причины и механизм смены окраски кожи
Хамелеон — это ящерица, которая образует отдельный вид и имеет ряд особенностей. Внешне напоминает остальных ящериц, только обладает более длинным хвостом. В спокойном состоянии он заворачивается в спираль по направлению вниз. Лапы являются отличным хватательным инструментом животного, так как оно преимущественно ведет древесный образ жизни. Пять пальцев срослись в группу из 3 и 2 соответственно, что формирует своеобразную клешню.
Основной ареал резко ограничен и находится на острове Мадагаскар и прилегающих небольших островах. Встречаются также в тропических лесах Африки, на береговой зоне восточного побережья. А также встречаются хамелеоны в более глубинных районах Африки, как правило в высокогорьях.
СПРАВКА! Высокогорные виды, как правило, являются живородящими ящерицами. Тогда как остальные откладывают яйца для выведения потомства.
Своеобразен способ охоты. Животное поджидает свою добычу либо медленно передвигается по направлению к ней. В меню входят насекомые, но крупные виды хамелеонов могут поедать также небольших птиц и пресмыкающихся. Ловля осуществляется при помощи липкого языка, который выстреливает с молниеносной скоростью вперед к добыче. Присоска на конце обеспечивает надежный захват. После чего насекомое подтягивается пойманное к себе в рот.
Для обнаружения используются глаза, имеющие особую конструкцию. Каждое из них вращается произвольно и независимо от второго. Это обеспечивает хамелеону довольно широкий круг обзора. Глазное яблоко закрыто плотным ороговевшим веком, только зрачок находится открытым.
Наличие в природе естественных врагов, угрожающих жизни хамелеона, привело к тому, что ящерица приспособилась к мимикрии. Таким образом она защищается. Это так называемое изменение окраски тела в соответствии с внешними условиями и настроением животного является ответом на вопрос, зачем и почему хамелеоны меняют расцветку.
Смена цвета — основная особенность хамелеонов
Кожа хамелеона — это своеобразная броня. Как и у многих рептилий, она имеет чешуйчатую и бугорчатую структуру. Каждая чешуйка или бугорок плотно прилегают друг к другу, что обеспечивает ящерице определенную защиту. Но в то же время существует еще и другой способ, с помощью которого можно замаскироваться. Такая
Хроматографы — специальные клетки для смены цвета
Одно из основных отличительных свойств хамелеона — способность изменять окраску тела. Она обеспечивается специальными клетками в коже, которые называются хроматофоры.
Эти клетки имеют достаточно разветвленную структуру. Часть расположена в глубине кожи и связана с нервными окончаниями. Тогда как другой отросток располагается ближе к внешним слоям шкуры. В нем-то и находятся
Справка! Если животное напрягается, то за счет мышечного спазма и спазма нервных окончаний, хроматофоры фиксируются внутри определенных зон, не распространяясь по всей поверхности.
Это приводит к тому, что кожа становится максимально светлой или даже белой. Когда же животное находится в спокойном состоянии, то пигменты распределятся по всем волокнам, обеспечивая наличие краски, которая меняет оттенок ящерицы на более темный и яркий.
Гуанин для отражения и переливов
Помимо этого, в коже животного существуют еще такие компоненты, как гуанин. Особенности химического состава гуанина обеспечивают его отражающие свойства.
Важно помнить, что финальный цвет животного зависит от таких факторов:
- его вида;
- физического состояния;
- ощущения голода или, наоборот, сытости;
- готовности к спариванию;
- наличию стрессовой ситуации.
Справка! В определенной степени кожа хамелеона является прозрачной, а наличие пигментов делает ее способной принять разные оттенки.
В зависимости от того, насколько красящее вещество распространено по клетке, ящерица становится либо яркой по своей колористической окраске или бесцветной, практически белой, если хроматофоры собраны в центре ядра клетки.
Какие цвета может иметь хамелеон
Цвет хамелеон в спокойном состоянии зависит в первую очередь от того вида, к которому относится животное.
Вторым фактором, влияющим на колористическое решение кожи в той или иной ситуации, являются внешние условия.
- Если животное напугано или находится в агрессивном состоянии, оно становится максимально темным, иногда принимая практически
- В спокойном состоянии окраска максимально естественна и соответствует определенному виду рептилий.
- Во время брачного периода самцы становятся более насыщенного цвета, чем в естественных условиях, сигнализируя о своей готовности спариться.
Важно! Все цвета радуги может принять эта ящерица — от черного и невзрачно пыльно-серого до ярких оттенков фиолетового, зеленого и оранжевого.
Как происходит смена цвета
Смена цвета у хамелеона может происходить по-разному. Под влиянием внешних условий процесс занимает всего несколько секунд
Как уже говорилось, хромофоры обеспечивают изменение цвета кожи. За счет интенсивности сжатия мышечных структур и нервных волокон происходит выбрасывание различного количества пигментов. Смешиваясь между собой в разных пропорциях, они придают тот или иной оттенок. Он важен, когда животное маскируется. Цветовая гамма ограничена лишь видом ящерицы.
Интересно! Изменяется не только цвет, но и рисунок. Так пятна, которые были в начале, могут исчезнуть или, наоборот, появится новые. К тому же изменяться способны и глаза, а точнее, твердое кольцевое веко.
Причины смены цвета
Ранее считалось, что хамелеон меняет цвет по причине маскировки. Но последние исследования ученых выявили иную зависимость этого процесса.
На окрасе рептилий больше сказывается внешняя обстановка. Так, например, африканские ящерки изменяют цвет, приобретая более темные оттенки в утренние часы. Это позволяет им быстро согреться, вбирая в себя максимум солнечной энергии. Тогда как днем, избегая перегрева, они приближают свой окрас к предельно светлым тонам.
Самки при беременности темнеют, сигнализируя самцам о том, что они заняты вынашиванием потомства и не готовы к спариванию. Таким образом, окраска становится своеобразным отпугивающим фактором.
