Почему хамелеон меняет окраску. Зачем хамелеон меняет цвет

Хамелеоны являются одними из самых необычных существ, что населяют планету. Внимание эти рептилии привлекают в первую очередь0 оригинальной способностью к преобразованию окраса. Почему хамелеоны меняют цвет? В каких случаях они прибегают к подобным метаморфозам? Как меняют цвет хамелеоны? Ответы рассмотрим в нашем материале, а также представим несколько интересных фактов об этих удивительных животных.

Механизм изменения окраса

Прежде чем поведать, почему хамелеон меняет цвет, хотелось бы сказать несколько слов о том, за счет чего становится возможной такая способность. Обусловлена оригинальная функция специфическим строением тканей кожи животного. Практически всю ее поверхность покрывают особые клетки, которые называют хроматофорами. Последние содержат в себе цветовые пигменты. Представлены красители в виде микроскопических подвижных зернышек.

Клетки хроматофоры могут расширяться и сокращаться. Результатом становится смешение цветовых пигментов в отдельных сочетаниях. Если зернышки концентрируются в центре клетки, она приобретает светлый оттенок. Когда пигменты перемещаются на периферию, образуются темные цвета.

В глубинных и поверхностных слоях кожи содержится различное количество хроматофор с отдельными сочетаниями красителей. Этим, собственно, объясняется широчайший диапазон цветов, на которые меняет окраску хамелеон. Почему такие животные прибегают к столь необычным метаморфозам? Об этом поговорим далее.

Зачем хамелеон меняет свой цвет?

Каждому из нас знакомо утверждение, что такие рептилии преобразуют окрас в целях маскировки на фоне окружающей местности, стремясь стать незаметными для хищников. Однако, как показывают результаты специальных исследований, это является не более чем заблуждением. На практике такие животные не способны становиться монохромными на белом полотне. То же касается и черного фона. В подобных ситуациях оттенок тела ящерицы все ровно будет оставаться несколько контрастным.

Так почему хамелеон меняет цвет на самом деле? Учеными было выяснено, что такие метаморфозы способны происходить под воздействием целого ряда эмоциональных и физиологических факторов. В первую очередь здесь стоит отметить воздействие на тело животного определенной температуры, освещения, влажности. Изменять оттенок хамелеоны могут при обезвоживании, болевых ощущениях, чувстве голода, испуге, проявлении агрессии по отношению к неприятелю, желании привлечь внимание самки.

Еще почему хамелеоны меняют цвет кожи? Исследователи установили, что значительную роль здесь играет то, на какие объекты устремлен взгляд животного. Согласно результатам экспериментов, при повреждении зрительного нерва ящерицы способность к цветовым метаморфозам полностью утрачивается. Обусловлено это тем, что преобразование оттенков происходит лишь при некоторой цепочке действий. Попадая на сетчатку глаза хамелеона, свет оказывает воздействие на нервную систему. Передаются сигналы в мозг, а затем к хроматофорам. Воздействие на животное светом определенной интенсивности приводит к изменению оттенка кожи в том или ином спектре. То же происходит, если раздражать тело рептилии слабыми зарядами электрического тока.

Вот мы и выяснили, почему хамелеон меняет цвет. Вопреки распространенному заблуждению, такие ящерицы не выступают экспертами в области маскировки. Смена цвета служит для прочих целей.

Какие оттенки может приобретать тело хамелеонов?

На планете проживает более 160 видов ящериц, которые относятся к представленному роду. Большинство из них способны менять цвет лишь с зеленого на коричневый. Однако некоторые рептилии научились преобразовывать оттенки тела в широчайшем спектре, начиная с белого, желтого, оранжевого и заканчивая пурпурным, розовым, черным. Примечательно, что цвет у хамелеонов меняется не моментально. Обычно на это уходит до минуты. Ведь клеткам-хроматофорам требуется некоторое время на сжатие и расширение.

Зрение хамелеонов

Если говорить об интересных фактах, что касаются этих животных, особого внимания заслуживает необычное зрение. Хамелеоны способны вращать глазами под углом в 360 о, охватывая любые окружающие объекты. Причем зрительные органы могут вращаться независимо друг от друга. При потребности глаза концентрируют внимание на отдельных предметах по обеим сторонам тела. Фокусировка зрения в одном направлении происходит во время охоты хамелеона. Таким образом, ящерица получает возможность заметить потенциальную добычу на удалении более чем в 10 метров.

