bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> βιολογία

Γιατί και πώς αλλάζουν οι χαμαιλέοντες το χρώμα τους;

Ένας χαμαιλέοντας αλλάζει το χρώμα του για να προσαρμόσει τη θερμοκρασία του σώματός του στην εξωτερική θερμοκρασία. Αλλάζουν χρώμα αλλάζοντας τη διάταξη ορισμένων κυττάρων του δέρματος που ονομάζονται ιριδοφόρα. Αυτά τα κύτταρα έχουν νανοκρυστάλλους που αντανακλούν φως διαφορετικών μηκών κύματος, ανάλογα με τον φυσικό προσανατολισμό τους.

Η ικανότητα των χαμαιλεόντων να αλλάζουν χρώμα ανέκαθεν κέντριζε το ενδιαφέρον των ανθρώπων. Συχνά σκεφτόμαστε πόσο δροσερή και εύκολη θα ήταν η ζωή μας αν μπορούσαμε να αλλάξουμε τα χρώματά μας, να εναρμονιστούμε με το περιβάλλον μας και να καμουφλάρουμε τους εαυτούς μας ακριβώς όπως μπορεί ένας χαμαιλέοντας. Σίγουρα θα μας βοηθούσε να ξεφύγουμε πιο εύκολα από τις άβολες καταστάσεις!

Πώς αλλάζει το χρώμα του ένας χαμαιλέοντας;

Σε αντίθεση με τα χταπόδια και τις σουπιές, που αλλάζουν χρώμα κινούμενοι γύρω από τη χρωστική ουσία στα κύτταρά τους, οι χαμαιλέοντες έχουν εξειδικευμένα κύτταρα που ονομάζονται ιριδοφόροι και κάνουν τη δουλειά γι' αυτούς.

Μια μελέτη του 2015 που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications εξέτασε πώς άλλαξαν τα χρώματά τους πέντε ενήλικοι αρσενικοί, τέσσερις ενήλικες θηλυκοί και τέσσερις νεαροί χαμαιλέοντες πάνθηρες. Βρήκαν ότι οι χαμαιλέοντες έχουν δύο στρώματα από αυτά τα ιριδίζοντα κύτταρα—ιριδοφόρα.

Αυτά τα ιριδοφόρα έχουν χρωστικές ουσίες και νανοκρυστάλλους μέσα τους που αντανακλούν φως διαφορετικών μηκών κύματος. Ο χαμαιλέοντας αλλάζει το χρώμα του διεγείροντας ή χαλαρώνοντας το δέρμα του, αλλάζοντας την πυκνότητα του ανώτερου στρώματος των ιριδοφόρων.

Το κόκκινο χρώμα προκαλείται από μια κόκκινη χρωστική ουσία (ερυθρόφορο) και το πράσινο είναι το αποτέλεσμα μιας κίτρινης χρωστικής (ξανθοφόρες), με το μπλε μήκος κύματος να ανακλάται από τα ιριδοφόρα. (Συντελεστές:Fedor Selivanov/Shutterstock)

Το δέρμα ενός χαμαιλέοντα έχει μερικούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων που συμβάλλουν στο χρώμα του. Το ανώτερο στρώμα αποτελείται από κύτταρα που περιέχουν μια κίτρινη χρωστική ουσία - ξανθοφόρα - και εκείνα που έχουν κόκκινη χρωστική - ερυθροφόρα - τα οποία υπάρχουν κυρίως σε ριγέ περιοχές. Κάτω από αυτό το στρώμα βρίσκονται τα ιριδοφόρα, τα οποία αντανακλούν διαφορετικά μήκη κύματος φωτός ανάλογα με το πώς είναι συσκευασμένα και ταξινομημένα. Τέλος, το τελευταίο στρώμα αποτελείται από μελανοφόρα. Αυτά τα μελανοφόρα έχουν προεκτάσεις που φτάνουν στο ανώτερο στρώμα του δέρματος.

Όταν ένας χαμαιλέοντας βρίσκεται σε χαλαρή κατάσταση, οι νανοκρύσταλλοι στο δέρμα είναι πιο κοντά ο ένας στον άλλο και αντανακλούν μικρότερα μήκη κύματος, όπως το μπλε. Όταν ένας χαμαιλέοντας είναι ενθουσιασμένος, η απόσταση μεταξύ των νανοκρυστάλλων αυξάνεται και αντανακλούν μεγαλύτερα μήκη κύματος, όπως κόκκινο, πορτοκαλί και κίτρινο. Αυτά τα χρώματα φαίνονται πιο έντονα σε ριγέ λωρίδες στο σώμα του χαμαιλέοντα.