Также, когда встречаются два самца, они становятся гораздо ярче. Обусловлено это духом соперничества, который они испытывают по отношению к друг другу. Помимо цвета, изменяется и форма тела. Самцы могут раздуваться, увеличиваясь в размерах.
Меняют не только цвет, но и кожу
По мере роста животного, оно периодически линяет. Механизм замены следующий. Периодичность может составлять 1 месяц для молодой рептилии, тогда как у старших сброс кожного покрова происходит реже. То же самое и с длительностью периода сброса. У молодых она сползает за несколько часов, тогда как у взрослых может отшелушиться за 1 неделю.
Важно! Для тех, кто содержит эту рептилию в домашних условиях, необходимо обращать внимание на появление возможных патологий при сбросе кожи.
В этом случае необходимо обращаться к ветеринару, так как ящерице может просто не хватать необходимых витаминов и микроэлементов для того, чтобы организм функционировал нормально.
Рекомендуется также в террариуме помещать камни или ветки, обладающие шероховатостью. Хамелеон будет тереться о них, что облегчит процесс снятия кожи.
Почему хамелеоны меняют цвет кожи?
Экзотический, своеобразный, загадочный, сверхъестественный… Так можно охарактеризовать хамелеона. Он живет на одной планете с нами, но выглядит так, будто бы прибыл из космоса. То ли маленький динозаврик, то ли инопланетянин. Иначе про хамелеона и не скажешь…Об этих рептилиях наверняка слышал каждый, но наибольшую известность хамелеоны приобрели за счет своей уникальной способности менять цвет кожи.
Хамелеоны всегда вызывали у людей интерес. Еще в 48 году до н. э. хамелеона описывал Аристотель отмечая, что окраска меняется, когда он надувается. А древнеримский ученый Плиний ошибочно связывал изменение окраски исключительно с фоном. В XVII веке немецкий ученый Вормиус объяснял цветовую игру «страданиями и переживаниями» хамелеона. Может быть, Вормиус несколько польстил животному, называя его нехитрую психическую деятельность «переживаниями», но оказалось, что он был ближе всех к истине.
Чем вызывается изменение цвета кожи у хамелеона?
Люди, как правило, ассоциируют хамелеона с хитростью и маскировкой, полагая, что рептилия меняет цвет кожи, маскируясь под окружающую местность и предметы. Вы будете разочарованы, но это не более, чем миф. Их способность менять окрас имеет совсем другую природу. В первую очередь, способность менять цвет – это своеобразная коммуникация. Таким способом хамелеон общается с себе подобными. В лучшем виде окрас рептилии проявляется при встрече с другим самцом. Когда это происходит, они раздувают гортань и увеличиваются в размерах, как бы надуваются, причем йеменские хамелеоны умеют надувать только один бок. Окрас их становится существенно ярче. Это своего рода соревнование двух «джентльменов». Чаще всего более крупный хамелеон воспринимается как доминантный, а порой они набрасываются друг на друга с распахнутыми пастями. Воюют до тех пор, пока один из них не отступит. При встрече с самкой окрас будет таким же, но раздуваться в присутствии дамы хамелеон не станет.
Таким образом, животные меняют цветовую гамму, когда хотят чтобы их заметили, заявляя о границах своей территории другим самцам, или, напротив, привлекая невест. Конечно, они отлично могут прятаться среди листвы, но обычно, когда рептилия меняет цвет, она старается выделиться.
Цвет хамелеона меняется и в зависимости от состояния его организма. Изменение температуры, освещения и влажности, неблагоприятные условия содержания, болезнь, голод, обезвоживание, злость, страх, стресс – все эти факторы также влияют на окраску кожи животного. Если хамелеон испытывает стресс, он будет более темных тонов. Одним словом, изменение цвета хамелеона – это сигнал того, что случилось что-то выпадающее за рамки «нормальности» в понимании животного.
Важно: от стресса хамелеонов нужно всячески оберегать. Не стоит задирать хамелеона, показывать ему других животных, часто пересаживать на другие места. Стресс будет выражаться не только в смене окраски, но и в отказе от пищи. Вообще, хамелеоны – не стрессоуствойчивые животные. Помните, что самое страшное для рептилий – это стресс. Стрессовое состояние может закончиться плачевно. Нередки летальные исходы.
Наблюдая длительное время за хамелеоном, вы научитесь понимать то, что хочет выразить ваш питомец, меняя окраску. А если окрас хамелеона вдруг совпадет с окружающим его фоном, то это случайность, и не более.
Как хамелеон меняет цвет? Механизм изменения окраса
Зоологи выяснили, что хамелеон способен менять окраску благодаря особому строению кожных покровов. В наружном и более глубоком слое кожи рептилии имеются светоотражающие клетки – хроматофоры. Они содержат зерна пигментов черного, красного, желтого и темно-коричневого цветов. Когда отростки хроматоформ сокращаются, зерна пигментов распределяются в их центре, а кожа животного приобретает беловатый либо желтый окрас. В случае, если темный пигмент сосредотачивается в наружном слое, то кожный покров приобретает темную окраску. При сочетании пигментов появляются разнообразные цветовые оттенки. Благодаря данному механизму цветовая «палитра» рептилии оказывается весьма насыщенной.
Цвет хамелеона может моментально меняться от светлого до пурпурного, затем до черного и темно-коричневого. Окраска меняется как на всем теле, так и на его отдельных участках, сопровождаясь появлением или исчезновением полос или пятен различных цветов.
В качестве основного цвета для хамелеонов характерен зеленый. Также встречаются желтые, серые и коричневые животные.
Цветовая гамма хамелеонов
Существует мнение, что потомки динозавров могут окрашиваться в какой угодно цвет, но это не так. Хамелеоны разных видов могут менять цветовую палитру в довольно широком диапазоне, но только в пределах, отведенных именно этому конкретному виду. Под воздействием вышеназванных факторов рептилия способна изменять цвета и приобретать новые оттенки, но в рамках своей цветовой гаммы. Так, например, буквально за секунду самец пантерового хамелеона из зеленого может стать оранжевым или красным. Эти же хамелеоны, засыпая, становятся бледно-желтыми, розовыми или красными. Или, взять, к примеру, йеменского хамелеона. Зеленый в спокойном состоянии, будучи испуганным или злым, йеменский хамелеон может стать черным с желтыми и зелеными пятнышками.
