemukan pada hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme.
Hewan tidak mampu membuat karotenoid sendiri dan karenanya bergantung pada tanaman untuk pigmen ini. Karotenoprotein sangat umum di antara hewan laut. Kompleks ini bertanggung jawab atas berbagai warna (merah, ungu, biru, hijau, dll.) pada invertebrata laut ini untuk ritual kawin dan kamuflase. Ada dua jenis utama karotenoprotein: Tipe A dan Tipe B. Tipe A memiliki karotenoid (kromogen) yang secara stoikiometri terkait dengan protein sederhana (glikoprotein). Tipe kedua, Tipe B, memiliki karotenoid yang diasosiasikan dengan protein lipo dan biasanya kurang stabil. Sementara Tipe A umumnya ditemukan di permukaan (cangkang dan kulit) invertebrata laut, Tipe B biasanya ditemukan di telur, ovarium, dan darah. Warna dan penyerapan karakteristik kompleks karotenoprotein ini didasarkan pada pengikatan kimiawi dari kromogen dan subunit protein.
Misalnya, karotenoid biru, linckiacyanin, memiliki sekitar 100-200 molekul karotenoid per setiap kompleks.[14] Selain itu, fungsi kompleks pigmen-protein ini juga mengubah struktur kimianya. Karotenoprotein yang berada dalam struktur fotosintesis lebih umum, tetapi rumit. Kompleks pigmen-protein yang berada di luar sistem fotosintesis lebih jarang, tetapi memiliki struktur yang lebih sederhana. Sebagai contoh, hanya ada dua dari protein astaxanthin biru ini dalam ubur-ubur, Velella velella, yang hanya mengandung sekitar 100 karotenoid per kompleks.
Karotenoid yang umum pada hewan adalah astaxanthin, yang mengeluarkan pigmen ungu-biru dan hijau. Warna astaxanthin terbentuk dengan membuat kompleks dengan protein dalam urutan tertentu. Misalnya, crustochrin memiliki sekitar 20 molekul astaxanthin yang terikat dengan protein. Ketika kompleks berinteraksi dengan interaksi exciton-exciton, itu menurunkan absorbansi maksimum, mengubah pigmen warna yang berbeda.
Dalam lobster, terdapat berbagai jenis kompleks protein astaxanthin. Yang pertama adalah crustacyanin (maks 632 nm), pigmen biru yang ditemukan di karapas lobster. Yang kedua adalah crustochrin (max 409), pigmen kuning yang terdapat pada lapisan luar karapas. Terakhir, lipoglikoprotein dan ovoverdin membentuk pigmen hijau terang yang biasanya terdapat pada lapisan luar karapas dan telur lobster.
Tetrapirol
Tetrapyroles adalah kelompok pigmen yang paling umum berikutnya. [Rujukan?] Mereka memiliki empat cincin pirol, setiap cincin terdiri dari C4H4NH. Peran utama tetrapirol adalah hubungannya dalam proses oksidasi biologis. Tetrapyrroles memiliki peran utama dalam transpor elektron dan bertindak sebagai pengganti banyak enzim. Mereka juga memiliki peran dalam pigmentasi jaringan organisme laut.
Melanin
Melanin [17] adalah kelas senyawa yang berfungsi sebagai pigmen dengan struktur berbeda yang bertanggung jawab atas pigmen gelap, cokelat, kekuningan / kemerahan pada hewan laut. Itu diproduksi ketika asam amino tirosin diubah menjadi melanin, yang ditemukan di kulit, rambut, dan mata. Berasal dari oksidasi aerobik fenol, mereka adalah polimer.
Ada beberapa jenis melanin mengingat mereka adalah kumpulan molekul komponen yang lebih kecil, seperti melanin yang mengandung nitrogen. Ada dua kelas pigmen: eumelanin tidak larut hitam dan coklat, yang berasal dari oksidasi aerobik tirosin dengan adanya tirosinase, dan phaeomelanin yang larut dalam alkali yang berkisar dari warna kuning hingga merah coklat, yang timbul dari penyimpangan eumelanin. jalur melalui intervensi sistein dan / atau glutathione. Eumelanins biasanya ditemukan di kulit dan mata. Beberapa melanin yang berbeda termasuk melanoprotein (melanin coklat tua yang disimpan dalam konsentrasi tinggi di kantung tinta sotong Sepia Officianalis), echinoidea (ditemukan dalam dolar pasir, dan hati bulu babi), holothuroidea (ditemukan dalam teripang), dan ophiuroidea (ditemukan di bintang rapuh dan bintang ular). Melanin-melanin ini kemungkinan adalah polimer yang muncul dari penggandengan berulang dari intermediet monomer bi-polifungsional sederhana, atau dari berat molekul tinggi. Senyawa sistem cincin benzothiazole dan tetrahydroisoquinoline bertindak sebagai senyawa penyerap UV.
