Хамелеоны играют нанокристаллами

Дабы поменять цвет, хамелеон изменяет светоотражающие характеристики собственной кожи.

Свойство хамелеонов поменять цвет вошла в поговорку. Применяют они её не только чтобы замаскироваться от хищников – цветовой язык помогает им для общения между собой. В то время, когда самец пантерового хамелеона (Furcifer pardalis) видит, что кто-то покушается на его территорию, он из зелёного и незаметного делается жёлто-оранжевым, красные пятна на его коже делаются бросче, а светло синий бледнеют.

Изменяющиеся цвета должны сообщить потенциальному сопернику, что его увидели и что ему лучше уйти. Такие резкие трансформации происходят очень скоро, практически за минуту-вторую. Как хамелеоны это делают?

Пантеровый хамелеон «в зелёном». (Фото J. Teyssier et al.) Пантеровый хамелеон с добавлением красно-оранжевого. (Фото J. Teyssier et al.)‹ ›

Одно из очевидных ответов – манипуляция с различными пигментами, подобно тому, как поступают живописцы, смешивая на палитре зелёный с красным, красный с синим и т. д. Пигменты избирательно поглощают часть видимого солнечного спектра и отражают другую. Имеется и второй метод создания окраски, посредством так называемых структурных цветов, в то время, когда одно да и то же вещество возможно окрашено по-различному, в зависимости от степени его конденсации, метода упаковки, поворота довольно падающего луча света и других аналогичных параметров.

Один из вариантов структурной расцветки основан на применении хемохромов, каковые создают окраску путём отражения волн определённой длины, методом интерференции и путём рассеивания. Как раз хемохромы снабжают насекомым и птицам характерные радужные цвета.

Хамелеонье умение поменять окраску обеспечивается именно структурной природой красителя, действительно, в отличие от насекомых и птиц, хамелеоны его структуру деятельно меняют. Исследователи из Женевского университета засняли перемену окраски рептилий посредством скоростной камеры и убедились, что смена цвета сопровождается как раз сдвигом в длинах отражённых световых волн (от светло синий к зелёному и оранжевому). А это именно говорит о «структурных переменах», нежели о чередовании различных красителей-пигментов.

В коже хамелеонов имеется два слоя клеток, именуемых иридофорами: над слоем D-иридофоров находится слой S-иридофоров. В тех и в других находятся нанокристаллы азотистого основания гуанина, каковые помогают, в случае если возможно так сообщить, источником цвета: манипулируя кристаллами гуанина, рептилия меняет отражающие особенности клеток. Посредством электронного микроскопа удалось разглядеть внутреннее устройство верхних S-иридофоров.

В то время, когда хамелеон пребывает в спокойном состоянии, нанокристаллы в них расположены теснее друг к другу, и в окраске преобладают светло синий и зелёный цвета. В момент возбуждения расстояние между кристаллами гуанина возрастает приблизительно на 30 процентов, и иридофоры становятся светло-жёлтыми.

То, что именно обоюдное размещение нанокристаллов определяет окраску клеток, стало ясно из несложного опыта: иридофоры погружали в высокосолевой раствор, заставлявший клетки отдавать воду и съёживаться. Потому, что S-иридофоры становились меньше, то и частицы гуанина в них сближались между собой, и в следствии окраска «подсоленных» клеток из желтоватой делалась зелёной и синей.

Что же до D-иридофоров, то их гуаниновые кристаллы больше, находятся в большем беспорядке и собственное размещение не меняют. Их роль – не пропускать инфракрасные волны: кристаллы D-иридофоров отражают 45 процентов излучения инфракрасного диапазона. Вероятнее, D-слой клеток нужен для защиты рептилий от перегрева – разумеется, как раз благодаря ему хамелеоны смогут оставаться на солнце значительно продолжительнее вторых ящериц.

Не смотря на то, что, само собой разумеется, D-иридофоры клетки вносят собственный вклад и в цветовой спектр.

Экспериментальные результаты размещены в Nature Communications. Стоит, но, подметить, что их ещё нужно подтвердить «живьём» – другими словами убедиться, что хамелеоны вправду руководят своим цветом, меняя расстояние между кристаллами гуанина в клетках кожи. Смена окраски происходит достаточно скоро, так что, по-видимому, клетки кожи подчиняются конкретно нейронным импульсам, не смотря на то, что нельзя исключать и долгосрочное влияние гормонов.

Кроме этого до тех пор пока неизвестно, многие ли хамелеоны применяют таковой механизм перекрашивания – авторы изучения трудились лишь с упомянутым выше F. pardalis (не смотря на то, что как мы знаем, что, по крайней мере, D-иридофоры имеется у самых различных видов).

Но вот кто совершенно верно похож на пантерового хамелеона, так это кальмары. В прошедшем сезоне было опубликовано сходу пара работ, авторы которых обсуждали свойство головоногих моллюсков поменять окраску: оказалось, что в этот самый момент задействованы структурные цвета. У кальмаров в коже имеется особые клетки с множество мембранных впячиваний и складок, каковые образуют что-то наподобие фотонного кристалла с возможностью узкой настройки.

В складках находятся светоотражающие белки, и цветовые трансформации происходят благодаря химическим модификациям протеиновых молекул и перестройкам мембранных складок. Сам принцип тут такой же, как у хамелеонов, не смотря на то, что, напомним, у рептилий свет отражается не от белков, а от гуаниновых кристаллов.

Подготовлено по данным The Scientist.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Квантовые эффекты в масштабе вселенной
• Международная золотая медаль им. а. эйнштейна досталась российскому ученому

Хамелеон впервые увидел струю воды!

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Хамелеон меняет цвет, чтобы быть заметнее

  Как продемонстрировали последние изучения австралийских и южно-африканских биологов, изменение окраски помогает хамелеону не для спасения от хищников, а…

• Синтетические подсластители играют в пользу жира

  Кое-какие из неестественных заменителей сахара стимулируют появление новых жировых клеток, в один момент подталкивая их поглощать больше глюкозы….

• Наномедицина: в лечении рака форма наночастиц играет большую роль

  Эксперты в нанотехнологиях прекрасно знают, что форма играется определенную роль. Исследователи Университета Северной Каролины в Чапел Хилле (University…

• Шмелей научили играть в футбол

  Шмели смогут решать полностью незнакомые для них задачи, легко понаблюдав приятель за втором. Публичные насекомые – пчелы, муравьи, термиты –…