Farbwechsel der Chamäleons Bei Entspannung grün

Chamäleons können innerhalb weniger Minuten ihre Farbe radikal verändern. Wie die Tiere das anstellen, war bislang ein Rätsel. Jetzt haben Forscher herausgefunden, dass Nanokristalle hinter dem Farbspiel stecken.

NPG

Stehen sich zwei Chamäleon-Männchen im Kampf um ein Weibchen gegenüber, zeigt sich auf ihrer Haut ein eindrucksvolles Farbspiel. Auch weibliche Tiere setzen die Wandlungsfähigkeit ein, um Männchen zu beeindrucken, und beide Geschlechter nutzen sie zur Tarnung. Doch so eindrucksvoll der Farbzauber sein mag, er stellt Reptilienliebhaber wie Forscher vor Rätsel.

Von anderen Echsen ist bekannt, dass sie ihre Farbe wechseln, indem sie Pigmente in Zellen ihrer Haut ansammeln oder abbauen. Für Chamäleons gilt das nicht, wie Michel Milinkovitch von der Universität Genf und Kollegen anhand von Gewebeproben mehrerer Panther- und Jemenchamäleons herausgefunden haben.

Bei Chamäleons sorgen demnach offenbar Nanokristalle in der Haut für den Farbwechsel, berichten die Forscher im Fachmagazin "Nature Communications". Die Reptilien besitzen zwei übereinanderliegende Schichten spezialisierter Hautzellen, sogenannter Iridophoren, die Licht mithilfe von winzigen Kristallen reflektieren. Jede Schicht übernimmt eine andere Aufgabe. Wie stark der Farbwechsel ausfallen kann, zeigen Videos in achtfacher Geschwindigkeit:

Abstand zwischen Kristallen bestimmt die Farbe

In der oberen Hautschicht der Chamäleons, die nur bei den Männchen vollständig ausgebildet ist, sind die Nanokristalle in Form eines Gitters angeordnet und kleiner als in der unteren Schicht. Der Abstand zwischen den Kristallen entscheidet über die Farbe des Chamäleons:

  • In entspanntem Zustand liegen die Nanokristalle eng beieinander. Sie reflektieren dann vor allem kurzwelliges, blaues Licht. Da die Pigmente in der Haut der Tiere größtenteils gelb sind, erscheint das Chamäleon in entspanntem Zustand grün (blau und gelb ergibt grün).
  • Regt sich das Chamäleon auf, ändert sich die Struktur der Kristalle: Sie liegen dann bis zu 30 Prozent weiter auseinander als im entspannten Zustand. Jetzt reflektieren sie langwelliges, rotes Licht. Dadurch wechselt das Chamäleon seine Farbe von grün über gelb nach Orange.

Reflektion schützt vor Hitzeschock

Die untere, deutlich dickere Iridophoren-Schicht der Chamäleons trägt dagegen kaum zum Farbwechsel und damit auch nicht zur Tarnung bei, so die Forscher. Dafür erfüllt sie eine andere wichtige Aufgabe: Sie schützt die Tiere vor einem Hitzschlag.

Die Nanokristalle in den tiefer liegenden Zellen sind größer und chaotisch angeordnet. Die Forscher stellten fest, dass sie dadurch vor allem Licht nahe dem Infrarotbereich reflektieren. Das Ergebnis: Die Chamäleons heizen weniger schnell auf.

Panther- und Jemenchamäleons leben in trockenen heißen Regionen auf Madagaskar und im Jemen (mehr Informationen siehe Fotostrecke) und sind dem Sonnenlicht stark ausgesetzt. Außer guter Tarnung können sie einen Hitzeschutz also gut gebrauchen. Wie die Doppelfunktion der Haut mit Farbwechsel und Hitzeschutz evolutionär entstanden ist, müsse allerdings noch genauer untersucht werden, meinen die Wissenschaftler.

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jme



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