Нетрудно догадаться, что при содержании хамелеона в домашних условиях у него нет особых причин менять цвет кожи. Вы же не станете намеренно пугать подопечного или содержать в неблагоприятных для него условиях. Поэтому не стоит рассчитывать на то, что ваш домашний динозаврик постоянно будет переливаться разными цветами, как новогодняя гирлянда.
Вконтакте
Одноклассники
Мой мир
хамелеоны и их цвет / Хабр
Источник: National Georaphic
Хамелеоны — очень необычные животные. Их отличает и способ питания, и система зрения, и возможность изменять цвет тела в зависимости от различных факторов. Раньше ученые считали, что хамелеон выработал способ маскироваться под окружающую среду, защищаясь от хищников. На самом деле, цвет кожи хамелеон меняет в зависимости от температуры воздуха, освещенности, настроения и протекающих в организме физиологических процессов (например, беременность самки).
Каким образом животное меняет цвет кожи? Ученые уже довольно давно выяснили, что причина — в пигментных клетках, которые называются хроматофоры. Эти клетки переводятся с греческого как «краску несущие». Принцип их работы довольно сложен. Каждая такая клетка содержит в цитоплазме пигменты, которые и позволяют коже животного менять свой цвет. Главные пигментные клетки хамелеонов — меланоциты и меланофоры, которые содержат в специфических органеллах (меланосомах) разные модификации меланина. Затем идут ксантофоры, которые содержат каротиноиды, флавины и птеридины, содержащие пигменты цветовой гаммы от желтого до красного.
Эти пигменты размещаются в других органеллах, получивших название птериносомы. Находятся они и в свободном состоянии, в виде капель, размещаясь в цитоплазме. Есть еще иридоциты или гуанофоры, которые содержат кристаллы гуанидина. Эти кристаллы обеспечивают серебристую или золотистую окраску. Под давлением и воздействием химических соединений кристаллы могут изменять местоположение. При увеличении между ними расстояния изменяется и спектр отражаемого кожей цвета. Чем выше зазор, тем выше смещение от синей части спектра к зеленой и затем — к красной.
Как это работает?
Хроматофоры в большинстве своем находятся наиболее глубоком и волокнистом слое кожи животного. Эти клетки содержат зерна пигмента, как и говорилось выше. Причем в некоторых хроматофорах пигментных зерен больше, чем в остальных. Значение имеет еще и расположение пигмента в такой клетке. Он может быть равномерно распределен по клетке, может находиться в ее разветвлениях или прямо в центре. Особенностью хроматофор является то, что пигментные зерна могут перемещаться по такой клетке.
Источник: National Georaphic
Если отростки хроматофоров сокращаются, пигментные зерна начинают концентрироваться в центре клеток. В этом случае кожа хамелеона выглядит беловатой или даже желтой. Если хроматофоры распределяются по ответвлениям хроматофора, кожа приобретает темную, иногда черную окраску. Оттенки окраски кожи хамелеона обуславливаются смешением пигментов обоих слоев. Зеленые тона, характерные для животного, возникают при преломлении солнечных лучей в поверхностном слое. Здесь распределены кристаллы гуанидина, которые и преломляют лучи. В результате хамелеон может довольно быстро изменять свой окрас, сменяя оттенки от беловатого до оранжевого. Интересно то, что изменения могут захватывать лишь часть тела хамелеона, а могут затронуть все его тело, от морды до кончика хвоста. Хроматофоры, кроме прочих возможностей, «умеют» изменять глубину залегания в коже. Чем выше глубина размещения хроматофора, тем бледнее кожа. Чем ярче — тем она более контрастна.
Почему хамелеон меняет свой цвет
На это влияют многие факторы. Их ученые разделяют на две группы. Первая группа — чисто физиологические факторы, это температура окружающей среды, освещение, влажность, голод, обезвоживание, боль. Вторая группа — факторы «эмоциональные». Сюда входят страх, удовольствие, раздражение и все прочее. Во период брачных игр хамелеоны-самцы реагируют друг на друга, изменяя цвета на более яркие при приближении соперника. Самки тоже реагируют, причем беременная самка имеет иную расцветку, чем обычная самка.
Выше уже говорилось, что маскировка — вовсе не приоритет для хамелеона. Но так уж получилось, что хамелеон принимает окраску того места, по которому ползет. Не всегда так получается, но зачастую происходит именно так. И если повредить зрительный нерв животного, оно потеряет способность изменить цвет. Ученые за много лет провели множество экспериментов с хамелеонами. Проведено большое количество наблюдений. Среди них наиболее интересными являются следующие:
- Хамелеон с поврежденным зрительным нервом теряет способность изменять свой цвет. Если нерв поврежден у одного из глаз, то кожа на соответствующей стороне тела животного светлеет;
- Если раздражать спинной мозг хамелеона током, тело светлеет, если удалить спинной мозг, кожа потемнеет;
- Если хамелеона усыпить при помощи эфира, животное светлеет, если ту же операцию провести при помощи хлороформа — тело животного темнеет;
- Если раздражать центральный зрительный нерв током, то тело хамелеона темнеет.
Ученые, изучающие хамелеонов, предположили, что управление цветом кожи хамелеона производится при помощи двух типов центров в центральной нервной системе хамелеона. Первый тип можно назвать «волевым», второй — чисто автоматический. Второй тип центров поддерживают цветоизменяющую систему в определенном тонусе. На эти центры оказывают влияние «волевые» центры, которые подавляют действие автоматических центров. Первые вызывают потемнение, вторые — просветление кожи.
