Nanokristályokkal váltanak színt a kaméleonok
A kaméleon színváltó képessége hosszú ideje rejtélyt képezett, ám most fény derült titkára. Egy új kutatás szerint gyors színváltását a bőrébe ágyazódó, különleges sejtek rétegének módosulása biztosítja.
Más színváló állatokhoz – mint tintahalak és polipok – képest, a kaméleonok nem úgy változtatnak színárnyalatot, hogy bőrsejtjeikben megnövelik vagy éppen csökkentik a pigmentek számát. Ehelyett strukturális változásokkal élnek, amelyek befolyásolják, hogyan veri bőrük vissza a fényt.
Színváltásuk hátterének feltárásához a kutatók öt kifejlett hím, négy kifejlett nőstény, és négy fiatal párduckaméleont (Furcifer pardalis) vettek szemügyre. (Ez a faj Madagaszkáron őshonos.) Kiderült, hogy bőrükben iridofóra – irizáló sejtek pigmenttel, amelyek visszaverik a fényt – sejtek, két egymásra helyezett vaskos rétege található.
Ezek a sejtek különféle méretű, formájú és szerveződésű nanokristályokat tartalmaznak, ami kulcsfontosságú drámai színváltásaikhoz. Feltárták, hogy a bőr elernyesztésével vagy stimulálásával módosítani tudják a felső sejtréteg strukturális elrendeződését, ez vezet a színváltáshoz. Például, egy hím nyugalmi állapotban van, amikor egy faágon függeszkedik, és izgatottság lesz úrrá rajta, ha riválist pillant meg.
„A bőr nyugalmi állapotában az iridofóra sejtek nanokristályai nagyon közel helyezkednek el egymáshoz, ennélfogva a sejtek kifejezetten a rövid hullámhosszú fényt, például a kéket verik vissza” – mondja a vizsgálat vezető szerzője, Michel Milinkovitch. Másfelől, amikor az állat izgalmi állapotba került, megnő a távolság a szomszédos nanokristályok között, ezért az egyes iridofóra sejtek szelektív módon hosszabb hullámhosszú fényt, úgymint sárgát, narancsszínt vagy vöröset vernek vissza.
A kaméleonok azonban nem mindig kék színűek, bőrük sárga pigmenteket is tartalmaz, a kék pedig sárgával elegyedve zöldet alkot, ez lehetővé teszi beolvadásukat a lombozatba és a vegetációba. Hozzátette, a vörös árnyalat izgatottság esetén nem változik számottevően, de telítettségének mértéke növekszik.
Hovatovább arra is fény derült, hogy van egy mélyebben fekvő, még vaskosabb bőrsejtréteg, amely nagy mennyiségben veri vissza a közeli infravörös fényt. Míg ezek a sejtek a jelek szerint nem váltanak színt, elképzelhető, hogy elősegítik a hő visszaverését, ezáltal elkerülhető a túlhevülés.
A szakemberek többfajta módszer vetettek be az irizáló sejtek tanulmányozására. Nagy felbontású videokamerával lefilmezték a kaméleonok színváltását, és számtani modelleket is készítettek annak felbecslésére, a nanokristályok miként verhetik vissza a fényt. Milinkovitch szerint eredményeik tökéletes összhangban voltak a valósággal. Ezen kívül manipulálták is a sejteket, különféle koncentrációjú oldatoknak tették ki őket, amelyek folyományaképpen megduzzadtak vagy összezsugorodtak. Ezek a módosulások megváltoztatták a nanokristályok közötti távolságot, ezáltal változott a gyíkok színe is, ahogyan előre is jelezték.
Milinkovitch hozzátette, csak a kifejlett hímek változtatják színüket, különösen, ha egy rivális téved területükre, vagy éppen egy nőstényt szeretnének meghódítani. A nőstények és a fiatalok színe fakó, emellett iridofóra sejtjeik felső rétege nagyon vékony.
A tanulmányt a Nature Communications legfrissebb száma közölte.