Hvordan en kamæleon skifter farve. Hvordan en kamæleon ændrer farve og hvorfor, interessante fakta om krybdyret

Hvordan ændrer en kamæleon farve?

Sandsynligvis har alle nogensinde hørt om en kamæleon, og mere end en gang undret sig over, hvordan en kamæleon ændrer farve. Kamæleoner er meget fantastiske dyr, hvis rødder går tilbage til oldtiden. De første kamæleoner levede for 100 millioner år siden, samtidig med dinosaurerne.

Hvordan en kamæleon skifter farve

Kamæleoner er bedst kendt for deres evne til at ændre hudfarve. Men ikke mange mennesker ved, hvordan denne proces foregår. Ændringen i farven på en kamæleon er forbundet med strukturen af ​​dens hud. I det dybere ydre fibrøse lag af huden er der specielle forgrenede celler kaldet kromatoforer. Kromatophorer er lysreflekterende celler, der er til stede i krybdyr, fisk, padder og blæksprutter, som indeholder korn af pigmenter i forskellige farver:

• sort
• rød
• gul
• mørkebrun

Når processerne i disse celler trækker sig sammen, fordeles kornene af pigmenter i midten af ​​de samme celler, og samtidig får kamæleonens hud en hvidlig eller endda gul farve. Hvis mørkt pigment er koncentreret i det ydre lag, bliver huden mørk i farven. Og kombinationen af ​​pigmenter fører til udseendet af alle slags farvenuancer. For eksempel vises grøn farve, når lysstråler brydes i overfladelagene af huden, der indeholder guaninkrystaller. En kamæleons farve kan hurtigt ændre sig. Fra lys, over gul eller grøn til lilla, så hele vejen til sort og mørkebrun. Farveændringer forekommer ikke kun på hele kamæleonens krop, men også i individuelle områder, som er ledsaget af udseendet eller forsvinden af ​​forskellige striber og pletter af forskellige farver.

Hvorfor skifter en kamæleon farve?

Hvorfor skifter en kamæleon farve? Ændringer i farven på kamæleonens krop sker både under påvirkning af ydre stimuli - temperatur, luftfugtighed og lys, og som følge af tørst, sult, irritation, frygt osv. Oftest er kamæleonens farve i harmoni med den omgivende baggrund, det område, hvor det er placeret, det mest camouflerende dyret. Kamæleonen bruger også ændringer i sin farve til at kommunikere med andre kamæleoner. For en mere visuel repræsentation af farveændringen af ​​en kamæleon, kan du selv se, hvordan kamæleonen ændrer farve en video af denne handling er lagt ud på internettet i det offentlige domæne.

Skifter farve til camouflage. Dette er ikke helt rigtigt. Planter du en kamæleon på jorden, bliver den ikke lige så sort som jorden i det samme sekund (og det næste også), og på et snehvidt ark bliver det ikke hvidt. Kamæleoner ændre hudfarve under indflydelse af fysiologiske(belysning, sult, sygdom, lufttemperatur osv.) og emotionelle-viljemæssige faktorer. Farveændring er kun mulig, hvis hjernen og øjenapparatet er intakt. Farven på hele kroppen eller dens individuelle dele kan ændre sig i pletter eller striber. Det samme gælder for farvemætning.

Hvad er mekanismen for at ændre hudfarve hos kamæleoner? Hos disse dyr er der i den fibrøse og dybere hud forgrenede celler - kromatoforer, som indeholder Forskellige typer pigmenter (farvede stoffer) i form af korn. Har ingen korn fast sted og kan især bevæge sig frit gennem kromatoforen, de kan være koncentreret i midten af ​​cellen eller placeret ved dens ender. Derudover er antallet af pigmenter i kromatoforer ikke det samme: nogle har flere, andre har mindre. Kornene kan også bevæge sig op og ned. Derudover kan kromatoforerne selv stige til overfladen af ​​huden og gøre dens farve mere intens eller omvendt bevæge sig væk fra overfladen og gøre farven blegere.

