Kiedy większość ludzi myśli o zmianie koloru, myślą o ośmiornicach lub kameleonach – ale zdolność do szybkiej zmiany koloru jest zaskakująco powszechna.
Wiele gatunków skorupiaków, owadów, głowonogów (kałamarnic, mątw, ośmiornic i ich krewnych), żab, jaszczurek i ryb może zmieniać kolor.
Wszystkie one mają jedną wspólną cechę: są ektotermami (zwierzętami, które nie mogą wytwarzać ciepła własnego ciała w taki sam sposób jak ssaki i ptaki) i tylko ektotermy mają wyspecjalizowane komórki, które umożliwiają zmianę koloru.
Zobacz pierwsze 20 sekund filmu poniżej – to rozwali twój umysł:
Kolorystyka u zwierząt jest produkowana przez odbicie i rozproszenie światła przez komórki i tkanki, oraz przez absorpcję światła przez pigmenty chemiczne w komórkach skóry.
W ektotermach, komórki zawierające pigmenty są nazywane chromatoforami i są w dużej mierze odpowiedzialne za generowanie koloru skóry i oczu.
Kręgowce zmieniające kolor
W ektotermach kręgowców (takich jak żaby, jaszczurki i ryby), istnieją trzy główne typy chromatoforów:
- ksantofory, które zawierają żółto-czerwone pigmenty
- iridofory zawierające bezbarwne stosy kryształów lub płytek, które odbijają i rozpraszają światło, generując odcienie takie jak błękity, białe i ultrafioletowe
- melanofory, które zawierają czarny pigment melaninę
Melanofory odgrywają kluczową rolę w zmianie koloru.
Są to duże, podobne do gwiazdy komórki z długimi „ramionami” (dendrytami), które rozciągają się w kierunku powierzchni skóry.
Zmiana koloru następuje w wyniku przemieszczania się „pakietów” pigmentu melaniny (melanosomów) w obrębie melanoforów.
Gdy pigment melaniny jest zagregowany w centrum komórki, skóra wydaje się bardzo blada, natomiast gdy jest on rozproszony poprzez ramiona melanoforów w kierunku powierzchni skóry, zwierzę wydaje się ciemne.
Ponieważ ramiona melanoforów rozciągają się pomiędzy i ponad innymi typami chromatoforów (generując żółcienie, czerwienie, błękity, itd.), zmiana stopnia rozproszenia melaniny może ukryć lub ujawnić te chromatofory, zmieniając w ten sposób kolor zwierzęcia.
Zmiana koloru może również wystąpić z powodu zmian w rozstawie stosów płytek lub kryształów w obrębie irydoforów, co zmienia sposób, w jaki odbijają i rozpraszają światło, a zatem ich kolor.
Tricki głowonogów
W głowonogach struktury znane jako chromatofory bardzo różnią się od tych występujących u kręgowców.
Chromatofory głowonogów zawierają woreczek wypełniony pigmentem, otoczony promienistymi włóknami mięśniowymi.
Mięśnie te kurczą się, aby zmienić rozmiar i kształt woreczka wypełnionego pigmentem (np. cienki, płaski dysk vs mała kula), co skutkuje niemal natychmiastową i dramatyczną zmianą koloru.
Podstawą chromatoforów u głowonogów są dwa inne rodzaje komórek:
- irydofory, które są takie same jak irydofory u kręgowców
- leukofory, które wydają się białe
Kiedy woreczki pigmentowe są kurczone, te inne komórki są odsłaniane, zmieniając kolory, które widzimy.
Więc chociaż zmiana koloru u głowonogów i kameleonów dotyczy chromatoforów, chromatofory są bardzo różnymi strukturami, podobnie jak mechanizm zmiany koloru.
W kameleonach zmiana koloru zachodzi dzięki ruchowi pigmentów w chromatoforach, podczas gdy u głowonogów zmiana koloru zachodzi dzięki kontrolowanym przez mięśnie „organom chromatoforowym” zmieniającym kształt woreczków pigmentowych.
Pociągnij za spust
Szybka zmiana koloru może nastąpić z powodu różnych „wyzwalaczy”, w tym temperatury lub światła (reakcja odruchowa poprzez światłoczułe receptory w skórze).
To dlatego kameleony są bardzo blade w nocy, kiedy śpią, ale ciemnieją, gdy tylko świeci na nie latarka (i tylko po stronie, po której świeci światło).
Najważniejsze, zwierzęta zmieniają kolor w odpowiedzi na otoczenie (w tym zmiany w kolorze tła, obecność drapieżników, kolegów lub rywali).
Muszą ocenić swoje otoczenie, aby wiedzieć, jaki kolor zmienić.
Informacje o otoczeniu zwierzęcia (pochodzące ze zmysłów) są przetwarzane przez mózg, a mózg wysyła sygnały bezpośrednio, lub za pośrednictwem hormonów, do chromatoforów.
Wszystko się zmienia
Zmiana kolorów jest bardzo przydatną umiejętnością.
Zważywszy, że zwierzęta zmieniające kolory nie mogą wytwarzać ciepła własnego ciała, zmiana kolorów może pomóc zwierzętom regulować temperaturę ciała.
Tak więc, kiedy jest zimno, jaszczurka może być ciemna, ponieważ ciemne kolory pochłaniają więcej ciepła, podczas gdy kiedy jest gorąco, jaszczurka może stać się bardzo blada, ponieważ jasne kolory odbijają ciepło.
Ale być może dwie najważniejsze funkcje zmiany koloru to kamuflaż i komunikacja.
Zmiana koloru pozwala zwierzętom błyskać jaskrawymi kolorami, aby ostrzec rywali lub przyciągnąć kolegów, podczas gdy pozostają zakamuflowane w innych czasach.
Męski gigantyczne mątwy używają ruchomych fal czarnych i białych pasków w agresywnych i zalotnych pokazach (patrz wideo powyżej), podczas gdy kameleony pokazują imponujący zakres rzucających się w oczy wzorów kolorystycznych.
Ale kiedy nie komunikują się między sobą, są doskonale zakamuflowane.
Zmiana kolorów pozwala na niezrównaną elastyczność, być może dlatego uważamy ją za tak fascynującą.
.