Zmiana koloru u zwierząt to proces, który zawsze nas zadziwiał. U większości żywych organizmów zabarwienie jest związane z martwymi tkankami jak egzoszkielet, łuski, pióra i włosy, i jest względnie stały. Mimo to niektóre gatunki są zdolne do szybkiej zmiany koloru. Ta właściwość pozwala im wyświetlać różne kolory i wzory w odpowiedzi na zmieniające się konteksty środowiskowe.
Czy jest różnica między zmianą koloru a zmianą wzoru?
Jak wspomnieliśmy wcześniej, niektóre taksony, takie jak głowonogi, ryby i gady, mają zdolność zmiany koloru podczas interakcji z innymi organizmami. Wśród nich wszystkich kameleony (rodzina Kameleonidae) stanowią intrygującą sprawę do dochodzenia. W przeciwieństwie do organizmów, które doświadczają zlokalizowanej zmiany koloru, kameleony mogą zmieniać kolory i wzory ciała podczas interakcji społecznych.
Zmiana koloru kameleona w reakcji na temperaturę
Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że kameleony są zwierzętami ektotermicznymi. Oznacza to, że nie są w stanie samodzielnie wytworzyć własnego wewnętrznego ciepła. Z tego powodu, wszystkie organizmy ektotermiczne są zależne od zewnętrznych źródeł ciepła osiągnąć określoną temperaturę ciała.
Należy pamiętać, że wiele cech, które wyraża zwierzę ektotermiczne zmienić się znacznie w zależności od temperatury ciała danej osoby. Te cechy obejmują między innymi szybkość trawienia, zwinność podczas biegania lub pływania oraz kolor.
To powiedziawszy, musimy to wziąć pod uwagę ciemne kolory pochłaniają światło, a tym samym ciepło, podczas gdy jasne kolory je odbijają. Dlatego strategia zmiany koloru jest łatwa do zrozumienia dla każdego, kto w letni dzień spędził czas w czarnym samochodzie w jasnym słońcu. Kameleony wiedzą o tym i używają koloru skóry jako termostatu do kontrolowania temperatury, którą otrzymują z otoczenia.
Kiedy kameleon jest zimny, pogłębia swoją skórę do odcienia ciemniejszego jak sosnowa zieleń. Kiedy chce się ochłodzić, zmienia kolor na jaśniejsze, jak miętowa zieleń.
Ubieranie się, które zaimponuje: strategia zmiany koloru
Drugi powód, dla którego kameleony zmieniają kolor, jest również znanym pojęciem dla ludzi.: wyrażanie siebie. Tak jest w przypadku ludzi, którzy dostosowują nasze stroje lub fryzury do naszego nastroju. Kameleony również zmieniają kolory w zależności od nastroju.
Zwykle kameleon przyciemnia kolory, gdy się boi, i rozjaśnia je, gdy jest podekscytowany. Istnieje również różnica między mężczyznami i kobietami: samce częściej zmieniają kolor niż samice, którzy używają do komunikacji bardziej subtelnych sygnałów.
W tym sensie zmiana koloru u samców kameleonów może pomóc im przyciągnąć partnera. Pokazując się w jasnych tonach, wysyła sygnał do kobiet o zdrowym stanie. Odwrotnie, linienie do ciemnych tonów może pokazać innemu mężczyźnie, że jest gotów walczyć. Z tych powodów kameleon może każdego dnia zmieniać kilka różnych stylizacji, aby dopasować się do okazji.
Nauka stojąca za magią zmiany koloru
Wcześniej naukowcy wierzyli, że kameleony zmieniły swój kolor podobnie jak ośmiornice i kalmary. To znaczy, aby zmienić jego wygląd używali wypełnionych pigmentem woreczków w komórkach zwanych chromoforami w skórze. Stwierdzono jednak, że zmiana koloru kameleona jest jeszcze bardziej złożona.
Skóra kameleona ma kolory wytwarzane przez pigmenty, związki barwne, które są syntetyzowane lub gromadzone w komórkach. A) Tak, istnieje gama kolorów, które wynikają z obecności melanin, pteryn i inne pigmenty chemiczne.
Górna warstwa skóry kameleona składa się z komórek zawierających pigmenty.: jeśli jest żółty to są to ksantofory, jeśli jest czerwony to erytrofory. Te zabarwione komórki są obecne głównie w obszarach pasiastych. Najgłębsza warstwa składa się z melanoforów, których przedłużenia sięgają wierzchniej warstwy skóry.
Z drugiej strony skóra kameleona ma inny rodzaj ubarwienia według struktury, co wynika z obecności odblaskowych nanostruktur.Te nanostruktury są obecne w wyspecjalizowanych komórkach zwanych irydoforami.. Są one wytwarzane z zawartości guaniny w komórce i podczas interakcji ze światłem wytwarzają opalizujące, metaliczne kolory.
Jak irydofory wpływają na zmianę koloru?
Należy zauważyć, że opalizacja jest zjawiskiem optycznym, dzięki któremu postrzegany kolor jest związany z kątem, pod jakim światło pada na powierzchnię odbijającą. Biorąc to pod uwagę, możemy zrozumieć, jak działają irydofory kameleona.
Ostatnie badania wykazały, że skóra kameleonów lamparci ma dwa rodzaje komórek irydoforów: powierzchowne, które nazwali S-iridoforami, zlokalizowane w warstwie najbliższej naskórka, oraz D-iridofory, w głębszej warstwie.
Co więcej, każdy gatunek kameleona ma komórki S-iridoforowe z kryształami guaniny o różnych rozmiarach, kształtach i rozmieszczeniu. Ta warstwa S-irydoforów odpowiada za gwałtowne zmiany koloru w widmie światła widzialnego.
Dodatkowo kryształy w D-iridoforach najczęściej odbijają światło bliskiej podczerwieni (700-1400 nm). W związku z tym badacze zwracają uwagę, że funkcją warstwy D-irydoforu jest regulować temperaturę, gdy zwierzę znajduje się pod intensywnym promieniowaniem słonecznym.
Jak zmiana koloru dzieje się tak nagle?
Interesujące jest wiedzieć, że w skórze kameleona w stanie zrelaksowanym, nanokryształy w komórkach S-iridophore są skupione blisko siebie. W tym stanie efektywny współczynnik załamania światła jest optymalny dla długości fal koloru niebieskiego.
Z drugiej strony w stanie podniecenia generowane są sygnały za pośrednictwem hormonów lub neuroprzekaźników, indukowane przez zmiany nastroju, temperatury lub stresu. W odpowiedzi komórki S-iridophore zmieniają układ nanokryształów. W ten sposób, gdy jego rozkład jest rozłożony, efektywny współczynnik załamania jest niższy, a współczynnik odbicia wzrasta w widzialnym widmie dla kolorów czerwonego, pomarańczowego i żółtego.
Ostatecznie wszystkie te mechanizmy wytwarzające kolor są zaaranżowane, aby nadać kameleonowi wygląd. Na przykład zielony kolor na skórze jest wynikiem długości fal żółtych i niebieskich. Połączenie żółci ksantoforów z niebieskim światłem odbijanym przez irydofory daje żywy zielony kolor, który wzbudza w nas podziw.
Ostatnia uwaga
Jest prawdopodobne, że dynamiczne ubarwienie kameleona napędzało ewolucję tych złożonych wizualnych wskazówek. Bogaty repertuar elementów chromatycznych gatunku ujawnia znaczenie tego kodu komunikacyjnego w jego interakcjach społecznych i innych kontekstach behawioralnych.