Panterkamæleon (Furcifer pardalis)

Den vigtigste mekanisme, der flytter pigmenterne i kromatoforer, er nervesystemet. Fra centralnervesystemet til hver kromatofor er der en nerve, der transmitterer bestemte signaler, hvilket får pigmenter og kromatoforer til at bevæge sig. Øjnene spiller en vigtig rolle i at ændre hudfarve. Det har videnskabsmænd fundet Uden øjne mister kamæleoner evnen til at ændre hudfarve. Derfor foreslog de, at lys er den vigtigste stimulus, der sender signaler gennem øjnene nervesystem kamæleon. Også baseret på eksperimenter foreslog eksperter, at der i centralnervesystemet er to centre, der er ansvarlige for farveændringer: frivillige og automatiske.

Et par eksempler:

Koncentrationen af ​​korn i midten af ​​kromatoforen som følge af sammentrækning af dens processer gør huden lys (hvid, gul, hvid-gul),
- mørkt pigment koncentreret i kromatoforprocesserne, hvilket giver en mørk til sort farve,
- grøn farve er resultatet af brydning solstråler i cellerne i det overfladiske lag af huden, rig på guanidiner,
- fjernelse af synsnerven, for eksempel fra venstre øje, gør hele venstre halvdel af kamæleonens krop hvid,
- i løbet af parringssæson kamæleoner er i stand til at ændre deres farve og farvemætning på et splitsekund,
- under anæstesi bliver huden på kamæleoner mørkere til sort, og når den er syg eller død, lysner den til næsten hvid.

Eksotisk, ejendommelig, mystisk, overnaturlig... Sådan kan du beskrive en kamæleon. Han bor på samme planet som os, men ser ud som om han kom fra det ydre rum. Enten en lille dinosaur eller en alien. Der er ingen anden måde at sige om en kamæleon...Alle har sikkert hørt om disse krybdyr, menkamæleoner opnåede størst berømmelse på grund af deres unik evne skifte hudfarve.

Kamæleoner har altid vakt folks interesse. Tilbage i 48 f.Kr. e. Kamæleonen blev beskrevet af Aristoteles og bemærkede, at farven ændrer sig, når den puster sig op. Og den antikke romerske videnskabsmand Plinius associerede fejlagtigt farveændringen udelukkende med baggrunden. I det 17. århundrede forklarede den tyske videnskabsmand Vormius farvespillet med kamæleonens "lidelser og oplevelser". Måske smigrede Vormius dyret noget ved at kalde dets simple mentale aktivitet for "oplevelser", men det viste sig, at han var tættest på sandheden.

Hvad får kamæleons hudfarve til at ændre sig?

Folk har en tendens til at forbinde kamæleonen med list og camouflage, idet de tror, ​​at krybdyret ændrer hudfarve for at camouflere sig selv med sine omgivelser og genstande. Du vil blive skuffet, men dette er ikke mere end en myte. Deres evne til at skifte farve er af en helt anden karakter. Først og fremmest er evnen til at skifte farve en slags kommunikation. På denne måde kommunikerer kamæleonen med sin egen slags. I når det er bedst Krybdyrets farve kommer frem, når det møder en anden han. Når dette sker, puster de strubehovedet op og øges i størrelse, som om de er oppustet, og de kan kun puste op i den ene side. Deres farve bliver betydeligt lysere. Dette er en slags konkurrence mellem to "gentlemen". Oftest opfattes den større kamæleon som dominerende, og nogle gange angriber de hinanden med åben mund. De kæmper, indtil en af ​​dem trækker sig tilbage. Når man møder en hun, vil farven være den samme, men kamæleonen vil ikke svulme i nærværelse af en dame.

Således skifter dyr farver, når de ønsker at blive bemærket, erklærer grænserne for deres territorium til andre hanner, eller omvendt tiltrækker de brude. De kan selvfølgelig godt gemme sig blandt løvet, men som regel, når et krybdyr skifter farve, forsøger det at skille sig ud.