Швейцарские учёные из женевского университета установили, каким образом хамелеон меняет цвет своей кожи. Оказалось, что животное пользуется комбинированным методом смены окраса. Частички его кожи имеют несколько пигментных цветов, и в то же время он использует структурную окраску для увеличения вариантов расцветок.
До конца 20 века считалось, что все животные, умеющие менять свой цвет, используют механизмы, переставляющие окрашенные в разные цвета (пигментные) клетки поверхности кожи. Комбинируясь, клетки выдают разные цвета и оттенки. Однако пару десятков лет назад было обнаружено, что многие существа пользуются так называемой структурной окраской.
Этот механизм связан с особенностями прохождения света через тонкие полупрозрачные плёнки. Когда свет падает на плёнку, часть его отражается её верхним слоем, часть попадает внутрь и отражается от внутренней части другой стороны плёнки. Выходящий свет интерферирует с ранее отражённым излучением. Результат наложения зависит от толщины и коэффициента преломления плёнки. Но при определённых условиях, отражённый от плёнки белый свет становится цветным. Таким механизмом успешно пользуются некоторые бабочки, и, как оказалось, хамелеоны.
Крыло бабочки под микроскопом
Интерференция света на плёнке
У хамелеонов есть как изначально цветные клетки (коричневые, красные и жёлтые), так и специальные клетки с кристаллами внутри, которые отражают и преломляют свет. Особым образом напрягая и расслабляя кожу, они перестраивают положение кристаллов так, чтобы на выходе получить свет нужного цвета. Кроме этого, в самом глубоком подкожном слое учёные нашли клетки с самыми большими кристаллами. Судя по всему, этот слой помогает животным отражать инфракрасное излучение, сохраняя свою температуру под палящим тропическим солнцем.
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.
Как хамелеоны меняют цвет кожи?
Ученые из Университета Женевы (Швейцария) обнаружили, что хамелеоны используют не только пигменты кожи, но и фотонные нанокристаллы, позволяющие точно управлять светом.
В исследовании приняли участие самцы мадагаскарского пантерного хамелеона (Furcifer pardalis), которые умеют менять окраску с сине-зеленой до ярко-красной и обратно за несколько минут. Известно, что смена окраски связана с работой особых клеток кожи — хроматофоров, перераспределяющих пигменты четырех цветов. Пигменты отражают видимый свет в узком спектральном диапазоне, однако теперь ученые выяснили, что для хамелеонов куда важнее являются иридофоры — клетки, которые не поглощают свет, а отражают его.
Кожу хамелеонов тщательно изучили с помощью электронного микроскопа и обнаружили в ней два слоя иридофор, причем в верхнем слое содержатся нанокристаллы гуанина, организованные в виде четко структурированной решетки. Шаг решетки (расстояние между кристаллами) играет ключевую роль в смене окраски — при его увеличении максимум длин волн отражаемого света смещается в длинноволновую (красную) область, а при уменьшении — в коротковолновую (синюю) область. Изменяя шаг решетки путем растягивания или сокращения слоя иридофоров, хамелеоны подстраивают цвет под окружающую обстановку.
У хамелеонов есть также и второй, более глубоко расположенный слой иридофоров, с большим шагом решетки из нанокристаллов. Максимум отражения этого слоя находится в инфракрасной области спектра. Предположительно, этот слой у хамелеонов является важным механизмом защиты от перегрева в жарких условиях. Ученые предполагают, что подобный механизм можно использовать и при создании новых искусственных материалов, способных изменять цвет.
Ещё совсем недавно считалось, что способность хамелеона менять окраску — это способ защиты от хищников — змей или птиц. Но в ходе наблюдений за этой уникальной рептилией учёные выяснили, что это не совсем так, и причины для изменения окраски более разнообразны.
Описание и характеристика хамелеона
Хамелеон — это небольшая рептилия (около 30 см длиной), обитающая в Африке. В мире насчитывается около 190 видов этих удивительных животных.
Они не слишком похожи на других ящериц:
- выпуклые височные дуги, шлемообразная голова с приподнятым гребнем делают хамелеона самой узнаваемой ящерицей;
- некоторые виды достигают в длину 60 см, но есть и мини-хамелеоны длиной не более 5 см;
- уникальные цепкие пальцы в форме клешни отлично приспособлены для охватывания ветки;
- хвост может свиваться в спираль и закручиваться вокруг ветвей — такой способности больше нет ни у одной ящерицы;
- глаза рептилии могут двигаться независимо друг от друга, что помогает охоте на насекомых.
Питается ящерица различными насекомыми. Охотящийся хамелеон занимает позицию на ветке дерева и замирает. Движущиеся глаза фиксируют добычу, затем следует молниеносный бросок языка с присоской и его возврат в исходное положение с добычей. Бросок языка происходит почти мгновенно. Подсчитано, что за 3 секунды он успевает поймать до 4 насекомых.Обитает хамелеон в материковой части Африки, Азии, Северной Америке и Европе. Хамелеоны — обитатели самых разных биотопов: пустынь, тропических лесов, саванн. Чаще всего обитает на деревьях и кустарниках, но встречаются и наземные виды.
Семейство Brookesiinae — это обитатели низкорослых кустарников и прикустарниковой зоны. Небольшие виды ящериц, живущие в листве деревьев, не могут менять цвет.
Важно! Согласно данным Международной красной книги, некоторые хамелеоны находятся под угрозой исчезновения. Это тигр-хамелеон, геймелеон Эландсберга, хамелеон Наморока и листовидный хамелеон Декари.
Как устроена кожа хамелеона
Способность некоторых живых существ изменять цвет замечена довольно давно, но возможность изучить механизм такого явления возникла лишь с появлением микроскопа. Внимательно рассмотрев кожу, учёные заметили удивительные клетки хроматофоры. В переводе с греческого этот термин обозначает «несущий цвет». 
Хроматофоры содержат пигментные зёрна (меланин, каротиноиды, флавины и птеридин), которые находятся в клетке в свободном состоянии и могут перемещаться. Клетки, содержащие пигмент, находятся в двух слоях эпидермиса: наружном волокнистом и более глубоком.
