как и почему меняется цвет
Хамелеоны известны прежде всего способностью менять окрас в зависимости от ситуации. Они маскируются от врагов, принимая вид поверхности на которой находятся. На их окрас в конкретный момент, кроме того, влияет окружающая температура, брачный период, освещение, время суток и другие внешние факторы, а также внутреннее состояние ящерицы.
Важно! Одна и та же особь способна принимать до двухсот различных оттенков за всю свою жизнь.
Каким может быть цвет хамелеона
Какого цвета бывает кожа животного, когда не маскируется? Конкретного естественного оттенка у него нет. Он зависит не только от окружающей среды в момент опасности, но и от других факторов.
Если представить, что взрослая ящерица находится в состоянии покоя в одном месте, где нет необходимости маскироваться, то изменение обычно происходит так.
- Утром она желтовато-зеленая с красными полосами по бокам.
- Затем переходит к зеленому, который становится все ярче в зависимости от степени прогрева.
- А на жарком солнце темнеет до бурого или даже черного.
Важно! Это характерно только для большинства особей, а не абсолютно для всех. У каждого животного палитра индивидуальна и может различаться не только оттенками, но и даже нюансами.
Как и почему хамелеон меняет цвет
Секрет главной характерной черты хамелеонов заключается в особенности кожного покрова.
- Хроматофоры — особые разветвленные клетки — находятся в наружном и глубоком слоях кожи. и каждая из них содержит пигменты разных цветов.
- При сокращении хроматофоров пигменты перераспределяются. Это в целом дает определенный окрас кожи. Причем не всегда однотонный. Ящерица может иметь полосы или пятна.
- На изменение цвета также влияют особенности преломления световых лучей.
Интересно! Мнение о том, что цвет хамелеона зависит от фона, на котором он находится, не совсем верно.
Окрас действительно меняется для мимикрии под окружающую среду. Но основной причиной изменений являются другие факторы:
- температура тела и окружающая;
- возраст;
- состояние стресса или покоя;
- влажность;
- жажда или голод и многое другое.
Изменение окраса является скорее сигналом для собратьев, нежели стремлением казаться незаметным.
описание и интересные факты :: SYL.ru
Хамелеоны являются одними из самых необычных существ, что населяют планету. Внимание эти рептилии привлекают в первую очередь0 оригинальной способностью к преобразованию окраса. Почему хамелеоны меняют цвет? В каких случаях они прибегают к подобным метаморфозам? Как меняют цвет хамелеоны? Ответы рассмотрим в нашем материале, а также представим несколько интересных фактов об этих удивительных животных.
Механизм изменения окраса
Прежде чем поведать, почему хамелеон меняет цвет, хотелось бы сказать несколько слов о том, за счет чего становится возможной такая способность. Обусловлена оригинальная функция специфическим строением тканей кожи животного. Практически всю ее поверхность покрывают особые клетки, которые называют хроматофорами. Последние содержат в себе цветовые пигменты. Представлены красители в виде микроскопических подвижных зернышек.
Клетки хроматофоры могут расширяться и сокращаться. Результатом становится смешение цветовых пигментов в отдельных сочетаниях. Если зернышки концентрируются в центре клетки, она приобретает светлый оттенок. Когда пигменты перемещаются на периферию, образуются темные цвета.
В глубинных и поверхностных слоях кожи содержится различное количество хроматофор с отдельными сочетаниями красителей. Этим, собственно, объясняется широчайший диапазон цветов, на которые меняет окраску хамелеон. Почему такие животные прибегают к столь необычным метаморфозам? Об этом поговорим далее.
Зачем хамелеон меняет свой цвет?
Каждому из нас знакомо утверждение, что такие рептилии преобразуют окрас в целях маскировки на фоне окружающей местности, стремясь стать незаметными для хищников. Однако, как показывают результаты специальных исследований, это является не более чем заблуждением. На практике такие животные не способны становиться монохромными на белом полотне. То же касается и черного фона. В подобных ситуациях оттенок тела ящерицы все ровно будет оставаться несколько контрастным.
Так почему хамелеон меняет цвет на самом деле? Учеными было выяснено, что такие метаморфозы способны происходить под воздействием целого ряда эмоциональных и физиологических факторов. В первую очередь здесь стоит отметить воздействие на тело животного определенной температуры, освещения, влажности. Изменять оттенок хамелеоны могут при обезвоживании, болевых ощущениях, чувстве голода, испуге, проявлении агрессии по отношению к неприятелю, желании привлечь внимание самки.
Еще почему хамелеоны меняют цвет кожи? Исследователи установили, что значительную роль здесь играет то, на какие объекты устремлен взгляд животного. Согласно результатам экспериментов, при повреждении зрительного нерва ящерицы способность к цветовым метаморфозам полностью утрачивается. Обусловлено это тем, что преобразование оттенков происходит лишь при некоторой цепочке действий. Попадая на сетчатку глаза хамелеона, свет оказывает воздействие на нервную систему. Передаются сигналы в мозг, а затем к хроматофорам. Воздействие на животное светом определенной интенсивности приводит к изменению оттенка кожи в том или ином спектре. То же происходит, если раздражать тело рептилии слабыми зарядами электрического тока.
Вот мы и выяснили, почему хамелеон меняет цвет. Вопреки распространенному заблуждению, такие ящерицы не выступают экспертами в области маскировки. Смена цвета служит для прочих целей.
Какие оттенки может приобретать тело хамелеонов?
На планете проживает более 160 видов ящериц, которые относятся к представленному роду. Большинство из них способны менять цвет лишь с зеленого на коричневый. Однако некоторые рептилии научились преобразовывать оттенки тела в широчайшем спектре, начиная с белого, желтого, оранжевого и заканчивая пурпурным, розовым, черным. Примечательно, что цвет у хамелеонов меняется не моментально. Обычно на это уходит до минуты. Ведь клеткам-хроматофорам требуется некоторое время на сжатие и расширение.
