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如果变色龙一直变色的话,他会不会心力交瘁而死?

本帖由 漂亮的石头2016-07-12 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] 平行观察者

    如果假设变色龙不进食,而且除了变色外其他生理活动都不消耗能量的话,单纯的变色也必然会死。毕竟变色也是要消耗能量的,只是时间问题。

    顺便说下变色龙神奇的变色机理。如果你仍然认为变色龙变色全和色素有关那你就 out 了。根据 nature communication3 月份的成果(PS:当我看到这篇文章的时候我只觉得老外怎么这么有空这么叼~),变色龙皮肤内有两层虹细胞,而主导颜色变化的主要是外层虹细胞。这一层虹细胞含有很多不同大小,形状的鸟嘌呤纳米晶体。如下图所示~S-irid 就是外虹细胞层,TEM(右图)中白色的就是那些奇怪的纳米晶体。

    [​IMG]

    Scale bar=200nm

    有了这些奇怪的东西,它怎么变色呢?按照那篇文章里面的理论,外虹细胞层的颜色调控是根据纳米晶体之间的距离来达成的。

    在放松(relaxed)时,那些纳米晶体会编列得十分紧密,它们之间的距离会相距较近。此时,反射的光能量较高、波长较短,也就是蓝光波段。而当他们兴奋(excited)时,这个纳米晶体会排列得较为疏远,间距变大,从而反射的光能量会较低、波长较长,也就是黄色和红色波段。区别见下图~

    [​IMG]

    [​IMG]

    Scale bar=200nm

    但变色龙在放松时也不一定全是蓝色,因为蜥蜴的皮肤中本身带有黄色的天然色素。由此综合蓝色产生绿色~ 于是乎,变色龙身聚红黄蓝三原色,它就可以开始乱变色了。

    回到开头的那个问题,它一直变色到底会不会死呢?你猜不断滴精确放松和紧缩皮肤,它累不累得死……

    身为处女座的我,不能让这个回答不圆满~ 于是乎忍不住就继续往下说。刚才说到了变色龙的虹细胞有两层,刚才说了外层是负责变色的,那内层是干嘛的呢?内虹细胞层和外层其实类似,只是晶体的尺寸要比外层大很多,见下图。从图里可以看出基本上是两倍左右。PS. 这是来自于同一个生物样本。

    [​IMG]

    scale bar=200 nm

    这一层不负责颜色变化,但是它可以利用类似于外层虹细胞放松和兴奋的原理来控制反射近红外太阳光。也就是说这一层的主要作用是帮助变色龙调节体温~

    但是我很好奇变色龙是怎样控制虹细胞层来准确地表达出类似于周围环境的颜色。它肯定是先通过感光器官(视觉?)收集环境颜色信息(波长),然后在脑子里转化成信号传递给外虹细胞层,然后虹细胞层通过控制晶体距离调整颜色。然后这里我又好奇了。 在它调控外虹细胞层变换颜色的时候,有没有校正过程,还是一步到位?(我比较偏向有校正)。

    参考文献和资料:

    Photonic crystals cause active colour change in chameleons : Nature Communications : Nature Publishing Group

    Chameleons' Color-Changing Secret Revealed

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