Хамелеоны – одни из самых необычных животных на Земле: они общаются, изменяя окраску, убивают жертву молниеносно выстреливая языком, а живут в таких местах, куда непросто добраться и которые, к сожалению, совсем скоро изменятся до неузнаваемости – из-за деятельности человека.

Вряд ли найдется животное, способное поспорить с хамелеоном числом анатомических диковинок. У этих ящериц язык длиннее тела, и с его помощью они способны одним «выстрелом» за доли секунды добыть себе пропитание – поймать и убить какое-нибудь насекомое. У хамелеонов отличное зрение, их телескопические глаза могут вращаться независимо друг от друга. Прямо над глазами выступают грозные «рога», а пальцы уподобились клешням и служат для крепкого захвата веточек, на которых эти ящерицы и проводят всю жизнь. Но среди всего многообразия ярких черт есть одна, выделяющая хамелеонов среди других ящериц, – это способность менять окраску. Широко распространенное мнение, будто хамелеоны принимают цвет поверхности, на которой находятся, на самом деле не совсем верно. Конечно, в некоторых ситуациях способность мимикрировать приходится весьма кстати, но в основном хамелеоны прибегают к смене окраски для общения друг с другом и с окружающим миром. Меняя цвет, эти ящерицы обозначают свое состояние: готовность к спариванию, угрозу противнику или стресс. «Хамелеоны давно привлекают внимание исследователей, но, несмотря на это, не все их тайны удалось разгадать, – рассказывает Кристофер Андерсон, эксперт по этим ящерицам из Университета имени Брауна в Провиденсе. – Мы все еще пытаемся выяснить в деталях, как они устроены – как стреляют языком во время охоты и как меняют цвет».

Около 40 процентов из более чем 200 известных науке видов хамелеонов населяют Мадагаскар, почти все остальные живут на территории континентальной Африки. С помощью ДНК-тестов удалось выделить несколько новых видов, хотя по внешнему облику их представители практически ничем не отличались от известных прежде. Более 20 процентов видов были выявлены за последние 15 лет. К сожалению, будущее этих удивительных созданий в природе далеко не радужно. В ноябре прошлого года в Красную книгу Международного союза охраны природы (МСОП) вошло более половины видов хамелеонов под статусом «находящийся под угрозой» или «положение, близкое к уязвимому». Андерсон – член группы экспертов МСОП по хамелеонам. Кристофер детально изучил охотничьи навыки своих подопечных. Используя камеру со скоростью съемки 3000 кадров в секунду, он запечатлел, как хамелеон поедает сверчка. В реальности все происходит за 0,56 секунды – в записи охота длится 28 секунд, и с помощью камеры работа «спускового механизма» языка ящерицы была разобрана в мельчайших подробностях.

Кристиан Циглер Насекомое пало жертвой решившего полакомиться хамелеона из рода Calumma. Благодаря острому зрению ящерице удается с ювелирной точностью направить «выстрел» своего длиннющего языка с влажной присоской на кончике.

Подъязычная косточка хамелеона окружена эластичной коллагеновой тканью и расположена в кольцевой «спусковой» мышце. Как только ящерица нацеливается на добычу, она слегка высовывает язык, мышца-курок сжимает эту кость, и прежде собранный в плотную складку язык резко соскальзывает с нее, распрямляясь как пружина. Кончик языка имеет форму присоски, и жертва намертво прилипает к его влажной поверхности. Язык втягивается и – блюдо на столе! Что касается механизмов управления окраской , то опубликованная в этом году работа генетика и биофизика Мишеля Милинковича перевернула недавние представления ученых. Долгие годы считалось, что изменение цвета хамелеона происходит за счет распространения пигментов вдоль особых отростков клеток кожи. Мишель утверждает, что это предположение не убедительно, ведь в природе встречается множество особей зеленого цвета, в чьей коже отсутствуют зеленые пигменты. Милинкович с коллегами из Женевского университета обнаружил под пигментными клетками еще один слой клеток, которые содержат нанокристаллы, упорядоченные в виде треугольной решетки. Оказалось, что под давлением и воздействием химических соединений эти кристаллы становятся управляемыми: когда расстояние между ними меняется, меняется и отражаемый кожей цвет. С увеличением зазора между кристаллами-«хамелеонами» гамма смещается от синей части спектра к зеленой и далее – вплоть до красной. У Ника Хенна, селекционера-любителя из Пенсильвании, первый хамелеон появился, когда ему было семь лет. За двадцать лет коллекция Хенна выросла до двухсот особей, которые живут у него в подвале в Ридинге.

