Способность хамелеона менять цвет название. Как хамелеон меняет цвет и от чего это зависит? Как хамелеон меняет цвет
Ещё совсем недавно считалось, что способность хамелеона менять окраску - это способ защиты от хищников - змей или птиц. Но в ходе наблюдений за этой уникальной рептилией учёные выяснили, что это не совсем так, и причины для изменения окраски более разнообразны.
Описание и характеристика хамелеона
Хамелеон - это небольшая рептилия (около 30 см длиной), обитающая в Африке. В мире насчитывается около 190 видов этих удивительных животных.
Они не слишком похожи на других ящериц:
- выпуклые височные дуги, шлемообразная голова с приподнятым гребнем делают хамелеона самой узнаваемой ящерицей;
- некоторые виды достигают в длину 60 см, но есть и мини-хамелеоны длиной не более 5 см;
- уникальные цепкие пальцы в форме клешни отлично приспособлены для охватывания ветки;
- хвост может свиваться в спираль и закручиваться вокруг ветвей - такой способности больше нет ни у одной ящерицы;
- глаза рептилии могут двигаться независимо друг от друга, что помогает охоте на насекомых.
Питается ящерица различными насекомыми. Охотящийся хамелеон занимает позицию на ветке дерева и замирает. Движущиеся глаза фиксируют добычу, затем следует молниеносный бросок языка с присоской и его возврат в исходное положение с добычей. Бросок языка происходит почти мгновенно. Подсчитано, что за 3 секунды он успевает поймать до 4 насекомых.
Обитает хамелеон в материковой части Африки, Азии, Северной Америке и Европе. Хамелеоны - обитатели самых разных биотопов: пустынь, тропических лесов, саванн. Чаще всего обитает на деревьях и кустарниках, но встречаются и наземные виды.
Семейство Brookesiinae - это обитатели низкорослых кустарников и прикустарниковой зоны. Небольшие виды ящериц, живущие в листве деревьев, не могут менять цвет.
Важно! Согласно данным Международной красной книги, некоторые хамелеоны находятся под угрозой исчезновения. Это тигр-хамелеон, геймелеон Эландсберга, хамелеон Наморока и листовидный хамелеон Декари.
Как устроена кожа хамелеона
Способность некоторых живых существ изменять цвет замечена довольно давно, но возможность изучить механизм такого явления возникла лишь с появлением микроскопа. Внимательно рассмотрев кожу, учёные заметили удивительные клетки хроматофоры. В переводе с греческого этот термин обозначает «несущий цвет».
Хроматофоры содержат пигментные зёрна (меланин, каротиноиды, флавины и птеридин), которые находятся в клетке в свободном состоянии и могут перемещаться. Клетки, содержащие пигмент, находятся в двух слоях эпидермиса: наружном волокнистом и более глубоком.
Если в цитоплазме клетки много пигментных зёрен, то её окраска более интенсивная, и наоборот.
При концентрации пигментных зёрен в центре клетки кожа бледнеет или становится жёлтой. При распределении пигмента в боковых ответвлениях клетки, эпидермис окрашивается в тёмные оттенки.
Пигментные зёрна могут быть коричневыми, чёрными, жёлтыми и красными. Сочетание пигмента в двух разных слоях кожи создаёт различные оттенки ярких цветов. Некоторые клетки содержат кристаллы гуанидина.
Именно они обеспечивают серебристую или золотистую окраску. Зелёный цвет обусловлен преломлением лучей света в поверхностном слое клеток из-за этих кристаллов. Благодаря преломлению света, окраска может изменяться чрезвычайно быстро.
Хроматофоры не имеют нервных окончаний, за исключением меланофор, поэтому изменение окраски, связанное с меланофорами, согласовано с нервной системой и зависит от испытываемых состояний - страх, удовлетворение, радость и т. д.
Почему рептилия меняет свой цвет
Кожа хамелеона изначально не имеет цвета, и её оттенок зависит от того, в каком физическом состоянии находится ящерица в текущий момент. Учёные давно ответили на вопрос: меняет ли хамелеон цвет для маскировки. И теперь точно знают, что животное никогда не маскируется.