Farven på en kamæleon ændrer sig også afhængigt af kroppens tilstand. Ændringer i temperatur, belysning og luftfugtighed, ugunstige forhold vedligeholdelse, sygdom, sult, dehydrering, vrede, frygt, stress - alle disse faktorer påvirker også farven på dyrets hud. Hvis en kamæleon er stresset, vil den fremstå mørkere i farven. Med et ord er en ændring i farven på en kamæleon et signal om, at der er sket noget, der falder uden for rammerne af "normalitet" i forståelsen af ​​dyret.

Vigtig: Kamæleoner skal beskyttes mod stress på alle mulige måder. Du bør ikke mobbe kamæleonen, vise den andre dyr eller ofte flytte den til andre steder. Stress vil ikke kun komme til udtryk i en ændring i farve, men også i afvisningen af ​​mad. Generelt er kamæleoner ikke stress-resistente dyr. Husk, at det værste for krybdyr er stress. Stressende tilstand kunne ende galt. Dødsfald er almindelige.

Ser på lang tid som kamæleon vil du lære at forstå, hvad dit kæledyr ønsker at udtrykke ved at skifte farve. Og hvis farven på en kamæleon pludselig matcher baggrunden omkring den, så er dette en ulykke, og intet mere.

Hvordan ændrer en kamæleon farve? Mekanisme for farveændring

Zoologer har fundet ud af, at kamæleonen er i stand til at skifte farve takket være særlig struktur hud. I det ydre og dybere lag af krybdyrhud er der lysreflekterende celler - kromatoforer. De indeholder korn af pigmenter af sort, rød, gul og mørkebrun. Når chromatoformernes processer trækker sig sammen, fordeles pigmentkornene i deres centrum, og dyrets hud får en hvidlig eller gul farve. Hvis det mørke pigment er koncentreret i det yderste lag, så huddækning får en mørk farve. Når pigmenter kombineres, vises en række farvenuancer. Takket være denne mekanisme viser krybdyrets farve "paletten" sig at være meget rig.

Farven på en kamæleon kan øjeblikkeligt skifte fra lys til lilla, derefter til sort og mørkebrun. Farven ændrer sig både på hele kroppen og i dens individuelle områder, ledsaget af udseendet eller forsvinden af ​​striber eller pletter i forskellige farver.

Hovedfarven for kamæleoner er grøn. Gule, grå og brune dyr findes også.

Kamæleon farveskema

Der er en mening om, at efterkommere af dinosaurer kan have enhver farve, de ønsker, men det er ikke sandt. Kamæleoner forskellige typer kan ændre farvepaletten i et ret bredt område, men kun inden for de grænser, der er tildelt denne særlige art. Under påvirkning af ovenstående faktorer er krybdyret i stand til at ændre farver og erhverve nye nuancer, men inden for rammerne af dets farveområde. Så for eksempel kan en han bogstaveligt talt på et sekund blive fra grøn til orange eller rød. Disse samme kamæleoner bliver lysegule, lyserøde eller røde, når de falder i søvn. Eller tag for eksempel den yemenitiske kamæleon. Grøn, når den er rolig, når den er bange eller vred, kan Yemen-kamæleonen blive sort med gule og grønne pletter.

Det er ikke svært at gætte, at når man holder en kamæleon derhjemme, er der ingen særlig grund til, at den ændrer hudfarve. Du vil ikke bevidst skræmme din afdeling eller holde ham under forhold, der er ugunstige for ham. Derfor bør du ikke regne med, at din kæledyrsdinosaur konstant vil flimre i forskellige farver, som en nytårskrans.

