研究人員還發現一層皮膚細胞反射近紅外線陽光,這可能有助於變色龍保持涼爽。
研究人員發現,變色龍有兩層特殊的皮膚細胞。他們說,上層在雄性中比在雌性和幼年中更為突出,可以通過改變其結構和反射光線的方式來改變顏色。
長久以來,變色龍變色的神奇能力一直困擾著人們,但現在,一項新的研究發現,變色龍可以通過調節皮膚內的一層特殊細胞來快速變色。
研究人員發現,與烏賊和章魚等其他會變色的動物不同,變色龍不會通過積累或分散皮膚細胞內的色素來改變自己的顏色。研究人員說,蜥蜴依靠的是結構上的變化,這種變化會影響光線從皮膚上的反射。
為了研究這種爬行動物是如何變色的,研究人員研究了生活在馬達加斯加的5隻成年雄性、4隻成年雌性和4隻幼年變色龍。科學家們發現變色龍有兩層厚厚的虹膜細胞——有色素和反射光的虹彩細胞。
研究人員說,這些包囊細胞含有不同大小、形狀和組織的納米微球,這些微球是變色龍變色的關鍵。他們發現,變色龍可以通過放鬆或刺激皮膚來改變上層細胞層的結構安排,從而導致顏色的變化。例如,一隻雄性變色龍可能在懸掛在樹枝上時處於放鬆狀態,而當它看到競爭對手時則處於興奮狀態。
「當皮膚處於放鬆狀態時,包囊細胞中的納米晶體彼此非常接近——因此,這些細胞特別能反射短波,比如藍色。
另一方面,當皮膚變得興奮時,相鄰的納米晶體之間的距離就會增加,每個細胞(包含這些納米晶體)會選擇性地反射更長的波長,比如黃色、橙色或紅色。但是變色龍並不總是藍色的。蜥蜴的皮膚也含有黃色色素,藍色和黃色混合在一起就變成了綠色,這是一種「神秘」的顏色,可以把它們偽裝在樹木和植物中。
研究人員在研究報告中寫道:「興奮時,紅皮膚的顏色不會發生顯著變化,但它的亮度會增加。」
此外,研究人員還發現了一個更深更厚的皮膚細胞層,它能反射大量的近紅外陽光。研究人員說,雖然這些細胞看起來沒有變色,但它們可能幫助變色龍反射熱量並保持涼爽。
這隻雄性變色龍變了顏色,從綠色變成黃色。它的紅色標記也變得更加生機勃勃。
研究人員使用了許多方法來研究虹膜細胞。他們用高解析度的視頻記錄了變色龍的顏色變化,並建立了預測納米晶體如何反射光的數值模型。
研究人員還通過不同濃度的溶液對細胞進行處理,使細胞膨脹或收縮。這些改變改變了納米晶體之間的距離,改變了它們的可見顏色,正如研究人員預測的那樣。
然而,只有成年的雄性變色龍才會改變顏色,尤其是當它們看到自己想要趕走的競爭對手,或者想要吸引的雌性變色龍時。雌性和年輕的變色龍都是暗色的,上層的虹膜細胞非常少。
這些發現可能會幫助工程師和物理學家在新技術中複製變色龍變色的能力,比如消除反射的器具。