Το πράσινο χρώμα ενός χαμαιλέοντα είναι το αποτέλεσμα των κίτρινων και μπλε μηκών κύματος. Το κίτρινο από τα ξανθοφόρα, συν το μπλε φως που ανακλάται από τα ιριδοφόρα, έχει ως αποτέλεσμα το πράσινο χρώμα. Σε χαλαρή, ουδέτερη κατάσταση, το πράσινο είναι ανοιχτό και ζωντανό.

Όταν έχει καταπιεσμένη διάθεση, όπως όταν χρειάζεται να κρυφτεί, ο χαμαιλέοντας μετατρέπεται σε πιο σκούρες αποχρώσεις, μερικές φορές σε σκούρο καφέ. Αυτό οφείλεται στο ότι τα μελανοφόρα διασκορπίζουν τη χρωστική ουσία στα ανώτερα στρώματα μέσω της επέκτασής τους.

Γιατί ένας χαμαιλέοντας αλλάζει το χρώμα του;

Οι χαμαιλέοντες δεν αλλάζουν το χρώμα τους για καμουφλάζ, όπως νομίζουν οι περισσότεροι. Δεν μπορούν να ταιριάξουν τέλεια με τις τρελές ροζ κουρτίνες σας ή να ταιριάξουν με τον μπλε καναπέ σας. Όσο ο Πασκάλ από το Tangled της Disney μπορεί να αλλάξει τα χρώματά του από ιδιοτροπία, δυστυχώς, αυτό είναι φαντασία για πραγματικούς χαμαιλέοντες, αν και το χρώμα του δέρματός τους εξυπηρετεί κάποιους σκοπούς καμουφλάζ.

Οι χαμαιλέοντες περνούν τον περισσότερο χρόνο τους σε δέντρα, ψηλά ανάμεσα στα καφέ κλαδιά και τα πράσινα φύλλα. Οι δικές τους πράσινες και καφέ αποχρώσεις τους επιτρέπουν να ενσωματωθούν στο φυλλώδες φόντο, αλλά η ικανότητά τους να αλλάζουν χρώμα δεν προορίζεται για αυτό.

Οι χαμαιλέοντες, όπως διαπίστωσε πρόσφατη έρευνα, αλλάζουν χρώμα για δύο βασικούς λόγους—για να επικοινωνούν και να ελέγχουν τη θερμοκρασία τους.

Τα ζώα έχουν εξελίξει διαφορετικούς τρόπους επικοινωνίας μεταξύ τους. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν κυρίως τη γλώσσα, οι πυγολαμπίδες χρησιμοποιούν το φως και οι χαμαιλέοντες χρησιμοποιούν χρώμα. Η αλλαγή χρώματος του χαμαιλέοντα μπορεί να υποδηλώνει τη διάθεσή του. Ένας θυμωμένος χαμαιλέοντας θα έχει πιο σκούρο χρώμα, ενώ ένας χαμαιλέοντας με χαλαρή διάθεση θα έχει πιο ανοιχτό χρώμα.

Μια μελέτη του 2013 εξέτασε τον χρωματισμό στους αρσενικούς χαμαιλέοντες κατά τη διάρκεια του ανταγωνισμού με άλλα αρσενικά. Οι ερευνητές ανέφεραν ότι διαφορετικά μοτίβα χρωματισμού σε διαφορετικές περιοχές του σώματος έστελναν διαφορετικά σήματα στους ανταγωνιστές τους. Τα αρσενικά με πιο σκούρο κεφάλι ήταν πιο πιθανό να κερδίσουν αγώνες, ενώ αυτά με πιο φωτεινές ρίγες ήταν πιο πιθανό να πλησιάσουν πρώτα τον αντίπαλό τους κατά τη διάρκεια του διαγωνισμού.

Συνήθως είναι οι αρσενικοί χαμαιλέοντες που κάνουν αλλαγή χρώματος, είτε για να κερδίσουν ένα σύντροφο είτε για να προειδοποιήσουν τα αρπακτικά. (Συντελεστές:reptiles4all/Shutterstock)

Αυτό είναι κυρίως κάτι που κάνουν οι αρσενικοί χαμαιλέοντες. Τα αρσενικά μπορεί να αλλάξουν το χρώμα τους για να προσελκύσουν έναν σύντροφο. Ένας αρσενικός χαμαιλέοντας θα αλλάξει σε πιο ανοιχτόχρωμες αποχρώσεις για να δείξει στο θηλυκό πόσο υγιές και σέξι είναι ή μπορεί να σκουρύνει το χρώμα του αν δει ένα άλλο αρσενικό. Ένας χαμαιλέοντας, όταν βλέπει έναν αντίπαλο, αλλάζει το χρώμα του σε πιο σκούρες αποχρώσεις για να επιβεβαιώσει την κυριαρχία του.