For at beskytte sig selv skifter mange dyr farve for at tilpasse sig deres miljø. Tidligere var der en opfattelse af, at kamæleonen varierer sit farveskema netop af denne grund. Men det usædvanlige krybdyr viste sig ikke at være så simpelt som tidligere antaget. En kamæleon skifter ikke farve for at skræmme rovdyr væk eller blande sig med omgivelserne, som forskerne for nylig har opdaget. Hvorfor skifter en kamæleon farve? Det er sådan, han interagerer med andre individer af sin art og sender information, fastslår en videnskabelig gruppe fra University of Arizona.

Hvordan ændrer en kamæleon farve?
Farvningen af ​​hankamæleoner bliver meget mere intens, når de konkurrerer med hinanden om territorium eller en kvindes opmærksomhed og viser aggression. Overraskende nok vinder mænd, der viser lysere farver og hurtigt ændrer farveskemaet på deres hoveder, normalt kampen. Under konfrontation viser kamæleoner rige gule, orange, grønne og turkise toner. Ved hjælp af iøjnefaldende farvesignaler og pludselige ændringer udseende kamæleonen understreger sin overlegenhed, og "regnbuekampen" ender sjældent i fysisk kontakt. Hvis sparring opstår, varer den 5-15 sekunder, ikke mere.

Tager som et "marsvin" den yemenitiske kamæleon af arten Chameleon caluptratus (udbredelsesområde - Arabiske Halvø: territorium Saudi Arabien og Yemen), kendt for sin aggressive adfærd, satte videnskabsmænd 28 sensorer til hans krop og sporede størrelsen, lysstyrken og hastigheden af ​​ændring af farvepletter. Under eksperimentet opdagede det videnskabelige hold, at når kamæleonen er i en rolig tilstand, skifter farve fra brun til grøn med gule nuancer, men samtidig bevarer den sin egen unikke farve, der er forskellig fra dens andre slægtninge.

Interessant at vide! Der er omkring 160 arter af kamæleoner i alt. 75 arter af endemiske kamæleoner, hvoraf tre sorter er tæt på at uddø, lever på Madagaskar. Den seneste art, der er fundet, er Belalanda-kamæleonen, som ifølge forskere er et af de sjældneste krybdyr i verden.

Interessant at vide! Den mindste kamæleon i verden tilhører de løvfældende kamæleoner - endemiske for Madagaskar af slægten Brookesia Brookesia minima - størrelsen af ​​en voksen er omkring 1,5 cm. Denne miniature kamæleon kan ikke ændre sin farve - den bevarer altid en brun farvetone med en let grøn farvetone. Forskere har antaget, at kamæleonens lille størrelse er en unik måde at tilpasse sig til miljø med henblik på at forlænge livscyklus. Den største kamæleon i verden er Furcifer oustaleti med en kropsstørrelse på op til 70 cm, inklusive halen - omkring 1,5 m. Den mest usædvanlige af kamæleonerne er Rwenzori-kamæleonen, et tre-hornet krybdyr fra Uganda.

Hvordan en kamæleon skifter farve: ny forskning
Ud over brune, røde og gule pigmenter har kamæleoner ligesom andre krybdyr såkaldte strukturerede nuancer: farver, der dannes uden deltagelse af naturlig hudpigmentering, men takket være fysiske fænomen optisk interferens. Iridophore celler består af mikroskopiske krystaller (nano-krystaller), alternerende med lag af cytoplasma, så lysbølger af en vis længde reflekteres selektivt af overfladen af ​​kamæleonens hud, hvilket fører til dannelsen af ​​en lys plettet farve og en ændring i dyrets farve.

Interessant at vide! Længden af ​​kamæleonens tunge og hale er næsten 2 gange kroppens længdestørrelse. Krybdyrets klæbrige tunge er organiseret som et fangorgan, der bliver tykkere mod enden - kamæleonen smider den ud på et splitsekund. Halen deltager sammen med poterne i dyrets bevægelse - kamæleonen vikler den rundt om grenene. Krybdyrets øjne bevæger sig inkonsekvent, hvilket giver en 360-graders udsigt. Kamæleonen er udbredt i tropiske skove Indien, Sri Lanka og Madagaskar, en ørkendel af Afrika, introduceret til Amerika.