Слух

Как видно, со зрением у таких рептилий все в порядке. Однако как обстоят дела с восприятием звуков окружающего мира? Со слухом таким ящерицам повезло меньше. Как и у прочих рептилий, например, змей, хамелеоны лишены среднего уха. По этой причине они не распознают большинство звуков. Впрочем, нельзя утверждать, что эти ящерицы глухие. В действительности их слух ограничен диапазоном частот в пределах от 200 до 600 Герц.

Питание

Интересным фактом является наличие у хамелеонов чрезвычайно длинного баллистического языка. У большинства видов его размеры превышают параметры тела. На конце языка присутствует так называемая ловчая присоска. В ходе поиска пропитания хамелеон занимает неподвижную позицию в засаде. Вращение глаз в различных направлениях позволяет ящерице заметить насекомое. В момент атаки хамелеон стремительно выбрасывает баллистический язык по направлению жертвы. Процесс захвата и втягивания добычи в рот отнимает доли секунды.

Рацион хамелеонов составляют бабочки, жуки, кузнечики и сверчки. Наиболее крупные представители рода ящериц способны охотиться на птиц и грызунов. В периоды дефицита пищи хамелеоны могут поглощать небольшие фрукты и листья деревьев.

Размеры

Удивительным фактом является то, что параметры тела ящериц, которые относятся к этому роду, варьируются в значительных пределах. Самыми миниатюрными хамелеонами на планете выступают представители вида Brookesia micra. Дорастать взрослые особи способны лишь до 15 миллиметров. Что касается наиболее крупных хамелеонов, то таковыми являются ящерицы вида Furcifer oustaleti. Их максимальные размеры составляют порядка 70 сантиметров.

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.

Вряд ли найдется животное, способное поспорить с хамелеоном числом анатомических диковинок. У этих ящериц язык длиннее тела, и с его помощью они способны одним «выстрелом» за доли секунды добыть себе пропитание – поймать и убить какое-нибудь насекомое. У хамелеонов отличное зрение, их телескопические глаза могут вращаться независимо друг от друга. Прямо над глазами выступают грозные «рога», а пальцы уподобились клешням и служат для крепкого захвата веточек, на которых эти ящерицы и проводят всю жизнь. Но среди всего многообразия ярких черт есть одна, выделяющая хамелеонов среди других ящериц, – это способность менять окраску. Широко распространенное мнение, будто хамелеоны принимают цвет поверхности, на которой находятся, на самом деле не совсем верно. Конечно, в некоторых ситуациях способность мимикрировать приходится весьма кстати, но в основном хамелеоны прибегают к смене окраски для общения друг с другом и с окружающим миром. Меняя цвет, эти ящерицы обозначают свое состояние: готовность к спариванию, угрозу противнику или стресс. «Хамелеоны давно привлекают внимание исследователей, но, несмотря на это, не все их тайны удалось разгадать, – рассказывает Кристофер Андерсон, эксперт по этим ящерицам из Университета имени Брауна в Провиденсе. – Мы все еще пытаемся выяснить в деталях, как они устроены – как стреляют языком во время охоты и как меняют цвет». Около 40 процентов из более чем 200 известных науке видов хамелеонов населяют Мадагаскар, почти все остальные живут на территории континентальной Африки. С помощью ДНК-тестов удалось выделить несколько новых видов, хотя по внешнему облику их представители практически ничем не отличались от известных прежде. Более 20 процентов видов были выявлены за последние 15 лет. К сожалению, будущее этих удивительных созданий в природе далеко не радужно. В ноябре прошлого года в Красную книгу Международного союза охраны природы (МСОП) вошло более половины видов хамелеонов под статусом «находящийся под угрозой» или «положение, близкое к уязвимому». Андерсон – член группы экспертов МСОП по хамелеонам. Кристофер детально изучил охотничьи навыки своих подопечных. Используя камеру со скоростью съемки 3000 кадров в секунду, он запечатлел, как хамелеон поедает сверчка. В реальности все происходит за 0,56 секунды – в записи охота длится 28 секунд, и с помощью камеры работа «спускового механизма» языка ящерицы была разобрана в мельчайших подробностях.

