Hvordan en kameleon endrer farge. Hvordan en kameleon endrer farge og hvorfor, interessante fakta om krypdyret

Hvordan endrer en kameleon farge?

Sannsynligvis har alle noen gang hørt om en kameleon, og mer enn en gang lurt på hvordan en kameleon endrer farge. Kameleoner er veldig fantastiske dyr, hvis røtter går tilbake til antikken. De første kameleonene levde for 100 millioner år siden, samtidig som dinosaurene.

Hvordan en kameleon endrer farge

Kameleoner er mest kjent for sin evne til å endre hudfarge. Men det er ikke mange som vet hvordan denne prosessen skjer. Endringen i fargen til en kameleon er assosiert med strukturen til huden. I det dypere ytre fibrøse laget av huden er det spesielle forgrenede celler kalt kromatoforer. Kromatoforer er lysreflekterende celler som er tilstede i krypdyr, fisk, amfibier og blekksprut, som inneholder korn av pigmenter i forskjellige farger:

• svart
• rød
• gul
• mørk brun

Når prosessene til disse cellene trekker seg sammen, fordeles pigmentkornene i midten av de samme cellene, og samtidig får kameleonens hud en hvitaktig eller til og med gul farge. Hvis mørkt pigment er konsentrert i det ytre laget, blir huden mørk i fargen. Og kombinasjonen av pigmenter fører til utseendet til alle slags fargenyanser. For eksempel vises grønn farge når lysstråler brytes i overflatelagene av huden som inneholder guaninkrystaller. En kameleons farge kan endre seg raskt. Fra lys, gjennom gul eller grønn til lilla, så helt til svart og mørk brun. Fargeendringer forekommer ikke bare på hele kameleonens kropp, men også i individuelle områder, som er ledsaget av utseendet eller forsvinningen av forskjellige striper og flekker i forskjellige farger.

Hvorfor endrer en kameleon farge?

Hvorfor endrer en kameleon farge? Endringer i fargen på kameleonens kropp skjer både under påvirkning av ytre stimuli - temperatur, fuktighet og lys, og som et resultat av tørste, sult, irritasjon, frykt, etc. Oftest er fargen på kameleonen i harmoni med bakgrunnen rundt, området den befinner seg i, det mest kamuflerende dyret. Kameleonen bruker også endringer i fargen for å kommunisere med andre kameleoner. For en mer visuell representasjon av fargeendringen til en kameleon, kan du selv se hvordan kameleonen endrer farge en video av denne handlingen er lagt ut på Internett i det offentlige domene.

Endrer farge for kamuflasje. Dette er ikke helt sant. Planter du en kameleon på bakken, blir den ikke like svart som bakken akkurat i det sekundet (og det neste også), og på et snøhvitt ark blir det ikke hvitt. Kameleoner endre hudfarge under påvirkning av fysiologiske(belysning, sult, sykdom, lufttemperatur osv.) og emosjonelle-viljemessige faktorer. Fargeforandring er bare mulig hvis hjernen og øyeapparatet er intakt. Fargen på hele kroppen eller dens individuelle deler kan endre seg i flekker eller striper. Det samme gjelder fargemetning.

Hva er mekanismen for å endre hudfarge hos kameleoner? Hos disse dyrene, i den fibrøse og dypere huden er det forgrenede celler - kromatoforer, som inneholder ulike typer pigmenter (fargede stoffer) i form av korn. Har ingen korn fast plass og kan bevege seg fritt gjennom kromatoforen spesielt, de kan være konsentrert i midten av cellen eller plassert ved dens ender. I tillegg er antallet pigmenter i kromatoforer ikke det samme: noen har flere, andre har mindre. Kornene kan også bevege seg opp og ned. I tillegg kan kromatoforene selv stige til overflaten av huden og gjøre fargen mer intens eller omvendt bevege seg bort fra overflaten og gjøre fargen blekere.

Panterkameleon (Furcifer pardalis)

Hovedmekanismen som beveger pigmentene i kromatoforer er nervesystemet. Fra sentralnervesystemet til hver kromatofor er det en nerve som overfører visse signaler, som får pigmenter og kromatoforer til å bevege seg. Øynene spiller en viktig rolle i å endre hudfarge. Forskere har funnet det Uten øyne mister kameleoner evnen til å endre hudfarge. Derfor foreslo de at lys er den viktigste stimulansen som sender signaler gjennom øynene nervesystemet kameleon. Basert på eksperimenter antydet eksperter også at det i sentralnervesystemet er to sentre som er ansvarlige for fargeendringer: frivillig og automatisk.