Kamæleoner berømt for det faktum, at de næsten øjeblikkeligt kan ændre deres farve og synes at opløses blandt vegetation takket være højteknologiske fotoniske krystaller på overfladen af ​​deres farveløse hudceller, hvis brydningsegenskaber de kan kontrollere.

Forskerne var i lang tid rådvilde og spekulerede på, hvordan kamæleonen - i det hele taget et upåfaldende og langsomt dyr - formår at klare sig så godt.

Undersøgelser udført med mænd Madagaskar panterkamæleon(Furcifer pardalis), har vist, at i processen med at møde og kommunikere med hunner og andre hanner, skifter de farve fra blågrøn og grøn til lysende rød på få minutter.

Forskere provokerede mandlige kamæleoner til en "duel" med hinanden og målte farvemætningen ved hjælp af et spektrometer, som gjorde det muligt at registrere stråling ikke kun i den synlige, men også i den ultraviolette del af spektret.

Brugen af ​​en sådan enhed har vist kamæleonernes evne til at "male" også i farver, der er usynlige for det menneskelige øje.

Foto 1. Kamæleoner skifter farve ikke kun for camouflage

Ifølge resultaterne af eksperimentet blev der ikke fundet nogen særlig sammenhæng mellem det anvendte udvalg af farver og kamæleonernes habitatkarakteristika.

Den største spredning af farvefarver blev observeret i arter med de mest udtalte social adfærd(i dette tilfælde konkurrence mellem to hanner), og ikke i arter, der lever på steder med stort beløb flerfarvede objekter (græs, træstammer, ).

Farve kamæleoner, der bruger maksimalt beløb blomster, viste sig at være den mest bemærkelsesværdige ikke kun for deres slægtninge, men også for, hvilket modsiger teorien om farveændring kun for camouflage.

Imidlertid undlader rovdyr ofte at angribe farvestrålende individer, da de ved det mindste tegn på fare er i stand til at "opløses" på baggrund af miljøet på få millisekunder.

Yderligere forskning viste, at farveændringen er forbundet med specielle celler inde i huden, kromatoforer, som omfordeler pigmentkornene i de fire farver.

Disse pigmenter absorberer synligt lys ved alle bølgelængder undtagen en bestemt (rød, for eksempel).

Iridophores og xanthophores

For nylig fandt Michel Milinkovitch fra universitetet i Genève ud af, at for kamæleoner er det endnu vigtigere iridoforer- celler, der ikke absorberer lys, men transformerer den geometriske struktur af hudoverfladen, hvilket får den til at bøje eller reflektere visse bølger.

M. Milinkovic og hans kolleger studerede kamæleons hud ved hjælp af transmissionselektronmikroskopi og fandt to lag af iridophorer der.

Det øverste lag var dækket af guanin nanokrystaller, arrangeret i et klart struktureret gitter.

Foto 2. Overfladen af ​​huden på kamæleoner er oversået med specielle celler - iridophores

Afstandene mellem individuelle krystaller i gitteret spiller en nøglerolle i farveændringen: Når hannerne er i en ophidset tilstand, øges intervallet.

Jo større afstand, jo mere lys reflekteres fra længere bølger (rød).

Når krystallerne kommer tættere på hinanden, begynder blåt lys at reflektere.

Så bliver kamæleonerne hjulpet xantoforer(gule pigmentceller): de laver Blå farve grøn og rød - orange eller gul.

Milinkovic opdagede også et andet hudniveau med iridophorer placeret på en mere kaotisk måde. De reflekterer lys meget godt i det nær-infrarøde område.

I varmt og fugtigt miljø Hvor kamæleoner lever, er disse krystaller en vigtig mekanisme til at beskytte mod overophedning. Denne hudstruktur er tilsyneladende unik.

Men kun kamæleoner bruger mesterligt ikke kun hudpigmenter, men også fotoniske nanokrystaller, som giver dem mulighed for at kontrollere lyset med ekstrem præcision.

