Биофизики объяснили, почему хамелеон меняет цвет

Хамелеон

Хамелеоны всегда вызывали у людей интерес. Ещё в 48 году до н. э. хамелеона описывал Аристотель, отмечая, что окраска меняется, когда он надувается. А древнеримский учёный Плиний ошибочно связывал изменение окраски исключительно с фоном. В XVII веке немецкий учёный Вормиус объяснял цветовую игру «страданиями и переживаниями» хамелеона. Может быть, Вормиус несколько польстил животному, называя его нехитрую психическую деятельность «переживаниями», но оказалось, что он был ближе всех к истине.

Биофизики объяснили, почему хамелеон меняет цвет

Учёные нашли ещё одну причину, по которой кожа хамелеонов способна изменять цвет, подстраиваясь таким образом к «фону» окружающей среды.

Оказывается, для смены окраски хамелеоны используют фотонные нанокристаллы, дающие возможность «управлять» светом с предельной точностью. Это подтвердилось в ходе экспериментов с самцами мадагаскарского пантерного хамелеона, которые во время общения с другими особями могут менять свою окраску от сине-зелёной до ярко-красной за очень короткое время.

До сих пор считалось, что изменение окраски этой ящерицы связано с работой особых подкожных клеток — хроматофоров, перераспределяющих зёрна пигментов четырёх цветов. Биохромы (они же пигменты) поглощают видимый свет на всех длинах волн, кроме определённого (например, красного).

Однако в научном мире гипотеза о хроматофорах не считалась безоговорочно верной. Именно поэтому биофизик Мишель Милинкович из Женевского университета предположил, что более важными для хамелеонов являются иридофоры — клетки, которые не поглощают свет, а преобразуют геометрическую структуру поверхности кожи, таким образом искривляя или отражая определённые волны.

Милинкович и его коллеги изучили кожу хамелеонов с помощью сильного электронного микроскопа и обнаружили на ней два слоя иридофоров. Верхний слой оказался покрытым нанокристаллами гуанина, выложенными в виде структурированной решётки. Расстояния между отдельными кристаллами в этой решётке и дают возможность хамелеонам изменять цвета собственного тела. Когда самцы (к примеру, во время борьбы за самку) находятся в возбуждённом состоянии, дистанция между кристаллами увеличивается. Чем эти интервалы больше, тем сильнее отражается свет с большей длиной волны (красный). Как только кристаллы сближаются, начинает отражаться синий свет. После этого хамелеонам помогают уже ксантофоры (жёлтые пигментные клетки): они преобразуют синий цвет в зелёный, а красный — в оранжевый или жёлтый.

Но биофизики Женевского университета также обнаружили второй уровень кожи с иридифорами. Расположенные более хаотично, они прекрасно отражают свет в ближнем инфракрасном диапазоне. По мнению Милинковича, в жарком и влажном климате, в котором обычно живут хамелеоны, такие кристаллы являются важным механизмом, спасающим от перегрева.

Интересно, что подобное строение кожи с упорядоченными кристаллами и отражающими тепло иридорофами учёные пока наблюдали только у хамелеонов.

О результатах исследования сообщает журнал Nature Communications.

Источник: smallivingworld.ru (очень много информации)