变色龙为什么会变色？

研究人员发现变色龙有两层特殊的皮肤细胞。雄性变色龙的上部皮肤细胞比雌性和年轻变色龙的亮。这层细胞可以通过改变结构和反射光线来改变颜色。

变色龙神奇的变色能力一直困扰着人们。现在，它的秘密真相已经出来了。最近的研究发现变色龙可以通过调整附着在皮肤上的特殊细胞层来快速改变颜色。

研究人员发现，与鱿鱼或章鱼等变色生物不同，变色龙不会通过聚集或分散皮肤细胞中的发色来改变颜色，而是依靠皮肤细胞的结构变化来影响皮肤反射光线的方式。

为了探索这种爬行动物的变色机制，研究人员研究了生活在马达加斯加的五只成年雄性、四只成年雌性和四只幼年豹纹蜥蜴。科学家发现，这种变色龙有两层密集重叠的虹彩细胞，这是一种含有色素并能反射光线的彩色细胞。

研究人员称，彩虹色素细胞含有不同大小、形状和排列模式的纳米晶体，这是变色龙戏剧性变色的关键。他们发现变色龙可以通过放松或拉紧皮肤来改变上层细胞的排列，从而导致颜色的变化。例如，一只雄性变色龙悬挂在树枝上时可能处于放松状态，但当它看到一只雄性竞争者时，它处于兴奋状态。

“当皮肤处于松弛状态时，彩虹色素细胞中的纳米晶体彼此靠近——因此这些细胞特别反射短波长的光，如蓝光，”该研究的通讯作者、瑞士日内瓦大学遗传学和进化教授米歇尔·米林科维奇说。

米林科维奇在给《生活科学》的电子邮件中说，另一方面，当皮肤受到刺激，相邻纳米晶体之间的距离增加时，每个含有纳米晶体的彩虹色素细胞会选择性地反射长波长光，如黄色、橙色或红色光。他还说，然而，变色龙并不总是蓝色的，它们的皮肤也含有黄色色素，蓝色和黄色的混合物变成了绿色，这是一种“保护性颜色”，可以让它们隐藏在树木和植被之间。

研究人员在研究中还提到“红色皮肤色素在兴奋时不会迅速变色，但它的亮度会增加。”

此外，他们还发现，更深更密的皮肤细胞层可以反射大量来自阳光的近红外光。然而，这些细胞看起来颜色变化不大。研究人员称，这些细胞可能有助于变色龙反射热量并保持凉爽。

研究人员使用了大量的方法来研究彩虹色素细胞。他们使用高分辨率相机技术来拍摄变色龙的颜色变化过程，并设计了各种模型来预测纳米晶体反射光线的方式。

米林科维奇说，“这个结果与我们在现实生活中观察到的完全一致。”

米林科维奇提到，研究人员还用不同浓度的溶液处理细胞，导致细胞膨胀或收缩。正如他们所料，这些处理改变了纳米晶体的间距，也改变了它们的可见颜色。

米林科维奇说，然而，只有成年雄性变色龙会变色，尤其是当它们遇到雄性变色龙竞争对手时，它们想赶走它们，或者当它们遇到雌性时，它们想吸引它们。雌变色龙和幼变色龙颜色较暗，上层很少有彩虹色的色素细胞。

米林科维奇说，这一发现可能有助于工程师和物理学家在新技术中复制变色龙变色的能力，比如用它来消除反射。