Поставленные в ряд клетки заполнены растениями, по которым с удовольствием карабкаются ящерицы. На дне – приличный слой песка, чтобы самки могли откладывать яйца. Влажность и освещенность регулируются так, чтобы воссоздать привычную для животных среду обитания. Правильно расположить клетки – задача посложнее, чем рассадить делегации враждующих стран на ассамблее ООН. Животные лишний раз не должны вызывать друг у друга агрессию, поэтому Хенн разместил самок так, чтобы они не видели самцов, а мужских особей так, чтобы в их поле зрения не попадали ни самки, ни воинственные соперники. Эмбер, молодой пантеровый хамелеон, принадлежит к виду, населяющему район Амбилобе на севере Мадагаскара. Его тело украшают красные и зеленые полоски, на боках ящерицы окаймленные светло-голубым. Когда Хенн, открыв клетку, принялся подталкивать Эмбера длинной палочкой, хамелеон стал «заводиться». Это было легко заметить – красные полоски вдруг налились и стали заметно ярче.

Широко распространенное мнение, будто хамелеоны принимают цвет поверхности, на которой находятся, на самом деле не совсем верно.

Ник подсадил Эмбера в соседнюю клетку, где хозяйничал Болт – синеполосый пантеровый хамелеон, крупнейший в коллекции Хенна. Реакция Болта на непрошеного гостя не заставила себя ждать: как только Ник открыл клетку, хозяин продвинулся вперед на несколько сантиметров, и его зеленые полоски стали ярко-желтыми, а глазницы, горло и шипы на спине из зеленых превратились в оранжево-красные. Эмбер тоже немного покраснел, но чем дальше, тем сильнее он уступал в «битве красок» противнику, который буквально исторгал всю палитру. А Болту и этого мало: подбираясь ближе, он распахнул пасть, демонстрируя ярко-желтую слизистую оболочку. Хенн отправляет Эмбера восвояси. «Если пустить все на самотек, Болт начнет пихать и даже кусать Эмбера, пока тот не побуреет – так хамелеоны выбрасывают белый флаг в поединке», – рассказывает Хенн. Проведенное в 2014 году исследование показало, что эти ящерицы развили способность принимать тускло-коричневый «цвет послушания» из-за своей медлительности – она не позволяет им спастись бегством от победителя в схватке.

Фото: Клювовидные выросты украшают мордочку хамелеона Парсона - одного из крупнейших видов. По этим выростам ящерицы узнают «своих», годятся они и в качестве грозного оружия в поединке за самку. Автор: Кристиан Циглер">

Клювовидные выросты украшают мордочку хамелеона Парсона - одного из крупнейших видов. По этим выростам ящерицы узнают «своих», годятся они и в качестве грозного оружия в поединке за самку.

Фото: Клювовидные выросты украшают мордочку длинноносого хамелеона. По этим выростам ящерицы узнают «своих», годятся они и в качестве грозного оружия в поединке за самку. Автор: Кристиан Циглер">

Клювовидные выросты украшают мордочку длинноносого хамелеона. По этим выростам ящерицы узнают «своих», годятся они и в качестве грозного оружия в поединке за самку.