Hvordan kamæleoner kan hjælpe videnskaben

Nu tænker forskere på, hvordan den information, de har opnået, kan anvendes i praksis, for eksempel ved udvikling af nye midler og metoder til camouflage. Og vi har allerede fundet på noget.

Forskere fra University of California i Berkeley har således skabt et ultratyndt materiale, der kan ændre farve på nanoskala, som kamæleons hud, afhængigt af spænding, bøjning eller tryk.

Farven på de fleste naturlige materialer (såvel som maling og stoffer) afhænger af deres kemisk sammensætning.

Foto 4. At studere kamæleoner hjælper med at udvikle nanoteknologi

Når hvidt lys rammer overfladen af ​​disse materialer, absorberes visse bølgelængder af lys, mens andre reflekteres tilbage i det omgivende rum.

Takket være dette opfatter vi visse farver. En farveændring kræver altså en ændring af materialets kemiske sammensætning.

Den amerikanske opfindelse tager en anden tilgang til at skabe farver.

Materialet er fremstillet ved hjælp af såkaldt strukturmaling. Det vil sige, at overfladens farve (absorberede og reflekterede bølger) bestemmes af materialets struktur.

Dette er ikke et nyt fænomen - naturen skaber således iriserende iris af fjer, sommerfuglevinger eller billers eksoskeleter.

Selv for 300 år siden foreslog han, at nogle strukturelle farvningsmetoder kunne bruges i industriel og kommerciel produktion.

Imiteret kamæleonskind

Sådan fungerer det kunstigt læder kamæleon.

En siliciumfilm, som er 1000 gange tyndere end en menneskelig film (ca. 120 nm), fæstnes til et lag silikone, og derefter påføres små (mindre end lysets bølgelængde) kamme på den.

Siliciumlaget er så fleksibelt, at det kan sammenlignes med hud, og det kan fastgøres til næsten enhver overflade.

Den variable afstand mellem de korrugerede ribber, eller mikrobølger, giver dig mulighed for at opnå forskellige farver.

Derudover har materialet høj evne. Det reflekterer op til 83 % af det indfaldende lys, så faktisk er det kunstige læder lige så lyst som huden på en rigtig kamæleon.

Foto 5. Kamæleoner - fuldendte mestre camouflage

Materialet producerer rene farver lige fra grøn til gul, orange og rød. Og også nyt materiale viste sig at være meget nemmere og nemmere, end det viste sig før.

Det er første gang, det er lykkedes nogen at lave en fleksibel kamæleonlignende struktur, der kan skifte farve blot ved at bøje den.

Hvis du har en overflade med bestemte strukturer arrangeret på en sådan måde, at den interagerer med bestemte bølgelængder af lys, kan du ændre dens farve, hvilket påvirker både dens egenskaber og dimensioner.

Udviklerne mener, at det siliciumbaserede materiale kan bruges til fremstilling af energibesparende farvedisplays, forskellige camouflagematerialer og belægninger.

De kan også bruges til visuelt at vise strukturelle forringelser i bygninger, broer, vinger og andre vigtige strukturer (når der opstår en revne, ændres materialets spænding lidt, hvilket betyder, at selv mindre revner bliver mere synlige for det menneskelige øje).

Forskerne var også i stand til at skabe stof, der kan skifte farve afhængigt af, hvordan det er foldet.

Grundlaget for dette materiale var halvledersilikonen.

Forskere indsatte også silikonepartikler med en bredde på 120 nm i de mindste snit på overfladen, som er i stand til at reflektere bølger med forskellige spektrum og følgelig farves i forskellige farver- grøn, gul, rød eller orange.

Den farve, stoffet vender, afhænger af, hvordan det foldes eller foldes, og det ændrer sig øjeblikkeligt.

Nå, i bred forstand vi taler om om at skabe materialer, der fuldstændig vil ændre vores verdens ansigt.

Video om kamæleoner: