Nanokrystaly ve službách chameleonů

Samci chameleonů při setkání s konkurentem rychle zapomenou na maskovací zbarvení a rozzáří se výstražnými barvami. Např. madagaskarský chameleon pardálí (Furcifer pardalis) to zvládne během dvou minut. Tým biologů a fyziků ze Ženevské univerzity (UNIGE) nyní zjistil, že rychlá změna zbarvení není způsobena přesunem pigmentů v kožních buňkách.

Chameleon sice disponuje hnědými, červenými a žlutými pigmenty, ty však jeho barvu určují jen ve chvílích klidu. Při konfrontaci s jiným samcem se uplatňuje strukturální zbarvení způsobené lomem a odrazem světla na nanostrukturách. Na stejném principu je založeno modré zbarvení ledňáčků, proměnlivé barvy motýlích křídel nebo třeba kovově lesklé zbarvení krovek střevlíků.

Samečci chameleonů mají v kůži vrstvu specializovaných buněk, iridophorů, obsahujících velké množství nanokrystalů guaninu, uspořádaných do pravidelné sítě. (Guanin je jeden ze stavebních kamenů DNA, ale také dusíkatý odpadní produkt např. v ptačím guanu nebo u pavouků. Je jím mimo jiné tvořen kříž na zadečku křižáků.)

Nanokrystaly za normálních okolností odrážejí modrou či zelenou barvu. Při podráždění ale chameleon vrstvičku iridophorů roztáhne, síť nanokrystalů se až o 30 % rozvolní a začne odrážet delší vlnové délky od žluté po červenou. Autoři výzkumu to testovali koupelí iridophorů v roztoku o různé koncentraci solí, čímž se osmoticky měnil objem buněk. Zatím není jasné, jak chameleon uspořádání krystalů ovládá – zda hormonálně, nebo prostřednictvím nervových vzruchů.

Výzkum odhalil ještě jednu, hlouběji uloženou vrstvu buněk obsahujících o něco větší a méně uspořádané nanokrystaly guaninu. Vrstva odráží infračervené záření a zřejmě pomáhá chránit chameleona před přehřátím. (Nature Communications, 2015, doi: 10.1038/ncomms7368)