Οι θηλυκοί χαμαιλέοντες έχουν επίσης ικανότητες αλλαγής χρώματος, αλλά είναι περιορισμένες. Έχουν μάλλον θαμπό χρώμα σε σύγκριση με τους άντρες ομολόγους τους.

Ο άλλος λόγος που μερικοί χαμαιλέοντες αλλάζουν τα χρώματά τους είναι η θερμοκρασία. Ένας κρύος χαμαιλέοντας θα γίνει σκοτεινός για να απορροφήσει περισσότερη θερμότητα, ενώ ένας ζεστός χαμαιλέοντας θα γίνει πιο ανοιχτός για να αντανακλάσει περισσότερη θερμότητα μακριά από το σώμα του.

Για παράδειγμα, ο χαμαιλέοντας πάνθηρας βρίσκεται σε ανοιχτά, ξηρά περιβάλλοντα όπως αυτά της Υεμένης. Τα ιριδοφόρα που υπάρχουν σε αυτούς τους χαμαιλέοντες βοηθούν στη μείωση της απορρόφησης του ηλιακού φωτός, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 1993 διαπίστωσε ότι ένας σκούρος χρωματισμός υπήρχε συχνά το πρωί. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι αυτό θα μπορούσε να χρησιμεύσει στη μείωση του χρόνου κολύμβησης για τους χαμαιλέοντες.

Οι ιριδοφόροι σε αυτούς τους χαμαιλέοντες βοηθούν στη μείωση της απορρόφησης του ηλιακού φωτός, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση. (Συντελεστές:Andrey Lavrov/Shutterstock)

Η αλλαγή χρώματος στους χαμαιλέοντες και σε άλλα ζώα δεν είναι ακόμα πλήρως κατανοητή. Το εύρος των περιστάσεων στις οποίες οι χαμαιλέοντες προσαρμόζουν τα χρώματά τους εξακολουθεί να σκιαγραφείται. Το πιο συναρπαστικό ερώτημα φαίνεται να είναι πώς εξελίχθηκε εξ αρχής μια τέτοια αλλαγή χρώματος. Από πολύπλοκα πλέγματα νανοκρυστάλλων μέχρι τη διασπορά χρωστικών εν ριπή οφθαλμού, οι περίπλοκοι τρόποι με τους οποίους τα ζώα αλλάζουν χρώμα είναι εκπληκτικοί, συναρπαστικοί και εντελώς μαγικοί!


Οι νόμοι της κληρονομικότητας του Mendel:Ποιος είναι ο νόμος της ανεξάρτητης ποικιλίας;

Ο νόμος της ανεξάρτητης ποικιλίας δηλώνει ότι τα αλληλόμορφα δύο ή περισσότερων γονιδίων διαχωρίζονται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο κατά τη διάρκεια του σχηματισμού γαμετών. Το 1856, ο Γκρέγκορ Μέντελ, ένας Αυστριακός μοναχός με επιστημονική ορμή, ξεκίνησε τα πειράματά του για την κληρονομικότητ

Φοβερά πειράματα αυγών για παιδιά

Το Πάσχα είναι προ των πυλών, γι αυτό συγκέντρωσα μια συλλογή από πειράματα αυγών τέλειο για αυτή την εποχή του χρόνου. Τα αυγά είναι εξαιρετικά για πειράματα καθώς είναι φθηνά, εύκολα διαθέσιμα και πολύ ευέλικτα. Προσπαθούμε να μην σπαταλάμε φαγητό στο Science Sparks, αλλά για τις περισσότερες από

Διαφορά μεταξύ Phylum και Division

Κύρια διαφορά – Phylum vs Division Ο φυλός και η διαίρεση είναι δύο ταξινομικά επίπεδα που χρησιμοποιούνται στη βιολογική ταξινόμηση των οργανισμών. Η ταξινομία είναι κλάδος της βιολογίας, ο οποίος ομαδοποιεί και ονομάζει επιστημονικά οργανισμούς με βάση τα χαρακτηριστικά τους και την εξελικτική ιστ