Как хамелеоны меняют свой цвет?

Способность хамелеонов менять цвет кожи породила миф о том, что эти рептилии умеют маскироваться под любой окружающий фон. Но на самом деле на цвет хамелеона влияют совсем другие факторы - настроение, физиологическое состояние животного, погодные условия.

Каким же образом хамелеоны умудряются менять окраску в таком широком диапазоне - от совсем бледного до тёмного, через все цвета радуги?

Кожа хамелеонов прозрачна. Под кожей в наружном волокнистом слое находятся клетки, заполненные красящими веществами - пигментами. Такие клетки называют хроматофорами (в переводе с греческого это означает "несущие цвет".). В хроматофорах хамелеона находятся кристаллы вещества гуанина. Такие хроматофоры называют иридофорами. В коже хамелеона есть два типа иридофоров: верхний слой - S-иридофоры, а под ним - слой D-иридофоров. Кроме иридофоров, пигментный слой содержит клетки с красным пигментом - эритрофоры и с жёлтым пигментом - ксантофоры. Самый нижний слой пигментных клеток - меланофоры, они заполнены коричневым пигментом меланином.

Удивительно, но изменение оттенков кожи хамелеона достигается за счет изменения расстояния между кристаллами гуанина в иридофорах! Когда хамелеон спокоен, кристаллы гуанина расположены плотно к друг другу. Они отражают волны сине-зелёной части спектра, и поэтому в таком состоянии в коже хамелеона преобладают зелёный и синий цвета.

Но вот хамелеон возбудился, и его кожа поменяла окраску с зелёного на красно-жёлтый.

Боевой окрас самцов пантерового хамелеона во время "дуэли"
Фото: National Geopraphic

Что же произошло? Под воздействием сигналов от мозга - нервных импульсов иридофоры перестроили положение нанокристаллов гуанина: расстояние между ними увеличилось примерно на треть. Свет получил доступ к клеткам с жёлтым и красным пигментами. В результате кожа хамелеона приобрела яркие жёлто-красные оттенки.

Самцы пантерового хамелеона в спокойном (А) и возбужденном (Б) состоянии
Фото: Natire Communications

А что же D-иридофоры? Для чего они? В этих клетках кристаллы гуанина крупнее, чем в S-иридофорах, расположены они беспорядочно и не меняют своего положения в клетке. Учёные выяснили, что D-иридофоры хорошо отражают тепловые лучи. А значит, они, по-видимому, не только участвуют в изменении цвета кожи, но и защищают хамелеона от перегрева в жарком климате.

а — поперечный срез кожи хамелеона. ep. - эпителий (верхний слой кожи), S-irid. — S-иридофоры, D-irid. — D-иридофоры.
б — кристаллы гуанина в S-иридофорах при расхождении (вверху) и плотном расположении (внизу).
в — кристаллы гуанина в D-иридофорах.
Фото: Natire Communications

Меланофоры — это клетки с ответвлениями, проникающими в верхние слои. Меланин может перемещаться по этим ответвлениям ближе к поверхности кожи или, наоборот, дальше от нее. В первом случае кожа хамелеона темнеет. Это происходит, например, когда ящерица подавлена или показывает подчинение победителю после проигранного поединка. Если меланин перемещается вглубь, кожа светлеет. Это происходит, если рептилия возбуждена.

Два самца пантерового хамелеона после битвы за самку. Угадайте, который из них победил?
Фото: National Geopraphic