Подъязычная косточка хамелеона окружена эластичной коллагеновой тканью и расположена в кольцевой «спусковой» мышце. Как только ящерица нацеливается на добычу, она слегка высовывает язык, мышца-курок сжимает эту кость, и прежде собранный в плотную складку язык резко соскальзывает с нее, распрямляясь как пружина. Кончик языка имеет форму присоски, и жертва намертво прилипает к его влажной поверхности. Язык втягивается и – блюдо на столе! Что касается механизмов управления окраской , то опубликованная в этом году работа генетика и биофизика Мишеля Милинковича перевернула недавние представления ученых. Долгие годы считалось, что изменение цвета хамелеона происходит за счет распространения пигментов вдоль особых отростков клеток кожи. Мишель утверждает, что это предположение не убедительно, ведь в природе встречается множество особей зеленого цвета, в чьей коже отсутствуют зеленые пигменты. Милинкович с коллегами из Женевского университета обнаружил под пигментными клетками еще один слой клеток, которые содержат нанокристаллы, упорядоченные в виде треугольной решетки. Оказалось, что под давлением и воздействием химических соединений эти кристаллы становятся управляемыми: когда расстояние между ними меняется, меняется и отражаемый кожей цвет. С увеличением зазора между кристаллами-«хамелеонами» гамма смещается от синей части спектра к зеленой и далее – вплоть до красной. У Ника Хенна, селекционера-любителя из Пенсильвании, первый хамелеон появился, когда ему было семь лет. За двадцать лет коллекция Хенна выросла до двухсот особей, которые живут у него в подвале в Ридинге. Поставленные в ряд клетки заполнены растениями, по которым с удовольствием карабкаются ящерицы. На дне – приличный слой песка, чтобы самки могли откладывать яйца. Влажность и освещенность регулируются так, чтобы воссоздать привычную для животных среду обитания. Правильно расположить клетки – задача посложнее, чем рассадить делегации враждующих стран на ассамблее ООН. Животные лишний раз не должны вызывать друг у друга агрессию, поэтому Хенн разместил самок так, чтобы они не видели самцов, а мужских особей так, чтобы в их поле зрения не попадали ни самки, ни воинственные соперники. Эмбер, молодой пантеровый хамелеон, принадлежит к виду, населяющему район Амбилобе на севере Мадагаскара. Его тело украшают красные и зеленые полоски, на боках ящерицы окаймленные светло-голубым. Когда Хенн, открыв клетку, принялся подталкивать Эмбера длинной палочкой, хамелеон стал «заводиться». Это было легко заметить – красные полоски вдруг налились и стали заметно ярче.

Широко распространенное мнение, будто хамелеоны принимают цвет поверхности, на которой находятся, на самом деле не совсем верно.