Чтобы выяснить, зачем нужна смена цвета, ящериц исследовали в различных условиях с помощью высокоточных датчиков, фиксирующих смену пигментации. Встреча двух разных особей и понимание их физиологического состояния в момент контакта помогли ответить на вопрос, от чего же на самом деле зависит окраска.
Функции окраски могут быть предупреждающими и покровительственными. Предупреждающая окраска должна отпугивать противника. К её разновидностям относится и изменение окраски некоторых живых организмов в брачный период. Такое изменение цвета обеспечивается меланофорами.
Физиологические факторы (температура воздуха, освещение, голод) также вызывают изменение окраски. Так, исследователи заметили, что африканские хамелеоны утром приобретают более тёмный оттенок, чтобы быстрее согреться в лучах солнца.
А вот во второй половине дня они бледнеют, чтобы обезопасить себя от перегрева. Цвет радужки глаз у хамелеона не изменяется, а вот кожа вокруг глаза принимает те же оттенки, что и вся ящерица.
Знаете ли вы? Глаза хамелеона обозревают пространство вокруг на 360 градусов. Приближение насекомого ящерица фиксирует с расстояния 5–10 м.
Обстоятельства и соответствующий цвет кожи
Зависимость между цветом фона и окраской учёным заметить не удалось, а вот коммуникативные функции были досконально изучены.
| Состояние ящерицы | Цвет кожи |
| Замечен соперник | Окраска обоих ящериц становится максимально яркой. Её назначение - демонстрация значимости. Яркие пятна будут преобладать до конца поединка. Побеждённый соперник темнеет, его окрас как бы говорит «не бей меня». |
| Замечена самка | Цвет самца - максимально яркий. Цвет самки зависит от степени её интереса. Незаинтересованная самка - более яркая. |
| Реакция кожи на тепло | Темнеет, если греется на солнце, и бледнеет, чтобы быстрее остыть. |
| При электрическом раздражении и в момент смерти | Бледный |
| Страх | Бледный или жёлтый |
| В состоянии покоя | Зелёный |
Важно! Хамелеон, как и другие рептилии, не слышит, поэтому для удачной охоты ему необходимо видеть движение добычи.
Каким образом и как быстро он это делает
Если хамелеон содержится в качестве домашнего питомца, то в обычной обстановке он зелёный, и без причины у него нет необходимости изменять цвет.
Все исследования, чтобы определить, за счёт чего происходит смена окраса, показали, что ящерица всегда реагирует на другую особь или на врага, а также на различные природные факторы.
Неконтролируемое изменение окраски (в момент смерти, при воздействии электрическим током и т. д.) привело к появлению гипотезы о том, что управление действиями нервной системы осуществляют волевые и автоматические центры. Поэтому частично изменение окраски зависит от того, что ящерица заметила врага, соперника, самку.
Знаете ли вы? Почти половина всех известных видов хамелеонов - обитатели острова Мадагаскар. Кроме этого острова, они не встречаются больше нигде в мире.
А вот неконтролируемые изменения цвета обеспечиваются поступлением сигнала к нервным клеткам (зрительный, осязательный).
Реагируя на полученный сигнал, кожа меняет оттенок. Скорость смены цвета составляет всего несколько долей минуты. Считается, что такая скорость не позволяет птицам увидеть изменение и даёт хамелеону дополнительный шанс на выживание.
Результаты экспериментов
Если вы приобрели питомца-хамелеона, то мало кто устоит от желания провести ряд самостоятельных экспериментов и узнать, какого цвета станет он в другой обстановке или если посадить его рядом с зеркалом.
Итак, если хамелеон смотрится в зеркало, то изменение цвета зависит от пола. Самец начнёт готовиться к бою с соперником и меняться. Окраска станет яркой, её цвет зависит от вида, к которому принадлежит ящерица.