Noen eksempler:

Konsentrasjonen av korn i midten av kromatoforen som et resultat av sammentrekning av prosessene gjør huden lys (hvit, gul, hvit-gul),
- mørkt pigment konsentrert i kromatoforprosessene, og gir en mørk til svart farge,
- grønn farge er et resultat av brytning solstråler i cellene i det overfladiske laget av huden, rik på guanidiner,
- fjerning av synsnerven, for eksempel fra venstre øye, gjør hele venstre halvdel av kameleonens kropp hvit,
- i løpet av parringssesong kameleoner er i stand til å endre farge og fargemetning på et brøkdel av et sekund,
- under anestesi blir huden på kameleoner mørkere til svart, og når den er syk eller død, lyser den til nesten hvit.

Eksotisk, særegen, mystisk, overnaturlig... Slik kan du beskrive en kameleon. Han bor på samme planet som oss, men ser ut som om han kom fra verdensrommet. Enten en liten dinosaur eller en romvesen. Det er ingen annen måte å si om en kameleon ...Alle har sikkert hørt om disse reptilene, menkameleoner fikk størst berømmelse på grunn av deres unik evne endre hudfarge.

Kameleoner har alltid vekket folks interesse. Tilbake i 48 f.Kr. e. Kameleonen ble beskrevet av Aristoteles, og la merke til at fargen endres når den blåses opp. Og den gamle romerske vitenskapsmannen Plinius forbundet feilaktig endringen i fargen utelukkende med bakgrunnen. På 1600-tallet forklarte den tyske forskeren Vormius fargespillet med "lidelsen og opplevelsene" til kameleonen. Kanskje Vormius smigret dyret noe ved å kalle dets enkle mentale aktivitet "opplevelser", men det viste seg at han var nærmest sannheten.

Hva får kameleons hudfarge til å endre seg?

Folk har en tendens til å assosiere kameleonen med list og kamuflasje, og tror at krypdyret endrer hudfarge for å kamuflere seg selv med omgivelsene og gjenstandene. Du vil bli skuffet, men dette er ikke noe mer enn en myte. Deres evne til å endre farge er av en helt annen karakter. Først av alt er evnen til å endre farge en slags kommunikasjon. På denne måten kommuniserer kameleonen med sitt eget slag. I på sitt beste Krypdyrets farge vises når det møter en annen hann. Når dette skjer, blåser de opp strupehodet og øker i størrelse, som om de er oppblåst, og de kan bare blåse opp den ene siden. Fargen deres blir betydelig lysere. Dette er en slags konkurranse mellom to «herrer». Oftest blir den større kameleonen oppfattet som dominerende, og noen ganger angriper de hverandre med åpen munn. De kjemper til en av dem trekker seg tilbake. Når du møter en kvinne, vil fargen være den samme, men kameleonen vil ikke hovne opp i nærvær av en dame.

Dermed endrer dyr farger når de ønsker å bli lagt merke til, og erklærer grensene for territoriet deres til andre hanner, eller omvendt tiltrekker de bruder. Selvfølgelig kan de gjemme seg godt blant løvet, men vanligvis når et krypdyr endrer farge, prøver det å skille seg ut.

Fargen på en kameleon endres også avhengig av kroppens tilstand. Endringer i temperatur, lys og fuktighet, ugunstige forhold vedlikehold, sykdom, sult, dehydrering, sinne, frykt, stress - alle disse faktorene påvirker også fargen på dyrets hud. Hvis en kameleon er stresset, vil den virke mørkere i fargen. Med et ord, en endring i fargen på en kameleon er et signal om at noe har skjedd som faller utenfor rammen av "normalitet" i forståelsen av dyret.

Viktig: Kameleoner må beskyttes mot stress på alle mulige måter. Du bør ikke mobbe kameleonen, vise den andre dyr, eller ofte flytte den til andre steder. Stress vil ikke bare komme til uttrykk i en endring i farge, men også i avslag på mat. Generelt er ikke kameleoner stressbestandige dyr. Husk at det verste for reptiler er stress. Stressende tilstand kan ende dårlig. Dødsfall er vanlig.

Ser på lang tid som en kameleon vil du lære å forstå hva kjæledyret ditt ønsker å uttrykke ved å endre farge. Og hvis fargen på en kameleon plutselig matcher bakgrunnen rundt den, så er dette en ulykke, og ingenting mer.

