Хамелеоны-самцы популярны благодаря своей способности менять красочные украшения в зависимости от своего поведения. Если механизмы, ответственные за преобразование к более темной коже, известны, то механизмы, регулирующие переход от живого цвета к другому яркому оттенку, остаются загадочными. Некоторые виды, такие как пантера-хамелеон, способны произвести такое изменение в течение одной или двух минут, чтобы ухаживать за самкой или столкнуться с конкурирующим самцом.
Синий, структурный цвет хамелеона.Помимо коричневого, красного и желтого пигментов, хамелеоны и другие рептилии обладают так называемыми структурными цветами. «Эти цвета создаются без пигментов, благодаря физическому явлению оптической интерференции. Они являются результатом взаимодействия между определенными длинами волн и наноскопическими структурами, такими как крошечные кристаллы, присутствующие в коже рептилий », — говорит Мишель Милинкович, профессор кафедры генетики и эволюции UNIGE. Эти нанокристаллы расположены слоями, которые чередуются с цитоплазмой, внутри клеток, называемых иридофорами.
Образованная таким образом структура позволяет избирательно отражать определенные длины волн, что способствует ярким цветам многих рептилий.Чтобы определить, как происходит переход от одного яркого цвета к другому у пантер-хамелеона, исследователи из двух лабораторий UNIGE работали рука об руку, объединив свои знания как в квантовой физике, так и в эволюционной биологии. «Мы обнаружили, что животное меняет свой цвет благодаря активной настройке решетки нанокристаллов. Когда хамелеон спокоен, последние образуют плотную сеть и отражают синие волны.
Напротив, при возбуждении он ослабляет решетку нанокристаллов, что позволяет отражать другие цвета, такие как желтый или красный », — объясняют физик Джереми Тейсье и биолог Сюзанна Саенко, соавторы статьи. Это представляет собой уникальный пример самоорганизованной внутриклеточной оптической системы, управляемой хамелеоном.Кристаллы как тепловой экран
Ученые также продемонстрировали существование второго более глубокого слоя иридофоров. «Эти ячейки, которые содержат более крупные и менее упорядоченные кристаллы, отражают значительную часть инфракрасных волн», — утверждает Мишель Милинкович. Это обеспечивает отличную защиту от теплового воздействия сильного солнечного излучения в регионах с низкими широтами.
Организация иридофоров в виде двух наложенных друг на друга слоев представляет собой эволюционную новинку: она позволяет хамелеонам быстро переключаться между эффективным камуфляжем и эффектным изображением, обеспечивая при этом пассивную тепловую защиту. В своих будущих исследованиях ученые изучат механизмы, объясняющие развитие упорядоченной решетки нанокристаллов внутри иридофоров, а также молекулярные и клеточные механизмы, которые позволяют хамелеонам управлять геометрией этой решетки.