Как хамелеон меняет цвет — интересно
Хамелеон – удивительное и необычное животное. Конечно, его главной особенностью является умение менять цвет, чтобы оставаться незамеченным на любом фоне. Но что если эта отличительная черта является лишь мифом? Постараемся разобраться, где же – легенда, а где – реальность, опираясь на доказанные факты.
Самое интересное кратко
Хамелеон умеет менять цвет, чтобы замаскироваться?
На самом деле на цвет влияет состояние животного, а также условия окружающей среды.
А как же ролики, показывающие изменение цвета?
Большинство из них – обычная реклама, создаваемая при помощи компьютерной графики.
Как они меняют цвет?
Для этого хамелеон использует особые клетки – хроматофоры – которые изменяют отражаемость солнечного света.
Где они живут?
Хамелеоны населяют практически всю территорию Африки, а также встречаются на острове Мадагаскар, в южной Индии, на юге Аравийского полуострова, в Турции, а также Испании и Португалии.
Их размеры значительно различаются – встречаются особи от 3 до 60 сантиметров! Общее количество видов переваливает за две сотни. Но всех их объединяет одна особенность – они способны менять цвет кожи!
Почему хамелеон меняет цвет
Если спросить у простого человека, чем же интересны хамелеоны, почти все тут же вспомнят о необычной способности менять цвет. Однако причину этого большинство укажет неверную – маскировку под окружающую среду. Увы, это миф, который тщательно культивируется, в том числе и рекламными компаниями, стремящимися продвинуть свой товар благодаря известной особенности пресмыкающегося.
На самом же деле давно установлено, что хамелеоны меняют цвет при изменении «настроения». То есть, сильный стресс или испуг вполне могут привести к тому, что животное перекрасится. Впрочем, в некоторых случаях самцы используют особенность, чтобы во время брачных игр привлекать самок. Что ж, схожими приемами активно пользуются различные животными, птицы и прочие. Взять хотя бы того же павлина, который раскрывает свой шикарный хвост, привлекая внимание пав.
Впрочем, могут влиять на цвет и внешние факторы – температура окружающей среды, влажность и прочие. Возможно, при низкой температуре хамелеон меняет цвет на более темный, чтобы активнее поглощать солнечные лучи, лучше прогреваясь. И наоборот, в жаркие дни выбирать светлые тона, позволяющие улучшить отражение лучей, избегая перегрева.
Как они это делают
Весь секрет кроется в наличии хроматофор. Это особые клетки, благодаря которым хамелеон (и некоторые другие животные, рыбы) изменяют отражаемость солнечного спектра. Вообще здесь имеются зёрна, несущие в себе различные пигменты: желтый, красный, черный, темно-коричневый. Сокращая отростки хроматофор, хамелеон может перераспределять зёрна пигментов, из-за чего кожа изменяет окрас на наиболее подходящий. К примеру, если сосредоточить в верхнем слое кожи тёмный пигмент, то и хамелеон становится темным. Используя пигменты двух слоев, пресмыкающееся может получить самые разные оттенки. Однако на эту процедуру у них уходит довольно много времени – чаще всего по несколько минут.
моментально «перекрашиваться», проходя мимо различных предметов, они не умеют.
Но большую часть времени хамелеон остается зеленым. Возможно, это и есть единственная его защитная окраска, ведь большую часть жизни он проводит среди листвы или травы. Такой цвет он приобретает благодаря гуанину, кристаллы которого содержатся в верхнем слое кожи. Лучи света преломляются в нем, давая зеленый цвет.
Кстати, стоит отметить, что у разных видов хамелеонов в коже присутствуют зёрна с разными пигментами. Что и неудивительно – одни обитают на деревьях, другие – на скалах, а третьи – на земле. Поэтому и основная защитная окраска у них сильно отличается.
Именно из-за умения менять цвет кожи хамелеоны ведут преимущественно дневной образ жизни. Во сне они не могут контролировать окрас и бледнеют, из-за чего хищникам легче заметить их. Так что, спят они, укрывшись в каком-нибудь убежище, вроде ветки с густой листвой.
Как же быть с роликами?
