Jak chameleon mění barvu

Chameleon nemění své zbarvení rozšiřováním nebo smršťováním pigmentových buněk, jako například chobotnice. Používá úplně jiný systém, založený na nanokrystalech. A rovnou si pořídil dva takové systémy – jeden pro viditelné světlo, druhý pro infračervené záření.

V klidu je obvykle chameleon pardálí (Furcifer pardalis) zbarvený podle místa výskytu v odstínech zelené až modré se svislými „pardálími“ pruhy v barvě žluté, oranžové až hnědé a s jedním vodorovným pruhem. Je tak velice dobře maskován mezi listy, v prostředí plném slunečního svitu a stínů. Chameleoní samec začne měnit barvu, když se vzruší – buď v přítomnosti samičky, nebo ve společnosti jiného samčího rivala. Pak se maskovací zbarvení změní natolik, že chameleon naopak z pozadí nápadně vystupuje. Podobně samička v období gravidity mění barvu z neutrální hnědé do tmavohnědé až černé s oranžovými pruhy.

Následující video zachycuje samce chameleona pardálího poté, co se v jeho zorném poli objevil jiný samec:

Zde se chameleon opět uklidňuje, protivníka porazil:

Klíčem ke změnám barev jsou krystaly guaninu

Jak zjistili vědci z Ženevské univerzity, chameleon těchto změn nedosahuje jako jiní živočichové schopní měnit barvu stahováním a roztahováním pigmentových buněk různých barev, tzv. chromatoforů. Chameleoni ani zelené chromatofory nemají, ve svrchní vrstvě pokožky mají pouze pigmentové buňky žluté a červené. Pod touto vrstvou jsou však další dvě vrstvy buněk, označované jako iridofory, obsahující různě velké krystaly nukleové báze guaninu (obsažené v DNA i v RNA), které odrážejí určité vlnové délky světla.

Když je chameleon klidný, jsou krystaly v iridoforech první vrstvy blíže u sebe a odrážejí světlo kratších vlnových délek, tj. modré nebo zelené. To v kombinaci s vrstvou žlutých a červených pigmentových buněk nad nimi vytváří mozaiku v modré, zelené, žluté, červené a hnědé. Když se chameleon rozruší, mezery mezi krystaly guaninu se zvětší a iridofory odrážejí delší vlnové délky – od žluté přes oranžovou k červené. Chameleoní mimikry se tak během chvíle změní ve výstražné žluto-červené zbarvení.

Krystaly slouží i k termoregulaci

Chameleoni mají ještě druhou vrstvu iridoforů. Zatímco v první vrstvě jsou krystaly guaninu souměrné o průměru cca 130 nm, v druhé vrstvě jsou podlouhlé, v delším směru měří 200–600 nm. Tyto protáhlé krystaly odrážejí delší vlnové délky elektromagnetického záření (v tzv. blízkém infračerveném spektru) a dokážou tak odstínit až 45 % tepelného záření, kterému je chameleon vystaven. I v iridoforech v druhé vrstvě umí chameleon ovládat vzdálenost krystalů, a tak se buď více zahřívá, nebo se více stíní – tento systém tedy zřejmě slouží k termoregulaci.

Jiný samec stejného druhu chameleona opět při spatření soka:

Detail iridoforů – buněk obsahujících krystaly guaninu – při změně osmotického tlaku:

Video vysvětlující celý proces, v angličtině:

Zdroj:

• http://www.lanevol.org/LANE/chameleon_colour_change.html
• Teyssier J., Saenko S.V., van der Marel D. & M.C. Milinkovitch. Photonic Crystals Cause Active Colour Change in Chameleons. Nature Communications 6: 6368 (2015).
  
• YouTube – EpiPhysX science channel, Veritasium