Kameleontens otroliga förmåga att ändra färg har länge mystifierat människor, men nu är ödlets hemlighet ute: Kameleoner kan snabbt byta färg genom att justera ett lager av specialceller inbäddat i huden, finner en ny studie.

Till skillnad från andra djur som förändras färg, som bläckfisk och bläckfisk, ändrar inte kameleoner sina nyanser genom att ackumulera eller sprida pigment i deras hudceller, fann forskarna. I stället förlitar sig ödlorna på strukturella förändringar som påverkar hur ljuset reflekterar från deras hud, sa forskarna.

För att undersöka hur reptilerna ändrar färg, studerade forskare fem vuxna hane, fyra vuxna hona och fyra ungdomskameleoner (Furcifer pardalis), en typ av ödla som lever på Madagaskar. Forskarna fann att kameleonerna hade två överlagrade tjocka skikt av iridoforceller – skimrande celler som har pigment och reflekterar ljus.

Iridoforcellerna innehåller nanokristaller av olika storlekar, former och organisationer, vilket är nyckeln till kameleonternas dramatiska färgförskjutningar, sa forskarna. kan ändra det strukturella arrangemanget av det övre cellskiktet genom att koppla av eller spänna huden, vilket leder till en färgförändring, fann de. Till exempel kan en kameleont man vara i ett avslappnat tillstånd när den hänger på en gren, och i ett upphetsat tillstånd när det ser en rivaliserande man.

”När huden är i avslappnat tillstånd är nanokristallerna i iridoforcellerna mycket nära varandra – följaktligen reflekterar cellerna specifikt korta våglängder , som blå, ”säger seniorförfattaren Michel Milinkovitch, professor i genetik och evolution vid universitetet i Genève i Schweiz.

Å andra sidan när huden blir upphetsad ökar avståndet mellan angränsande nanokristaller och varje iridoforcell (som innehåller dessa nanokristaller als) reflekterar selektivt längre våglängder, som gult, orange eller rött, berättade Milinkovitch i ett e-postmeddelande till WordsSideKick.com. Men kameleoner är inte alltid blåa. Ödlorna ”innehåller också gula pigment och blått blandat med gult gör grönt, en” kryptisk ”färg som kamouflerar dem bland träd och växter, sa Milinkovitch.

Den ”röda hudtonen förändras inte dramatiskt under excitation, men dess ljusstyrka ökar”, skrev forskarna i studien.

Dessutom fann forskarna en djupare och tjockare lager av hudceller som reflekterar en stor mängd nära infrarött solljus. Även om dessa celler inte verkar ändra färg är det möjligt att de hjälper kameleonerna att reflektera värme och hålla sig svala, säger forskarna.

Forskarna använde ett antal metoder för att studera iridoforcellerna. De filmade kameleonerna ”färgförändringar med högupplöst videografi och gjorde numeriska modeller som förutsäger hur nanokristallerna ska reflektera ljus.

” Resultaten är en perfekt matchning med vad vi observerar, ”sa Milinkovitch.

Forskarna manipulerade också cellerna genom att utsätta dem för lösningar av varierande koncentrationer, vilket fick cellerna att svälla eller krympa. Dessa modifieringar ändrade avstånden mellan nanokristaller och ändrade sina synliga färger, precis som forskarna förutspådde att de skulle göra, sa Milinkovitch.

Men endast vuxna manliga kameleonter ändrar färg, särskilt när de ser en rivaliserande manlig kameleont som de vill jaga bort, eller en kvinna att locka till sig, sa Milinkovitch. Kvinnor och unga kameleoner är tråkiga och har ett mycket reducerat övre lager av iridoforceller, sa han.

Resultaten kan hjälpa ingenjörer och fysiker att replikera kameleontens färg -byta kapacitet i ny teknik, en sådan apparater som eliminerar reflektion, sa Milinkovitch.

Studien publicerades online idag (10 mars) i tidskriften Nature Communications.

Följ Laura Geggel på Twitter @LauraGeggel. Följ Live Science @livescience, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.