Кого-то удивит сказанное выше. Ведь по интернету ходит куча роликов, в которых прекрасно видно, как хамелеоны меняют цвет практически моментально, например, проходя мимо каких-то предметов.
Однако это ничто иное, как компьютерная графика. Многие крупные компании, стремясь продвинуть свой товар, идут на самые разные, в том числе необычные, уловки. Такое «перекрашивание» является одной из них.
Удивительные глаза
Начнем с того, что хамелеоны никогда не моргают. Зато в их сросшихся веках есть крохотное отверстие, через которое они прекрасно видят окружающий мир. И если человек (не имеющий отклонений, вроде косоглазия) всегда смотрит обоими глазами в одну точку, то у хамелеона глаза не связаны друг с другом и вполне могут смотреть в разные стороны. Более того, особое расположение обеспечивает пресмыкающемуся круговой обзор – ни одно насекомое не укроется от такого взгляда. Движется хамелеон очень медленно, чтобы не тратить лишнюю энергию и не привлекать внимание хищников. Зато глаза двигаются практически постоянно. Но заметив добычу, зверек переводит взгляд на неё, чтобы лучше оценить расстояние и гарантированно зацепить её своим ловким и длинным языком.
Пару слов о языке
Язык хамелеона это вообще венец эволюции, удивительно хорошо приспособленный к тому, чтобы ловить даже самых шустрых и довольно крупных насекомых.
Начнем с того, что это не просто мышца, как у большинства животных – она ещё и усилена особой косточкой, расположенной в нижней челюсти.
На конце языка расположена специальная присоска, позволяющая надежно захватить добычу. А уж скорость его броска настолько велика, что не натренированным глазом движение языка разглядеть почти невозможно – на то, чтобы ухватить насекомое хамелеону нужно всего 0,05 секунды! Правда, возвращается в рот язык значительно дольше – почти полсекунды. Зато, оказавшись поблизости от большого количества насекомых, хамелеон может всего за три секунды поймать до четырех из них!
Как хамелеон меняет свой цвет?
Представьте, что в один из осенних дней мама зовет вас ужинать, а вы играете, валяясь в куче красных, желтых, зеленых и коричневых листьев. Baм совсем не хочется уходить из этой сказки. Когда мама в очередной раз зовет вас и даже выходит на улицу, чтобы увести в дом силой, вы расслабляетесь, пытаясь слиться с листвой. Вы видите, как кожа на ваших руках и ладонях быстро начинает менять цвета, становясь пятнистой — красной, желтой, зеленой и коричневой.
Вы лежите тихо и мама проходит мимо, ворча под нос: «Ух, что я с ним сделаю, когда найду…»
На ваших теперь уже оранжевых губах появляется улыбка. Вы снова провели ее!
Побыть день хамелеоном — звучит забавно. Но каково же быть настоящим хамелеоном? Вы, вероятно, видели в зоомагазинах хамелеонов, маленьких и зеленых. Но в природе существует 84 вида хамелеонов. В основном они обитают на Мадагаскаре — огромном острове у восточного побережья Африки, но встречаются также на африканском континенте, в Индии, Пакистане и на юге Испании. Некоторые виды имеют длину менее 3 см, другие достигают 60 см и более. Длинные стремительные языки позволяют им легко ловить насекомых, пауков и скорпионов. Наиболее крупные хамелеоны едят даже птиц и небольших млекопитающих.
У каждого хамелеона есть специальные клетки кожи — хроматофоры, которые содержат набор пигментов, позволяющих хамелеону частично или полностью изменять цвет тела. В организме хамелеона вырабатываются гормоны, которые заставляют хроматофоры перераспределять пигмент.
Все это означает, что хамелеон обладает потрясающей способностью сливаться с окружающей его средой — идеально повторять цвет зеленого листа, под которым он прячется, или сливаться с коричневым стволом дерева. В результате спешащий скорпион замечает своего врага слишком поздно, а лемур скачет по веткам, не замечая рядом хамелеона, которым он с удовольствием полакомился бы на обед, До недавнего времени считалось, что хамелеоны меняют цвет для того, чтобы укрываться от врагов и успешно охотиться. Но все оказалось намного сложнее. В первую очередь хамелеоны меняют цвет для общения между собой.