Если в цитоплазме клетки много пигментных зёрен, то её окраска более интенсивная, и наоборот.
При концентрации пигментных зёрен в центре клетки кожа бледнеет или становится жёлтой. При распределении пигмента в боковых ответвлениях клетки, эпидермис окрашивается в тёмные оттенки.
Пигментные зёрна могут быть коричневыми, чёрными, жёлтыми и красными. Сочетание пигмента в двух разных слоях кожи создаёт различные оттенки ярких цветов. Некоторые клетки содержат кристаллы гуанидина.
Именно они обеспечивают серебристую или золотистую окраску. Зелёный цвет обусловлен преломлением лучей света в поверхностном слое клеток из-за этих кристаллов. Благодаря преломлению света, окраска может изменяться чрезвычайно быстро.
Хроматофоры не имеют нервных окончаний, за исключением меланофор, поэтому изменение окраски, связанное с меланофорами, согласовано с нервной системой и зависит от испытываемых состояний — страх, удовлетворение, радость и т. д. 
Почему рептилия меняет свой цвет
Кожа хамелеона изначально не имеет цвета, и её оттенок зависит от того, в каком физическом состоянии находится ящерица в текущий момент. Учёные давно ответили на вопрос: меняет ли хамелеон цвет для маскировки. И теперь точно знают, что животное никогда не маскируется.
Чтобы выяснить, зачем нужна смена цвета, ящериц исследовали в различных условиях с помощью высокоточных датчиков, фиксирующих смену пигментации. Встреча двух разных особей и понимание их физиологического состояния в момент контакта помогли ответить на вопрос, от чего же на самом деле зависит окраска.
Функции окраски могут быть предупреждающими и покровительственными. Предупреждающая окраска должна отпугивать противника. К её разновидностям относится и изменение окраски некоторых живых организмов в брачный период. Такое изменение цвета обеспечивается меланофорами.
Физиологические факторы (температура воздуха, освещение, голод) также вызывают изменение окраски. Так, исследователи заметили, что африканские хамелеоны утром приобретают более тёмный оттенок, чтобы быстрее согреться в лучах солнца. 
А вот во второй половине дня они бледнеют, чтобы обезопасить себя от перегрева. Цвет радужки глаз у хамелеона не изменяется, а вот кожа вокруг глаза принимает те же оттенки, что и вся ящерица.
Знаете ли вы? Глаза хамелеона обозревают пространство вокруг на 360 градусов. Приближение насекомого ящерица фиксирует с расстояния 5–10 м.
Обстоятельства и соответствующий цвет кожи
Зависимость между цветом фона и окраской учёным заметить не удалось, а вот коммуникативные функции были досконально изучены.
| Состояние ящерицы | Цвет кожи |
| Замечен соперник | Окраска обоих ящериц становится максимально яркой. Её назначение — демонстрация значимости. Яркие пятна будут преобладать до конца поединка. Побеждённый соперник темнеет, его окрас как бы говорит «не бей меня». |
| Замечена самка | Цвет самца — максимально яркий. Цвет самки зависит от степени её интереса. Незаинтересованная самка — более яркая. |
| Реакция кожи на тепло | Темнеет, если греется на солнце, и бледнеет, чтобы быстрее остыть. |
| При электрическом раздражении и в момент смерти | Бледный |
| Страх | Бледный или жёлтый |
| В состоянии покоя | Зелёный |
Важно! Хамелеон, как и другие рептилии, не слышит, поэтому для удачной охоты ему необходимо видеть движение добычи.
Каким образом и как быстро он это делает
Если хамелеон содержится в качестве домашнего питомца, то в обычной обстановке он зелёный, и без причины у него нет необходимости изменять цвет.
Все исследования, чтобы определить, за счёт чего происходит смена окраса, показали, что ящерица всегда реагирует на другую особь или на врага, а также на различные природные факторы.
Неконтролируемое изменение окраски (в момент смерти, при воздействии электрическим током и т. д.) привело к появлению гипотезы о том, что управление действиями нервной системы осуществляют волевые и автоматические центры. Поэтому частично изменение окраски зависит от того, что ящерица заметила врага, соперника, самку.
Знаете ли вы? Почти половина всех известных видов хамелеонов — обитатели острова Мадагаскар. Кроме этого острова, они не встречаются больше нигде в мире.
А вот неконтролируемые изменения цвета обеспечиваются поступлением сигнала к нервным клеткам (зрительный, осязательный).
Реагируя на полученный сигнал, кожа меняет оттенок. Скорость смены цвета составляет всего несколько долей минуты. Считается, что такая скорость не позволяет птицам увидеть изменение и даёт хамелеону дополнительный шанс на выживание. 
Результаты экспериментов
Если вы приобрели питомца-хамелеона, то мало кто устоит от желания провести ряд самостоятельных экспериментов и узнать, какого цвета станет он в другой обстановке или если посадить его рядом с зеркалом.
Итак, если хамелеон смотрится в зеркало, то изменение цвета зависит от пола. Самец начнёт готовиться к бою с соперником и меняться. Окраска станет яркой, её цвет зависит от вида, к которому принадлежит ящерица.
А вот самка будет ожидать, пока отражающийся в зеркале хамелеон (самец) начнёт менять цвет. Но так как это она сама, то, конечно же, оттенок кожи не изменится, и, заскучав, самка просто уйдёт.
И всё же, изучая свойства ящерицы, не следует подвергать животное частым стрессам. Ведь это сокращает продолжительность жизни вашего питомца и может привести к болезням.
Как хамелеоны меняют цвет: видео
Была ли эта статья полезна?
Да
Нет
Реклама
Хамелеоны создали довольно солидную репутацию на двух общепринятых убеждениях: они могут незаметно сливаться с окружающей средой, и они являются идеальными объектами для культовых гимнов 80-х годов. Но оказывается, что один из этих предполагаемых фактов не совсем верен — на самом деле, все, что вы думаете о хамелеонах и их способности менять цвет, вероятно, отсталый.
