Πώς αλλάζουν χρώμα οι χαμαιλέοντες – Οι χρωστικές και τα κυτταρικά κάτοπτρα

1
858

Ελβετοί ερευνητές ανακάλυψαν πώς οι χαμαιλέοντες αλλάζουν το χρώμα του δέρματός τους: αναδιατάσσουν τους κρυστάλλους μέσα σε ειδικά δερματικά κύτταρα.

Παλαιότερες μελέτες υποστήριζαν ότι τα υπέροχα ερπετά άλλαζαν χρώμα συγκεντρώνοντας ή διασπείροντας χρωστικές ουσίες σε διαφορετικά κύτταρα, ωστόσο η νέα έρευνα κάνει λόγο για ένα κρυσταλλικό «επιλεκτικό κάτοπτρο«.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ακόμα ένα δεύτερο στρώμα κυττάρων που αντανακλούν το σχεδόν υπέρυθρο φάσμα του φωτός και πιθανόν συμβάλλουν στη διατήρηση της θερμοκρασίας των ζώων σε ανεκτά επίπεδα.

Τα ερπετά δημιουργούν τα χρώματα με δύο τρόπους: διαθέτουν κύτταρα γεμάτα χρωστικές με θερμά ή σκούρα χρώματα, αλλά τα πιο φωτεινά γαλάζια και άσπρα χρώματα προέρχονται από την φυσική αντανάκλαση του φωτός που επιτυγχάνουν αυτοί οι κρύσταλλοι.

Τα χρώματα αυτά μπορούν ακόμα να αναμειχθούν: ένα ζωηρό πράσινο μπορεί να προέλθει από ένα βασικό γαλάζιο πάνω στο οποίο θα έχει διαχυθεί κίτρινη χρωστική ουσία.

Ορισμένες αλλαγές προκύπτουν από την μετάθεση χρωστικών. Για παράδειγμα, μικροσκοπικά «πακέτα» σκούρας μελανίνης διαχέονται στις έλικες των μεγάλων «μελανοφόρων» κυττάρων ή να συγκεντρώνονται στο κέντρο ώστε το χρώμα να «ανοίξει» ξανά. Πολλά ψάρια και ερπετά αλλάζουν χρώμα με αυτό τον τρόπο για να «καμουφλάρουν» το άγχος τους ή για να προσαρμοστούν στα χρώματα του περιβάλλοντος χώρου.

Στο πλαίσιο της μελέτης χρησιμοποιήθηκαν πάνθηρες χαμαιλέοντες, ένα είδος που ενδημεί στη Μαδαγασκάρη, οι οποίοι μπορούν να αλλάζουν χρώμα αξιοποιώντας τις χρωστικές, αλλά έχουν και την ικανότητα να αποκτούν άμεσα φωτεινά χρώματα όταν βλέπουν έναν πιθανό σύντροφο για ζευγάρωμα ή ανταγωνιστή χάρη στους κυτταρικούς κρυστάλλους.

_81553278_changes

—Η μελέτη

Η μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Nature Communications αποτελεί τον καρπό της συνεργασίας κβαντικών φυσικών με εξελικτικούς βιολόγους του Πανεπιστημίου της Γενεύης στην Ελβετία.

Καταρχάς, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι οι χαμαιλέοντες πάνθηρες δεν διέθεταν μεγάλα, αραχνοειδή κύτταρα με φωτεινές, κίτρινες ή ερυθρές, χρωστικές που θα δικαιολογούσαν την απότομη μεταβολή σε ζωντανά χρώματα.

Ανακάλυψαν τους κρυστάλλους όταν ερεύνησαν τα λεγόμενα «ιριδοφόρα» κύτταρα με τη βοήθεια ενός μικροσκοπίου ηλεκτρονίων.

Από όποια γωνία κι αν κοίταξαν, τα κύτταρα διαμόρφωναν ένα καθαρό και σαφές πλέγμα, ακριβώς σαν τις δομές που δημιουργούν τα δομικά χρώματα.

«Όταν βλέπεις αυτή τη δομή με τα μάτια ενός φυσικού ξέρεις ότι θα έχει επίδραση στο φως» αναφέρει ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, Καθηγητής Μισέλ Μιλίνκοβιτς.

Τη μεταβολή στη διάταξη των κυττάρων επιβεβαίωσαν εξετάζοντας και κομμάτια του δέρματος ζωντανών ερπετών.

«Το φως διαπερνά τη δομή με την εξαίρεση πολύ συγκεκριμένων μηκών κύματος. Εάν η απόσταση ανάμεσα στα στρώματα είναι μικρή αντανακλά μικρά μήκη κύματος, όπως το γαλάζιο. Εάν είναι μεγάλη αντανακλά μεγαλύτερα μήκη κύματος όπως το ερυθρό» αναφέρει ο Μιλίνκοβιτς.

Κάτω από τα ιριδοφόρα κύτταρα, οι ερευνητές ανακάλυψαν ένα πρόσθετο στρώμα αποτελούμενο από μεγαλύτερα και πιο άναρχα χωροθετημένη κύτταρα.

Επειδή, η συγκεκριμένη «χαοτική» διάταξη αντανακλά πολύ αποτελεσματικά το ηλιακό φως που βρίσκεται κοντά στο υπέρυθρο φάσμα, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι λειτουργεί ως ψυκτικό για τον χαμαιλέοντα.

Ο διαχωρισμός ανάμεσα στα δύο στρώματα είναι μοναδικό γνώρισμα του χαμαιλέοντα. Άλλες σαύρες είτε διαθέτουν κανονική διάταξη κρυστάλλων για να αποκτούν φωτεινά χρώματα είτε χαοτική διάταξη για να αντανακλούν τη θερμότητα. Με το πρόσθετο στρώμα ο χαμαιλέοντας συνδυάζει και τις δύο ικανότητες.

econews

1 ΣΧΟΛΙΟ

Comments are closed.