长期以来，变色龙改变颜色的神奇能力一直令人着迷，但现在蜥蜴的秘密被揭开了：一项新的研究发现，变色龙可以通过调整皮肤内一层特殊的细胞来快速改变颜色。
研究人员发现，与其他可以改变颜色的动物（如鱿鱼和章鱼）不同，变色龙不会通过在皮肤细胞内积累或分散色素来改变它们的色调。相反，蜥蜴依赖于影响光线在其皮肤上反射的结构变化。
为了研究爬行动物如何改变颜色，研究人员研究了五只成年雄性、四只成年雌性和四只幼年豹纹变色龙（Furcifer pardalis），这是一种生活在马达加斯加的蜥蜴。科学家发现，变色龙有两层叠在一起的厚厚的虹彩细胞——含有色素并反射光的虹彩细胞。[查看变色龙变色的照片]
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虹彩细胞包含不同大小、形状和组织的纳米晶体，这是变色龙颜色剧烈变化的关键，研究人员说。变色龙可以通过放松或兴奋皮肤来改变上层细胞的结构排列，从而导致颜色变化，他们发现。例如，一只雄性变色龙在树枝上闲逛时可能处于放松状态，而在看到竞争对手雄性时则处于兴奋状态。
“当皮肤处于放松状态时，虹彩细胞中的纳米晶体彼此非常接近——因此，细胞会特别反射短波长，例如蓝色，”该研究的资深作者、瑞士日内瓦大学的遗传学和进化教授米歇尔·米林科维奇（Michel Milinkovitch）说。
另一方面，米林科维奇在电子邮件中告诉《生命科学》，当皮肤变得兴奋时，相邻纳米晶体之间的距离会增加，并且每个虹彩细胞（其中包含这些纳米晶体）会选择性地反射更长的波长，例如黄色、橙色或红色。但变色龙并不总是蓝色。蜥蜴的皮肤还含有黄色色素，蓝色与黄色混合会变成绿色，这是一种“隐蔽”的颜色，可以使它们在树木和植物中伪装起来，米林科维奇说。
研究人员在研究中写道，“红色皮肤的色调在兴奋期间不会发生剧烈变化，但其亮度会增加。”
此外，研究人员还发现了一层更深更厚的皮肤细胞，可以反射大量的近红外阳光。虽然这些细胞似乎不会改变颜色，但研究人员表示，它们有可能帮助变色龙反射热量并保持凉爽。
研究人员使用多种方法研究虹彩细胞。他们使用高分辨率摄像技术拍摄了变色龙的颜色变化，并建立了数值模型来预测纳米晶体应如何反射光线。
米林科维奇说：“结果与我们（在现实生活中）观察到的结果完全一致。”
研究人员还通过将细胞置于不同浓度的溶液中来操纵细胞，这导致细胞膨胀或收缩。米林科维奇说，这些改变改变了纳米晶体之间的距离，并改变了它们的可见颜色，正如研究人员预测的那样。
然而，只有成年雄性变色龙才会改变颜色，尤其是在他们看到想要赶走的竞争对手雄性变色龙，或者想要吸引的雌性变色龙时，米林科维奇说。他说，雌性和幼年变色龙的颜色比较暗淡，并且虹彩细胞的上层非常薄。
米林科维奇说，这些发现可能有助于工程师和物理学家在新技术中复制变色龙的变色能力，例如消除反射的电器。
该研究今天（3月10日）在线发表在《自然通讯》杂志上。
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