Hvordan endrer en kameleon farge? Mekanisme for fargeendring

Zoologer har funnet ut at kameleonen er i stand til å endre farge takket være spesiell struktur hud. I det ytre og dypere laget av reptilhud er det lysreflekterende celler - kromatoforer. De inneholder korn av pigmenter av svart, rødt, gult og mørkebrunt. Når prosessene til kromatoformene trekker seg sammen, fordeles pigmentkornene i midten, og huden til dyret får en hvitaktig eller gul farge. Hvis det mørke pigmentet er konsentrert i det ytre laget, da hud får en mørk farge. Når pigmenter kombineres, vises en rekke fargenyanser. Takket være denne mekanismen viser "fargepaletten" til krypdyret seg å være veldig rik.

Fargen på en kameleon kan umiddelbart endre seg fra lys til lilla, deretter til svart og mørkebrun. Fargen endres både på hele kroppen og i dens individuelle områder, ledsaget av utseendet eller forsvinningen av striper eller flekker i forskjellige farger.

Hovedfargen for kameleoner er grønn. Gule, grå og brune dyr finnes også.

Kameleon farger

Det er en oppfatning om at dinosaurenes etterkommere kan ha hvilken som helst farge de vil, men dette er ikke sant. Kameleoner ulike typer kan endre fargepaletten i et ganske bredt spekter, men bare innenfor grensene som er tildelt denne spesielle arten. Under påvirkning av de ovennevnte faktorene er krypdyret i stand til å endre farger og skaffe seg nye nyanser, men innenfor rammen av dets fargespekter. Så, for eksempel, bokstavelig talt på et sekund kan en hann bli fra grønn til oransje eller rød. Disse samme kameleonene blir blekgule, rosa eller røde når de sovner. Eller ta for eksempel den jemenittiske kameleonen. Grønn når den er rolig, når den er redd eller sint, kan den jemenske kameleonen bli svart med gule og grønne flekker.

Det er ikke vanskelig å gjette at når du holder en kameleon hjemme, er det ingen spesiell grunn til at den skal endre hudfarge. Du vil ikke bevisst skremme menigheten din eller holde ham under forhold som er ugunstige for ham. Derfor bør du ikke stole på det faktum at kjæledyrdinosauren din hele tiden vil skinne i forskjellige farger, som en nyttårskrans.

For å beskytte seg selv endrer mange dyr farge for å tilpasse seg miljøet. Tidligere var det en oppfatning om at kameleonen varierer fargevalget nettopp av denne grunn. Men det uvanlige reptilet viste seg å ikke være så enkelt som tidligere antatt. En kameleon endrer ikke farge for å skremme av rovdyr eller blande seg inn i omgivelsene, slik forskere nylig oppdaget. Hvorfor endrer en kameleon farge? Dette er hvordan han samhandler med andre individer av sin art, og overfører informasjon, fastslo en vitenskapelig gruppe fra University of Arizona.

Hvordan endrer en kameleon farge?
Fargingen av mannlige kameleoner blir mye mer intens når de konkurrerer med hverandre om territorium eller oppmerksomheten til en kvinne, og viser aggresjon. Overraskende nok vinner vanligvis menn som viser lysere farger og raskt endre fargeskjemaet på hodet. Under konfrontasjon viser kameleoner rike gule, oransje, grønne og turkise toner. Ved hjelp av iøynefallende fargesignaler og plutselige endringer utseende kameleonen understreker sin overlegenhet, og "regnbuekampen" ender sjelden i fysisk kontakt. Hvis sparring oppstår, varer den 5-15 sekunder, ikke mer.

Tar som et "marsvin" den jemenittiske kameleonen av arten Chameleon caluptratus (utbredelsesområde - Den arabiske halvøy: territorium Saudi-Arabia og Yemen), kjent for sin aggressive oppførsel, festet forskere 28 sensorer til kroppen hans og sporet størrelsen, lysstyrken og hastigheten for endring av fargeflekker. Under eksperimentet oppdaget det vitenskapelige teamet at når den er i en rolig tilstand, endrer kameleonen farge fra brun til grønn med gule nyanser, men beholder samtidig sin egen unike farge, forskjellig fra dens andre slektninger.

Interessant å vite! Det er rundt 160 arter av kameleoner totalt. 75 arter av endemiske kameleoner, hvorav tre varianter er nær utryddelse, lever på Madagaskar. Den siste arten som er funnet er Belalanda-kameleonen, som ifølge forskere er et av de sjeldneste reptilene i verden.

Interessant å vite! Den minste kameleonen i verden tilhører løvfellende kameleoner - endemisk til Madagaskar av slekten Brookesia Brookesia minima - størrelsen på en voksen er omtrent 1,5 cm Denne miniatyrkameleonen kan ikke endre fargen - den beholder alltid en brun fargetone med en liten grønnfarge fargetone. Forskere har antatt at den lille størrelsen på kameleonen er en unik måte å tilpasse seg miljø med det formål å forlenge livssyklus. Den største kameleonen i verden er Furcifer oustaleti med en kroppsstørrelse på opptil 70 cm, inkludert halen - omtrent 1,5 m. Den mest uvanlige av kameleonene er Rwenzori-kameleonen, et trehornet krypdyr fra Uganda.

