Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона (7 фото)

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

Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона (7 фото)

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

Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона (7 фото)

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

Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона (7 фото)

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

Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона (7 фото)

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

Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона (7 фото)

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

Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона (7 фото)

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

Природный камуфляж: тайна удивительной окраски хамелеона (7 фото)

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.