Bioluminesensi
Satu-satunya sumber cahaya di laut dalam, hewan laut mengeluarkan energi cahaya tampak yang disebut bioluminescence,[18] bagian dari chemiluminescence. Ini adalah reaksi kimia di mana energi kimia diubah menjadi energi cahaya. Diperkirakan 90% hewan laut dalam menghasilkan semacam bioluminesensi. Mempertimbangkan bahwa sebagian besar spektrum cahaya tampak diserap sebelum mencapai laut dalam, sebagian besar cahaya yang dipancarkan dari hewan laut berwarna biru dan hijau. Namun, beberapa spesies dapat memancarkan cahaya merah dan inframerah, dan bahkan ada genus yang ditemukan memancarkan bioluminesensi kuning. Organ yang bertanggung jawab atas pancaran bioluminescence dikenal sebagai photophores. Jenis ini hanya terdapat pada cumi-cumi dan ikan, dan digunakan untuk menerangi permukaan perutnya, yang menyamarkan siluetnya dari pemangsa. Penggunaan photophores pada hewan laut berbeda-beda, seperti lensa untuk mengatur intensitas warna, dan intensitas cahaya yang dihasilkan. Cumi-cumi memiliki photophores dan chromatophores yang mengontrol kedua intensitas ini. Hal lain yang bertanggung jawab atas pancaran bioluminesensi, yang terlihat pada semburan cahaya yang dipancarkan ubur-ubur, dimulai dengan luciferin (fotogen) dan diakhiri dengan pemancar cahaya (photogogikon). Luciferin, luciferase, garam, dan oksigen bereaksi dan bergabung untuk membuat satu unit yang disebut foto-protein, yang dapat menghasilkan cahaya ketika bereaksi dengan molekul lain seperti Ca+. Ubur-ubur menggunakan ini sebagai mekanisme pertahanan; ketika pemangsa yang lebih kecil mencoba melahap ubur-ubur, ia akan memancarkan cahayanya, yang karenanya akan memikat pemangsa yang lebih besar dan mengusir pemangsa yang lebih kecil. Ini juga digunakan sebagai perilaku kawin.
Di terumbu karang dan anemon laut, mereka berpendar; cahaya diserap pada satu panjang gelombang, dan dipancarkan kembali pada yang lain. Pigmen ini dapat bertindak sebagai tabir surya alami, membantu fotosintesis, berfungsi sebagai pewarnaan peringatan, menarik pasangan, memperingatkan saingan, atau membingungkan predator.
Kromatofor
Kromatofor adalah sel pengubah pigmen warna yang secara langsung distimulasi oleh neuron motorik pusat. Mereka terutama digunakan untuk adaptasi lingkungan yang cepat untuk penyamaran. Proses mengubah pigmen warna kulit mereka bergantung pada satu sel kromatofor yang sangat berkembang dan banyak sel otot, saraf, glial, dan selubung. Kromatofor berkontraksi dan mengandung vesikel yang menyimpan tiga pigmen cair berbeda. Setiap warna ditunjukkan oleh tiga jenis sel kromatofor: erythrophores, melanophores, dan xanthophores. Jenis pertama adalah erythrophores, yang mengandung pigmen kemerahan seperti karotenoid dan pteridin. Tipe kedua adalah melanofor, yang mengandung pigmen hitam dan coklat seperti melanin. Jenis ketiga adalah xanthophores yang mengandung pigmen kuning dalam bentuk karotenoid. Berbagai warna dibuat oleh kombinasi berbagai lapisan kromatofor. Sel-sel ini biasanya terletak di bawah kulit atau sisik hewan. Ada dua kategori warna yang dihasilkan oleh sel – biokrom dan skematokrom. Biochromes adalah warna mikroskopis, pigmen alami yang dibentuk secara kimiawi. Komposisi kimianya dibuat untuk mengambil beberapa warna cahaya dan memantulkan sisanya. Sebaliknya, schematochromes (warna struktural) adalah warna yang diciptakan oleh pantulan cahaya dari permukaan yang tidak berwarna dan pembiasan oleh jaringan. Schematochromes bertindak seperti prisma, membiaskan dan menyebarkan cahaya tampak ke sekitarnya, yang pada akhirnya akan memantulkan kombinasi warna tertentu. Kategori ini ditentukan oleh pergerakan pigmen di dalam kromatofor. Perubahan warna fisiologis bersifat jangka pendek dan cepat, ditemukan pada ikan, dan merupakan hasil dari respons hewan terhadap perubahan lingkungan. Sebaliknya, perubahan warna morfologi adalah perubahan jangka panjang, terjadi pada berbagai tahap hewan, dan disebabkan oleh perubahan jumlah kromatofor. Untuk mengubah pigmen warna, transparansi, atau opacity, sel mengubah bentuk dan ukuran, dan meregang atau mengkerut penutup luarnya.