Хамелеоны меняют цвет, чтобы передавать сообщения, а не только чтобы прятаться

Высоко на солнечной ветке на Мадагаскаре пантеровый хамелеон проводит мирное утро. Он спокойного лиственно-зелёного цвета, закрученный хвост обвит вокруг веточки, а глаза вращаются в две стороны сразу — из-за этого хамелеоны всегда выглядят слегка насмешливо. Но вот на соседней ветке появляется другой самец, и через несколько минут первый становится пылающе-жёлтым и оранжевым, будто кто-то включил внутри него лампу.

Большинство из нас выросло с простым представлением о том, что происходит. Хамелеон, как нам говорили, меняет цвет под то, на чём сидит, чтобы исчезнуть. Посадите его на красную подушку — и он покраснеет; посадите на шахматную доску — и он очень растеряется. Это прекрасная идея, и, как многие прекрасные идеи, это лишь малая часть истории.

Хамелеоны умеют сливаться с окружением, и окраска действительно помогает им оставаться незаметными. Но быстрые эффектные перемены, прославившие их, в основном нужны для общения друг с другом. Когда взрослый самец пантерового хамелеона встречает соперника или самку, которую надеется впечатлить, он может за считаные минуты сменить основной цвет кожи с зелёного на жёлтый или оранжевый, а потом вернуть его обратно. Это не столько маскировка, сколько очень яркое объявление.

Сюрприз — в том, как получается цвет. Долгое время перемены цвета объясняли в основном тем, что пигменты в клетках кожи то растекаются, то собираются. В 2015 году команда из Женевского университета показала, что большие перемены у пантерового хамелеона происходят благодаря чему-то куда более похожему на физику. Под поверхностью кожи лежит слой клеток, заполненных крошечными кристаллами гуанина, выстроенными в аккуратную правильную решётку. Свет, отражаясь от этой решётки, даёт цвет так же, как мыльный пузырь или крыло бабочки, — вовсе без пигмента.

Когда хамелеон спокоен, кристаллы расположены близко друг к другу и отражают синий свет. Смешиваясь с жёлтым пигментом в верхнем слое кожи, синий кажется зелёным, поэтому спокойный хамелеон зелёный. Когда животное возбуждается, оно растягивает этот слой, кристаллы расходятся, и отражённый свет смещается к жёлтому, оранжевому и красному. Исследователи измерили разницу: в спокойной коже кристаллы в среднем примерно на 30 процентов ближе друг к другу, чем в возбуждённой. Сами кристаллы размер не меняют. Меняется только расстояние между ними.

Ещё команда нашла второй, более глубокий слой клеток с кристаллами покрупнее, который отражает немалую долю ближнего инфракрасного света солнца — невидимого тепла в солнечных лучах. Возможно, это помогает хладнокровному животному, греющемуся на открытом месте, не перегреться. А верхний слой, меняющий цвет, полностью развит только у взрослых самцов. У самок и молодых хамелеонов он слабее, поэтому самые эффектные представления устраивают взрослые самцы.

Как же это удалось выяснить? Женевские исследователи рассмотрели кожу под электронными микроскопами, измерили кристаллическую решётку в спокойном и возбуждённом состоянии и построили компьютерные модели, которые предсказывали, какой цвет должно давать каждое расстояние. Потом они это проверили. В лабораторных опытах, когда жидкость вокруг кристаллов делали солонее, кристаллы сближались, и цвет смещался обратно к синему — ровно так, как предсказывали модели. Оказывается, хамелеон не столько раскрашивает себя, сколько себя настраивает.