«Свойства хамелеонов, изменяющие цвет, на самом деле не помогают им гармонировать, а их естественное, расслабленное состояние — то, что помогает им сливаться», — говорит Даниэль Флинн, менеджер по маркетингу Общества охраны природы Калифорнии в Оклендском зоопарке.«Выражение« сливаться как хамелеон »не совсем точное, означающее, что эти ящерицы изменяют свой внешний вид не для того, чтобы соответствовать ему, а для того, чтобы выделиться».
Это все о иридофорах
Ученые долго считали, что хамелеоны меняют свою окраску так же, как осьминоги меняют оттенки, но биологи и физики в последнее время несколько поняли, что что-то еще происходит полностью. «Изменение цвета, которое вы видите, основано на структурных изменениях кристаллоподобных клеток, называемых иридофорами под кожей, которые преломляют свет», — говорит Флинн.
Когда что-то волнует или волнует хамелеона, вещи начинают становиться интересными. «Когда они возбуждаются, чувствуют угрозу или хотят показать себя позитивно по отношению к партнеру или негативно по отношению к сопернику, кристаллы отделяются или сжимаются и испускают вид разных цветов», — говорит Флинн.
В исследовании 2015 года, опубликованном в журнале Nature Communications, исследователи из Женевского университета в Швейцарии показали, что иридофоры действуют как крошечные зеркала, которые избирательно отражают и поглощают разные цвета.В то время как у многих животных есть цветовые рисунки — например, птицы и рыбы — клетки, которые делают возможным их яркие дисплеи, обычно поглощают или отражают определенные области спектра видимого света. Клетки хамелеона различны — иридофоры могут фактически поглощать или отражать любых цветов спектра.
«Некоторые виды меняют больше цветов, чем другие», — говорит Флинн. «Например, некоторые из них будут менять оттенки от светлых до более темных, в то время как другие изменят свои цвета на более яркие, яркие.Есть довольно много разновидностей, таким образом, есть много отклонения. Среди всех них они могут изменять различные типы цветов — даже цвета, которые не видны человеческому глазу! «
Пигменты внутри иридофоров обычно содержатся в крошечных мешочках, но когда настроение хамелеона меняется, его нервная система активирует клетки, чтобы сокращаться или расширяться. Когда животное расслаблено, клетки остаются близко друг к другу и отражают короткие волны, как синий.Прилив волнения толкает эти клетки дальше друг от друга, позволяя каждому иридофору отражать более длинные волны, такие как красный, оранжевый и желтый.
Но если естественным образом расслабленные клетки отражают синий цвет, почему охлажденные хамелеоны обычно зелены, как и их окружение? «В основном, когда хамелеон расслаблен, он естественно виден зеленым, чтобы помочь им маскироваться под зеленые листья и деревья», — говорит Флинн. «Это связано с естественным желтым пигментом в сочетании с расслабленным состоянием кристаллических клеток, которые отражают синий свет.Синий плюс желтый равен зеленому. «Быть зеленым может быть нелегко, но это необходимо для хамелеона, у которого нет реальной защиты; смешивание — это лучшая ставка против хищников.
Итак, если изменение цвета происходит из-за специальных клеток под кожей, почему эти эффекты являются внешними? Внешний слой кожи хамелеона фактически прозрачен. Под этим внешним слоем лежит еще несколько слоев, содержащих различные специальные навыки, в том числе синие и белые светоотражающие иридофоры.Что действительно дико, так это то, что если хамелеону нужна резкая быстрая смена (например, когда он пытается похвастаться перед потенциальным партнером), он может быстро сбросить свои наружные слои кожи, чтобы в спешке подвергнуть иридофоры воздействию прямых солнечных лучей.
Узнайте больше о хамелеонах в «Joy Cowley» Chameleon, Chameleon . HowStuffWorks выбирает связанные названия на основе книг, которые, как нам кажется, вам понравятся. Если вы решите купить один, мы получим часть продажи.
,Почему хамелеоны меняют свой цвет?
Вы когда-нибудь хотели, чтобы вы могли сливаться с фоном? Возможно, вы забыли прочитать все домашние задания, и учитель призывает вас. Разве не было бы здорово, если бы ты мог выглядеть как стол и стул?
Если вы фанат ящериц, вы, вероятно, уже знаете, что есть некоторые типы ящериц — называемые хамелеонами — которые могут изменить свой цвет. Задумывались ли вы, почему — и как — они могут это сделать?
Хамелеоны — это ящерицы, которые являются частью научного семейства Chamaeleonidae.В дополнение к способности изменять цвет, хамелеоны имеют много других характеристик, которые делают их особенными, в том числе похожие на попугая ноги, глаза, которые могут смотреть одновременно в двух разных направлениях, длинные языки и хвосты.
Хамелеоны бывают разных цветов, таких как розовый, синий, оранжевый, красный, желтый, зеленый и бирюзовый. Их можно найти в Африке, Европе, Азии и Северной Америке. Существует около 160 различных видов хамелеонов, и они могут жить как в дождевых лесах, так и в пустынях.
Многие считают, что хамелеоны меняют цвет, чтобы замаскировать себя и спрятаться от хищников.Однако хамелеоны очень быстрые — многие могут бегать со скоростью до 21 мили в час — и могут довольно легко избежать большинства хищников. Таким образом, камуфляж является лишь вторичной причиной, по которой большинство хамелеонов меняют цвет.
Так зачем им менять цвета? Ученые считают, что хамелеоны меняют цвет, чтобы отражать их настроение. Тем самым они посылают социальные сигналы другим хамелеонам. Например, более темные цвета означают, что хамелеон злится. Более светлые цвета могут быть использованы для привлечения партнеров.