Hvordan en kameleon endrer farge: ny forskning
I tillegg til brune, røde og gule pigmenter har kameleoner, som andre krypdyr, såkalte strukturerte nyanser: farger som dannes uten deltakelse av naturlig hudpigmentering, men takket være fysiske fenomen optisk interferens. Iridophore celler består av mikroskopiske krystaller (nano-krystaller), alternerende med lag av cytoplasma, slik at lysbølger av en viss lengde reflekteres selektivt av overflaten av kameleonens hud, noe som fører til dannelsen av en lys flekket farge og en endring i fargen på dyret.

Interessant å vite! Lengden på kameleonens tunge og hale er nesten 2 ganger kroppens lengdestørrelse. Krypdyrets klissete tunge er organisert som et fangeorgan, tykkere mot slutten - kameleonen kaster den ut på et brøkdel av et sekund. Halen, sammen med potene, deltar i bevegelsen til dyret - kameleonen vikler den rundt grenene. Reptilens øyne beveger seg inkonsekvent, og gir en 360-graders utsikt. Kameleonen er utbredt i tropiske skoger India, Sri Lanka og Madagaskar, en ørkendel av Afrika, introdusert til Amerika.

Kameleoner kjent for det faktum at de nesten umiddelbart kan endre farge og ser ut til å oppløses blant vegetasjon takket være høyteknologiske fotoniske krystaller på overflaten av deres fargeløse hudceller, hvis brytningsegenskaper de kan kontrollere.

I lang tid var forskerne rådvill og lurte på hvordan kameleonen - generelt sett et lite iøynefallende og tregt dyr - klarer å gjøre det så bra.

Studier utført med menn Madagaskar panterkameleon(Furcifer pardalis), har vist at i prosessen med å møte og kommunisere med hunner og andre hanner, endrer de farge fra blågrønn og grønn til knallrød på bare noen få minutter.

Forskere provoserte mannlige kameleoner til en "duell" med hverandre og målte fargemetningen ved hjelp av et spektrometer, som gjorde det mulig å registrere stråling ikke bare i den synlige, men også i den ultrafiolette delen av spekteret.

Bruken av en slik enhet har vist evnen til kameleoner til å "male" også i farger som er usynlige for det menneskelige øyet.

Foto 1. Kameleoner endrer farge ikke bare for kamuflasje

I følge resultatene av eksperimentet ble det ikke funnet noe spesielt forhold mellom fargespekteret som ble brukt og habitatkarakteristikkene til kameleoner.

Den største spredningen av fargefarger ble observert i arter med de mest uttalte sosial atferd(i dette tilfellet konkurranse mellom to hanner), og ikke i arter som lever på steder med et stort antall flerfargede gjenstander (gress, trestammer,).

Fargelegging kameleoner som bruker maksimal mengde blomster, viste seg å være den mest merkbare ikke bare for deres slektninger, men også for, noe som motsier teorien om fargeendring bare for kamuflasje.

Imidlertid mislykkes rovdyr ofte i å angripe fargerike individer, siden de ved det minste tegn på fare er i stand til å "oppløses" mot bakgrunnen av miljøet på noen få millisekunder.

Ytterligere forskning viste at endringen i farge er assosiert med spesielle celler inne i huden, kromatoforer, som omfordeler pigmentkornene i de fire fargene.

Disse pigmentene absorberer synlig lys ved alle bølgelengder unntatt en viss (rød, for eksempel).

Iridoforer og xantoforer

Nylig fant Michel Milinkovitch fra universitetet i Genève ut at for kameleoner er det enda viktigere iridophores- celler som ikke absorberer lys, men transformerer den geometriske strukturen til hudoverflaten, og får den til å bøye eller reflektere visse bølger.

M. Milinkovic og hans kolleger studerte huden til kameleoner ved hjelp av transmisjonselektronmikroskopi og fant to lag med iridoforer der.

Det øverste laget var dekket med guanin nanokrystaller, arrangert i et tydelig strukturert gitter.

Foto 2. Overflaten av huden til kameleoner er prikket med spesielle celler - iridophores

Avstandene mellom individuelle krystaller i gitteret spiller en nøkkelrolle i fargeendringen: når hannene er i en opphisset tilstand, øker intervallet.

