Хамелеоны имеют удивительную способность менять цвет своего тела. Это происходит благодаря особым клеткам в коже, называемым хроматофорами. Пигменты в этих клетках распределяются, что приводит к появлению различных цветовых оттенков. Изменение цвета у хамелеонов может быть вызвано внешними факторами или настроением. Узнайте подробности о том, как хамелеоны меняют цвет своего тела. Читайте на NOCFN.
Cодержание
Широкую известность имеет свойственная всем хамелеонам способность изменять окраску и рисунок тела. Изменение окраски связано с особенностями строения кожного покрова. В наружном волокнистом и более глубоком слое кожи находятся особые разветвлённые клетки - хроматофоры, содержащие зёрна различных пигментов: чёрного, тёмно-коричневого, красноватого и жёлтого цветов. При сокращении отростков хроматофоров зёрна пигментов перераспределяются, и их наибольшая концентрация приходится на центр клеток, при этом кожа самой ящерицы приобретает беловатый или жёлтый окрас. При сосредоточивании тёмного пигмента в волокнистом слое кожи она, соответственно, приобретает тёмную окраску. Сочетание пигментов обоих слоёв приводит к появлению различных цветовых оттенков. Зелёные цвета окраски появляются дополнительно в результате преломления лучей света в поверхностном слое кожи, содержащем кристаллы гуанина.
В результате таких особенностей окраска хамелеонов может быстро изменяться от светлой - беловатой и оранжевой, через жёлтую и зелёную до пурпурной, а затем - полностью чёрной или тёмно-коричневой. Данные изменения окраски могут происходить как на всём теле животного, так и на его отдельных участках, сопровождаясь появлением и исчезновением различного рода полос и пятен.
Данные изменения окраски тела хамелеонов происходят под действием как внешних раздражителей (температуры, света и влажности), так и в результате голода, жажды, испуга, раздражения и т.д. Доступные хамелеону цветовые вариации зависят от преимущественной среды обитания, характерной для вида. Хамелеоны ведут дневной образ жизни, так как во сне они теряют контроль над цветом кожи, бледнеют и становятся заметными для хищников.
Часто изменения окраски могут сочетаться с демонстрацией угрозы, направленной на отпугивание врага. Быстрые изменения окраски также наблюдаются у самцов в период размножения.
Традиционно считалось, что хамелеоны изменяют окраску тела для мимикрии под окружающую их растительность. Исследуя пёстрого горного хамелеона (род Bradypodion), обитающего в Северной Африке, учёные пришли к выводу, что хамелеоны используют изменение цвета в первую очередь для коммуникации с представителями своего вида, а не для защиты от хищников.
Перемещая пигменты в клетках
В толще кожи хамелеона есть специальные клетки — хроматофоры, которые содержат зерна разных пигментов. Эти клетки имеют отростки, занимающие обширное пространство, и пигменты могут равномерно по ним распределяться. Тогда кожа ящерицы выглядит темной.
Но когда отростки сжимаются, «краски» выдавливаются в центр клетки, и цвет хамелеона меняется. Цвета черно-коричнево-красно-желтой гаммы создаются хроматофорами наружного слоя кожи, синие и голубые — более глубоких слоев.
Для создания зеленой окраски дополнительно используется преломление лучей в поверхностном слое кожи, содержащем кристаллы гуанина. Участки кожи, где все хроматофоры сжаты, приобретают желтовато-белесый цвет. И что означает каждый из цветов.
Многие думают, что хамелеон меняет свой цвет спонтанно и мимикрирует под окружающий его мир. Есть и те, кто считает, что окрас рептилии зависит от ее настроения. В принципе, оба мнения верны — отчасти. Чтобы убедиться в этом, давайте рассмотрим нашего очаровательного зверя под микроскопом — буквально.
Слова «эмоциональная окраска» для хамелеона значат очень многое. Доказано, что способность рептилии менять цвет говорит в первую очередь о тонкостях ее душевного состояния. В коже хамелеонов имеются специальные клетки — хроматофоры, основная задача которых — отражать и рассеивать световые пучки. Хроматофоры перераспределяют пигменты четырех основных цветов, обеспечивая ту или иную окраску.
Однако большее значение в окраске хамелеона играют недавно исследованные пигментные клетки иридофоры, которые содержат кристаллы гуанина, азотистого основания, являющегося также важным элементом в вопросах репликации ДНК и РНК. Эти кристаллы упорядочены в виде четко структурированной решетки, упакованы в специальные отростки и уложены в звездчатой структуре самой клетки. Дальше включается оптика. В зависимости от состояния хамелеона длина отростков может меняться. Тем самым рептилия, сама не зная того, регулирует спектр отражаемого гуанином цвета, потому что даже незначительное изменение длины такого отростка дает большую или меньшую пропускающую способность для той или иной длины волны.
Про инфракрасный спектр стоит упомянуть отдельно. Выяснено, что в глубоких слоях кожи хамелеонов имеется второй тип иридофоров, скопления гуанина в них выстроены так, чтобы отсекать инфракрасные лучи, но не полностью, до 40–45%. Предполагается, что именно эта особенность позволяет хамелеонам не перегреваться на солнце.
Представляя теперь примерный механизм работы этой интересной системы, можно отставить микроскоп и вернуться к настроению и состоянию хамелеона.
Красная, желтая, черная и коричневая расцветки создаются хроматофорами. А все остальные цвета, включая классический зеленый, получаются в результате более сложной работы иридофоров. В результате окрас с преобладанием зеленого и синего оттенка говорит о спокойном состоянии рептилии. При появлении угрозы или в брачный период происходит своеобразный гормональный всплеск, длина отростков иридофоров увеличивается, а окрас изменяется на красно-желтый. Кстати, если хамелеон увидит собственное отражение, он воспримет его как другую особь. Следовательно, окрас тоже сменится на боевой, с преобладанием желтого.
