过去的观点认为,变色龙皮下有垂直排列的数层色素细胞,每层细胞控制着特定的颜色 。
通过色素细胞的舒张和收缩,就能调节成不同的颜色,与电视机的彩色显示屏的原理相似 。
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会收缩舒张的色素细胞
但其实这些家伙的变色原理,要比我们想象中高端得多 。
2015年,瑞士日内大学的学者就发现,变色龙的变色秘密根本不在色素,而是在于结构 。
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其中色素色是植物、动物产生颜色的一种非常普遍的方式 。
其产生原因是某些化学物质对某些波段的可见光的吸收和反射,所以色素色也叫化学色 。
而所谓结构色,又称为物理色,是指光和与光波长量级相当的结构相互作用(包括干涉、衍射、散射等),从而产生的颜色 。
像某些美丽的蝴蝶产生的虹彩,便是经典的结构色 。如果把翅膀上的鳞片结构破坏,它们就不能显现出原来的颜色了 。
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结构色
科学家发现,变色龙的皮肤中有两层致密重叠的虹色细胞(iridophore cell) 。
这种细胞不单含有色素,亦含有无数的纳米晶体结构(也称光子晶体),能反射光线并发出彩虹般闪耀色彩 。
其中,光子晶体的尺寸、形状和排列方式的不同,都会使变色龙的体色改色 。
而变色龙,则是通过皮肤的放松和收紧来控制这些晶体的排列结构,从而实现体色变化的 。
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譬如当变色龙处于平静的状态时,这些晶体的排列是紧密的 。
当光通过时,这些细胞就会特异性地反射短波长的光,如蓝光,于是我们便看到了蓝色 。
那么问题来了,我们平日看到安静状态下的变色不应该绿色的吗?
原来,变色龙的皮肤还包含着一种黄色的色素 。
当蓝色的结构色与黄色的色素色结合,也就成了绿色 。
事实上,变色龙的体内是不具有绿色色素细胞的 。
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而当变色龙紧张时,它们就会主动控制晶体的疏密程度,使其排列变得更加松散 。
这样的结构就会发射出波长更长的色光,因此随着空隙增大颜色也会从蓝变成绿、黄,接着是橙、红 。
科学家不但对比了冷静的绿色变色龙和兴奋的黄色变色龙的皮肤样本,还用高分辨率摄像技术记录了整个变色过程 。
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他们发现,兴奋确实会使变色龙体内的晶体空隙大大增加 。
这与我们平时观察到的变色龙变色想象也是一致的 。
根据变色龙如此神奇的变色机制,科学家也非常有野心地想要利用光子晶体结构,来随心所欲地创造和改变各种颜色 。
如果能够实现,像变色龙这样一秒换装,实在再炫酷不过了 。
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所以说这个看似简单的问题却也知道了变色龙没有那么神乎其技,但它们也以另一种形式继续震撼着我们 。而好奇心,也更应该以这种形式存在 。
若变色龙周围的光线、温度、发生变化,或者本身受到惊吓,它皮肤内的色素细胞的位置就会发生改变,从而引起它体表颜色发生改变 。
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变色龙的色素细胞都分散在它的表皮和真皮之间,在神经和激素的控制下,表现出深浅不同的颜色 。之所以变色龙的表皮颜色会发生变化,主要是其皮肤内各种色素细胞的运动,以及他们之间的相互作用引起的 。
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