變色龍，到底是怎樣變色的？

變色龍（chameleon）是一種神秘的動物，它們能隨環境變換身體的顏色。

它們究竟是如何改變身體顏色的，這一直是一個謎。最近，科學家終於揭開了它的變色之謎！秘密就隱藏在它們皮膚中的一種特殊細胞中。這個研究成果在線發表在3月10日的Nature Communications上。

我們知道，烏賊和章魚也會變色。它們變色是通過增加或減少皮膚中的色素濃度來實現。然而，變色龍則另闢蹊徑。科學家們發現，變色龍依靠的是皮膚上一種反射光線的特殊結構。

為了搞清楚變色龍的變色機制，科學家研究了5隻成年雄性變色龍、4隻成年雌性變色龍和4隻年幼的豹變色龍。豹變色龍是一種生活在馬達加斯加的變色龍。科學家發現，變色龍皮膚中有兩層厚厚的虹色細胞（iridophore cells），重疊在一起。虹色細胞是一種含有色素、能反射光線並發出彩虹色光芒的細胞。

科學家說，虹色細胞中含有許多不同形狀、尺寸和組合的納米晶體，這是變色龍變色的關鍵。變色龍可以放鬆或繃緊皮膚，從而改變表層細胞中納米晶體的排列，導致色彩的改變。比如說，一隻雄性變色龍懶洋洋地趴在樹枝上時，可能皮膚處於放鬆狀態，而當另一隻雄性競爭者出現時，它就會立刻進入興奮狀態，皮膚也緊繃起來。

論文的作者之一、瑞士日內瓦大學的Michel Milinkovitch教授說，當變色龍皮膚放鬆時，虹色細胞中的納米晶體彼此靠得很近，這樣，細胞就容易反射短波長的光線，比如藍色。而當皮膚變的緊繃時，納米晶體之間的距離增大了，虹色細胞就更容易反射波長較長的光線，比如黃色、橙色和紅色。但是變色龍並不總是藍色的。它的皮膚中還含有一種黃色的色素，當藍色和黃色混合時，就變成綠色，使得它們可以隱蔽在樹葉中。

一隻雄性變色龍，從綠色變成黃色。Credit:Michel Milinkovitch

研究者寫道：「在興奮狀態下，紅色的色調並不會改變太多，但是紅色的亮度會增加。」

與此同時，他們還發現，變色龍還有一層更厚的皮膚細胞，能反射大量的近紅外線。這些細胞對變色沒有貢獻，但是可以幫助變色龍反射走多餘的熱量，保持涼爽。

在這個研究中，科學家用了很多方法。比如說，他們用高解析度的相機拍下了變色龍變色的過程，建立了大量模型來模擬納米晶體反射光線的機制。他們還將變色龍皮膚上的虹色細胞放入溶液，通過改變溶液的濃度，觀察細胞腫脹或收縮時的色彩變化。這些實驗都證明，他們的理論是正確的。

不過，只有成年雄性變色龍才會變色，特別是當它們遇到一隻不識時務的雄性競爭者，或一隻風姿卓約的雌性變色龍時。雌性變色龍和幼年變色龍的顏色都很暗淡，這是因為它們表層皮膚中的虹色細胞很少。

所以，變色龍是納米級的調色師哦！這個發現有助於幫助工程師、物理學們進行仿生設計。

（作者：Laura Geggel；編譯：汪汪；via livescience）

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