Kamelæonen er kendt for at være i stand til at skifte farve, men det har ikke været fuldstændig klart, hvordan den egentlig gør det.
Nu har schweiziske forskere undersøgt sagen, og de har fundet ud af, at farveskiftet hos den farvestrålende panter-kamæleon fra Madagaskar (Furcifer pardalis) især skyldes, at et bestemt lag hud svulmer op hos kamæleonen, hvilket får den til at reflektere helt nye farver. Når huden afslappes, skifter farven tilbage igen.
Det voldsomme farveskifte skyldes således ikke fordelingen af farvestoffer (pigmenter) i huden, som man hidtil har troet – og som man også ser det hos andre dyr. I stedet er det ændringer i hudens struktur, mere præcist afstanden mellem krystaller i huden, der får den til at bryde lyset på en ny måde.
Afstand mellem krystaller giver kamæleon sin farve
»Det er interessant, at kamæleonen kan ændre på krystalstrukturen og på den måde få et farveskifte,« fortæller Torben Anker Lenau, der er lektor på Institut for Mekanisk Teknologi på Danmarks Teknologiske Universitet, og som i mange år har forsket i biomimetik – hvordan naturen kan give inspiration til nye materialer.
»Hidtil har man ment, at det var en anden mekanisme, der var på spil. At kamæleonen trak hudcellerne mere eller mindre sammen, så pigmentkorn i cellerne skyggede mere eller mindre for baggrunden. Men det er faktisk en langt mere tiltalende forklaring, at ændringer i afstanden mellem krystalkorn er ansvarlig for farveskiftet.«
Første bevis for, at dyr ændrer strukturfarver
Et lag hudceller lige under det yderste hudlag (overhuden) er tæt pakket med ganske små krystaller, der er organiseret i et gitter. Når afstanden mellem nanokrystallerne af guanin ændrer sig, så er det andre bølgelængder af lys, der reflekteres, og farven skifter – for eksempel fra grøn til orange.
Når en kamæleon bliver ophidset, eksempelvis på grund af tilstedeværelsen af en rival, ændres trykket i hudlaget, hvilket giver de nye farver. Forskerne havde kamæleonernes hud under elektronmikroskop, og de kunne se, at afstanden mellem krystallerne ændrede sig cirka 30 procent, når huden skiftede farve.
De såkaldte strukturfarver, der skyldes særlige strukturer frem for farvepigmenter, kendes fra en række dyr. Det er strukturfarver, der forårsager det metalskinnende farvespil hos blandt andet sommerfugle, påfugle, skader, biller og spyflyer. Men det er første gang, at man har vist, at et dyr aktivt kan ændre strukturfarver på den måde, som kamæleonen gør det.
Andre dyr kan sikkert også
Fænomenet findes dog sikkert også andre steder, siger Torben Anker Lenau:
»Det ville være underligt, hvis andre dyr ikke også kan udføre dette trick. Denne måde at skifte farve på er opstået ved evolution, og det er sikkert også opstået andre steder.«
»Nu kan vi begynde at undersøge andre dyr for samme mekanisme. Vi kender for eksempel til biller, der kan skifte farve – en lille guldbille bliver rød, når den bliver hidsig – og det kan godt skyldes ændringer i strukturfarver hos billen.«
Andre krystaller regulerer kamæleonens temperatur
Kamæleonerne bruger også mørke pigmenter til at ændre hudfarven, men det er krystalstrukturen, der er ansvarlig for de vilde farveskift, der især ses hos hannerne, skriver forskerne i den videnskabelige artikel i online-tidsskriftet Nature Communications.
Forskerne fandt desuden frem til, at huden hos kamæleonerne faktisk rummer to lag af lysreflekterende celler. Et dybereliggende hudlag med større krystaller reflekterer særligt de nærinfrarøde bølgelængder i sollyset. Det kan hjælpe kamæleonerne med at regulere temperaturen, så de ikke får det for varmt.