Зрение хамелеонов
Если говорить об интересных фактах, что касаются этих животных, особого внимания заслуживает необычное зрение. Хамелеоны способны вращать глазами под углом в 360о, охватывая любые окружающие объекты. Причем зрительные органы могут вращаться независимо друг от друга. При потребности глаза концентрируют внимание на отдельных предметах по обеим сторонам тела. Фокусировка зрения в одном направлении происходит во время охоты хамелеона. Таким образом, ящерица получает возможность заметить потенциальную добычу на удалении более чем в 10 метров.
Слух
Как видно, со зрением у таких рептилий все в порядке. Однако как обстоят дела с восприятием звуков окружающего мира? Со слухом таким ящерицам повезло меньше. Как и у прочих рептилий, например, змей, хамелеоны лишены среднего уха. По этой причине они не распознают большинство звуков. Впрочем, нельзя утверждать, что эти ящерицы глухие. В действительности их слух ограничен диапазоном частот в пределах от 200 до 600 Герц.
Питание
Интересным фактом является наличие у хамелеонов чрезвычайно длинного баллистического языка. У большинства видов его размеры превышают параметры тела. На конце языка присутствует так называемая ловчая присоска. В ходе поиска пропитания хамелеон занимает неподвижную позицию в засаде. Вращение глаз в различных направлениях позволяет ящерице заметить насекомое. В момент атаки хамелеон стремительно выбрасывает баллистический язык по направлению жертвы. Процесс захвата и втягивания добычи в рот отнимает доли секунды.
Рацион хамелеонов составляют бабочки, жуки, кузнечики и сверчки. Наиболее крупные представители рода ящериц способны охотиться на птиц и грызунов. В периоды дефицита пищи хамелеоны могут поглощать небольшие фрукты и листья деревьев.
Размеры
Удивительным фактом является то, что параметры тела ящериц, которые относятся к этому роду, варьируются в значительных пределах. Самыми миниатюрными хамелеонами на планете выступают представители вида Brookesia micra. Дорастать взрослые особи способны лишь до 15 миллиметров. Что касается наиболее крупных хамелеонов, то таковыми являются ящерицы вида Furcifer oustaleti. Их максимальные размеры составляют порядка 70 сантиметров.
Почему хамелеон меняет свой цвет?
Отвечает Ян Ермолов
ветеринарный врач, специалист по экзотическим животным
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 и красного, а сам хамелеон примет угрожающую позу. Если животное испытывает боль или ослаблено, расстояние между кристаллами сокращается, появляются отдельные темные пятна, а общая цветовая композиция становится блеклой, почти бесцветной. Такая реакция говорит о тяжелом состоянии и необходимости срочного обращения к врачу.
Вот и получается, что хамелеоны не так просты, как может показаться на первый взгляд. Те еще умники.
Почему хамелеон меняет цвет? | Очевидное невероятное
Чтобы защитить себя многие животные меняют цвет, подстраиваясь под окружающую среду. Раньше бытовало мнение, что хамелеон варьирует свою колористику именно по этой причине. Но необычная рептилия оказалась не так проста, как считалось ранее. Хамелеон меняет окраску не для того, чтобы отпугнуть хищников или слиться с окружением, как выяснили недавно ученые. Зачем хамелеон меняет цвет? Так он взаимодействует с другими особями своего вида, передавая информацию, – определила научная группа из университета Аризоны.
Как меняет цвет хамелеон?
Окраска хамелеонов-самцов становится намного интенсивней, когда они соперничают друг с другом за территорию или внимание самки, проявляя агрессию. Удивительно то, что самцы, демонстрирующие более яркий окрас и быстро меняющие оттеночную гамму на голове, обычно выигрывают поединок. Во время противоборства у хамелеонов проявляются насыщенные желтые, апельсиновые, зеленые и бирюзовые тона. При помощи броских цветовых сигналов и резкого изменения внешнего вида хамелеон акцентирует свое превосходство, а «радужный» бой редко заканчивается физическим контактом. Если же спарринг все-таки происходит, то длится он 5-15 секунд, не более.
Интересно знать! Всего существует порядка 160 видов хамелеонов. 75 видов хамелеонов-эндемиков, из которых три разновидности близки к вымиранию, проживает на Мадагаскаре. Последний найденный вид – хамелеон Belalanda, по мнению ученых, одна из самых редких рептилий в мире.
Взяв в качестве «подопытного кролика» йеменского хамелеона вида Chameleon caluptratus (ареал распространения – Аравийский полуостров: территория Саудовской Аравии и Йемена), известного своей агрессивной манерой поведения, ученые закрепили на его теле 28 датчиков и отследили размеры, яркость и скорость смены цветовых пятен. В процессе эксперимента научная группа выявила, что находясь в спокойном состоянии, хамелеон меняет цвет от коричневого до зеленого с желтыми оттенками, но сохраняет при этом собственный уникальный окрас, отличный от других своих сородичей.
Как хамелеон меняет цвет видео:
Интересно знать! Самый маленький хамелеон в мире относится к лиственным хамелеонам – эндемикам Мадагаскара рода Брукезия Brookesia minima – размер взрослой особи составляет около 1,5 см. Этот миниатюрный хамелеон не умеет менять свой цвет – он всегда сохраняет коричневый оттенок с легкой зеленцой. Ученые высказали гипотезу, что маленькие габариты хамелеона – это своеобразный способ адаптации к окружающей среде с целью продления жизненного цикла. Самый большой хамелеон в мире — Furcifer oustaleti с размером туловища до 70 см, вместе с хвостом — около 1.5 м. Самый необычный из хамелеонов — Rwenzori Chameleon трехрогая рептилия из Уганды.
Изменение цвета хамелеона: принцип
Швейцарские ученые произвели более детальное исследование механизма изменения цвета хамелеоном. Они выявили существование в поверхностных слоях кожи рептилии настраиваемой решетки нано-кристаллов – иридофоров, которой хамелеон управляет посредством импульсов центральной нервной системы. Находкой ученых стало открытие более глубокого слоя дермы, состоящего из крупных, менее организованных иридофоров, отражающих инфракрасное излучение. Именно наложение этих двух слоев позволяет хамелеону менять цвет с маскировочного на агрессивный за 1-2 минуты. Кроме того, высокая способность тканей животного к отражению инфракрасных волн помогает ему осуществлять пассивную тепловую защиту организма.
