变色龙颜色变化的科学（附原文）

诸平

  蜥蜴是爬虫类中种类最多的族群，全世界已知超过4,000种，主要分布于热带。体型差异很大，从数厘米大的加勒比壁虎，到近3～5m长的科莫多龙都有。有些被称为蛇蜥的种类脚已经退化，只留下一些脚的痕迹构造。它们因为有眼睑和耳朵，所以能与蛇区分。许多蜥蜴能变换它们的颜色以因应环境的变化或压力，例如变色龙。

  蜥蜴的变色能力很强，特别是避役类（Chamaeleons）以其善于变色获得“变色龙”的美名。我国的树蜥与龙蜥多数也有变色能力，其中变色树蜥（Calots versicolor）在阳光照射的干燥地方通身颜色变浅而头颈部发红，当转入阴湿地方后，红色逐渐消失，通身颜色逐渐变暗。蜥蜴的变色是一种非随意的生理行为变化。它与光照的强弱、温度的改变、动物本身的兴奋程度以及个体的健康状况等有关。但是，据美国化学会《化学与工程新闻》（C&EN）周刊网站，2015年3月13日报道，以及《自然·通讯》（Nature Communications）网站3月2日发表的研究论文介绍，瑞士日内瓦大学（University of Geneva）的研究人员发现，蜥蜴（Lizards）的变色现象是通过调优皮肤内的鸟嘌呤纳米晶体（guanine nanocrystals）而实现的。有视频显示当雄性豹纹变色龙看到另一个成年雄性变色龙时,它会改变颜色来显示究竟谁是首领。

 变色龙形成一个高度派生的蜥蜴单源群，起源于非洲大约是在9000万年前。许多变色龙, 特别是豹纹变色龙(Furcifer pardalis) 有非凡的能力，在交往过程中表现出复杂而快速的颜色变化，如雄性竞赛或求爱过程中。人们普遍解释认为变色龙的颜色变化,是由于真皮色素细胞内包裹着颜色的细胞器能舒展开或者聚合在一起而导致的。结合显微镜、光度摄像和光子带隙模型,科学家发现:变色龙颜色变化是通过积极调优厚层真皮虹细胞表面内的鸟嘌呤纳米晶体而实现的,而更深虹细胞具有大的晶体，反射阳光能量中相当大的一部分,尤其是在近红外范围内的光线。虹细胞组织进入到两个叠加层构成了一个进化新奇的变色龙,它允许一些物种以惊人的外观显示来有效的伪装自己,同时提供被动热防护。更多信息也可以参见“变色龙颜色变化”网页（‘Chameleon Colour Change’ page ）以及《自然·通讯》发表的研究论文ncomms7368.pdf。

 无论是躲避捕食者,还是吸引心仪者或者恐吓对手, 改变其自身颜色都是变色龙的绝招，这也是生存的关键。只是这些生物的皮肤如何从红色、黄金色转变为绿色和许多其他颜色，长期以来对其认识基本上一直就是一个谜团,直到现在为止，科学家借助电子显微镜、专业摄像和一些计算机模拟才对这个谜团有了新认识。瑞士日内瓦大学的Michel C. Milinkovitch及其同事们发现,豹纹变色龙(Furciferpardalis)是通过调优皮肤内的鸟嘌呤纳米晶体来改变他们的颜色。实际上就是迅速地重新排列皮肤中的微小晶体，以至于能反射不同波长的光线。“从本质上讲，这些晶体相当于分色镜。”来自瑞士日内瓦大学的Michel C. Milinkovitch带领团队做出了上述发现。更多信息详见Nat. Commun. 2015, DOI: 10.1038/ncomms7368 见原文

ncomms7368.pdf