Хамелеон животное меняет цвет

Физика в мире животных: хамелеоны и их цвет

Источник: National Georaphic

Хамелеоны — очень необычные животные. Их отличает и способ питания, и система зрения, и возможность изменять цвет тела в зависимости от различных факторов. Раньше ученые считали, что хамелеон выработал способ маскироваться под окружающую среду, защищаясь от хищников. На самом деле, цвет кожи хамелеон меняет в зависимости от температуры воздуха, освещенности, настроения и протекающих в организме физиологических процессов (например, беременность самки).

Каким образом животное меняет цвет кожи? Ученые уже довольно давно выяснили, что причина — в пигментных клетках, которые называются хроматофоры. Эти клетки переводятся с греческого как «краску несущие». Принцип их работы довольно сложен. Каждая такая клетка содержит в цитоплазме пигменты, которые и позволяют коже животного менять свой цвет. Главные пигментные клетки хамелеонов — меланоциты и меланофоры, которые содержат в специфических органеллах (меланосомах) разные модификации меланина. Затем идут ксантофоры, которые содержат каротиноиды, флавины и птеридины, содержащие пигменты цветовой гаммы от желтого до красного.

Эти пигменты размещаются в других органеллах, получивших название птериносомы. Находятся они и в свободном состоянии, в виде капель, размещаясь в цитоплазме. Есть еще иридоциты или гуанофоры, которые содержат кристаллы гуанидина. Эти кристаллы обеспечивают серебристую или золотистую окраску. Под давлением и воздействием химических соединений кристаллы могут изменять местоположение. При увеличении между ними расстояния изменяется и спектр отражаемого кожей цвета. Чем выше зазор, тем выше смещение от синей части спектра к зеленой и затем — к красной.

Как это работает?

Хроматофоры в большинстве своем находятся наиболее глубоком и волокнистом слое кожи животного. Эти клетки содержат зерна пигмента, как и говорилось выше. Причем в некоторых хроматофорах пигментных зерен больше, чем в остальных. Значение имеет еще и расположение пигмента в такой клетке. Он может быть равномерно распределен по клетке, может находиться в ее разветвлениях или прямо в центре. Особенностью хроматофор является то, что пигментные зерна могут перемещаться по такой клетке.

Источник: National Georaphic

Если отростки хроматофоров сокращаются, пигментные зерна начинают концентрироваться в центре клеток. В этом случае кожа хамелеона выглядит беловатой или даже желтой. Если хроматофоры распределяются по ответвлениям хроматофора, кожа приобретает темную, иногда черную окраску. Оттенки окраски кожи хамелеона обуславливаются смешением пигментов обоих слоев. Зеленые тона, характерные для животного, возникают при преломлении солнечных лучей в поверхностном слое. Здесь распределены кристаллы гуанидина, которые и преломляют лучи. В результате хамелеон может довольно быстро изменять свой окрас, сменяя оттенки от беловатого до оранжевого. Интересно то, что изменения могут захватывать лишь часть тела хамелеона, а могут затронуть все его тело, от морды до кончика хвоста. Хроматофоры, кроме прочих возможностей, «умеют» изменять глубину залегания в коже. Чем выше глубина размещения хроматофора, тем бледнее кожа. Чем ярче — тем она более контрастна.

Почему хамелеон меняет свой цвет

На это влияют многие факторы. Их ученые разделяют на две группы. Первая группа — чисто физиологические факторы, это температура окружающей среды, освещение, влажность, голод, обезвоживание, боль. Вторая группа — факторы «эмоциональные». Сюда входят страх, удовольствие, раздражение и все прочее. Во период брачных игр хамелеоны-самцы реагируют друг на друга, изменяя цвета на более яркие при приближении соперника. Самки тоже реагируют, причем беременная самка имеет иную расцветку, чем обычная самка.