Интересно знать! Длина языка и хвоста хамелеона почти в 2 раза превышает продольный размер туловища. Клейкий язык рептилии организован как ловчий орган, утолщающийся к концу – хамелеон выбрасывает его за доли секунды. Хвост наравне с лапами участвует в передвижении животного – его хамелеон обкручивает вокруг веток. Глаза рептилии двигаются несогласованно, осуществляя обзор на 360 градусов. Распространен хамелеон в тропических лесах Индии, Шри-Ланки и Мадагаскара, пустынной части Африки, завезен в Америку.
Как хамелеон меняет окрас: новое исследование
Помимо коричневых, красных и желтых пигментов, хамелеоны аналогично другим рептилиям обладают так называемыми структурированными оттенками: цветами, которые формируются без участия естественной пигментации кожи, а благодаря физическому явлению оптической интерференции. Клетки-иридофоры состоят из микроскопических кристаллов (нано-кристаллов), чередующихся со слоями цитоплазмы, поэтому световые волны определенной длины избирательно отражаются поверхностью кожи хамелеона, что приводит к формированию яркого пятнистого окраса и изменению цвета животного.
Когда хамелеон находится в уравновешенном состоянии, он контролирует структурную решетку своей кожи, которая при этом отражает волны синего спектра. Когда пресмыкающееся переходит в возбужденное состояние, его контроль над иридофорами снижается, за счет чего кожа начинает отражать световые волны красного и желтого спектра. Следующий шаг ученых в исследовании природы хамелеона – изучение молекулярных и внутриклеточных механизмов, позволяющих животному контролировать геометрию нано-структуры своей кожи и менять окрас.
Вконтакте
Google+
LiveJournal
Одноклассники
Мой мир
Будет интересно почитать:
Метки: рептилии, тропический лес
В рубриках: Микромир и Природа, 01:07, 13 Мар 2015 в 01:07. Ваш отзыв
Почему хамелеон меняет цвет – Vunderkind.Info
Хамелеоны знамениты тем, что могут практически мгновенно менять свою окраску и как бы растворяться среди растительности благодаря высокотехнологичным фотонным кристаллам на поверхности их бесцветных клеток кожи, преломляющими свойствами которых животное может управлять.
Долгое время исследователи терялись в догадках, размышляя, как хамелеону — в общем-то, невзрачному и медлительному животному — удается так здорово маскироваться.
Исследования, проведенные с самцами мадагаскарского пантерного хамелеона (Furcifer pardalis), показали, что в процессе знакомства и общения с самками и другими самцами они меняют окраску с сине-зеленой и зеленой до ярко-красной всего за несколько минут.
Уже одно это явилось открытием, поскольку традиционно считалось, что хамелеоны изменяют окраску тела для мимикрии под окружающие их ветки или траву.
Зачем хамелеоны меняют свой цвет
Дальнейшие исследования обнаружили, что «показать товар лицом» при знакомстве умеют также и пестрые горные хамелеоны (род Bradypodion), живущие в Северной Африке.
Ученые провоцировали самцов хамелеонов на «дуэль» друг с другом и измеряли насыщенность окраски с помощью спектрометра, который позволял фиксировать излучение не только в видимой, но и в ультрафиолетовой части спектра.
Использование такого прибора показало способность хамелеонов «окрашиваться» также в невидимые человеческому глазу цвета.
Фото 1. Хамелеоны меняют цвет не только для маскировки
По результатам эксперимента не было обнаружено особой зависимости между диапазоном используемых цветов и особенностью местообитания хамелеонов.
Наибольший разброс цветов окраски наблюдался у видов с наиболее ярко выраженным социальным поведением (в данном случае — соревнование двух самцов), а не у видов, живущих в местах с большим количеством разноцветных объектов (трава, стволы деревьев, листья).
Окраска хамелеонов, которые используют максимальное количество цветов, оказалась самой заметной не и только для их сородичей, но и для хищников, что противоречит теории изменения цвета только для маскировки.
Однако зачастую хищникам не удается напасть на ярко раскрашенных особей, поскольку те при малейших признаках опасности способны за несколько миллисекунд «раствориться» на фоне окружающей среды.
Дальнейшие исследования показали, что перемена окраски связана с особыми клетками внутри кожи хроматофорами, перераспределяющими зерна пигментов четырех цветов.
Эти пигменты поглощают видимый свет на всех длинах волн, кроме определенного (красного, например).
Иридофоры и ксантофоры
Недавно Мишель Милинкович (Michel Milinkovitch) из Женевского университета выяснил, что для хамелеонов еще важнее иридофоры — клетки, которые не поглощают свет, а преобразуют геометрическую структуру поверхности кожи, заставляя ее искривлять или отражать определенные волны.
М. Милинкович и его коллеги изучили кожу хамелеонов с помощью просвечивающей электронной микроскопии и обнаружили там два слоя иридофор.
Верхний слой был покрыт нанокристаллами гуанина, выложенными в виде четко структурированной решетки.
Фото 2. Поверхность кожи хамелеонов испещрена особыми клетками — иридофорами
Расстояния между отдельными кристаллами в решетке играют ключевую роль в смене окраски: когда самцы находятся в возбужденном состоянии, интервал увеличивается.
Чем больше дистанция, тем сильнее отражается свет с большей длиной волны (красный).
При сближении кристаллов начинает отражаться синий свет.
Затем хамелеонам помогают уже ксантофоры (желтые пигментные клетки): они делают синий цвет зеленым, а красный — оранжевым или желтым.
Милинкович открыл еще и второй уровень кожи с иридофорами, расположенными уже более хаотическим образом. Они очень хорошо отражают свет в ближнем инфракрасном диапазоне.
В жаркой и влажной среде, где живут хамелеоны, эти кристаллы являются важным механизмом защиты от перегрева. Такое строение кожи, по всей видимости, является уникальным.
