Wanneer de meeste mensen aan kleurverandering denken, denken ze aan octopussen of kameleons – maar het vermogen om snel van kleur te veranderen is verrassend wijdverbreid.
Vele soorten schaaldieren, insecten, koppotigen (inktvissen, sepia’s, octopussen en hun verwanten), kikkers, hagedissen en vissen kunnen van kleur veranderen.
Ze hebben allemaal één ding gemeen: het zijn ectothermen (dieren die niet hun eigen lichaamswarmte kunnen genereren op dezelfde manier als zoogdieren en vogels) en alleen ectothermen hebben de gespecialiseerde cellen die kleurverandering mogelijk maken.
Bekijk de eerste 20 seconden van de video hieronder – het zal je versteld doen staan:
Kleuring bij dieren wordt geproduceerd door weerkaatsing en verstrooiing van licht door cellen en weefsels, en door absorptie van licht door chemische pigmenten in cellen van de huid.
In ectothermen worden cellen die pigmenten bevatten chromatoforen genoemd, en zij zijn grotendeels verantwoordelijk voor het genereren van huid- en oogkleur.
Vertebrate kleurwisselaars
In gewervelde ectothermen (zoals kikkers, hagedissen en vissen) zijn er drie hoofdtypen chromatoforen:
- xantoforen, die geelrode pigmenten bevatten
- iridoforen die kleurloze stapels kristallen of plaatjes bevatten die licht weerkaatsen en verstrooien om tinten zoals blauw te genereren, wit en ultraviolet
- melanoforen, die zwart melaninepigment bevatten
De melanoforen spelen een cruciale rol bij kleurverandering.
Het zijn grote, stervormige cellen met lange “armen” (dendrieten) die zich uitstrekken naar het huidoppervlak.
De kleurverandering ontstaat door de verplaatsing van “pakketjes” melaninepigment (melanosomen) binnen de melanoforen.
Wanneer het melaninepigment in het centrum van de cel is samengepakt, ziet de huid er zeer bleek uit, terwijl wanneer het via de armen van de melanoforen naar het huidoppervlak wordt verspreid, het dier er donker uitziet.
Omdat de armen van de melanoforen zich uitstrekken tussen en over de andere typen chromatoforen (die geel, rood, blauw, enz. voortbrengen), kan het variëren van de mate van dispersie van het melanine deze chromatoforen verbergen of onthullen, waardoor de kleur van het dier varieert.
Kleurverandering kan ook optreden door veranderingen in de onderlinge afstand van de stapels plaatjes of kristallen binnen de iridoforen, waardoor de manier waarop ze licht weerkaatsen en verstrooien verandert, en daarmee hun kleur.
De trucs van koppotigen
Bij koppotigen zijn de structuren die chromatoforen worden genoemd, heel anders dan bij gewervelde dieren.
De chromatoforen van koppotigen bevatten een met pigment gevulde zak, omgeven door radiale spiervezels.
Deze spieren trekken zich samen om de grootte en de vorm van de met pigment gevulde zak te veranderen (bv. dunne, platte schijf vs. kleine bol), wat resulteert in de bijna-onmiddellijke en dramatische kleurverandering.
Onder de chromatoforen bij koppotigen bevinden zich twee andere soorten cellen:
- iridoforen, die veel lijken op iridoforen bij gewervelde dieren
- leucoforen, die wit lijken
Wanneer de pigmentzakken worden samengetrokken, komen deze andere cellen aan het licht, waardoor de kleuren die wij zien veranderen.
Dus hoewel bij kleurverandering bij koppotigen en kameleons beide chromatoforen betrokken zijn, zijn de chromatoforen zeer verschillende structuren, evenals het mechanisme van kleurverandering.
Bij kameleons vindt kleurverandering plaats door de beweging van pigmenten binnen chromatoforen, terwijl bij koppotigen kleurverandering optreedt door spiergestuurde “chromatofoororganen” die de vorm van de pigmentzakken veranderen.
Trekker overhalen
Snelle kleurverandering kan optreden als gevolg van verschillende “trekkers”, waaronder temperatuur of licht (een reflexieve reactie via lichtgevoelige receptoren in de huid).
Daarom zijn kameleons ’s nachts heel bleek als ze slapen, maar worden ze donkerder zodra er met een zaklantaarn op hen wordt geschenen (en alleen aan de kant waar het licht op schijnt).
Het belangrijkste is dat dieren van kleur veranderen als reactie op hun omgeving (met inbegrip van variaties in achtergrondkleur, aanwezigheid van roofdieren, partners of rivalen).
Ze moeten hun omgeving beoordelen, zodat ze weten in welke kleur ze moeten veranderen.
Informatie over de omgeving van een dier (afkomstig van de zintuigen) wordt door de hersenen verwerkt en de hersenen zenden signalen rechtstreeks, of via hormonen, naar chromatoforen.
Alle verandering
Kleurverandering is een zeer nuttig vermogen.
Gezien kleurveranderende dieren hun eigen lichaamswarmte niet kunnen genereren, kan kleurverandering dieren helpen hun lichaamstemperatuur te reguleren.
Dus wanneer het koud is, kan een hagedis donker zijn omdat donkere kleuren meer warmte absorberen, terwijl wanneer het warm is, een hagedis heel bleek kan worden omdat lichte kleuren warmte reflecteren.
Maar de twee belangrijkste functies van kleurverandering zijn camouflage en communicatie.
Kleurverandering stelt dieren in staat felle kleuren te flitsen om rivalen te waarschuwen of partners aan te trekken, terwijl ze op andere momenten gecamoufleerd blijven.
Mannelijke reuzeninktvissen gebruiken bewegende golven van zwarte en witte strepen in agressieve en baltsvertoningen (zie video hierboven), terwijl kameleons een indrukwekkend scala aan opvallende kleurpatronen vertonen.
Toch, als ze niet met elkaar communiceren, zijn ze uitstekend gecamoufleerd.
Kleurverandering geeft een ongeëvenaarde flexibiliteit, dat is misschien waarom we het zo fascinerend vinden.