Некоторые виды хамелеонов, хоть и меняют цвет, делают это недостаточно явно, чтобы запугать противника. Тогда на помощь приходят другие способы – ящерицы сжимают тело, а затем расправляют ребра в суставах, чтобы подтолкнуть позвоночник кверху и за счет этого «вырасти». Еще одна уловка, помогающая выглядеть внушительнее, – плотно скрутить в клубок длинный хвост и использовать мышцы языка, чтобы раздуть горло. Повернувшись, после всех этих метаморфоз, к врагу боком, хамелеон кажется значительно крупнее. Одна из любимиц Хенна – ящерица по кличке Кэти Перри (так зовут американскую поп-звезду. – Прим. ред.) – приняла розово-красный оттенок, сигнализируя своим сородичам, что готова спариваться. Ее соседка по кличке Пинат – тоже розовая, но с темными полосками на теле: это означает, что она уже вынашивает потомство. Если на глаза Кэти попадется самец, способный впечатлить ее своими яркими красками и эффектным брачным танцем, она вполне может согласиться продлить его род. Если такой же самец встретится на пути Пинат, она тут же вся потемнеет, и на этом фоне проступят светлые пятна. Для особо непонятливого ухажера ящерка угрожающе раскроет пасть, примется шипеть и попытается его укусить. Как самцы, так и самки хамелеона полигамны (спариваются с несколькими партнерами). Большинство видов откладывают яйца, из которых вылупляется молодняк, а у некоторых дети рождаются живьем в прозрачных мешочках, напоминающих коконы. Хамелеоны не утруждают себя воспитанием малышей, так что те с первых дней жизни предоставлены сами себе. Поскольку основную часть времени эти животные проводят на деревьях, чтобы спрятаться от чужих глаз, им достаточно съежиться и опрокинуться на нижнюю сторону ветки. А оказавшись на земле, ящерицы при виде хищника стараются прикинуться одним из листиков, которых так много вокруг. Но с главным врагом хамелеонам не справиться – сельскохозяйственная деятельность человека безжалостно уничтожает привычную им среду обитания. 9 видов, занесенных в Красную книгу МСОП, находятся на грани исчезновения, 37 являются вымирающими, 20 – уязвимыми и еще 35 близки к статусу уязвимых. Биолог Кристал Толли, как и Кристофер Андерсон, входит в группу экспертов МСОП по хамелеонам. С 2006 года в Южной Африке, Мозамбике, Танзании и Демократической Республике Конго возглавляемая Толли группа ученых открыла 11 новых видов хамелеонов. Кристал родом из Массачусетса, и вот уже 15 лет она изучает ящериц под эгидой Национального африканского института биологического разнообразия в Кейптауне. «Когда генетический анализ подтверждает, что найденная тобой особь – представитель нового вида, чувства просто переполняют, – увлеченно рассказывает Толли. – Не то что когда пишешь статью, которую потом никто и читать-то не будет. Здесь совсем другое дело – твое открытие на века становится частью научных знаний!». Вздохнув, Кристал продолжает: «Но стоит эйфории немного схлынуть, как жуткая реальность снова выходит на первый план. Перед глазами встает картина промышленной вырубки лесов. В ветках падающих на землю деревьев пытаются найти укрытие мои крошечные любимцы. Иногда я думаю, что лучше бы им так и остаться неизвестными науке. Ведь если человек не остановится, очень скоро все они вымрут».

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.

Меняет окрас для маскировки. Это не совсем так. Если посадить хамелеона на землю, он не станет в эту же секунду (да и в последующую тоже) таким же черным, как земля, а на белоснежной простыне он не станет белым. Хамелеоны меняют цвет кожи под действием физиологических (освещение, голод, болезнь, температура воздуха и прочие) и эмоционально-волевых факторов . Изменение окраса возможно только при целостности головного мозга и глазного аппарата. Может меняться как окрас всего тела, так и отдельных его участков, изменение может проходить пятнами или полосами. То же касается и насыщенности цвета.

Каков же механизм изменения цвета кожи у хамелеонов? У этих животных в волокнистом и более глубоком кожных покровах имеются разветвленные клетки - хроматофоры, которые содержат в себе различные типы пигментов (окрашенные вещества) в виде зерен. Зерна не имеют постоянного места и могут свободно перемещаться по хроматофору, в частности они могут быть сосредоточены в центре клетки или располагаться на ее концах. Кроме того, количество пигментов в хроматофорах не одинаково: в одних больше, в других меньше. Также зерна могут перемещаться вверх-вниз. Кроме того, и сами хроматофоры могут подниматься к поверхности кожи и делать ее окрас более интенсивным или, наоборот, удаляться от поверхности и делать цвет более бледным.

Несколько примеров:

Концентрация зерен в центре хроматофора в результате сокращения его отростков делает кожу светлой (белой, желтой, бело-желтой),
- темный пигмент, сосредоточенный в отростках хроматофора, придает темный до черного окрас,
- зеленый окрас - результат преломления солнечных лучей в клетках поверхностного слоя кожи, богатого гуанидинами,
- удаление глазного нерва, например, из левого глаза делает всю левую половину тела хамелеона белой,
- во время брачного периода хамелеоны за доли секунд способны изменить свою окраску и насыщенность цвета,
- при анестезии кожа хамелеонов темнее до черного, а при болезни или смерти - светлеет до почти белой.