Науке известны ящерицы, у которых кристаллы выстроены упорядоченным образом, и другие рептилии, на коже которых иридофоры отражают тепло. Однако только хамелеонам в ходе эволюции удалось совместить эти свойства.
Примерно к тем же выводам пришла и группа исследователей из университета Женевы (Швейцария).
Как хамелеон меняет цвет
Хамелеон меняет цвет, активно управляя структурой решетки из нанокристаллов на поверхности кожи. Когда рептилия спокойна, кристаллы упакованы и в этой решетке достаточно плотно и отражают в основном синий цвет.
С другой стороны, когда она становится беспокойной, решетка растягивается, в результате чего кристаллы начинают отражать и другие цвета, такие как и желтый или красный.
Фото 3. При первой опасности этот йеменский хамелеон «сольется» с обстановкой
Ученые раскрыли высокотехнологичные корни камуфляжа хамелеонов, еще более тщательно изучив структуру иридофоров.
Сами эти клетки не являются чем-то необычным и новым — похожие на них кристаллы и структуры встречаются на крылышках многих бабочек, панцирях других насекомых, крыльях птиц и даже в синих складках на мордах павианов-мандрилов.
Главным отличием всех этих животных от хамелеонов является то, что они не могут менять структуру этих светопреломляющих органов.
Сегодня на земле существует всего несколько видов существ, способных менять окраску, и большая часть из них относится к числу головоногих моллюсков.
Однако лишь хамелеоны мастерски пользуются не только пигментами кожи, но и фотонными нанокристаллами, позволяющими управлять светом и с предельной точностью.
Как хамелеоны могут помочь науке
Сейчас исследователи размышляют, каким образом добытые ими сведения могут быть применены на практике, например, при разработке новых средств и способов камуфляжа. И кое-что уже придумали.
Так, ученые из Калифорнийского университета в Беркли создали ультратонкий материал, который может менять цвет на наноуровне, как и кожа хамелеона, в зависимости от натяжения, сгибания или надавливания.
Цвет большинства природных материалов (а также красок, тканей) зависит от их химического состава.
Фото 4. Изучение хамелеонов помогает развивать нанотехнологии
Когда белый свет попадает на поверхность этих материалов, волны света определенной длины поглощаются, а остальные отражаются обратно в окружающее пространство.
Благодаря этому мы и воспринимаем определенные цвета. Изменение цвета, таким образом, требует изменения химического состава материала.
Изобретение американцев использует иной подход к созданию цвета.
Материал изготовлен с помощью так называемой структурной окраски. То есть цвет поверхности (поглощаемые и отражаемые волны) определяет структура материала.
Это неновое явление — природа таким образом создает радужные переливы павлиньих перьев, крыльев бабочек или экзоскелетов жуков.
Еще 300 лет назад Исаак Ньютон предположил, что некоторые структурные методы окрашивания могут быть использованы при промышленном и коммерческом производстве.
Искусственная кожа хамелеона
Вот как работает искусственная кожа хамелеона.
Кремниевая пленка, которая в 1000 раз тоньше человеческого волоса (около 120 нм), крепится на слой силикона, а затем на нее наносятся крошечные (меньше длины волны света) ребра.
Кремниевый слой настолько гибок, что его можно сравнить с кожей, причем крепиться он может практически к любой поверхности.
Изменяемое расстояние между ребрами-рифлениями, или микрогофрами, позволяет получать различные цвета.
Кроме того, материал имеет высокую отражательную способность. Он отражает до 83% падающего света, так что на деле искусственная кожа оказывается столь же яркой, как и кожа настоящего хамелеона.
Фото 5. Хамелеоны — непревзойденные мастера маскировки
Материал производит чистые цвета — от зеленого до желтого, оранжевого и красного. А еще новый материал оказался намного более легким и гибким, чем получалось раньше.
Это первый случай, когда кому-то удалось изготовить гибкую структуру, подобную хамелеоновой коже, которая может изменять цвет просто при сгибании.
Если у вас есть поверхность с определенными структурами, расположенными таким образом, чтобы взаимодействовать с волнами света определенной длины, вы можете изменять ее цвет, влияя на и ее свойства и размеры.
Разработчики полагают, что материал на основе кремния может найти применение при изготовлении энергосберегающих цветных дисплеев, различных камуфляжных материалов и покрытий.
А еще их можно использовать для визуального отображения структурного износа и здании, мостов, крыльев самолетов и других важных конструкций (при появлении трещины слегка изменяется натяжение материала, а значит, даже незначительные трещины станут более заметными для глаза человека).
Исследователи также сумели создать ткань, которая может изменять свой цвет в зависимости от того, каким образом она согнута.
Основой для этого материала стал полупроводник силикон.
В мельчайшие разрезы на его поверхности ученые вставили также силиконовые частицы шириной 120 нм, которые способны отражать волны разного спектра и, соответственно, окрашиваться в разные цвета — зеленый, желтый, красный или оранжевый.
Цвет, в который окрасится ткань, зависит от того, каким образом она согнута или сложена, причем изменяется он мгновенно.
Ну, а в широком смысле речь идет о создании материалов, которые позволят полностью изменить облик нашего мира.
Видео о хамелеонах:
Как хамелеон меняет цвет 🚩 Животные 🚩 Другое
Людям, наблюдающим за хамелеонами, может показаться, что эти рептилии меняют окраску сознательно, «подгоняя» себя под цвет окружающей среды. В этом случае пришлось бы допустить, что хамелеоны обладают самосознанием и абстрактным мышлением, которого не приходится ожидать от ящериц.В верхнем слое кожи хамелеона имеются особые клетки – хроматофоры (что значит «несущие окраску»). Эти клетки содержат зерна пигмента. У хамелеона три разновидности клеток-хроматофоров: иридоциты, ксантофоры и меланоциты. Иридоциты содержат гуанин, придающий золотистый или серебристый цвет, ксантофоры – каротин, связанный с гаммой оттенков от желтого до красного, а цвет меланоцитов, содержащих меланин, варьируется от желтого до черного.
