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Ein grün-gelbes Chamäleon

Der Nanotrick der Chamäleons

Komplett hell, bunt gemustert oder fast schwarz - Chamäleons scheinen beinahe spielerisch ihr Aussehen ändern zu können. Zumindest einige Exemplare schaffen das auch mit Hilfe besonderer Nanostrukturen. Die winzigen Strukturen ähneln denen, die die Farben auf Schmetterlingsflügeln hervorbringen, berichten Schweizer Forscher.

Farbwechsel 10.03.2015

Zwei Schichten aus Hautzellen

Die Studie:

"Photonic crystals cause active colour change in chameleons ist am 10. März 2015 in "Nature Communications" erschienen.

Methode:

Pantherchamäleons leben auf der Insel Madagaskar im Südosten Afrikas. Die großen, bunten Tiere zählen zu den beliebtesten Chamäleonarten für Terrarien. Die Forscher hatten für ihre Analyse Gewebeuntersuchungen, Elektronenmikroskopie und Wellenlängenmessungen mit der Computermodellierung des Verhaltens von Elektronen im Festkörper kombiniert. Untersucht wurde das Farbenspiel mehrerer Männchen, Weibchen und Jungtiere.

Ö1 Sendungshinweis:

Dem Thema widmet sich auch ein Beitrag in "Wissen aktuell" am 11. März 2015 um 13.55 Uhr.

Bekannt war bereits, dass beim Farbwechsel die Pigmente in bestimmten Hautzellen verändert werden. Chamäleons setzen die Änderungen vor allem zur Kommunikation mit Artgenossen ein, reagieren aber zum Beispiel auch auf Helligkeitsunterschiede.

Beim Pantherchamäleon (Furcifer pardalis) gebe es sogar zwei übereinanderliegende Schichten von Hautzellen - sogenannter Iridophoren - mit einem Netz von Nanokristallen, schreiben die Forscher um Michel Milinkovitch und Dirk van der Marel von der Universität Genf.

Beide Schichten besitzen demnach Molekülblöcke aus der Substanz Guanin, die so angeordnet sind, dass sie einfallendes Licht auf eine bestimmte Weise reflektieren. In den tieferen Hautschichten sind die Kristalle größer und weniger strukturiert angeordnet, so das Ergebnis.

Abstände bestimmen Farbe

Ein männliches Pantherchamäleon, fotografiert auf Madargaska

Michel C. Milinkovitch, www.lanevol.org

Ein männliches Pantherchamäleon: Aufregung verursacht die roten und gelben Flecken.

Die Chamäleons seien in der Lage, die Zwischenräume zwischen den Guaninblöcken zu vergrößern oder zu verkleinern - womit sich jeweils der Farbeindruck ändere, erläutern die Forscher. Bei einem ruhigen Chamäleon seien die Nanokristalle in einem engen Netz angeordnet und reflektierten die blaue Wellenlänge. Bei Aufregung lockere sich das Kristallgitter, gelbe oder rote Farbtöne seien die Folge.

Zudem reflektiere die äußere Schicht von Nanostrukturen sichtbares Licht, während die darunterliegende vor allem elektromagnetische Wellen im nahen Infrarotbereich zurückwerfe. Da im Infraroten die Wärmestrahlung des Sonnenlichts am größten ist, vermuten die Forscher, dass die innere Schicht die Chamäleons hauptsächlich vor dem Aufheizen bewahren soll. "Vor allem Pantherchamäleons und Jemenchamäleons, die hier untersucht wurden, kommen in trockenen, heißen Umgebungen vor und sind in starkem Maße dem Sonnenlicht ausgesetzt."

Neue Tarnungsmethoden

Immer wieder entdecken Biologen neue Tarnungsmethoden bei Tieren. So sieht die Spinne Cyclosa ginnaga, die in Asien beheimatet ist, wie ein Klecks Vogelkot aus. Das schützt die Tiere vor gierigen Wespen. Der Paletten-Feilenfisch (Oxymonacanthus longirostris) gleicht nicht nur seiner bevorzugten Korallenart, sondern riecht sogar so. Das gelingt dem im Indopazifik lebenden Fisch, indem er von den Korallen frisst.

Eine doppelte Mimikry fanden Wissenschaftler im indonesischen Meeresgebiet: Der Kieferfisch (Stalix cf. Histrio) ahmt die Farben und das Muster des Karnevalstintenfisches (Thaumoctopus mimicus) nach. Dieser wiederum sieht durch seine Streifen und die Form, die er meist annimmt, selbst wie ein Fisch aus.

science.ORF.at/APA/dpa

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