Фото: Двое самцов пантерового хамелеона только что завершили схватку за самку. Победителя определить нетрудно: он так и переливается на солнце. Его соперник пребывает в «трауре». Автор: Кристиан Циглер">

Двое самцов пантерового хамелеона только что завершили схватку за самку. Победителя определить нетрудно: он так и переливается на солнце. Его соперник пребывает в «трауре».

Некоторые виды хамелеонов, хоть и меняют цвет, делают это недостаточно явно, чтобы запугать противника. Тогда на помощь приходят другие способы – ящерицы сжимают тело, а затем расправляют ребра в суставах, чтобы подтолкнуть позвоночник кверху и за счет этого «вырасти». Еще одна уловка, помогающая выглядеть внушительнее, – плотно скрутить в клубок длинный хвост и использовать мышцы языка, чтобы раздуть горло. Повернувшись, после всех этих метаморфоз, к врагу боком, хамелеон кажется значительно крупнее. Одна из любимиц Хенна – ящерица по кличке Кэти Перри (так зовут американскую поп-звезду. – Прим. ред.) – приняла розово-красный оттенок, сигнализируя своим сородичам, что готова спариваться. Ее соседка по кличке Пинат – тоже розовая, но с темными полосками на теле: это означает, что она уже вынашивает потомство. Если на глаза Кэти попадется самец, способный впечатлить ее своими яркими красками и эффектным брачным танцем, она вполне может согласиться продлить его род. Если такой же самец встретится на пути Пинат, она тут же вся потемнеет, и на этом фоне проступят светлые пятна. Для особо непонятливого ухажера ящерка угрожающе раскроет пасть, примется шипеть и попытается его укусить. Как самцы, так и самки хамелеона полигамны (спариваются с несколькими партнерами). Большинство видов откладывают яйца, из которых вылупляется молодняк, а у некоторых дети рождаются живьем в прозрачных мешочках, напоминающих коконы. Хамелеоны не утруждают себя воспитанием малышей, так что те с первых дней жизни предоставлены сами себе. Поскольку основную часть времени эти животные проводят на деревьях, чтобы спрятаться от чужих глаз, им достаточно съежиться и опрокинуться на нижнюю сторону ветки. А оказавшись на земле, ящерицы при виде хищника стараются прикинуться одним из листиков, которых так много вокруг.

Кристиан Циглер Жизненный цикл хамелеона Лабора длится около года. Некоторые виды хамелеонов могут прожить до десяти лет в неволе. В естественной среде они не живут и половины этого срока.

Но с главным врагом хамелеонам не справиться – сельскохозяйственная деятельность человека безжалостно уничтожает привычную им среду обитания. 9 видов, занесенных в Красную книгу МСОП, находятся на грани исчезновения, 37 являются вымирающими, 20 – уязвимыми и еще 35 близки к статусу уязвимых. Биолог Кристал Толли, как и Кристофер Андерсон, входит в группу экспертов МСОП по хамелеонам. С 2006 года в Южной Африке, Мозамбике, Танзании и Демократической Республике Конго возглавляемая Толли группа ученых открыла 11 новых видов хамелеонов. Кристал родом из Массачусетса, и вот уже 15 лет она изучает ящериц под эгидой Национального африканского института биологического разнообразия в Кейптауне. «Когда генетический анализ подтверждает, что найденная тобой особь – представитель нового вида, чувства просто переполняют, – увлеченно рассказывает Толли. – Не то что когда пишешь статью, которую потом никто и читать-то не будет. Здесь совсем другое дело – твое открытие на века становится частью научных знаний!». Вздохнув, Кристал продолжает: «Но стоит эйфории немного схлынуть, как жуткая реальность снова выходит на первый план. Перед глазами встает картина промышленной вырубки лесов. В ветках падающих на землю деревьев пытаются найти укрытие мои крошечные любимцы. Иногда я думаю, что лучше бы им так и остаться неизвестными науке. Ведь если человек не остановится, очень скоро все они вымрут».