А вот самка будет ожидать, пока отражающийся в зеркале хамелеон (самец) начнёт менять цвет. Но так как это она сама, то, конечно же, оттенок кожи не изменится, и, заскучав, самка просто уйдёт.
И всё же, изучая свойства ящерицы, не следует подвергать животное частым стрессам. Ведь это сокращает продолжительность жизни вашего питомца и может привести к болезням.
Хамелеон - обитатель знойной Африки, приобретший известность благодаря уникальной способности изменять окрас кожи. Эта маленькая ящерица длиной всего 30 см умеет преображаться, становясь черным, розовым, зеленым, голубым, красным, желтым. Многие ученые проводили различные исследования, чтобы выяснить, как хамелеон меняет цвет, и с чем это связано. Предполагалось, что он таким образом маскируется под окружающий его фон. Но это оказалось неверным предположением.
Эта ящерица сама по себе уникальна. Она похожа на дракона, часто меняет окрас кожи, часами сидит на ветвях деревьев в ожидании жертвы, которую захватывает длинным языком. Ее глаза живут отдельной жизнью, поворачиваясь в разные стороны. Хамелеон меняет цвет благодаря особым клеткам - хроматофорам. Его кожа прозрачна, поэтому так хорошо видны клетки, содержащие пигмент разного цвета.
Долгое время исследователи не могли понять, как хамелеон меняет цвет, и почему это происходит. Предполагалось, что это ему необходимо для маскировки. Ведь окрасившись, например, в ящерица может маскироваться в листве, прячась от хищников и поджидая своих жертв. Ведь в ходе эволюции многие хамелеоны научились приобретать цвет и рисунок своего врага - например, птицы или змеи.
Современные исследования показали, что процесс того, как хамелеон меняет цвет, полностью зависит от его состояния. Окрас кожи варьируется от перемены настроения - таких реакций, как страх или радость. Это может зависеть даже от температуры воздуха. В Африке многие хамелеоны приобретают утром, чтобы притягивать а вот днем светлеют, чтобы было не так жарко. Пестрые цвета они используют в брачных играх, с целью привлечь к себе представителя противоположной стати.
Хроматофоры у хамелеонов расположены в глубоких слоях кожи и напрямую зависят от нервной системы. В верхнем слое находятся содержащие красный и желтый пигменты клетки. Далее расположено гуанин, которое очень точно воспроизводит синий цвет. Под ним - меланофоры, отвечающие за пигменты черного и желтого окрасов и содержащие меланин. То, как в клетке расположены пигментные гранулы, полностью влияет на цвет. Хамелеон - очень интересное животное. Ведь пигменты в его клетках очень быстро перемещаются, изменяя окрас. Если они сосредоточены в центре клетки, то она останется прозрачной, а если равномерно по ней распределены, то окрасят в интенсивный цвет.
Нервные окончания соединяют хроматофоры с мозгом, откуда и поступают команды к изменению. То, как хамелеон меняет цвет, можно сравнить с палитрой, в которой краски, перемешиваясь, создают совершенно новые оттенки. Благодаря своей способности к изменению окраса кожи, эта ящерица приобрела огромную популярность. Сегодня и другие вещи, переливающиеся разными оттенками или изменяющие их, называют хамелеонами.
Хотя кажется, что изменяя цвет, ящерица желает замаскироваться, это не так. Она вовсе не обращает внимания на фон. На окрас кожи влияет настроение, переживаемые эмоции, температура воздуха, но никак не окружающая обстановка. Поэтому мнение о том, что когда хамелеон окажется на то на нем появятся черные и белые клетки, в корне неверно.
У большинства людей слово «хамелеон» у ассоциируется со способностью менять окраску тела. Собственно, это умение и выделило его среди других ящериц и сделало столь популярным.
Вопреки всеобщему мнению хамелеон меняет окраску не только для маскировки под окружающую среду. Также можно выделить ряд других факторов: физиологических (влажность и температура воздуха, освещение) и эмоциональных (агрессия, страх брачный период).
Прошло много веков пока ученым удалось разгадать загадку хамелеона, выяснить и изучить природу его способности.
