Як хамелеони змінюють колір шкіри?

Вченим вдалося розгадати секрет швидкої зміни кольору шкіри у хамелеонів. Як виявилося, ящірки користуються не тільки пігментами шкіри, але і фотонними нанокристалами, що дозволяють керувати світлом з граничною точністю.



Біохіміки провели дослідження з самцями мадагаскарського пантерного хамелеона, які в процесі комунікації з самками та іншими самцями змінюють забарвлення з синьо-зеленого до яскраво-червоного всього за кілька хвилин. Ці зміни носять закономірний характер і є оборотними.

Відомо, що зміна забарвлення шкіри пов'язана з особливими клітинами всередині неї самої — хроматофорами, перерозподіляючими зерна пігментів чотирьох кольорів. Ці пігменти поглинають видиме світло на всіх довжинах хвиль, крім певного. Однак Мішель Мілінкович із Женевського університету порахував, що для хамелеонів важливіше іридофори — клітини, які не поглинають світло, а перетворюють геометричну структуру поверхні шкіри, змушуючи її викривляти чи відображати певні хвилі.



Мілінкович та його колеги дослідили шкіру хамелеонів за допомогою електронної мікроскопії і виявили там два шари іридофору. Верхній шар був покритий нанокристалами гуаніна, викладеними у вигляді чітко структурованої решітки. Відстані між окремими кристалами в решітці відіграють ключову роль у зміні забарвлення: коли самці знаходяться в збудженому стані, інтервал збільшується. Чим більше дистанція, тим сильніше відбивається світло з більшою довжиною хвилі. При зближенні кристалів починає відбиватися синє світло. Далі хамелеонам допомагають вже ксантофори (жовті пігментні клітини): вони роблять синій колір зеленим, а червоний — оранжевий або жовтий.

У другому рівні шкіри, іридифори розташовані вже більш хаотичним чином. Вони дуже добре відбивають світло в ближньому інфрачервоному діапазоні. На думку вченого, в спекотному і вологому середовищі, де живуть хамелеони, ці кристали є важливим механізмом порятунку від перегріву.



Така будова шкіри, по всій видимості, є унікальною. Науці відомі ящірки, у яких кристали побудовані впорядкованим чином, та інші рептилії, на шкірі яких іридофори відбивають тепло. Однак тільки хамелеонам в ході еволюції вдалося поєднати ці властивості.