Все три вида хроматофоров снабжены отростками, которые способны сокращаться. При сокращении отростка пигмент сосредотачивается в середине хроматофора, что делает цвет более светлым. Если же отросток не сокращается, пигмент оказывается в нем, и цвет становится более темным.
Хроматофоры способны и к передвижению. Когда они погружаются в глубокие слои кожи, окраска бывает бледной, а когда находятся у поверхности – более насыщенной.
Все это может происходить в разных сочетаниях: одни клетки углубились, другие остались у поверхности, у одних отростки расправлены, у других сокращены. Благодаря этому цветовая «палитра» хамелеона оказывается весьма богатой.
Не обладая развитой центральной нервной системой, хамелеон, разумеется, не может подумать: «Я сейчас нахожусь среди зеленых листьев, значит, надо окрасить кожу в зеленый цвет». Вопреки распространенному заблуждению, маскировка под окружающую среду – не единственное и даже не главное предназначение способности хамелеона менять цвет.
Изменение окраски связано с эмоциями, которые испытывает животное. В состоянии возбуждения или страха хамелеон становится желтым, а при агрессивном эмоциональном настрое – черным.
Влияет на окраску хамелеонов и освещение: в темноте они становятся кремовыми с желтыми пятнами.
Особенно яркой и непредсказуемой становится смена окраски самцов в брачный период. Это не только способ привлечь внимание самок, но и угроза, адресованная соперникам.
Такие закономерности изменения окраски хамелеонов говорят о том, что цветовыми вариациями управляет нервная система. Механизмы нервной регуляции деятельности хроматофоров не изучены до конца, но определенную роль в них играет зрение: если удалить хамелеону один глаз, соответствующая половина тела теряет способность изменять цвет.
Изменение цвета шамалеонов: эмоциональная радуга
Многие считают хамелеонов мастерами камуфляжа. Их способность изменять цвет заставляет нас думать, что эти животные эволюционировали, чтобы сливаться с окружающей средой и обманывать своих хищников. Но что бы вы подумали, если бы я сказал вам, что камуфляж не является основной причиной изменения цвета у хамелеонов? В этой новой записи, помимо объяснения того, как хамелеоны меняют свою окраску, мы покажем вам, как эти загадочные животные используют изменение цвета по широкому кругу причин.
Хамелеоны ( Chamaeleonidae семейство) — чрезвычайно загадочные ящерицы, поскольку их окраска обычно очень похожа на окраску их среды обитания. Кроме того, многие виды хамелеонов обладают способностью активно менять свой цвет, что делает их камуфляж еще более сложным.
Самка мягкорогого хамелеона Усамбара ( Kinyongia tenuis ) отличается яркой окраской. Фото Keultjes.Существует много недоразумений относительно способности хамелеонов изменять цвет.Вот несколько опровергнутых мифов о хамелеонах:
- Различные виды хамелеонов могут изменяться только в ограниченный диапазон цветов .
- Хамелеоны не меняют свою окраску быстро, они делают это незаметно. Если бы они это сделали, их было бы намного легче обнаружить хищникам.
- Хамелеоны не меняют свой цвет в зависимости от того, к чему прикасаются , но, как мы увидим ниже, их причины намного сложнее.
Видео с Viralweek, дающее неверное представление о том, как завуалированный хамелеон меняет свой цвет ( Chamaeleo calyptratus ).
Но как хамелеоны меняют свой цвет? Многие другие животные, такие как головоногие моллюски, некоторые рыбы и ящерицы, также обладают способностью менять цвет. В большинстве случаев это достигается с использованием хроматофоров , типа пигментных клеток, обнаруживаемых у экзотермических животных. У изменяющих окраску животных хроматофоры распределены в несколько слоев и обладают способностью сжиматься, расширяться, агрегировать или рассеиваться, вызывая различные цветовые вариации.
Деталь хроматофоров каракатицы, автор Минетт Лейн.В зависимости от того, сжимаются они или расширяются, можно оценить разные цвета.Долгое время считалось, что хамелеоны меняют свой цвет, используя только свои хроматофоры. Но недавнее исследование показало, что хамелеоны сильно меняют цвет. Это исследование проводилось группой биологов и физиков, когда они заметили кое-что особенное: хамелеоны не содержат зеленого пигмента в своей коже!
Чтобы объяснить, как хамелеоны меняют окраску, сначала мы должны различать два разных типа окраски у животных: пигментный и структурный .Пигментный цвет является наиболее распространенным, так как он проявляется в организме благодаря пигментам, присутствующим в их тканях (например, меланину в коже человека). Вместо этого, как мы объясняли в предыдущей статье, структурный цвет создается за счет преломления света некоторыми микроструктурами кожи .
Изображение перевернутого жука, на котором можно увидеть различные структурные цвета. Фото Дэвида Лопеса.А что происходит с хамелеонами? Что ж, это комбинация обоих механизмов. Хамелеоны представляют собой черный, красный и желтый хроматофоры , которые они могут добровольно сжиматься и расширяться.Кроме того, в исследовании, проведенном с хамелеонами-пантерами ( Furcifer pardalis ), было доказано, что они также представляют два слоя из клеток, содержащих нанокристаллы гуанина, называемых иридиофорами, которые отражают свет . Затем зеленую окраску хамелеона приобретает синий свет, отраженный иридиофорами, который проходит через внешние желтые хроматофоры.
Схема среза кожи хамелеона, на которой видны иридиофоры (синие) с нанокристаллическими слоями и различные типы хроматофоров; ксантофоры (желтые), эритрофоры (красные) и меланофоры (черные).Изображение Дэвида Лопеса.Хамелеоны также представляют серию нейронных цепей, которые позволяют им контролировать состав и расстояние между нанокристаллами иридиофоров в различных частях их кожи. . Это позволяет им контролировать длину волны света, отраженного иридиофорами, и, следовательно, цвет. В сочетании с хроматофорами различные виды хамелеонов могут покрывать большую часть видимого спектра цветов.