Людям, наблюдающим за хамелеонами, может показаться, что эти рептилии меняют окраску сознательно, «подгоняя» себя под цвет окружающей среды. В этом случае пришлось бы допустить, что хамелеоны обладают самосознанием и абстрактным , которого не приходится ожидать от .

Механизм изменения окраски

В верхнем слое кожи имеются особые клетки – хроматофоры ( «несущие окраску»). Эти клетки содержат зерна пигмента. У хамелеона три клеток-хроматофоров: иридоциты, ксантофоры и меланоциты. Иридоциты содержат гуанин, придающий золотистый или серебристый цвет, ксантофоры – каротин, связанный с гаммой оттенков от желтого до красного, а цвет меланоцитов, содержащих меланин, варьируется от желтого до черного.

Все три вида хроматофоров снабжены отростками, которые способны сокращаться. При сокращении отростка пигмент сосредотачивается в середине хроматофора, что делает цвет более светлым. Если же отросток не сокращается, пигмент оказывается в нем, и цвет становится более темным.

Хроматофоры способны и к передвижению. Когда они погружаются в глубокие слои кожи, окраска бывает бледной, а когда находятся у поверхности – более насыщенной.

Все это может происходить в разных сочетаниях: одни клетки углубились, другие остались у поверхности, у одних отростки расправлены, у других сокращены. Благодаря этому цветовая «палитра» хамелеона оказывается весьма богатой.

Причины изменения цвета

Не обладая развитой центральной нервной системой, хамелеон, разумеется, не может подумать: «Я сейчас нахожусь среди зеленых листьев, значит, надо окрасить кожу в зеленый цвет». Вопреки распространенному заблуждению, маскировка под окружающую среду – не единственное и даже не главное предназначение способности хамелеона менять цвет.

Изменение окраски связано с эмоциями, которые испытывает животное. В состоянии возбуждения или страха хамелеон становится желтым, а при агрессивном эмоциональном настрое – черным.

Влияет на окраску хамелеонов и освещение: в темноте они становятся кремовыми с желтыми пятнами.

Особенно яркой и непредсказуемой становится смена окраски самцов в брачный период. Это не только способ привлечь внимание самок, но и угроза, адресованная соперникам.

Такие закономерности изменения окраски хамелеонов говорят о том, что цветовыми вариациями управляет нервная система. Механизмы нервной регуляции деятельности хроматофоров не изучены до конца, но определенную роль в них играет зрение: если удалить хамелеону один глаз, соответствующая половина тела теряет способность изменять цвет.

Для меня это похожее на дракона существо, которое способно менять свой окрас, - самое удивительное создание на свете. Многие думают, что таким образом хамелеоны маскируются под окружающий их фон. Это не совсем так. Возможно, вам будет интересно узнать, как и почему хамелеоны меняют цвет.

Почему хамелеоны меняют цвет

Долгое время ученые предполагали, что хамелеон меняет цвет для маскировки. Однако, последние исследования показали, что они вообще не обращают внимания на то, что их окружает. На изменение окраса влияют переживаемые эмоции, свет или температура воздуха.

Чтобы притянуть к себе солнечные лучи, утром они могут быть чёрного цвета, а днем, чтобы не было жарко, светлеют. Для привлечения партнера в брачные игры они окрашиваются в яркие цвета.

Как это происходит

Происходит это благодаря особым клеткам с цветовыми пигментами - хроматофорам. Находятся они в слоях кожи и зависят от нервной системы. Кожа хамелеона прозрачна, поэтому эти клетки хорошо видны:

• в верхнем слое находятся красный и желтый пигменты;
• далее расположен гуанин, который воспроизводит синий цвет;
• под ним меланин - отвечающий за пигмент черного цвета.

От того, как расположены пигменты в клетке, зависит цвет кожи. Если они находятся в её центре - кожа остается прозрачной. А когда отрезки клетки начинают сокращаться, то пигменты перераспределяются, и кожа окрашивается в интенсивные цвета.