Рассматривая под микроскопом кожу ящерицы, биологи выделили особые пигментные клетки - хроматофоры. Они расположены на поверхности кожи в два слоя, могут растягиваться, сокращаться и имеют сложный механизм работы, тесно связанный с нервной системой.
В хроматофорах содержатся зерна пигментов разного цвета (тёмно-коричневого, красноватого, желтого и черного). Когда клетки сокращаются кожа становится синей, а когда растягиваются, сначала зеленой, а потом желтой. Если одновременно сокращаются оба слоя хроматофор, открывается нижний слой белых клеток без пигментов и кожа ящерицы кажется бледной.
Красный цвет придает коже отдельная группа клеток, которые могут становиться светлее или темнее в зависимости от расположения в них гранул меланина, того самого пигмента что у людей отвечает за цвет кожи, волос и радужки глаз.
Некоторые считают, что, маскируясь, хамелеоны способны принимать любую окраску или орнамент, но это не совсем верно. Хамелеон не станет черно-белым в клетку, если полежит на шахматной доске. Возможные цветовые комбинации и яркость шкурки у каждого отдельного вида разная, но всегда варьируется в ограниченном диапазоне.
Для меня это похожее на дракона существо, которое способно менять свой окрас, - самое удивительное создание на свете. Многие думают, что таким образом хамелеоны маскируются под окружающий их фон. Это не совсем так. Возможно, вам будет интересно узнать, как и почему хамелеоны меняют цвет.
Почему хамелеоны меняют цвет
Долгое время ученые предполагали, что хамелеон меняет цвет для маскировки. Однако, последние исследования показали, что они вообще не обращают внимания на то, что их окружает. На изменение окраса влияют переживаемые эмоции, свет или температура воздуха.
Чтобы притянуть к себе солнечные лучи, утром они могут быть чёрного цвета, а днем, чтобы не было жарко, светлеют. Для привлечения партнера в брачные игры они окрашиваются в яркие цвета.
Как это происходит
Происходит это благодаря особым клеткам с цветовыми пигментами - хроматофорам. Находятся они в слоях кожи и зависят от нервной системы. Кожа хамелеона прозрачна, поэтому эти клетки хорошо видны:
- в верхнем слое находятся красный и желтый пигменты;
- далее расположен гуанин, который воспроизводит синий цвет;
- под ним меланин - отвечающий за пигмент черного цвета.
От того, как расположены пигменты в клетке, зависит цвет кожи. Если они находятся в её центре - кожа остается прозрачной. А когда отрезки клетки начинают сокращаться, то пигменты перераспределяются, и кожа окрашивается в интенсивные цвета.
Какие ещё особенности у хамелеонов
Ещё одна особенность хамелеонов - способность быстро схватывать пищу языком. Язык у них в два раза длиннее тела, и выбрасывают они его быстрее, чем можно проследить взглядом. Как только кончик языка касается добычи, она тут же приклеивается к нему и втягивается в рот.
Как для рептилий, то у них очень хорошее зрение. Они могут видеть несколько предметов одновременно, вращая глазами отдельно друг от друга. Но выбрав цель, оба глаза сразу фокусируются в одном направлении.
Хамелеоны - самые загадочные рептилии на планете, которые пугают, завораживают и удивляют одновременно. И несомненно, они стоят того, чтобы знать о них побольше.
Чтобы защитить себя многие животные меняют цвет, подстраиваясь под окружающую среду. Раньше бытовало мнение, что хамелеон варьирует свою колористику именно по этой причине. Но необычная рептилия оказалась не так проста, как считалось ранее. Хамелеон меняет окраску не для того, чтобы отпугнуть хищников или слиться с окружением, как выяснили недавно ученые. Зачем хамелеон меняет цвет? Так он взаимодействует с другими особями своего вида, передавая информацию, – определила научная группа из университета Аризоны.
Как меняет цвет хамелеон?
