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科学家发现“变色龙”变色的秘密

[摘要]科学家发现变色龙可以通过调整皮肤下的一层特殊细胞来快速变色。相比于乌贼和八爪鱼的变色,变色龙不是通过改变皮肤细胞内色素的聚积和分散来变色。

科学家发现“变色龙”变色的秘密

腾讯科学讯 变色龙拥有的神奇变色能力一直令人迷惑不解,然而3月10号在《自然·通讯》发表的一篇文章揭开了变色的秘密。科学家发现变色龙可以通过调整皮肤下的一层特殊细胞来快速变色。相比于乌贼和八爪鱼的变色,变色龙不是通过改变皮肤细胞内色素的聚积和分散来变色。有意思的是这种蜥蜴是通过皮肤结构的变化来改变光在皮肤上的反射。

为了研究这种爬行动物的变色能力,研究者研究了5只成年雄性,4只成年雌性和4只幼年马达加斯加豹纹变色龙。研究者发现这种变色龙有两层厚厚的相互交叠的虹细胞(iridescent cells):虹细胞有色素并能反射光。更重要的是虹细胞中有不同大小形状和不同排列的纳米晶体,这些纳米光子晶体才是变色的关键。变色龙通过"紧张"或者"放松"皮肤来重组上层虹细胞的结构排列来变色。举个例子,一只雄性变色龙抓着一只小树枝悠闲自在,这个时候他很有可能处在"放松"的状态;当他遇到另一个雄性竞争对手的时候,他就变成"紧张"态了。

文章的通讯作者,在瑞士日内瓦大学研究遗传和进化的Michel Milinkovitch教授说:"当变色龙的皮肤处于"放松"态,虹细胞中的光子晶体一个紧挨着一个,因而细胞能够特异性地反射短波长的光,比如蓝光,蓝光进入我们的眼睛,我们看到的就是蓝色。然而当皮肤处于"紧张"态的时候,纳米晶体的间隔增加了,皮肤能够选择性地反射长波长的光,比如黄光和红光。变色龙并不一直是蓝色,这种蜥蜴的皮肤里还有一种黄色色素,黄色加蓝色生成绿色,一种可以帮助他们隐蔽在绿色树丛中的隐蔽色。"

研究者们还在论文中写道"受到刺激的时候,皮肤的红色往往不会剧烈变化,但是亮度会增加。此外研究者还在变色龙的皮肤中发现了一种埋藏更深更厚的一层细胞,这层细胞能够反射大量的近红外光。尽管这些细胞似乎不能改变颜色,却有可能帮助变色龙反射热量,避免身体过热。

文章的作者们用了一系列的方法来研究虹细胞。他们用高分辨录像技术拍摄了变色龙的变色过程,同时进行数学建模来预测纳米晶体是如何反射光的。令人兴奋的是,实验观察结果和模拟出来的结果是相互验证的。

[责任编辑:quarkqiao]
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