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    變色龍,到底是怎樣變色的?

    變色龍(chameleon)是一種神秘的動物,它們能隨環境變換身體的顏色。

    它們究竟是如何改變身體顏色的,這一直是一個謎。最近,科學家終于揭開了它的變色之謎!秘密就隱藏在它們皮膚中的一種特殊細胞中。這個研究成果在線發表在3月10日的Nature Communications上。

    我們知道,烏賊和章魚也會變色。它們變色是通過增加或減少皮膚中的色素濃度來實現。然而,變色龍則另辟蹊徑。科學家們發現,變色龍依靠的是皮膚上一種反射光線的特殊結構。

    為了搞清楚變色龍的變色機制,科學家研究了5只成年雄性變色龍、4只成年雌性變色龍和4只年幼的豹變色龍。豹變色龍是一種生活在馬達加斯加的變色龍。科學家發現,變色龍皮膚中有兩層厚厚的虹色細胞(iridophore cells),重疊在一起。虹色細胞是一種含有色素、能反射光線并發出彩虹色光芒的細胞。

    科學家說,虹色細胞中含有許多不同形狀、尺寸和組合的納米晶體,這是變色龍變色的關鍵。變色龍可以放松或繃緊皮膚,從而改變表層細胞中納米晶體的排列,導致色彩的改變。比如說,一只雄性變色龍懶洋洋地趴在樹枝上時,可能皮膚處于放松狀態,而當另一只雄性競爭者出現時,它就會立刻進入興奮狀態,皮膚也緊繃起來。

    論文的作者之一、瑞士日內瓦大學的Michel Milinkovitch教授說,當變色龍皮膚放松時,虹色細胞中的納米晶體彼此靠得很近,這樣,細胞就容易反射短波長的光線,比如藍色。而當皮膚變的緊繃時,納米晶體之間的距離增大了,虹色細胞就更容易反射波長較長的光線,比如黃色、橙色和紅色。但是變色龍并不總是藍色的。它的皮膚中還含有一種黃色的色素,當藍色和黃色混合時,就變成綠色,使得它們可以隱蔽在樹葉中。

    研究者寫道:“在興奮狀態下,紅色的色調并不會改變太多,但是紅色的亮度會增加。”

    與此同時,他們還發現,變色龍還有一層更厚的皮膚細胞,能反射大量的近紅外線。這些細胞對變色沒有貢獻,但是可以幫助變色龍反射走多余的熱量,保持涼爽。


    在這個研究中,科學家用了很多方法。比如說,他們用高分辨率的相機拍下了變色龍變色的過程,建立了大量模型來模擬納米晶體反射光線的機制。他們還將變色龍皮膚上的虹色細胞放入溶液,通過改變溶液的濃度,觀察細胞腫脹或收縮時的色彩變化。這些實驗都證明,他們的理論是正確的。


    不過,只有成年雄性變色龍才會變色,特別是當它們遇到一只不識時務的雄性競爭者,或一只風姿卓約的雌性變色龍時。雌性變色龍和幼年變色龍的顏色都很暗淡,這是因為它們表層皮膚中的虹色細胞很少。

    所以,變色龍是納米級的調色師哦!這個發現有助于幫助工程師、物理學們進行仿生設計。

    (作者:Laura Geggel;編譯:汪汪;via livescience)

    • 發表于 2015-07-12 00:00
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