Различия в окраске хамелеона-пантеры, когда он расслаблен и возбужден, и его связь с составом и распределением нанокристаллов иридиофора.Изображение извлечено из работы Тейсье и Саенко.Даже если есть другие виды плоскоклеточных, которые могут менять цвет, обычно это происходит из-за физиологической реакции на терморегуляцию, возбуждение или изменения, связанные с воспроизводством. У хамелеонов также есть важная часть нервной системы, предназначенная для быстрой, сознательной и обратимой смены цвета. . Они даже могут изменять разные участки кожи на разные цвета, и, хотя одна область становится более оранжевой или красной, другая становится более голубоватой или белесой, создавая довольно яркие цветовые эффекты и контрасты.
Но тогда почему хамелеоны меняют свой цвет? Что ж, правда в том, что калейдоскопические способности этих ящериц имеют разные функции, различающиеся у разных видов.
КАМУФЛЯЖ
Самый очевидный мотив (даже если не самый главный) — камуфляж. Даже если стандартная окраска большинства видов хамелеонов достаточно загадочная, в случае необходимости хамелеоны могут еще больше слиться с окружающей средой. Это помогает им не быть обнаруженными добычей, а в основном оставаться незамеченными хищниками.
Средиземноморский хамелеон ( Chamaeleo chamaeleon ) прекрасно гармонирует с окружающей средой. Фото Хавьера Абалоса Альвареса.Кроме того, в исследовании, проведенном с карликовыми хамелеонами Смита ( Bradypodion taeniabronchum ), было доказано , что они были способны регулировать степень изменения цвета в соответствии с зрительными способностями своих хищников . И птицы, и змеи питаются хамелеонами, но, хотя первые прекрасно воспринимают формы и цвета, вторые не обладают таким острым зрением.Видно, что карликовые хамелеоны Смита показывают более убедительные изменения цвета при столкновении с хищной птицей, чем при столкновении со змеей.
Фотографии карликового хамелеона Смита, сливающегося с двумя хищниками-приманками, сорокопутом и мамбой. Фото Деви Стюарт-Фокс.ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЕ
Хамелеоны экзотермины и, как и большинство рептилий, зависят от внешних источников тепла. Помимо более поверхностных иридиофоров (называемых S-иридиофорами), хамелеоны имеют более глубокий слой иридиофоров, называемых D-иридиофорами , которые (даже если они представляют гораздо более беспорядочную нанокристаллическую структуру, которую нельзя изменить) хорошо отражают инфракрасный свет , и считается, что они должны иметь какую-то функцию, связанную с терморегуляцией.Многие другие ящерицы также имеют слой иридиофоров, аналогичный D-иридиофорам.
Помимо D-иридиофоров, хамелеонов также переходят на более темные или более светлые цвета, чтобы регулировать температуру своего тела . Это становится более очевидным для видов, обитающих в местообитаниях с более суровым климатом. Как мы объясняли в более ранней записи, хамелеон Намаква ( Chamaeleo namaquensis ), который обитает в пустынях на юго-западе Африки, имеет почти черный цвет в ранние утренние часы, чтобы поглощать максимум тепла, в то время как в самые жаркие часов он имеет беловатый оттенок, чтобы максимально отражать солнечное излучение.
Два разных образца окраски хамелеона Namaqua: более светлый (фото Ганса Штиглица) и более темный (фото Laika ac).СВЯЗЬ
Основная функция изменения окраски хамелеонов — внутривидовая коммуникация. Хамелеоны используют разные цветовые узоры, известные в некоторых странах как ливреи, которые изменяются для передачи информации другим особям того же вида, например об их степени стресса, репродуктивном статусе или состоянии здоровья и т. Д. Стандартная окраска хамелеона обычно аналогична окраске хамелеона. их среда обитания.Таким образом, этот цветовой узор обычно указывает на здоровое животное, а если оно плохо себя чувствует или имеет какие-то физические проблемы, они обычно имеют более бледный или тусклый оттенок.
Паттерны доминирования и подчинения у трех видов карликовых хамелеонов ( Bradypodion sp.) Изображение от Аднана Муссалли и Деви Стюарт-Фокс.У многих видов самок демонстрируют более заметный и контрастный рисунок в период течки , тогда как после спаривания они показывают более темную окраску. Увидев эти сигналы, самцы знают, какие самки доступны и с какими самками им лучше экономить энергию. Самцы также демонстрируют более привлекательные модели во время брачного сезона , чтобы указать самкам свои намерения и предупредить своих соперников.
Самка коврового хамелеона ( Furcifer lateralis ) с рисунком, указывающим на то, что она уже беременна и не заинтересована в спаривании. Фото Бернара Дюпона.Наконец, вне брачного сезона все хамелеоны используют свои самые смелые цвета во время встреч с соперниками того же вида . Именно в таких ситуациях хамелеоны демонстрируют самые контрастные модели, помимо того, что они надуваются и выглядят крупнее и агрессивнее, чтобы отпугнуть своих соперников.
Видео, на котором пантера-хамелеон ( Furcifer pardalis ) агрессивно действует в присутствии «соперника». Видео от Белого Майка Познера.
Как мы только что видели, разнообразие окрасок среди различных видов хамелеонов огромно. Тем не менее, их невероятные способности не спасли хамелеонов от попадания в список исчезающих видов, так как многие из них находятся под угрозой исчезновения, в основном из-за разрушения их среды обитания из-за лесозаготовительной промышленности и из-за браконьерства на незаконных экзотических животных. сделка.Мы надеемся, что, узнав больше об этих эффектных и красочных ящерицах, будущие поколения смогут еще долгое время наслаждаться сменой цвета хамелеонов.
При разработке этой записи использовались следующие источники:
T’agrada:
M’agrada S’està carregant …
Relacionats
Почему хамелеоны меняют цвет?
Существует широко распространенное мнение, что хамелеон меняет свой цвет в зависимости от окружающей среды, становясь невидимым для хищников.
Человек, способный менять свое поведение в соответствии с разными людьми, сравнивается с хамелеоном. Но так ли это?
Наука вообще не подтверждает эту идею.