Jo større avstand, jo mer lys reflekteres fra lengre bølger (rød).

Når krystallene kommer nærmere hverandre, begynner blått lys å reflektere.

Da blir kameleonene hjulpet xantoforer(gule pigmentceller): de lager blå grønn, og rød - oransje eller gul.

Milinkovic oppdaget også et andre nivå av hud med iridophores lokalisert på en mer kaotisk måte. De reflekterer lys veldig godt i det nær-infrarøde området.

I varme og fuktig miljø Der kameleoner lever, er disse krystallene en viktig mekanisme for å beskytte mot overoppheting. Denne hudstrukturen er tilsynelatende unik.

Imidlertid bruker bare kameleoner mesterlig ikke bare hudpigmenter, men også fotoniske nanokrystaller, som lar dem kontrollere lys med ekstrem presisjon.

Hvordan kameleoner kan hjelpe vitenskapen

Nå tenker forskere på hvordan informasjonen de innhentet kan brukes i praksis, for eksempel ved utvikling av nye midler og metoder for kamuflasje. Og vi har allerede funnet på noe.

Dermed har forskere fra University of California i Berkeley laget et ultratynt materiale som kan endre farge på nanoskala, som kameleonshud, avhengig av spenning, bøyning eller trykk.

Fargen på de fleste naturlige materialer (samt maling og stoffer) avhenger av deres kjemisk sammensetning.

Bilde 4. Å studere kameleoner bidrar til å utvikle nanoteknologi

Når hvitt lys treffer overflaten av disse materialene, absorberes visse bølgelengder av lys mens andre reflekteres tilbake til det omkringliggende rommet.

Takket være dette oppfatter vi visse farger. En endring i farge krever altså en endring i materialets kjemiske sammensetning.

Den amerikanske oppfinnelsen tar en annen tilnærming til å skape farger.

Materialet er laget ved hjelp av såkalt strukturmaling. Det vil si at fargen på overflaten (absorberte og reflekterte bølger) bestemmes av materialets struktur.

Dette er ikke et nytt fenomen - naturen skaper dermed regnbuens nyanser av fjær, sommerfuglvinger eller billeeksoskeletons.

Selv for 300 år siden foreslo han at noen strukturelle fargingsmetoder kunne brukes i industriell og kommersiell produksjon.

Faux kameleonskinn

Slik fungerer det imitert skinn kameleon.

En silisiumfilm, som er 1000 ganger tynnere enn en menneskelig film (ca. 120 nm), festes til et lag med silikon, og deretter påføres små (mindre enn lysets bølgelengde) rygger på den.

Silisiumlaget er så fleksibelt at det kan sammenlignes med hud, og det kan festes på nesten hvilken som helst overflate.

Den variable avstanden mellom de korrugerte ribbene, eller mikrokorrugeringene, lar deg få forskjellige farger.

I tillegg har materialet høy evne. Det reflekterer opptil 83 % av det innfallende lyset, så faktisk er det kunstige skinnet like lyst som huden til en ekte kameleon.

Bilde 5. Kameleoner - fullbyrdede mestere kamuflere

Materialet produserer rene farger som spenner fra grønt til gult, oransje og rødt. Og også nytt materiale viste seg å være mye enklere og enklere enn det viste seg før.

Dette er første gang noen har lykkes med å lage en fleksibel kameleonlignende struktur som kan endre farge bare ved å bøye den.

Hvis du har en overflate med visse strukturer arrangert på en slik måte at den samhandler med visse bølgelengder av lys, kan du endre fargen, og påvirke både egenskapene og dimensjonene.

Utviklerne mener at det silisiumbaserte materialet kan brukes til produksjon av energibesparende fargeskjermer, ulike kamuflasjematerialer og belegg.

De kan også brukes til å visuelt vise strukturell forringelse i bygninger, broer, vinger og andre viktige strukturer (når det oppstår en sprekk, endres spenningen i materialet litt, noe som betyr at selv mindre sprekker vil bli mer synlige for det menneskelige øyet).

Forskerne var også i stand til å lage stoff som kan endre farge avhengig av hvordan det brettes.

Grunnlaget for dette materialet var halvledersilikonet.

Forskere satte også inn silikonpartikler med en bredde på 120 nm i de minste kuttene på overflaten, som er i stand til å reflektere bølger med forskjellige spekter og følgelig farges inn. forskjellige farger- grønn, gul, rød eller oransje.

Fargen stoffet blir avhenger av hvordan det brettes eller brettes, og det endres umiddelbart.

Vel, i vid forstand vi snakker om om å lage materialer som vil fullstendig forandre ansiktet til vår verden.

Video om kameleoner: