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动物界的物理学：变色龙及其颜色


资料来源：国家Georaphic

变色龙是非常不寻常的动物。它们以营养方式，视觉系统以及根据各种因素改变体色的能力而著称。以前，科学家认为变色龙开发了一种伪装成环境的方法，可以保护自己免受掠食者的侵害。实际上，变色龙的肤色会根据气温，光线，情绪和体内发生的生理过程（例如，女性怀孕）而变化。

动物如何改变肤色？科学家很久以前就发现，原因是色素细胞称为染色体。这些单元格从希腊语翻译为“含涂料”。他们的工作原理非常复杂。每个这样的细胞在细胞质中都含有色素，使动物的皮肤改变其颜色。变色龙的主要色素细胞是黑素细胞和黑素细胞，它们在特定细胞器（黑​​素体）中含有黑色素的各种修饰。然后是黄原胶，其中包含类胡萝卜素，黄素和蝶呤，其色素的色标从黄色到红色。

这些色素被放置在其他细胞器中，称为翼状体。它们也以液滴的形式处于游离状态，位于细胞质中。也有含有胍晶体的虹膜细胞或胍基体。这些晶体提供银色或金色。晶体在压力和暴露于化学化合物的作用下会改变位置。随着它们之间距离的增加，皮肤反射的颜色光谱也会改变。间隙越大，从光谱的蓝色部分到绿色再到红色的偏移就越大。



如何运作？


大多数色谱位于动物皮肤的最深，最纤维的一层。如上所述，这些单元包含颜料颗粒。而且，某些色谱中的颜料颗粒比其他色谱中的颜料颗粒更多。颜料在这种电池中的位置也很重要。它可以均匀分布在整个单元中，可以位于其分支中，也可以直接位于中心。色谱的特征是色素颗粒可以穿过这种细胞。


资料来源：国家地理报

如果减少了色谱的过程，颜料颗粒开始集中在细胞的中心。在这种情况下，变色龙的皮肤看起来发白甚至发黄。如果色谱是沿着色谱的分支分布的，则皮肤会变成深色，有时是黑色。变色龙皮肤的颜色由两层颜料的混合来决定。当阳光在表层折射时，会产生动物的绿色色调。胍晶体分布在这里，使光线折射。结果，变色龙可以快速改变其颜色，从白色变成橙色。有趣的是，变化只能捕获变色龙的身体的一部分，但会影响整个身体，从枪口到尾巴的尖端。染色体除了其他可能性外，还“知道如何” 改变深度发生在皮肤上。色谱的深度越高，皮肤越白。亮度越高-对比度越高。



变色龙为什么会改变颜色


有许多因素影响这一点。他们的科学家分为两组。第一组纯粹是生理因素，这是环境温度，光照，湿度，饥饿，脱水，疼痛。第二类是“情感”因素。这包括恐惧，快乐，烦恼等等。在交配季节，雄性变色龙会互相反应，当对手靠近时颜色会变亮。雌性也会发生反应，怀孕的雌性的颜色与普通雌性不同。

上面已经说过，伪装并不是变色龙的优先事项。但是碰巧的是，变色龙呈现出它爬行的地方的颜色。这种情况并非总是会发生，但通常会以这种方式发生。如果破坏动物的视神经，它将失去变色的能力。多年来，科学家对变色龙进行了许多实验。进行了大量的观察。其中，最有趣的是：

  • 视神经受损的变色龙失去了改变其颜色的能力。如果一只眼睛的神经受损，那么动物身体相应一侧的皮肤会变亮；
  • 如果变色龙的脊髓受到电流刺激，则身体变亮；如果去除脊髓，则皮肤变暗；
  • 如果变色龙用乙醚安乐死，则动物变亮；如果使用氯仿进行相同的操作，则动物的身体变黑；反之，则变黑。
  • 如果中枢视神经被电流刺激，则变色龙的身体会变暗。



研究变色龙的科学家建议，变色龙的肤色由变色龙的中枢神经系统的两种类型的中心控制。第一种可以称为“坚强”，第二种是完全自动的。第二种类型的中心以某种色调支持变色系统。这些中心受“自愿”中心的影响，这些中心抑制了自动中心的作用。前者导致皮肤发黑，后者导致皮肤漂白。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399825/

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