На самом деле хамелеон постоянно меняет свой цвет. Хамелеоны обладают в хроматофорах (клетках, придающих цвет коже) двумя типами пигментов: одним черным (меланин) и другим, разного цвета. Хроматофоры удаляются или демонстрируют свои разветвления, изменяя таким образом свой цвет.
Их движения находятся под контролем нервов или гормонов (адреналин, выделяемый надпочечниками, и гормоны гипофиза).Эти цвета идеально отвечают потребностям их древесной жизни: 130 видов хамелеонов из 156 живут на деревьях. Цвета, отображаемые хамелеонами, варьируются от серого до белесого, черного, ярко-зеленого, зелено-желтого, оливкового или синего.
Добавив к их естественным цветам их способность оставаться неподвижными в течение нескольких минут, а также их покачивание и чрезвычайно медленные движения (необычные для ящериц), из-за которых их сплющенные с боков тела выглядят как лист или ветка, раскачиваемая ветром, мы теперь понимаем, почему они могут быть такими. незаметны для своих хищников.
Конечно, они позволяют себе эти медленные движения из-за своей техники охоты, основанной на их языке, который является самым длинным в мире по сравнению с длиной тела. Язычок запускается и кладется обратно за доли секунды (0,04 с запуск (!), 0,5 с назад).
Липкий язык может ловить насекомых даже мелких птиц самых крупных видов, до 70 см (два фута) в длину. Эта эффективная техника охоты также практикуется некоторыми видами тритонов из Америки.Хамелеон меняет свой цвет, но в основном для того, чтобы показать свое настроение.
Хамелеоны одинокие и чрезвычайно территориальные, отвергая даже компанию других хамелеонов. Если два хамелеона встречаются лицом к лицу, они делают все возможное, чтобы произвести впечатление друг на друга, демонстрируя угрожающие позы (виляние, щелканье челюстями, свист, опухание тела и желудок) и? грозные цвета! Побежденный примет бледно-серый цвет и покинет территорию.
Фактически, если хамелеон подвергается нападению хищника, его цвет становится красноватым с коричневыми и желтыми полосами, так как их хищники (змеи, млекопитающие) плохо различают цвета.
Цвет также сигнализирует об изменениях освещенности и температуры в окружающей среде. Утром, после свежей ночи, хамелеоны согреются на солнышке, расплющивая бока, которые становятся черными.
Если на спину хамелеона положить лист и удалить его по прошествии определенного периода времени, он оставит на спине цветную метку, повторяющую его форму, из-за изменений освещенности и температуры. И хамелеоны — не единственные ящерицы, которые могут менять цвет: некоторые игуаны, даже называемые ложными хамелеонами, могут делать это точно таким же образом.
Поскольку хамелеоны каким-то образом связаны с игуанами, вполне вероятно, что способность к изменению цвета развилась у далеких предков, в эпоху динозавров. Таким образом, хамелеон не скроет ваших настоящих чувств. На самом деле есть некоторые другие виды, которые ДЕЙСТВИТЕЛЬНО копируют окружающую среду, используя хроматофоры, такие как осьминоги или многие камбалы, такие как камбалы.
Фото ниже: Самка Furcifer wilsii (Мадагаскар) прогоняет самца. Разница в цвете — это просто половой диморфизм (самки и самцы по-разному окрашены).
Как хамелеоны меняют цвета | The Scientist Magazine®
СВЯЗИ В ПРИРОДЕ , J. TEYSSIER ET AL. Цвета хамелеона предназначены не только для маскировки. Когда хамелеоны-пантеры ( Furcifer pardalis ) на Мадагаскаре дерутся за территорию, их состязаниям предшествует ослепительное зрелище: отдыхающие самцы, обычно зеленые и незаметные, желтеют или оранжевые; красные пятна на их теле могут светлеть, а синие могут исчезать до белесых оттенков. Изменения цвета, которые полностью обратимы и происходят в течение нескольких минут, не являются результатом одних только изменений пигментов.Результаты, опубликованные сегодня (10 марта) в Nature Communications , предполагают, что они являются результатом быстрых изменений светоотражающих нанокристаллов гуанина, которые создают структурный цвет внутри кожи хамелеона.
Эти нанокристаллы содержат два слоя клеток, известных как иридофоры. Поверхностный слой, известный как S-иридофоры, активно изменяет расстояние между этими кристаллами, вызывая быстрые изменения цвета, в то время как более глубокий слой, состоящий из D-иридофоров, отражает более широкий спектр света вблизи инфракрасных длин волн.В …
«Люди обычно полагают, что изменение цвета у хамелеонов хорошо изучено, и я не думаю, что это вообще так», — сказал Рэндалл Моррисон из колледжа Макдэниел в Мэриленде, который не участвовал в исследовании. «Вся эта идея настраиваемых фотонных кристаллов — это новый способ взглянуть на физиологическое изменение цвета у животных».
Мишель Милинкович из Женевского университета в Швейцарии и его коллеги запечатлели яркие изображения хамелеонов с помощью высокоскоростной видеосъемки, подтвердив, что изменение цвета было результатом сдвигов отраженных длин волн — от синего к зеленому, а затем оранжевого или красного, — увеличение или уменьшение пропорций пигментов.
Анализируя кожу взрослых хамелеонов с помощью электронной микроскопии, исследователи обнаружили, что в S-иридофорах отдыхающих животных, которые были синими или зелеными, нанокристаллы гуанина были примерно на 30 процентов ближе друг к другу, чем они были у возбужденных самцов, чья кожа была белой. или желтый.
См. «Цвета хамелеона»
Чтобы проверить, вызывает ли такое сближение кристаллов гуанина изменение цвета, исследователи поместили клетки кожи хамелеона в раствор с высоким содержанием соли.Повышенная осмолярность заставляла клетки сжиматься, а кристаллы группироваться, смещая отраженные волны от желтого к зеленому, а затем к синему, как цвета животных. По словам исследователей, расстояние между нанокристаллами, вероятно, заставляет иридофоры сдвигать длины волн, которые они отражают.