Окраска хамелеонов-самцов становится намного интенсивней, когда они соперничают друг с другом за территорию или внимание самки, проявляя агрессию. Удивительно то, что самцы, демонстрирующие более яркий окрас и быстро меняющие оттеночную гамму на голове, обычно выигрывают поединок. Во время противоборства у хамелеонов проявляются насыщенные желтые, апельсиновые, зеленые и бирюзовые тона. При помощи броских цветовых сигналов и резкого изменения внешнего вида хамелеон акцентирует свое превосходство, а «радужный» бой редко заканчивается физическим контактом. Если же спарринг все-таки происходит, то длится он 5-15 секунд, не более.
Интересно знать! Всего существует порядка 160 видов хамелеонов. 75 видов хамелеонов-эндемиков, из которых три разновидности близки к вымиранию, проживает на Мадагаскаре. Последний найденный вид – хамелеон Belalanda, по мнению ученых, одна из самых редких рептилий в мире.
Взяв в качестве «подопытного кролика» йеменского хамелеона вида Chameleon caluptratus (ареал распространения – Аравийский полуостров: территория Саудовской Аравии и Йемена), известного своей агрессивной манерой поведения, ученые закрепили на его теле 28 датчиков и отследили размеры, яркость и скорость смены цветовых пятен. В процессе эксперимента научная группа выявила, что находясь в спокойном состоянии, хамелеон меняет цвет от коричневого до зеленого с желтыми оттенками, но сохраняет при этом собственный уникальный окрас, отличный от других своих сородичей.
Как хамелеон меняет цвет видео:
Интересно знать! Самый маленький хамелеон в мире относится к лиственным хамелеонам – эндемикам Мадагаскара рода Брукезия Brookesia minima – размер взрослой особи составляет около 1,5 см. Этот миниатюрный хамелеон не умеет менять свой цвет – он всегда сохраняет коричневый оттенок с легкой зеленцой. Ученые высказали гипотезу, что маленькие габариты хамелеона – это своеобразный способ адаптации к окружающей среде с целью продления жизненного цикла. Самый большой хамелеон в мире — Furcifer oustaleti с размером туловища до 70 см, вместе с хвостом — около 1.5 м. Самый необычный из хамелеонов — Rwenzori Chameleon трехрогая рептилия из Уганды.
Изменение цвета хамелеона: принцип
Швейцарские ученые произвели более детальное исследование механизма изменения цвета хамелеоном. Они выявили существование в поверхностных слоях кожи рептилии настраиваемой решетки нано-кристаллов – иридофоров, которой хамелеон управляет посредством импульсов центральной нервной системы. Находкой ученых стало открытие более глубокого слоя дермы, состоящего из крупных, менее организованных иридофоров, отражающих инфракрасное излучение. Именно наложение этих двух слоев позволяет хамелеону менять цвет с маскировочного на агрессивный за 1-2 минуты. Кроме того, высокая способность тканей животного к отражению инфракрасных волн помогает ему осуществлять пассивную тепловую защиту организма.
Интересно знать! Длина языка и хвоста хамелеона почти в 2 раза превышает продольный размер туловища. Клейкий язык рептилии организован как ловчий орган, утолщающийся к концу – хамелеон выбрасывает его за доли секунды. Хвост наравне с лапами участвует в передвижении животного – его хамелеон обкручивает вокруг веток. Глаза рептилии двигаются несогласованно, осуществляя обзор на 360 градусов. Распространен хамелеон в тропических лесах Индии, Шри-Ланки и Мадагаскара, пустынной части Африки, завезен в Америку.
Как хамелеон меняет окрас: новое исследование
Помимо коричневых, красных и желтых пигментов, хамелеоны аналогично другим рептилиям обладают так называемыми структурированными оттенками: цветами, которые формируются без участия естественной пигментации кожи, а благодаря физическому явлению оптической интерференции. Клетки-иридофоры состоят из микроскопических кристаллов (нано-кристаллов), чередующихся со слоями цитоплазмы, поэтому световые волны определенной длины избирательно отражаются поверхностью кожи хамелеона, что приводит к формированию яркого пятнистого окраса и изменению цвета животного.