Вы видели когда-нибудь индикатор настроения? Популярный в конце 1960-х годов индикатор настроения в виде кольца изменял свой цвет в зависимости от температуры тела, якобы выражая при этом эмоции того, кто его носил. Ну так вот, смена цвета хамелеона — это своеобразный индикатор его настроения. Мадагаскарские пантеровые хамелеоны меняют перед схваткой свой обычный зеленый цвет на неоновый.
Чем злее эти мужские особи, тем ярче их расцветка — это применяется для устрашения потенциального противника. (На коже представителей других видов в подобной ситуации появляется устрашающий рисунок).I
В брачный период хамелеоны меня? ют цвет для привлечения или отпугивания потенциальных партнеров. Обычно коричневатая женская особь может стать ярко-оранжевой, сигнализируя о том, что она ищет спутника жизни. После же спаривания она приобретает расцветку, напоминающую праздник Хэллоуин, — черную с оранжевыми пятнами. Такое цветовое решение сообщает заинтересованным самцам, что здесь им уже делать нечего.
Хамелеоны могут использовать цвет и для регуляции температуры своего тела. Становясь темнее, они поглощают больше тепла и нагреваются. Более светлые цвета будут отражать больше тепла, помогая хамелеону остыть (мы используем тот же принцип, надевая белую футболку жарким солнечным днем).
Если бы вы были человеком-хамелеоном, то, вероятнее всего, очень скоро устали бы от необходимости выражать каждую свою эмоцию разными цветами.
Что приятного, когда вас заливает румянец в присутствии обожаемого вами человека? Или представьте, как вы становитесь ярко-оранжевым, словно международный сигнал бедствия. Нет уж, давайте оставим смену красок в качестве индикатора настроения ящерицам.
Удивительное искусство хамелеонов, небольших ящериц, менять окраску, вошло в пословицы. Охотясь на мух и прячась на стволе дерева, хамелеон приобретает для маскировки коричневатый цвет. Перебравшись на ветку, постепенно становится зелёным. Однако по части «камуфляжа» хамелеона значительно превосходят некоторые морские обитатели, умеющие изменять окраску гораздо быстрее и эффектнее.
У берегов Австралии, живут, например, удивительные рыбы, способные буквально в две секунды сменить жемчужно-белую окраску на красную. А мелкие рачки, обитающие близ Антарктиды и обычно имеющие рыжий цвет, за две секунды становятся… прозрачными.
Поделиться ссылкой
Оптическое общество Америки: изучение науки о свете
Главная > Что такое оптика?
Как хамелеоны меняют цвет?
Хамелеоны демонстрируют замечательные оптические явления.
Кожа хамелеона может быстро и резко менять цвет, его глаза позволяют ему смотреть почти во все стороны, не двигая головой, и у него даже есть рудиментарный третий глаз!
Существует более 100 видов настоящих хамелеонов. Они встречаются в Африке, Мадагаскаре, Испании, Южной Европе, Аравии, Индии, Шри-Ланке и на Сейшельских островах. Некоторые меняющие цвет ящерицы в Соединенных Штатах, обычно называемые анолисами, также широко называются хамелеонами.
У хамелеона очень длинный и липкий язык, который взлетает в воздух, чтобы ловить насекомых. Его тело необычной формы, и большинство хамелеонов специально приспособлены к жизни на деревьях. Длинные тонкие ноги ящерицы поднимают ее над землей, а пальцы ее ног разделены на противопоставленные наборы из двух и трех пальцев, что позволяет ей хвататься за ветки, а не цепляться за них, как когтями. Сильный закрученный хвост также приспособлен к хватанию. У многих хамелеонов большие куполообразные или касканые головы, а у самцов может быть до трех рогов, иногда используемых для боя.
Хамелеоны не только реагируют на свет, но и меняют цвет, когда они напуганы, реагируют на температуру и другие изменения окружающей среды. Гормоны, воздействующие на специальные пигментосодержащие клетки кожи, вызывают изменение цвета. Однако его цвет не всегда меняется в зависимости от окружения, как это принято считать.