Какие ещё особенности у хамелеонов

Ещё одна особенность хамелеонов - способность быстро схватывать пищу языком. Язык у них в два раза длиннее тела, и выбрасывают они его быстрее, чем можно проследить взглядом. Как только кончик языка касается добычи, она тут же приклеивается к нему и втягивается в рот.

Как для рептилий, то у них очень хорошее зрение. Они могут видеть несколько предметов одновременно, вращая глазами отдельно друг от друга. Но выбрав цель, оба глаза сразу фокусируются в одном направлении.

Хамелеоны - самые загадочные рептилии на планете, которые пугают, завораживают и удивляют одновременно. И несомненно, они стоят того, чтобы знать о них побольше.

В исследовании приняли участие самцы мадагаскарского пантерного хамелеона (Furcifer pardalis), которые умеют менять окраску с сине-зеленой до ярко-красной и обратно за несколько минут. Известно, что смена окраски связана с работой особых клеток кожи — хроматофоров, перераспределяющих пигменты четырех цветов. Пигменты отражают видимый свет в узком спектральном диапазоне, однако теперь ученые выяснили, что для хамелеонов куда важнее являются иридофоры — клетки, которые не поглощают свет, а отражают его.

Кожу хамелеонов тщательно изучили с помощью электронного микроскопа и обнаружили в ней два слоя иридофор, причем в верхнем слое содержатся нанокристаллы гуанина, организованные в виде четко структурированной решетки. Шаг решетки (расстояние между кристаллами) играет ключевую роль в смене окраски — при его увеличении максимум длин волн отражаемого света смещается в длинноволновую (красную) область, а при уменьшении — в коротковолновую (синюю) область. Изменяя шаг решетки путем растягивания или сокращения слоя иридофоров, хамелеоны подстраивают цвет под окружающую обстановку.

У хамелеонов есть также и второй, более глубоко расположенный слой иридофоров, с большим шагом решетки из нанокристаллов. Максимум отражения этого слоя находится в инфракрасной области спектра. Предположительно, этот слой у хамелеонов является важным механизмом защиты от перегрева в жарких условиях. Ученые предполагают, что подобный механизм можно использовать и при создании новых искусственных материалов, способных изменять цвет.

У большинства людей слово «хамелеон» у ассоциируется со способностью менять окраску тела. Собственно, это умение и выделило его среди других ящериц и сделало столь популярным.

Вопреки всеобщему мнению хамелеон меняет окраску не только для маскировки под окружающую среду. Также можно выделить ряд других факторов: физиологических (влажность и температура воздуха, освещение) и эмоциональных (агрессия, страх брачный период).

Прошло много веков пока ученым удалось разгадать загадку хамелеона, выяснить и изучить природу его способности.

Рассматривая под микроскопом кожу ящерицы, биологи выделили особые пигментные клетки - хроматофоры. Они расположены на поверхности кожи в два слоя, могут растягиваться, сокращаться и имеют сложный механизм работы, тесно связанный с нервной системой.

В хроматофорах содержатся зерна пигментов разного цвета (тёмно-коричневого, красноватого, желтого и черного). Когда клетки сокращаются кожа становится синей, а когда растягиваются, сначала зеленой, а потом желтой. Если одновременно сокращаются оба слоя хроматофор, открывается нижний слой белых клеток без пигментов и кожа ящерицы кажется бледной.

Красный цвет придает коже отдельная группа клеток, которые могут становиться светлее или темнее в зависимости от расположения в них гранул меланина, того самого пигмента что у людей отвечает за цвет кожи, волос и радужки глаз.

Некоторые считают, что, маскируясь, хамелеоны способны принимать любую окраску или орнамент, но это не совсем верно. Хамелеон не станет черно-белым в клетку, если полежит на шахматной доске. Возможные цветовые комбинации и яркость шкурки у каждого отдельного вида разная, но всегда варьируется в ограниченном диапазоне.