«Удивительный результат здесь состоит в том, что эти животные действительно могут активно настраивать геометрию этих кристаллов в своих иридофорах, и они могут делать это обратимо», — сказал Милинкович The Scientist .«Они могут выбрать переход от зеленого к желтому и обратно к зеленому в течение нескольких минут».
В отличие от S-иридофоров, которые полностью развиты только у взрослых самцов, D-иридофоры распространены среди видов и у других отдаленно родственных хамелеонов. Кристаллы гуанина внутри более глубоко погруженных D-иридофоров больше, более дезорганизованы и, по-видимому, не перестраиваются, чтобы способствовать изменению цвета. Вместо этого они отражали примерно 45 процентов излучения в инфракрасном диапазоне длин волн, что позволяет предположить, что слой действует как широкополосный отражатель, защищающий этих животных от сильной жары.
«Этот механизм может объяснить, почему эти хамелеоны могут оставаться вне дома на большом количестве солнечного света, тогда как это было бы проблемой для многих других ящериц», — сказал Моррисон. «Они просто перегреются».
Обычно считается, что светоотражающие клетки играют только роли, связанные с цветом. «Совершенно очевидно, что этот новый тип структуры может влиять на более длинные волны и терморегуляцию», — отметил Мэтью Шоуки из Университета Акрона в Огайо, который не участвовал в исследовании.«Было бы неплохо увидеть некоторые поведенческие доказательства, подтверждающие эти механические данные. [Эта работа] закладывает основу для этих будущих исследований ».
Как и хамелеоны, головоногие моллюски могут быстро менять окраску. «Они также делают это с клетками, называемыми иридофорами, но мы еще не знаем, действительно ли иридофоры [головоногих и хамелеонов] гомологичны», — пояснил Милинкович, но «механизмы совершенно разные».
Хотя результаты показывают, что хамелеоны-пантеры настраивают свое цветовое отображение через кристаллы, точно, как они изменяют расстояние в этих кристаллических решетках, все еще неизвестно.По словам исследователей, эти механизмы могут быть гормональными, контролируемыми нейронами или их комбинацией. В своей будущей работе Милинкович и его коллеги стремятся проверить, играют ли элементы цитоскелета роль в перемещении кристаллов внутри S-иридофоров.
J. Teyssier et al., «Фотонные кристаллы вызывают активное изменение цвета у хамелеонов», Nature Communications , doi: 10.1038 / ncomms7368, 2015.
Как осьминоги и кальмары меняют цвет
Кальмары, осьминоги и каракатицы — одни из немногих животных в мире, которые могут менять цвет своей кожи в мгновение ока.Эти головоногие моллюски — группа моллюсков с прикрепленными к их головам руками — могут менять цвет своей кожи в соответствии с окружающей средой, делая их почти невидимыми, или, альтернативно, давать себе узор, который выделяет их.
Многие тысячи изменяющих цвет клеток, называемых хроматофорами, расположенные прямо под поверхностью кожи, ответственны за эти замечательные преобразования. В центре каждого хроматофора находится эластичный мешок, полный пигмента, похожий на крошечный шарик, который может быть черного, коричневого, оранжевого, красного или желтого цвета.Если вы растянете наполненный красителем баллон, цвет будет собираться в одном пятне, растягивая поверхность и делая цвет ярче — и так работают хроматофоры. Сложный набор нервов и мышц контролирует, расширяется или сокращается мешок, и, когда мешок расширяется, цвет становится более заметным. Помимо хроматофоров у некоторых головоногих есть иридофоры и лейкофоры. У иридофоров есть стопки отражающих пластин, которые создают переливающиеся зеленые, синие, серебряные и золотые тона, а лейкофоры отражают цвета окружающей среды, делая животное менее заметным.
Самая очевидная причина, по которой такое мягкотелое животное меняет цвет, заключается в том, чтобы спрятаться от хищников, а осьминоги очень хороши в этом. Они могут менять не только свой цвет, но и текстуру кожи, чтобы соответствовать камням, кораллам и другим находящимся поблизости предметам. Они делают это, контролируя размер выступов на своей коже (называемых сосочками), создавая текстуры от небольших шишек до высоких шипов. В результате получается маскировка, которая делает их почти невидимыми; Вы вообще можете увидеть осьминога на видео выше? Однако изменение цвета — всего лишь один из инструментов в арсенале защиты осьминога; он также может распылять чернила и быстро убегать через любое отверстие, через которое может продеть свой скрытый костный клюв.
Осьминог-мимик ( Thaumoctopus mimicus ) обладает уникальным способом маскировки. Вместо того, чтобы сливаться с морским дном, он меняет цвет своей кожи и движения щупалец, принимая форму других морских существ. Известно, что он олицетворяет более 15 различных морских видов, включая камбал, крылаток и морских змей.
Осьминог с синими линиями может быть маленьким, вырастая максимум до 15 см, но он может быть смертельным: его яд может вызывать нарушение дыхания как у людей, так и у других животных.(Тони Браун, Flickr)Осьминоги и каракатицы также используют изменение цвета, чтобы предупредить своих хищников или любых угрожающих им животных. Один из лучших примеров — чрезвычайно ядовитый осьминог с синими кольцами ( Hapalochlaena lunulata ), который обитает в водоемах в Тихом и Индийском океанах от Японии до Австралии. Когда эти маленькие осьминоги спровоцированы, по всему их телу появляются переливающиеся синие кольца, окружающие темно-коричневые пятна. Несмотря на свою красоту, эта реакция означает: «Если ты прикоснешься ко мне, ты, скорее всего, пострадаешь!»
Головоногие моллюски также могут использовать хроматофоры для связи друг с другом.Самцы карибских рифовых кальмаров ( Sepioteuthis sepioidea ) становятся красными, чтобы привлечь самок, и белыми, чтобы оттолкнуть других самцов, и даже могут разделить окраску своего тела посередине, чтобы привлечь самку с одной стороны и оттолкнуть самца с другой! Кальмар Гумбольдта ( Dosidicus gigas ), также называемый «гигантский кальмар» и «красный дьявол», известен своими вспыхивающими цветами.