Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона

Если спросить любого школьника, чем таким особенным отличается хамелеон от других представителей животного царства, он вам ответит, что все дело в его самопроизвольном изменении окраски. Именно благодаря этому свойству, и еще способности «выстреливать» в добычу языком, хамелеон пользуется известностью среди людей.

Но вопреки распространенному мнению, хамелеон не может по своему желанию менять окрас под окружающую среду. Цвет меняется в зависимости от многих факторов – температуры, уровня освещенности и настроения самой ящерицы. Их уникальную особенность заметили еще в древности, но полностью секрет изменения цвета у хамелеонов был разгадан совсем недавно.

Биология против физики

Долгое время исследователи считали, что за изменение цвета покровов хамелеона отвечают уникальные клетки-хроматофоры, содержащие пигменты. Но как оказалось, этот механизм имеет больше общего с физикой и наноматериалами, нежели с биологией.
Объект исследования

В качестве объекта изучения, чтобы раз и навсегда выяснить механизмы изменения окраски у хамелеонов, ученые выбрали самца мадагаскарского пантерного хамелеона. Во время периода размножения или в стычках с другими самцами эти хамелеоны способны менять свой окрас всего за несколько минут.
Иридофоры - светоотражающие клетки

Исследовательская группа, состоящая из физиков и биологов Женевского университета выяснила, что кожа рептилий содержит два слоя светоотражающих клеток – иридофоров, меняющих геометрическую структуру поверхности кожи тогда, когда хамелеон в этом нуждается.
Нанокристаллы

Первый слой состоит из нанокристаллов гуанина. И именно расстояние между отдельными кристаллами в решетке играет важнейшую роль в процессе смены окраски. Когда самец возбужден, интервал между кристаллами увеличивается, что в свою очередь приводит к тому, что сильнее отражается свет с большой длиной волны (красный). В расслабленном состоянии кристаллы сближаются – отражается свет с меньшей длиной волны (синий).
Цветовые вариации

В дальнейшем на окрас хамелеона влияют уже желтые пигментные клетки – ксантофоры. Вступая во взаимодействие с нанокристаллами, они создают различные цветовые комбинации, окрашивающие рептилию в зеленый, оранжевый или желтый цвет. Это необходимо для того, чтобы хамелеон мог эффективнее прятаться от хищников, впечатлять самку или устрашать соперников.
Защита от перегрева

Второй слой иридофоров под кожей рептилий отвечает за отражение света в инфракрасном диапазоне. По мнению женевского генетика, Мишеля Милинковича, этот слой клеток может служить ящерицам для защиты от перегрева в условиях жаркого и влажного климата.
Метаматериал

Примечателен тот факт, что недавно, независимо от данного исследования, инженеры из Университета Калифорнии в Беркли разработали материал, меняющий цвет при деформации, подобно кристаллам под кожей хамелеонов. Так что век одежды, способной к самостоятельной терморегуляции или обеспечивающей «умный» камуфляж, уже недалек.