Выше уже говорилось, что маскировка — вовсе не приоритет для хамелеона. Но так уж получилось, что хамелеон принимает окраску того места, по которому ползет. Не всегда так получается, но зачастую происходит именно так. И если повредить зрительный нерв животного, оно потеряет способность изменить цвет. Ученые за много лет провели множество экспериментов с хамелеонами. Проведено большое количество наблюдений. Среди них наиболее интересными являются следующие:

• Хамелеон с поврежденным зрительным нервом теряет способность изменять свой цвет. Если нерв поврежден у одного из глаз, то кожа на соответствующей стороне тела животного светлеет;
• Если раздражать спинной мозг хамелеона током, тело светлеет, если удалить спинной мозг, кожа потемнеет;
• Если хамелеона усыпить при помощи эфира, животное светлеет, если ту же операцию провести при помощи хлороформа — тело животного темнеет;
• Если раздражать центральный зрительный нерв током, то тело хамелеона темнеет.

Ученые, изучающие хамелеонов, предположили, что управление цветом кожи хамелеона производится при помощи двух типов центров в центральной нервной системе хамелеона. Первый тип можно назвать «волевым», второй — чисто автоматический. Второй тип центров поддерживают цветоизменяющую систему в определенном тонусе. На эти центры оказывают влияние «волевые» центры, которые подавляют действие автоматических центров. Первые вызывают потемнение, вторые — просветление кожи.

Источник

Как хамелеон меняет цвет

Хамелеон — это ящерица, которая образует отдельный вид и имеет ряд особенностей. Внешне напоминает остальных ящериц, только обладает более длинным хвостом. В спокойном состоянии он заворачивается в спираль по направлению вниз. Лапы являются отличным хватательным инструментом животного, так как оно преимущественно ведет древесный образ жизни. Пять пальцев срослись в группу из 3 и 2 соответственно, что формирует своеобразную клешню.

Основной ареал резко ограничен и находится на острове Мадагаскар и прилегающих небольших островах. Встречаются также в тропических лесах Африки, на береговой зоне восточного побережья. А также встречаются хамелеоны в более глубинных районах Африки, как правило в высокогорьях.

СПРАВКА! Высокогорные виды, как правило, являются живородящими ящерицами. Тогда как остальные откладывают яйца для выведения потомства.

Своеобразен способ охоты. Животное поджидает свою добычу либо медленно передвигается по направлению к ней. В меню входят насекомые, но крупные виды хамелеонов могут поедать также небольших птиц и пресмыкающихся. Ловля осуществляется при помощи липкого языка, который выстреливает с молниеносной скоростью вперед к добыче. Присоска на конце обеспечивает надежный захват. После чего насекомое подтягивается пойманное к себе в рот.

Для обнаружения используются глаза, имеющие особую конструкцию. Каждое из них вращается произвольно и независимо от второго. Это обеспечивает хамелеону довольно широкий круг обзора. Глазное яблоко закрыто плотным ороговевшим веком, только зрачок находится открытым.

Наличие в природе естественных врагов, угрожающих жизни хамелеона, привело к тому, что ящерица приспособилась к мимикрии. Таким образом она защищается. Это так называемое изменение окраски тела в соответствии с внешними условиями и настроением животного является ответом на вопрос, зачем и почему хамелеоны меняют расцветку.

Смена цвета — основная особенность хамелеонов

Кожа хамелеона — это своеобразная броня. Как и у многих рептилий, она имеет чешуйчатую и бугорчатую структуру. Каждая чешуйка или бугорок плотно прилегают друг к другу, что обеспечивает ящерице определенную защиту. Но в то же время существует еще и другой способ, с помощью которого можно замаскироваться. Такая мимикрия или камуфляж помогают хамелеону вместе с неподвижностью оставаться незамеченным для своего врага.

Хроматографы — специальные клетки для смены цвета

Одно из основных отличительных свойств хамелеона — способность изменять окраску тела. Она обеспечивается специальными клетками в коже, которые называются хроматофоры.

Эти клетки имеют достаточно разветвленную структуру. Часть расположена в глубине кожи и связана с нервными окончаниями. Тогда как другой отросток располагается ближе к внешним слоям шкуры. В нем-то и находятся капсулы с пигментами, содержащими черную, желтую и красную краски.

Справка! Если животное напрягается, то за счет мышечного спазма и спазма нервных окончаний, хроматофоры фиксируются внутри определенных зон, не распространяясь по всей поверхности.

Это приводит к тому, что кожа становится максимально светлой или даже белой. Когда же животное находится в спокойном состоянии, то пигменты распределятся по всем волокнам, обеспечивая наличие краски, которая меняет оттенок ящерицы на более темный и яркий.

