Они меняют цвет прямо на глазах: как осьминог и хамелеон перестраивают свою внешность
Осьминог за доли секунды сливается с рифом, повторяя не только цвет, но и рельеф коралла. Хамелеон неспешно перетекает из зеленого в желто-оранжевый. Оба умеют менять окраску, но делают это по-разному. Как они проворачивают данный фокус и в чем принципиальное отличие самого метода маскировки, разбираем в нашем материале.
Осьминог
Управляет окраской и текстурой с помощью нервной системы. В коже у него есть хроматофоры – мешочки с пигментом, которые растягиваются и сжимаются за счет мышц, и когда мозг подает сигнал, цвет проявляется или исчезает. Под ними лежат иридофоры, отражающие свет и дающие переливчатые оттенки, и лейкофоры, рассеивающие свет и делающие цвета ярче.
Также осьминог меняет и свой рельеф благодаря разбросанным по коже папиллам – мышечным бугоркам, которые делают его поверхность бугристой или гладкой. Так он копирует не только оттенок, но и фактуру фона. Все это происходит за миллисекунды. При этом осьминоги дальтоники, а способность точно подстраиваться под окружение, возможно, связана со светочувствительностью самой кожи.
Главная цель такой маскировки – скрыться от хищников или незаметно подкрасться к добыче. Дополнительно цвет служит и для общения с сородичами. К примеру, темный указывает на агрессию, а бледный выражает подчинение.
Хамелеон
Меняет цвет не за счет перераспределения пигмента, а через перестройку нанокристаллов гуанина в клетках-иридофорах. Расстояние между кристаллами определяет, какой цвет отражается. Когда решетка плотная, виден синий, который в сочетании с желтым пигментом дает зеленый. При растяжении решетки проявляются желтые, оранжевые и красные тона.
Процесс управляется нервными и гормональными сигналами, поэтому смена окраски занимает секунды или минуты. Хамелеон не создает сложных узоров на разных участках тела, меняя свой «колор» равномерно. Кроме того, у него есть слой иридофоров, отражающий инфракрасный свет – он помогает регулировать температуру.
Для хамелеона маскировка – это не главная задача. Основные функции смены цвета – терморегуляция (темное поглощает тепло, светлое отражает) и коммуникация (яркие оттенки – сигнал сопернику или партнеру).
В чем главные различия
Скорость. Осьминог меняет облик за миллисекунды, хамелеон – за секунды и минуты.
Механизм. У осьминога – растяжение пигментных мешочков и изменение текстуры кожи, а у хамелеона – перестройка кристаллической решетки для отражения нужного цвета.
Цели. Осьминог маскируется прежде всего ради выживания и охоты, хамелеон – для терморегуляции и общения.
Детализация. Осьминог способен показывать уникальные узоры на разных частях тела и копировать рельеф, а хамелеон так не умеет.
Сходства
У обоих видов окраска формируется за счет многослойной структуры кожи с участием отражающих клеток (иридофоров). Сам же цвет используется не только для слияния с фоном, но и для передачи сигналов.
Управление своей наружностью завязано на нервной системе, хотя скорость и детали механизмов отличаются.
Получается, что осьминог – мастер незаметности, а хамелеон – маэстро выразительных сигналов, где маскировка идет как дополнительный эффект.
Полезно знать
Осьминоги «видят» кожей и меняют цвет во сне. У них в имеются светочувствительные белки-опсины, и во время активной фазы сна по телу пробегают цветовые волны. Ученые считают это возможным проявлением сновидений.
Хамелеоны светятся синим под УФ-светом. Костные выступы на их голове флуоресцируют из-за тонкой кожи, и, поскольку сами ящерицы видят ультрафиолет, то данные узоры могут помогать узнавать сородичей.
У малого тихоокеанского полосатого осьминога уникальный рисунок полос. Он не меняется с возрастом, и по нему биологи могут различать отдельных особей с точностью до 84%.
Предполагается, что головоногие могут «общаться» поляризованным светом. Их иридофоры создают невидимые для большинства хищников узоры, что является потенциальным скрытым каналом связи для обмена информацией между собой.
В стычках хамелеонов скорость смены цвета головы предсказывает победителя. У йеменских хамелеонов тот, кто быстрее «загорается», с большей вероятностью выигрывает конкретную схватку.
Хамелеоны на Гавайях за полвека стали ярче. Там у них почти нет хищников, поэтому самцы стали со временем на 30% заметнее, чем до этого. А все для того, чтобы лучше привлекать самок.
Осьминог может «отрезать» себе щупальце, чтобы спастись. Если хищник хватает его за конечность, тот намеренно отбрасывает щупальце, которое продолжает дергаться и тем самым отвлекает врага, а сам моллюск успевает уплыть. Потом щупальце отрастает заново.
Проверено редакцией
Мгновенная смена окраски обходится осьминогу не бесплатно. Биологи Софи Соннер и Кирт Онтэнк в исследовании, опубликованном в PNAS, измерили потребление кислорода кожей осьминога при работе хроматофоров и выяснили, что полностью активированная система окраски требует почти столько же энергии, сколько весь организм расходует в состоянии покоя.
Для осьминога массой около 100 г исследователи оценили расход кислорода на работу хроматофоров примерно в 219 мкмоль в час при 237 мкмоль в час на основной обмен всего животного. Поэтому способность непрерывно «перекрашиваться» может влиять и на образ жизни: ученые связывают такую дороговизну камуфляжа с необходимостью экономить энергию, чаще скрываться в убежищах и выбирать моменты, когда сложная маскировка действительно нужна.