Как показали последние исследования австралийских и южно-африканских биологов, изменение окраски служит хамелеону не для спасения от хищников, а для общения со своими сородичами.
Даже тот, кто никогда не видел живого хамелеона, знает о его необыкновенной способности менять цвет. Но для чего ему нужна эта способность? До сих пор среди зоологов бытовало мнение, что эта рептилия, как и некоторые другие животные, меняет цвет для того, чтобы «слиться» с окружающей средой и стать незаметным для хищников, то есть изменение окраски – это «камуфляж».
Последние исследования, опубликованные в журнале PLoS Biology, доказывают обратное – хамелеон меняет цвет, чтобы стать не менее, а более заметным в окружающей среде, это средство для коммуникации с сородичами. Дэви Стюарт-Фокс из Университета в Мельбурне (Devi Stuart-Fox, The University of Melbourne, Австралия) и Эднан Моссали из Университета в Питермарицбурге (Adnan Moussalli, the University of KwaZulu Natal in Pietermaritzburg, Южная Африка) поставили эксперимент с южно-африканским карликовым хамелеоном в его естественной среде обитания. Они изучили 21 генетическую разновидность этого хамелеона. Надо сказать, что эти разновидности различаются по палитре своих цветовых возможностей. Обычно самцы хамелеона светло-зеленые или бурые, но могут становиться ярко-зелеными, желтыми, оранжевыми, голубыми и даже фиолетовыми. Способность молниеносно менять цвет обеспечивается связями клеток кожи хамелеона с его мозгом.
Ученые сажали двух самцов хамелеона «лицом к лицу» и наблюдали за их поведением. При этом они использовали спектрофотометр, чтобы точно зафиксировать изменение цвета на фоне окружающей среды. Самцы принимали характерную угрожающую позу, а их цвет мгновенно становился ярким. Через какое-то время «противостояния» один из самцов признавал себя побежденным и бледнел. Изменением цвета самец реагировал и на самку, стараясь, таким образом, привлечь ее. Если самка отвергала самца, несчастный тускнел на глазах.
Что же при этом видит сам хамелеон? Исследователи, используя спектрофотометр и данные о физиологии этого пресмыкающегося, построили модель его зрительной системы. Таким образом, они получили возможность посмотреть изменение окраски «глазами самого хамелеона». И оказалось, что реагирующий на другого самца или на самку сородич становится для них гораздо более заметен. Но одновременно он становится заметным для змей и хищных птиц, которые охотятся за ящерицами.
Итак, можно сделать вывод, что хамелеон изменяет цвет не для камуфляжа, а чтобы общаться с сородичами и передавать им определенные сигналы. Этот процесс осуществляется путем перемещения пигментов в клетках кожи хамелеона. Хроматофоры и иридофоры, содержащие различные пигменты и кристаллы гуанина, играют важную роль в формировании окраски. Смена цвета может быть вызвана различными факторами, включая эмоциональное состояние, коммуникацию или реакцию на окружающую среду.
Таким образом, способность хамелеона менять цвет является уникальной адаптацией, позволяющей этой рептилии взаимодействовать с окружающей средой и своими сородичами.
Что нам скажет Википедия?
Широкую известность имеет свойственная всем хамелеонам способность изменять окраску и рисунок тела. Изменение окраски связано с особенностями строения кожного покрова. В наружном волокнистом и более глубоком слое кожи находятся особые разветвлённые клетки - хроматофоры, содержащие зёрна различных пигментов: чёрного, тёмно-коричневого, красноватого и жёлтого цветов. При сокращении отростков хроматофоров зёрна пигментов перераспределяются, и их наибольшая концентрация приходится на центр клеток, при этом кожа самой ящерицы приобретает беловатый или жёлтый окрас. При сосредоточивании тёмного пигмента в волокнистом слое кожи она, соответственно, приобретает тёмную окраску. Сочетание пигментов обоих слоёв приводит к появлению различных цветовых оттенков. Зелёные цвета окраски появляются дополнительно в результате преломления лучей света в поверхностном слое кожи, содержащем кристаллы гуанина.
В результате таких особенностей окраска хамелеонов может быстро изменяться от светлой - беловатой и оранжевой, через жёлтую и зелёную до пурпурной, а затем - полностью чёрной или тёмно-коричневой. Данные изменения окраски могут происходить как на всём теле животного, так и на его отдельных участках, сопровождаясь появлением и исчезновением различного рода полос и пятен.
Данные изменения окраски тела хамелеонов происходят под действием как внешних раздражителей (температуры, света и влажности), так и в результате голода, жажды, испуга, раздражения и т.д. Доступные хамелеону цветовые вариации зависят от преимущественной среды обитания, характерной для вида. Хамелеоны ведут дневной образ жизни, так как во сне они теряют контроль над цветом кожи, бледнеют и становятся заметными для хищников.
Часто изменения окраски могут сочетаться с демонстрацией угрозы, направленной на отпугивание врага. Быстрые изменения окраски также наблюдаются у самцов в период размножения.
Традиционно считалось, что хамелеоны изменяют окраску тела для мимикрии под окружающую их растительность. Исследуя пёстрого горного хамелеона (род Bradypodion), обитающего в Северной Африке, учёные пришли к выводу, что хамелеоны используют изменение цвета в первую очередь для коммуникации с представителями своего вида, а не для защиты от хищников.
