Reptilienhaut Chamäleons nutzen Nanokristalle für Farbwechsel

Männliche Pantherchamäleons passen ihre farbliche Erscheinung dem Gemütszustand an

(Foto: Michel C. Milinkovitch, www.lanevol.org)

Wie Chamäleons die Farbe ihrer Haut ändern, war lange unklar. Forscher haben nun ein Kristallgitter in der Haut der Reptilien entdeckt, das den Farbwechsel ermöglicht. Den Effekt nutzen die Tiere auch als Hitzeschild.

Wollen Chamäleons um einen Partner werben, einen Rivalen einschüchtern oder sich vor einem Jäger tarnen, nehmen sie eine andere Farbe an. Wie ihnen das gelingt, haben Forscher nun im Magazin Nature Communications beschrieben. Nicht Pigmente, sondern Nanokristalle sollen hinter dem Farbwechsel stecken.

"Wir waren sehr erstaunt", sagte der Biologe Michel Milinkovitch von der Universität Genf. Statt Pigment-Veränderungen finde in der Haut der Chamäleons etwas völlig anderes statt. Milinkovitch und seine Kollegen nahmen ein Pantherchamäleon unter die Lupe. Das Schuppentier kann seine Hautfarbe von grün zu gelb oder orange wechseln, außerdem können blaue Flecke auch weiß aufleuchten. Die Reptilien leben in freier Natur auf der Insel Madagaskar.

Bei den meisten anderen Tieren, die ihre Farbe ändern können, sorgen Veränderungen der Konzentration des Pigments Melanin für hellere oder dunklere Farben. Forscher gingen lange davon aus, dies sei auch beim männlichen Chamäleon der Fall. Die Analyse der Chamäleon-Haut offenbarte hingegen spezialisierte Hautzellen, sogenannte Iridophoren. In den Iridophor-Schichten stecken durchsichtige Nanokristalle, die das Licht reflektieren. Sie sind in Kristallgittern angeordnet. Diese Gitter können verändert werden, wodurch das Licht anders gebrochen wird und die Haut eine andere Farbe annimmt.

Hitzeschild basiert auf ähnlichem Effekt

"Wenn das Chamäleon entspannt ist, ist das Gitter dicht und reflektiert blaue Wellenlängen des eintreffenden Lichts", erklären die Wissenschaftler in einer Mitteilung der Universität Genf. "Wenn es dagegen aufgeregt ist, lockert sich das Gitter der Nanokristalle und erlaubt die Reflexion von anderen Farben wie gelb und rot." Um dem Phänomen auf die Schliche zu kommen, entnahmen die Forscher den Reptilien in unterschiedlichen Gemütszuständen Gewebe, nutzten optische Mikroskope und hochauflösende Videos.

Sie entdeckten auch, dass die Chamäleons über eine zweite Schicht an Iridophoren verfügen, in der größere Kristalle ohne Muster liegen. Diese reflektieren Infrarotstrahlen aus Sonnenlicht. Sie sind also ein intelligentes Hitzeschild. "Die Anordnung von Iridophoren in zwei übereinander liegenden Schichten ist eine evolutionäre Neuerung", schreiben die Forscher. Sie erlaube den Reptilien nicht nur, zwischen einem Tarnmantel und einem spektakulären Erscheinungsbild zu wechseln, sondern stelle auch einen passiven Hitzeschutz dar. Als nächstes wollen die Wissenschaftler den Mechanismus entschlüsseln, mit dem die Tiere die Nanokristallgitter und damit ihre Farbe verändern.