マダガスカルとイエメンで見られるパンサーカメレオンは、非常に印象的でカラフルです。成体のオスには、緑、青、赤の斑点の明るいパターンがあり、白い縞模様が邪魔をしています。その後、オスがライバルや妊娠の準備ができているメスを見ると、自分の体色も変化し始めます。「カメレオンは皮膚の背景の色を緑から黄色やオレンジに変え、青い部分は白っぽくなり、赤い部分は均一になります。」より強烈です」とジュネーブ大学のジェレミー・テシエと彼の同僚はそのプロセスを説明する。すべてはわずか数分以内に起こり、完全に可逆的です。動物が再びリラックスするとすぐに、元の主に緑色のカラフルな色に戻ります。
皮膚の中にある結晶
珍しい点: この色の変化は、カメレオンが反射光のスペクトル色を徐々に変化させていることを示唆しています。しかし、これは、カメレオンが通常色を変えるメカニズムである、皮膚の色素細胞の単純な拡大または縮小によって説明することはできません。研究者らが説明しているように、パンサーカメレオンには色素に加えて構造色も関与しているはずだ。これらの色では、皮膚のナノ構造が反射光を操作し、特定の色の成分だけを選択的に輝かせます。彼らの仮説を検証するために、テシエと彼の同僚は、数頭の成人の雄、雌、若いパンサーカメレオンの皮膚を分析しました。
そして研究者らは実際に、雄のカメレオンの皮膚に何か異常なものを発見した。他のトカゲやカメレオンの皮膚とは対照的に、皮膚は特殊な細胞の2層で構成されているのだ。これらのいわゆるイリディオフォアには、さまざまなサイズと配置のグアニン結晶が含まれています。一番下のレイヤーは明らかに明るい背景としてのみ機能し、変更することはできません。研究者らの報告によると、ここには入射光の約半分を反射する大きな結晶がある。しかし、皮膚の上層は成人男性でのみ完全に発達しており、色の変化にとって重要です。その中で、より小さなグアニン結晶が規則的な格子を形成しています。 「この層はフォトニック結晶のように振る舞う可能性があります」と研究者らは説明する。規則正しい結晶配列により、光が選択的に反射され、色が変化します。
重要なのは距離です
詳細な調査により、これらの結晶がどのようにして色の変化を引き起こすのかがわかりました。「我々が発見したように、結晶のサイズは変化しませんが、結晶間の距離は変化します」と研究者らは報告しています。静止状態では、結晶は互いに接近して横たわっています。しかし、オスのカメレオンが動揺すると、結晶が離れてしまい、この皮膚層の光学的特性が変化します。 「このようなフォトニック結晶では、幾何学的形状の小さな変化でも色に劇的な変化を引き起こす可能性があります」とテシエ氏と彼の同僚は述べた。そして、オスのパンサーカメレオンでは、静止状態と励起状態の間の結晶距離が少なくとも 30% 変化します。したがって、研究者らによれば、この変化により反射光のスペクトルが短波長の青緑色から長波長の赤みがかった範囲にシフトし、それによって色の変化が引き起こされる可能性が高いという。
この発見により、パンサー カメレオンはついに「上級」カラーチェンジャーのエリートの仲間入りを果たしました。研究者らが強調しているように、これまでのところ、このような急速かつ段階的な色の変化は、ほんの一握りの動物種でしか知られていない。これらには、この変化のために虹色素胞の多層配置を使用するいくつかの種のイカも含まれます。カメレオンの中で、これまでのところ、この結晶を含む細胞が二重層になっているのはパンサー カメレオンだけです。 「これは、このグループの動物にとって進化上の新しいことです」とテシエ氏と彼の同僚は語った。