Изменение цвета кожи хамелеона в основном связано с особыми клетками, содержащими пигмент в его коже, хотя часть цвета возникает из-за эффекта, аналогичного тому, что делает дневное небо синим. Вот схематическое изображение кожи хамелеона:
Клетки следующего слоя содержат желтый пигмент.
Под слоем клеток с желтым пигментом находится слой клеток, содержащих мельчайшие частицы, намного меньшие, чем любая из длин волн видимого света. Когда свет, имеющий смесь цветов, падает на эти клетки, более синяя часть света рассеивается в широком диапазоне направлений, в то время как более красная часть света практически не рассеивается и в основном продолжает движение в своем первоначальном направлении.
Это тот же механизм, который производит синеву ясного дневного неба и красный цвет восходов и закатов. Синий цвет, создаваемый этим механизмом, называется «синим Тиндалом».
Наконец, под слоем светорассеивающих клеток находится слой клеток, содержащих гранулы темного пигмента, называемого меланином. Эти клетки необычны, потому что гранулы меланина могут перемещаться внутри клетки. Гормоны хамелеона заставляют гранулы меланина либо широко распределяться по клетке, либо собираться вместе в один небольшой комок вблизи центра клетки. Клетки, содержащие гранулы меланина, имеют ответвления, которые простираются до двух вышележащих слоев, как показано на предыдущем рисунке. На рисунке ниже показано, как различное количество дисперсии гранул меланина изменяет оптические свойства одной из этих клеток.
Там, где гранулы меланина в клетках, содержащих меланин, полностью сжаты, в коже хамелеона в основном виден желтый пигмент. Синий свет от рассеивающих клеток смешивается с красным, оранжевым, желтым и зеленым нерассеянным светом, отражаемым клетками под рассеивающим слоем.
Там, где гранулы меланина частично диспергированы, меланинсодержащие клетки создают подложку под рассеивающими клетками, поглощая красный, оранжевый, желтый и зеленый нерассеянный свет, так что синий рассеянный свет становится более заметным. Затем цвет кожи хамелеонов определяется желтым пигментированным слоем и синим рассеянным светом. Кожа хамелеонов выглядит коричневой, зеленой или темно-зеленой, в зависимости от того, насколько широко рассеяны гранулы меланина.
Там, где гранулы меланина полностью диспергированы, кожа животных выглядит довольно темной, иногда даже черной. В этом случае синий цвет Тиндаля из рассеивающего слоя в основном поглощается.
Клетки с подвижными гранулами меланина единственные, которые меняются, когда хамелеон меняет цвет. Гормоны, которые контролируют клетки, содержащие меланин, могут различаться по концентрации в теле хамелеона, создавая сложные цветные узоры. Некоторые узоры являются хорошим камуфляжем, в то время как другие имеют эффектные полосы или пятна контрастных цветов, которые сигнализируют о настроении хамелеонов.
Справочник по хамелеонам , составленный Франсуа ЛеБерром и его коллегами, содержит множество замечательных фотографий цветов и узоров хамелеонов.
Хамелеон может направлять два глаза независимо друг от друга, так что один глаз смотрит вперед, а другой назад, или один смотрит вверх, а другой вниз. Хамелеон может это делать, потому что его глаза расположены на слегка приподнятых башенках по обеим сторонам головы, а не утоплены в защитных глазницах, как у нас. В некоторых других отношениях глаза хамелеона напоминают наши. Поскольку хамелеоны активны в дневное время, их сетчатка включает колбочки. Различные типы колбочек по-разному реагируют на свет разных цветов, поэтому животное с колбочками в сетчатке может различать цвета. (У многих видов животных, которые активны только ночью, в сетчатке отсутствуют колбочки, и они не различают цвета.)
У хамелеона есть небольшое светочувствительное пятно на макушке. Этот «третий глаз» не формирует изображение, так что это всего лишь рудиментарный глаз.
Его называют «теменным глазом», и на страницах 26–27 «Справочника хамелеона» Франсуа Леберра показано, где он расположен на голове хамелеона. У хамелеонов третий глаз покрыт чешуей, но у некоторых других видов ящериц он не покрыт. Третий глаз чувствителен только к фиолетовому и синему свету: он игнорирует свет с большей длиной волны.
