变色龙变色突破

科学家们已经发现了变色之王——变色龙是如何改变皮肤颜色的……
2015年3月16日

采访

米歇尔·米林科维奇教授,日内瓦大学

雄性变色龙作为自然界的变色之王是当之无愧的,它们能迅速地将自己的皮肤颜色转换成一系列奇妙的色调。但是他们是怎么做到的呢?

以前人们认为,变色龙通过在皮肤细胞周围移动色素化学物质来实现这种快速变化,但没有任何实际证据支持这一观点。现在,日内瓦大学的一个研究小组使用高倍电子显微镜进行了更近距离的观察。他们发现,变色龙皮肤上有一层特殊的颜色细胞,叫做虹膜细胞,它含有微小的纳米晶体,可以弯曲光线,从而赋予这种爬行动物变色的能力。Kat Arney采访了Michel Milinkovitch来了解更多。

米歇尔:我们提出了一个疯狂的假设,鉴于我们没有看到这种动物是如何改变颜色的,我们认为,也许这种动物实际上能够调节它们纳米晶体之间的距离,因为这当然会改变反射的光。光子晶体就像一面选择性镜子。所有的光都通过,除了一个特定的波长,将以100%的效率反射。所以,你得到的是一种非常明亮、非常纯净的颜色。但是被反射的波长是连续材料层之间距离的函数。所以,当距离很短的时候,就会发出蓝光,而当晶体彼此距离较远的时候,就会发出更多的黄光或红光。

凯特:然后当你改变这些晶体层的组织结构时,它基本上就会变成不同的颜色。当你意识到这一切发生时,你感到惊讶吗?

米歇尔-是的。我们从来没有想过这是可能的,因为动物主动改变光子晶体的几何形状来改变纳米晶体之间的距离。

你觉得变色龙是怎么做到的?

也许他们的做法和我们概括体外现象的方式是一样的。我们取一块皮肤,我们把它放在培养皿里然后我们改变盐的浓度,我们保存皮肤样本的溶液。因此,细胞会收缩或膨胀取决于你放入系统的土壤量。

这就意味着晶体会离得更近或更远。

米歇尔:没错。这就是我们所希望的,通过改变整个细胞的几何形状,你可以迫使纳米晶体的晶格也收缩或膨胀。这就是正在发生的事情。我们确实看到了这一点。我们看到的是单个细胞从红色变成蓝色,通过了光谱的所有其他波长。

凯特:在你的实验室里工作,看着这些美丽的颜色在你面前变化,那一定很美妙。它一定会让你觉得大自然和变色龙都很神奇。

米歇尔:这些生物太神奇了。事实上,这可能就是人们对这些结果如此感兴趣的原因。人们真的很喜欢变色龙,因为它们有许多不同的特征,非常壮观。它们有这些突出的舌头,可以在远处伸出来捕捉猎物。它们有奇怪的脚,它们有惊人的变色能力,这在蜥蜴中是独一无二的。它们的皮肤里有一个神奇的工具箱。

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