Když se řekne změna barvy, většina lidí si vybaví chobotnice nebo chameleony – ale schopnost rychle měnit barvu je překvapivě rozšířená.
Mnoho druhů korýšů, hmyzu, hlavonožců (chobotnice, sépie, chobotnice a jejich příbuzní), žab, ještěrek a ryb dokáže měnit barvu.
Všichni mají jedno společné: jsou to ektotermové (živočichové, kteří si nemohou vytvářet vlastní tělesné teplo stejným způsobem jako savci a ptáci) a pouze ektotermové mají specializované buňky, které umožňují změnu barvy.
Podívejte se na prvních 20 sekund videa níže – vyrazí vám dech:
Barvení u živočichů vzniká odrazem a rozptylem světla buňkami a tkáněmi a absorpcí světla chemickými pigmenty v buňkách kůže.
U ektotermů se buňky obsahující pigmenty nazývají chromatofory a jsou z velké části zodpovědné za vytváření barvy kůže a očí.
Změny barev obratlovců
U ektotermů obratlovců (jako jsou žáby, ještěři a ryby) existují tři hlavní typy chromatoforů:
- xantofory, které obsahují žlutočervené pigmenty
- iridofory obsahující bezbarvé hromádky krystalů nebo destiček, které odrážejí a rozptylují světlo a vytvářejí tak odstíny, například modré, bílá a ultrafialová
- melanofory, které obsahují černý pigment melanin
Melanofory hrají klíčovou roli při změně barvy.
Jsou to velké hvězdicovité buňky s dlouhými „rameny“ (dendrity), které se rozšiřují směrem k povrchu kůže.
K barevné změně dochází díky pohybu „balíčků“ melaninového pigmentu (melanosomů) uvnitř melanoforů.
Když je melaninový pigment shlukován v centru buňky, kůže vypadá velmi bledě, zatímco když je rozptýlen rameny melanoforů směrem k povrchu kůže, zvíře vypadá tmavě.
Protože ramena melanoforů zasahují mezi ostatní typy chromatoforů a přes ně (vytvářejí žluté, červené, modré atd.), může změna stupně rozptýlení melaninu tyto chromatofory zakrýt nebo odhalit, čímž se mění barva zvířete.
Změna barvy může nastat také v důsledku změn rozmístění hromádek destiček nebo krystalů uvnitř iridoforů, čímž se mění způsob, jakým odrážejí a rozptylují světlo, a tedy i jejich barva.
Triky hlavonožců
U hlavonožců se struktury známé jako chromatofory velmi liší od struktur obratlovců.
Chromatofory u hlavonožců obsahují váček naplněný pigmentem, který je obklopen radiálními svalovými vlákny.
Tyto svaly se stahují a mění velikost a tvar váčku naplněného pigmentem (např. tenký plochý disk vs. malá koule), což vede k téměř okamžité a dramatické změně barvy.
Pod chromatofory u hlavonožců se skrývají dva další typy buněk:
- iridofory, které jsou do značné míry stejné jako iridofory u obratlovců
- leukofory, které se jeví jako bílé
Při kontrakci pigmentových váčků se tyto další buňky odhalí a změní barvy, které vidíme.
Ačkoli tedy změna barvy u hlavonožců i chameleonů zahrnuje chromatofory, chromatofory jsou velmi odlišné struktury, stejně jako mechanismus změny barvy.
U chameleonů dochází ke změně barvy díky pohybu pigmentů uvnitř chromatoforů, zatímco u hlavonožců dochází ke změně barvy díky svalstvem ovládaným „chromatoforovým orgánům“, které mění tvar pigmentových váčků.
Zatáhněte za spoušť
K rychlé změně barvy může dojít v důsledku různých „spouštěčů“, včetně teploty nebo světla (reflexní reakce prostřednictvím světlocitlivých receptorů v kůži).
Proto jsou chameleoni v noci ve spánku velmi bledí, ale ztmavnou, jakmile na ně posvítíme baterkou (a to pouze na straně, na kterou svítí světlo).
Nejdůležitější je, že zvířata mění barvu v reakci na své okolí (včetně změn barvy pozadí, přítomnosti predátorů, partnerů nebo soupeřů).
Potřebují vyhodnotit své okolí, aby věděli, do jaké barvy se mají přebarvit.
Informace o okolí zvířete (ze smyslů) zpracovává mozek a ten vysílá signály přímo nebo prostřednictvím hormonů do chromatoforů.
Všechny změny
Změna barvy je velmi užitečná schopnost.
Vzhledem k tomu, že zvířata měnící barvu nemohou vytvářet vlastní tělesné teplo, může změna barvy pomáhat zvířatům regulovat jejich tělesnou teplotu.
Takže když je ještěrce zima, může být tmavá, protože tmavé barvy pohlcují více tepla, zatímco když je jí horko, může být velmi bledá, protože světlé barvy teplo odrážejí.
Ale asi dvě nejdůležitější funkce změny barvy jsou maskování a komunikace.
Změna barev umožňuje živočichům blikat jasnými barvami, aby varovali soupeře nebo přilákali partnery, zatímco jindy zůstávají maskováni.
Samci sépie obrovské používají pohyblivé vlny černých a bílých pruhů při agresivních a námluvních projevech (viz video výše), zatímco chameleoni vykazují působivou škálu nápadných barevných vzorů.
Pokud spolu zrovna nekomunikují, jsou skvěle maskovaní.
Změna barev jim umožňuje nebývalou flexibilitu, což je možná důvod, proč nás tolik fascinuje.
Díky tomu, že se chameleonům nedaří komunikovat mezi sebou, jsou tak skvěle maskovaní.