Некоторые хамелеоны также меняют цвета, чтобы помочь своим телам приспособиться к изменениям температуры или света.Например, хамелеон, который остывает, может измениться на более темный цвет, чтобы поглощать больше тепла и нагревать свое тело.
В течение многих лет ученые полагали, что хамелеоны меняют свой цвет, манипулируя специализированными клетками — так называемыми хроматофорами — которые содержат разные цвета пигмента. Например, когда хамелеон хочет передать определенное настроение или сообщение, его мозг посылает сообщение своим хроматофорам, которые затем перемещают пигменты, чтобы изменить цвет хамелеона.
Сегодня исследователи считают, что пигменты — не единственный механизм, который хамелеоны используют для изменения цвета.В то время как пигменты могут объяснить более теплые тона, такие как зеленые, они не могут объяснить более яркие тона, такие как красные и желтые.
Недавние исследования показали, что хамелеоны также имеют специальный слой клеток, называемый иридофорами, под кожей. Эти специальные клетки, которые содержат пигмент и отражают свет, состоят из сотен тысяч кристаллов гуанина. Хамелеоны могут расслаблять или возбуждать свою кожу, заставляя эти особые клетки двигаться и изменять структуру. Исследователи обнаружили, что, когда это происходит, эти клетки действуют как призмы, отражая свет различной длины волны, создавая различные оттенки, которые мы видим.
,Изменяющего цвет секрета хамелеонов| Живая наука
Странная способность хамелеона менять цвет издавна загадывала людей, но теперь секрет ящерицы раскрыт: хамелеоны могут быстро менять цвет, регулируя слой специальных клеток, расположенных внутри их кожи, согласно новому исследованию.
В отличие от других животных, которые меняют цвет, таких как кальмар и осьминог, хамелеоны не изменяют свои оттенки, накапливая или рассеивая пигменты в своих клетках кожи, обнаружили исследователи.Исследователи говорят, что вместо этого ящерицы полагаются на структурные изменения, которые влияют на то, как свет отражается от их кожи.
Чтобы исследовать, как рептилии меняют цвет, исследователи изучили пять взрослых самцов, четырех взрослых самок и четырех хамелеонов-пантер ( Furcifer pardalis ), разновидность ящерицы, обитающей на Мадагаскаре. Ученые обнаружили, что хамелеоны имели два наложенных друг на друга толстых слоя клеток иридофора — радужные клетки, которые имеют пигмент и отражают свет. [См. Фотографии изменяющих цвет хамелеонов]
Ячейки иридофора содержат нанокристаллы различных размеров, форм и организаций, которые являются ключевыми для драматических цветовых сдвигов хамелеонов, говорят исследователи.Они обнаружили, что хамелеоны могут изменить структурное расположение верхнего слоя клеток, расслабляя или возбуждая кожу, что приводит к изменению цвета. Например, мужской хамелеон может быть в расслабленном состоянии, когда он висит на ветке, и в возбужденном состоянии, когда он видит соперничающего мужчину.
«Когда кожа находится в расслабленном состоянии, нанокристаллы в клетках иридофора очень близки друг к другу — следовательно, клетки специфически отражают короткие волны, такие как синий», — сказал старший автор исследования, профессор генетики Мишель Милинкович и эволюция в Женевском университете в Швейцарии.
С другой стороны, когда кожа становится возбужденной, расстояние между соседними нанокристаллами увеличивается, и каждая ячейка иридофора (которая содержит эти нанокристаллы) избирательно отражает более длинные волны, такие как желтый, оранжевый или красный, сообщил Милинкович в интервью Live Science в электронном письме. .Но хамелеоны не всегда голубые. По словам Милинковича, кожа ящериц также содержит желтые пигменты, а синий в сочетании с желтым делает зеленый, «загадочный» цвет, маскирующий их среди деревьев и растений.
Этот мужской хамелеон изменил цвет, с зеленого на желтый. Его красные отметины также стали более яркими. (Фото предоставлено Мишелем Милинковичем).«Красный оттенок кожи не сильно меняется при возбуждении, но его яркость увеличивается», — пишут исследователи в исследовании.
Кроме того, исследователи обнаружили более глубокий и толстый слой клеток кожи, которые отражают большое количество солнечного света в ближней инфракрасной области. Исследователи утверждают, что хотя эти клетки не меняют цвет, возможно, они помогают хамелеонам отражать тепло и оставаться холодными.
Исследователи использовали ряд методов для изучения клеток иридофора. Они снимали изменения цвета хамелеонов с помощью видеографии высокого разрешения и создавали численные модели, которые предсказывают, как нанокристаллы должны отражать свет.
«Результаты идеально соответствуют тому, что мы наблюдаем [в реальной жизни]», — сказал Милинкович.
Исследователи также манипулировали клетками, подвергая их воздействию растворов различных концентраций, которые вызывали их набухание или сжатие.Эти модификации изменили расстояния между нанокристаллами и изменили их видимые цвета, как и предсказывали исследователи, сказал Милинкович.
Однако, только взрослые мужчины-хамелеоны меняют цвет, особенно когда они видят конкурирующего мужского хамелеона, которого хотят прогнать, или самку, чтобы привлечь, сказал Милинкович. Самки и молодые хамелеоны имеют тусклый цвет и имеют очень уменьшенный верхний слой клеток иридофора, сказал он.
Результаты могут помочь инженерам и физикам воспроизвести способность хамелеона изменять цвет в новых технологиях, таких как приборы, которые устраняют отражение, сказал Милинкович.
Исследование было опубликовано в сети сегодня (10 марта) в журнале Nature Communications.
Следите за Лорой Геггель в Твиттере @LauraGeggel . Follow Live Science @livescience , Facebook & Google+ . Оригинальная статья на Live Science.
,Оптическое общество: исследование науки о свете
Хамелеоны демонстрируют замечательные оптические явления. Кожа хамелеона может быстро и резко изменить цвет, его глаза позволяют ему смотреть почти во всех направлениях, не двигая головой, и у него даже есть элементарный третий глаз!