Окаменелости некоторых вымерших рыб, земноводных и рептилий также показывают третий глаз. Шишковидная железа в мозге человека и других млекопитающих, вероятно, произошла от третьего глаза. У млекопитающих шишковидная железа больше не воспринимает свет непосредственно; он получает информацию о яркости от двух других глаз, а затем вырабатывает гормоны, влияющие на сонливость и бодрствование, включая смену часовых поясов.
Penelope A. Farrant, Color in Nature , Blandford, London, 1997 and 1999. (Распространяется в США издательством Sterling Publishing, Нью-Йорк.) Это превосходная книга с подробным объяснением цветов, которые вы видите вокруг.
ты каждый день. Материал о хамелеонах в этой книге сопровождается интересными рассуждениями о том, чем обусловлены цвета человеческих волос и кожи.
Ian Glynn, An Anatomy of Thought , Oxford University Press, London, 2000. Глава 8 (Порталы восприятия) этой книги дает необычайно четкое объяснение палочек и колбочек в сетчатке и того, как они стимулировать мозг. Глинн подробно описывает, как три разных типа колбочек в наших глазах создают ощущение различных цветов. На странице 192 говорится о шишковидной железе и ее связи с «третьим глазом».
Франсуа Лебер, Р. Д. Бартлетт и Патрисия Бартлетт, Справочник по хамелеонам , Бэрронс, 2000 г. Эта полная иллюстраций книга является прекрасным источником информации о хамелеонах. В нем даже рассказывается, как их получить и вырастить в качестве домашних животных.
Хейзел Россотти, Color , Princeton University Press, Принстон, Нью-Джерси, 1985.
Автор: Джон Хорнштейн
Говорят ли хамелеоны своему телу, на какой цвет измениться?
Лорен Корона i Jupiterimages/Photos.
com/Getty Images
Хотя принято считать, что хамелеоны меняют цвет просто для того, чтобы слиться с окружающей средой, это может быть связано с рядом экологических и эмоциональных факторов. Неясно, активно ли эти ящерицы приказывают своему телу изменить цвет или это автоматический ответ, но им нужно указать, на какой цвет измениться.
Познакомьтесь с хамелеонами
Во всем мире существует около 90 видов хамелеонов, взрослые особи которых имеют размер от 4 до 24 дюймов. Все эти ящерицы принадлежат к таксономическому семейству Chamaeleontidae. В дикой природе этих существ можно встретить на Шри-Ланке, в Испании, Африке, на Мадагаскаре и в Индии. Это древесные ящерицы, а это значит, что они проводят свою жизнь на деревьях, где им есть что есть и где легче спрятаться от потенциальных хищников. Они могут вращать свои отличительные глаза независимо друг от друга.
Зачем менять цвет?
Хотя многие люди считают, что хамелеоны меняют цвет, чтобы замаскироваться под окружающую среду, чаще всего они используют его для подачи сигналов другим представителям своего вида.
Когда самцам бросают вызов представители их пола, они начинают сверкать друг перед другом своими самыми яркими красками, пытаясь утвердить свое господство. Когда эти существа хотят размножаться, они превращают смесь всех цветов, которые они могут собрать, чтобы показать другим представителям своего вида, что они в настроении. Они также могут менять цвет в зависимости от факторов окружающей среды, таких как температура и освещение.
Анатомия меняющего цвет
Внешний слой кожи хамелеона прозрачен, тогда как нижние слои содержат различные пигментные клетки, известные как хроматофоры, которые позволяют им менять цвет. Первый слой пигментных клеток представляют собой ксантофоры, содержащие желтый цвет. Второй слой специализированных клеток — эритрофоры красного цвета. Следующий слой содержит иридифоры, которые имеют синюю окраску. Четвертый и последний слой пигментных клеток — меланофоры, содержащие коричневый цвет.
All Change
В то время как у хамелеонов в коже есть все эти слои цвета, пигменты хранятся в крошечных пузырьках, которые не дают цветам проявляться.