Гуанин для отражения и переливов

Помимо этого, в коже животного существуют еще такие компоненты, как гуанин. Особенности химического состава гуанина обеспечивают его отражающие свойства. Благодаря такой игре света, кожа ящерицы приобретает дополнительные цветовые переливы. Появляются синие, зеленые, синеватые и насыщенно-пурпурные оттенки.

Важно помнить, что финальный цвет животного зависит от таких факторов:

• его вида;
• физического состояния;
• ощущения голода или, наоборот, сытости;
• готовности к спариванию;
• наличию стрессовой ситуации.

Справка! В определенной степени кожа хамелеона является прозрачной, а наличие пигментов делает ее способной принять разные оттенки.

В зависимости от того, насколько красящее вещество распространено по клетке, ящерица становится либо яркой по своей колористической окраске или бесцветной, практически белой, если хроматофоры собраны в центре ядра клетки.

Какие цвета может иметь хамелеон

Цвет хамелеон в спокойном состоянии зависит в первую очередь от того вида, к которому относится животное.

Вторым фактором, влияющим на колористическое решение кожи в той или иной ситуации, являются внешние условия.

• Если животное напугано или находится в агрессивном состоянии, оно становится максимально темным, иногда принимая практически черный окрас.
• В спокойном состоянии окраска максимально естественна и соответствует определенному виду рептилий.
• Во время брачного периода самцы становятся более насыщенного цвета, чем в естественных условиях, сигнализируя о своей готовности спариться.

Важно! Все цвета радуги может принять эта ящерица — от черного и невзрачно пыльно-серого до ярких оттенков фиолетового, зеленого и оранжевого.

Как происходит смена цвета

Смена цвета у хамелеона может происходить по-разному. Под влиянием внешних условий процесс занимает всего несколько секунд. Тогда как внутренние процессы могут вызывать более медленные изменения в тоне.

Как уже говорилось, хромофоры обеспечивают изменение цвета кожи. За счет интенсивности сжатия мышечных структур и нервных волокон происходит выбрасывание различного количества пигментов. Смешиваясь между собой в разных пропорциях, они придают тот или иной оттенок. Он важен, когда животное маскируется. Цветовая гамма ограничена лишь видом ящерицы.

Интересно! Изменяется не только цвет, но и рисунок. Так пятна, которые были в начале, могут исчезнуть или, наоборот, появится новые. К тому же изменяться способны и глаза, а точнее, твердое кольцевое веко.

Причины смены цвета

Ранее считалось, что хамелеон меняет цвет по причине маскировки. Но последние исследования ученых выявили иную зависимость этого процесса.

На окрасе рептилий больше сказывается внешняя обстановка. Так, например, африканские ящерки изменяют цвет, приобретая более темные оттенки в утренние часы. Это позволяет им быстро согреться, вбирая в себя максимум солнечной энергии. Тогда как днем, избегая перегрева, они приближают свой окрас к предельно светлым тонам.

Самки при беременности темнеют, сигнализируя самцам о том, что они заняты вынашиванием потомства и не готовы к спариванию. Таким образом, окраска становится своеобразным отпугивающим фактором.

Также, когда встречаются два самца, они становятся гораздо ярче. Обусловлено это духом соперничества, который они испытывают по отношению к друг другу. Помимо цвета, изменяется и форма тела. Самцы могут раздуваться, увеличиваясь в размерах.

Меняют не только цвет, но и кожу

По мере роста животного, оно периодически линяет. Механизм замены следующий. Периодичность может составлять 1 месяц для молодой рептилии, тогда как у старших сброс кожного покрова происходит реже. То же самое и с длительностью периода сброса. У молодых она сползает за несколько часов, тогда как у взрослых может отшелушиться за 1 неделю.

Важно! Для тех, кто содержит эту рептилию в домашних условиях, необходимо обращать внимание на появление возможных патологий при сбросе кожи.

В этом случае необходимо обращаться к ветеринару, так как ящерице может просто не хватать необходимых витаминов и микроэлементов для того, чтобы организм функционировал нормально.

Рекомендуется также в террариуме помещать камни или ветки, обладающие шероховатостью. Хамелеон будет тереться о них, что облегчит процесс снятия кожи.

Источник