Существует более 100 видов настоящих хамелеонов. Они встречаются в Африке, на Мадагаскаре, в Испании, на юге Европы, в Аравии, Индии, Шри-Ланке и на Сейшельских островах. Несколько изменяющих цвет ящериц в Соединенных Штатах, обычно называемых анолами, также обычно называют хамелеонами.
У хамелеона удивительно длинный липкий язык, который летит в воздух, чтобы поймать насекомых. Его тело необычной формы, и большинство хамелеонов специально приспособлены для жизни на деревьях. Длинные тонкие ноги ящерицы поднимают его над землей, а пальцы его ног разделены на противоположные группы из двух и трех цифр, которые позволяют ему хвататься за ветви, а не цепляться за них, как за когти. Сильный, завитый хвост также приспособлен для хватания. У многих хамелеонов есть головы с крупными куполами или касками, а у самцов может быть до трех рогов, иногда используемых для боя.
Помимо того, что хамелеоны реагируют на свет, они меняют цвет, когда напуганы, и в ответ на температуру и другие изменения окружающей среды. Гормоны, которые воздействуют на специальные пигментные клетки кожи, вызывают изменение цвета. Однако его цвет не всегда меняется, чтобы соответствовать окружающей обстановке, как принято считать.
Изменение цвета кожи хамелеона связано в основном со специальными пигментосодержащими клетками на его коже, хотя некоторые из цветов обусловлены эффектом, подобным тому, что заставляет дневное небо быть голубым.Вот схематичное изображение кожи хамелеона:
Клетки следующего слоя содержат желтый пигмент.
Под слоем желтых пигментированных клеток находится слой клеток, которые содержат крошечные частицы, намного меньшие, чем любая из длин волн в видимом свете. Когда свет, имеющий смесь цветов, попадает в эти ячейки, более голубая часть света рассеивается в широком диапазоне направлений, в то время как более красная часть света почти не рассеивается и в основном продолжается в своем первоначальном направлении.Это тот же механизм, который создает синий цвет ясного дневного неба и красный цвет восходов и закатов. Синий цвет, производимый этим механизмом, называется «синее Тиндалла».
Наконец, под слоем светорассеивающих клеток находится слой клеток, содержащий гранулы темного пигмента, называемого меланином. Эти клетки необычны, потому что гранулы меланина могут перемещаться внутри клетки. Гормоны хамелеона приводят к тому, что гранулы меланина либо широко распределяются по клетке, либо собираются вместе в один небольшой комок около центра клетки.Клетки, содержащие гранулы меланина, имеют ветви, которые проходят вверх в два слоя выше, как показано на предыдущем рисунке. На рисунке ниже показано, как различные количества дисперсии гранул меланина изменяют оптические свойства одной из этих клеток.
Там, где гранулы меланина в меланин-содержащих клетках полностью сокращаются, вы видите, прежде всего, желтый пигмент в коже хамелеона. Синий свет от рассеивающих ячеек смешивается с красным, оранжевым, желтым и зеленым рассеянным светом, отраженным ячейками под рассеивающим слоем.
Там, где гранулы меланина частично диспергированы, меланинсодержащие клетки обеспечивают основу под рассеивающими клетками, поглощая красный, оранжевый, желтый и зеленый рассеянный свет, так что синий рассеянный свет становится более заметным. Цвет кожи хамелеона затем определяется желтым пигментированным слоем и синим рассеянным светом. Кожа хамелеона выглядит коричневой, зеленой или темно-зеленой, в зависимости от того, насколько широко диспергированы гранулы меланина.
Там, где гранулы меланина полностью диспергированы, кожа животного выглядит довольно темной, иногда даже черной. Тиндалловый синий из рассеивающего слоя затем в основном поглощается.
Клетки с подвижными гранулами меланина — единственные, которые изменяются, когда хамелеон меняет цвет. Гормоны, которые контролируют меланинсодержащие клетки, могут различаться по концентрации в организме хамелеона, создавая сложные цветные узоры. Некоторые рисунки являются хорошим камуфляжем, в то время как другие рисунки имеют эффектные полосы или пятна контрастных цветов, которые сигнализируют о настроении хамелеона. Руководство по хамелеону , написанное Франсуа Лебером и его коллегами, содержит множество замечательных фотографий цветов и узоров хамелеонов.
Хамелеон может направить свои два глаза независимо, так что один глаз смотрит вперед, а другой — назад, или один смотрит вверх, а другой смотрит вниз. Хамелеон может сделать это, потому что его глаза находятся на слегка поднятых турелях с обеих сторон его головы, вместо того, чтобы быть утопленными в защитные гнезда, как у нас. В некоторых других отношениях глаза хамелеона напоминают наши.Поскольку хамелеоны активны в дневное время, их сетчатка включает в себя клетки колбочек. Различные типы колбочек по-разному реагируют на свет разных цветов, поэтому животное с колбочками в сетчатке может видеть цвета. (Многие виды животных, которые активны только ночью, не имеют колбочковых клеток в сетчатке и не могут различать цвета.)
Хамелеон имеет небольшое светочувствительное пятно на макушке. Этот «третий глаз» не образует изображение, поэтому это всего лишь рудиментарный глаз.Он называется «теменным глазом», и на страницах 26–27 в «Руководстве по хамелеону» Франсуа Леберра показано, где он находится на голове хамелеона. У хамелеонов третий глаз покрыт чешуей, но у некоторых других видов ящериц он не покрыт. Третий глаз чувствителен только к фиолетовому и синему свету: он игнорирует свет с большей длиной волны.
Окаменелости некоторых вымерших рыб, амфибий и рептилий также показывают третий глаз. Пинеальная железа в мозге человека и других млекопитающих, вероятно, развивалась из третьего глаза.У млекопитающих шишковидная железа больше не ощущает свет напрямую; он получает информацию о яркости от двух других глаз, а затем вырабатывает гормоны, которые влияют на сонливость и бодрствование, включая смену часовых поясов.
Автор: Джон Хорнштейн.