人民网>>科技

  

变色龙到底是怎样变色的?(新知)

汪婕舒

2015年03月23日08:04    来源:人民网-人民日报    手机看新闻

  ●变色龙皮肤中有两层厚厚的虹色细胞,重叠在一起。虹色细胞中含有许多不同形状、尺寸和组合的纳米晶体,这是变色龙变色的关键。变色龙可以放松或紧绷皮肤,从而改变表层细胞中纳米晶体的排列,导致色彩的改变。

  

  变色龙是一种神秘的动物,能随环境变换身体的颜色。它们究竟是如何改变身体颜色的?这一直是一个谜。最近,科学家终于揭开了它的变色之谜,秘密就隐藏在变色龙皮肤中的一种特殊细胞里。这个研究成果在线发表在3月10日的《自然通讯》。

  我们知道,乌贼和章鱼也会变色。它们变色是通过增加或减少皮肤中的色素浓度来实现。然而,变色龙则另辟蹊径。科学家们发现,变色龙依靠的是皮肤上一种反射光线的特殊结构。

  为了搞清楚变色龙的变色机制,科学家研究了5只成年雄性变色龙、4只成年雌性变色龙和4只年幼的豹变色龙。豹变色龙是一种生活在马达加斯加的变色龙。科学家发现,变色龙皮肤中有两层厚厚的虹色细胞,重叠在一起。虹色细胞是一种含有色素、能反射光线并发出彩虹色光芒的细胞。

  科学家说,虹色细胞中含有许多不同形状、尺寸和组合的纳米晶体,这是变色龙变色的关键。变色龙可以放松或紧绷皮肤,从而改变表层细胞中纳米晶体的排列,导致色彩的改变。比如说,一只雄性变色龙懒洋洋地趴在树枝上时,可能皮肤处在放松状态,而当另一只雄性竞争者出现时,它就会立刻进入兴奋状态,皮肤也紧绷起来。

  科学家说,当变色龙皮肤放松时,虹色细胞中的纳米晶体彼此靠得很近,这样,细胞就容易反射短波长的光线,比如蓝色。而当皮肤紧绷时,纳米晶体之间的距离增大了,虹色细胞就更容易反射波长较长的光线,比如黄色、橙色和红色。但是变色龙并不总是蓝色的,它的皮肤中还含有一种黄色的色素,当蓝色和黄色混合时,就变成绿色,使得它们可以隐藏在树叶中。在兴奋状态下,红色的色调并不会改变太多,但是红色的亮度会增加。

  与此同时,科学家发现,变色龙还有一层更厚的皮肤细胞,能发射大量的近红外线。这些细胞对变色没有贡献,但是可以帮助变色龙反射多余的热量,保持凉爽。

  在这个研究中,科学家用了很多方法。比如说,他们用高分辨率的相机拍下了变色龙变色的过程,建立了大量模型模拟纳米晶体反射光线的机制。他们还将变色龙皮肤上的虹色细胞放入溶液,通过改变溶液的浓度,观察细胞肿胀或收缩时的色彩变化。这些实验都证明,他们的理论是正确的。

  不过,只有成年雄性变色龙才会变色,特别是当它们遇到一只不识时务的雄性竞争者,或一只风姿绰约的雌性变色龙时。雌性变色龙和幼年变色龙的颜色都很暗淡,这是因为它们表层皮肤中的虹色细胞很少。

  所以,变色龙是纳米级的调色师。这个发现有助于工程师、物理学家进行仿生设计。


  《 人民日报 》( 2015年03月23日 20 版)
(责编:马丽、赵竹青)


注册/登录
发言请遵守新闻跟帖服务协议   

使用其他账号登录: 新浪微博帐号登录 QQ帐号登录 人人帐号登录 百度帐号登录 豆瓣帐号登录 天涯帐号登录 淘宝帐号登录 MSN帐号登录 同步:分享到人民微博  

社区登录
用户名: 立即注册
密  码: 找回密码
  
  • 最新评论
  • 热门评论
查看全部留言

24小时排行 | 新闻频道留言热帖