Zoologia

Come fanno i camaleonti a cambiare colore?

Come fanno i camaleonti a cambiare colore?

Elia Magrinelli

Marzo 22nd, 2016

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Quando si pensa ai camaleonti si pensa erroneamente che sono in grado di cambiare il loro colore per mimetizzarsi nell’ambiente circostante. Si tratta di un errore, poiché quando un camaleonte è calmo ha il colore verde, pertanto si mimetizza molto bene nell’ambiente circostante in cui vive normalmente. I camaleonti maschi possono però cambiare colore quando sono eccitati, ad esempio in presenza di una femmina di camaleonte o di un maschio rivale.

Come ci mostra questo video di Veritasium, il colore del camaleonte da verde diventa progressivamente giallo, arancione e rosso man mano che diventa più agitato. Anziché mimetizzarsi, il camaleonte ha cambiato il suo colore per rendersi molto più visibile e non per mimetizzarsi. Qual è il meccanismo utilizzato da questi animali per cambiare colore? Per anni si pensava di conoscere in modo certo il meccanismo alla base di questa funzione.

Nella pelle dei camaleonti esistono pigmenti gialli e rossi ed altri che contengono il pigmento scuro della melanina. Molti animali, tra i quali anche i camaleonti, sono noti per essere in grado di assumere una tonalità di colorazione più scura espandendo i pigmenti di melanina lungo le ramificazioni delle cellule nelle quali sono contenuti. Allo stesso modo questi animali diventano più chiaro concentrando nuovamente la melanina in uno spazio ristretto. Proprio questo meccanismo si riteneva fosse alla base della capacità dei camaleonti di cambiare colore da verde, a giallo, arancio e rosso.

Una nuova ricerca nata dalla collaborazione di fisici e biologi nell’Università di Ginevra hanno dimostrato che quest’assunzione era errata. Innanzitutto bisogna considerare che non esiste un pigmento verde nei camaleonti. Il colore verde è il risultato di due colorazioni diverse, una che dipende dai pigmenti e una seconda colorazione che dipende da una struttura. Nella pelle dei camaleonti, al disotto dei pigmenti gialli e rossi esistono cellule che contengono piccoli cristalli dalle dimensioni di 100 nm (1*10^-9 m) disposti in modo regolare.

La luce che colpisce questi cristalli viene rifratta ed in base allo spazio tra questi cristalli la lunghezza d’onda della luce blu viene riflessa, mentre gli altri colori non vengono riflessi. Si tratta di un meccanismo molto simile a quello usate dalle farfalle blu morpho per riflettere la luce blu. Non c’è nessun pigmento, solo una struttura microscopia regolare che funziona come una forte superficie riflettente per un solo colore. Quindi i camaleonti hanno una colorazione verde per via della combinazione della luce giallo, riflessa dal pigmento, aggiunta alla luce blu riflessa dal cristallo sottostante.

Come riesce un camaleonte a modificare il suo colore da verde a giallo, arancio e rosso? Non si tratta di un’espansione dei pigmenti, bensì di un cambiamento strutturale nei cristalli sottostanti. Aumentando lo spazio tra i piccoli cristalli, espandendo quindi la struttura che li contiene, i camaleonti riescono a modificare la lunghezza d’onda che viene riflessa da questi cristalli. Spazi tra i cristalli più larghi riflettono meglio lunghezze d’onda più grandi.

Con l’aumentare dello spazio tra i cristalli la luce riflessa passa dal blu, al verde, al giallo, all’arancio e al rosso, seguendo la sequenza delle diverse lunghezze d’onda di questi colori. Questo è stato confermato studiando al microscopio elettronico campioni di pelle di camaleonti durante una condizione di tranquillità e di agitazione, osservando come la distanza tra i cristalli fosse diversa, più grande nei camaleonti agitati dalla colorazione rossa. Registrando in vivo la luce riflessa da una singola cellula pigmentata si può osservare anche come il colore nella singola cellula passasse da verde a giallo, arancio e rosso, senza il contributo dell’espansione di altri pigmenti.

Un’ulteriore conferma si può osservare comprimendo la pelle del camaleonte. la compressione provoca una temporanea riduzione ulteriore dello spazio tra i cristalli che riflettono più efficientemente la luce visibile dalla lunghezza d’onda più corta, ovvero il blu. Nella zona dove viene compressa la pelle assume una colorazione blu che ritorna al verde rapidamente una volta interrotta la pressione esterna. Ancora più interessante è stato scoprire che la pelle dei camaleonti possiede un secondo strato di cristalli, sottostante il primo.

Questi cristalli sono più larghi dei precedenti, hanno spazi più larghi e sono più disorganizzati. Le lunghezze d’onda che riflettono sono più lunghe della luce visibile, riflettono infatti i raggi infrarossi portando potenzialmente a riflettere parte del calore che arriva dal Sole, un possibile vantaggio per animali che vivono in ambienti estremamente esposti alla luce del Sole. Pertanto i camaleonti non cambiano colore modificando la quantità e composizione dei loro pigmenti, ma impostano attivamente i loro cristalli nella pelle per creare colori strutturali che comprendono l’intero spettro della luce visibile.

 

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