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Bei Aufregung plötzlich gelb : Geheimnis der Chamäleons gelüftet

Männlicher Pantherchamäleon (Furcifer pardalis) fotografiert auf Madagaskar Bild: Michel C. Milinkovitch, www.lanevol.org

Chamäleons können rasch ihre Farbe ändern und reagieren damit auf Helligkeit, Wärme oder auf Artgenossen. Wie die Tiere das anstellen, war lange Zeit ein Rätsel.

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          Chamäleons bestechen durch ihre bunten Farben, die sie rasch wechseln und der Umgebung anpassen können. Ungewöhnlich gut beherrschen diese Fähigkeit die auf der Insel Madagaskar beheimateten Pantherchamäleons. Sie zählen nicht zuletzt aus diesem Grund zu den beliebtesten Chamäleonarten für Terrarien. Chamäleons nutzen die Änderung ihrer Hautfarbe aber nicht nur zu Tarnzwecken, sondern auch zur Kommunikation mit Artgenossen. Sie schützen sich durch den Farbwechsel auch vor Überhitzung und zu starker Sonneneinstrahlung.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Es war lange ein Rätsel, wie die Tiere es schaffen, dass ihre Haut innerhalb von Minuten die Farbe wechselt. Bislang glaubte man, dass der Farbwechel durch Konzentrationsänderungen des Pigments Melanin in der Haut zustande kommt, wie es auch bei anderen Tieren der Fall ist, die ihr Äußeres verändern können.

          Pantherchamäleon:  Seien Farbwechsel erreicht das Pantherchamäleon nicht allein durch Veränderungen der Pigmente in den Hautzellen. Auch winzige Strukturen, wie sie die Farben auf Schmetterlingsflügeln hervorbringen, spielen eine Rolle. Bilderstrecke

          Die funkelnden Nanokristalle

          Die Wissenschaftler von der Universität Genf sind der Ursache auf den Grund gegangen und haben einen ganz anderen Mechanismus entdeckt. Ihre spektakulären Farbwechsel erzielen Chamäleons offenkundig dank besonderer lichtaktiver Nanostrukturen in der Haut. Diese winzigen Kristalle ähnelten jenen, die auch die Farben bei Schmetterlingsflügeln hervorbringen, berichten Jeremie Teyssier und seine Kollegen in der Zeitschrift „Nature Communications“.

          Die Forscher haben für ihre Studie das Farbenspiel mehrerer Männchen, Weibchen und Jungtiere von Pantherchamäleons (Furcifer pardalis) in verschiedenen Gemütszuständen unter die Lupe genommen. Sie untersuchten Proben von  Hautgewebe mit Elektronenmikroskopen, ermittelten die reflektierten und absorbierten Wellenlängen und verglichen die Ergebnisse mit Modellrechnungen von verschiedenen Festkörpern.

          Teyssier und seine Kollegen entdeckten beim Pantherchamäleon zwei übereinanderliegende Schichten von Hautzellen – sogenannter Iridophoren. Diese Schichten sind von einem Netz Nanokristalle aus Guanin durchzogen. Die Kristalle sind so angeordnet, dass sie einfallendes Licht auf eine bestimmte Weise reflektieren, abhängig davon, wie groß der Abstand zwischen ihnen ist. In den tieferen Hautschichten seien die Kristalle größer und weniger strukturiert angeordnet, berichten die Wissenschaftler.

          Der Gemütszustand bestimmt die Farben

          Die Chamäleons sind offenkundig in der Lage, die Zwischenräume zwischen den Guaninkristallen zu vergrößern oder zu verkleinern – womit sich der Farbeindruck der Haut ändert. Bei einem ruhigen Chamäleon seien die Nanokristalle in einem engen Netz angeordnet und reflektierten vor allem die blaue Wellenlänge. Bei Aufregung lockere sich das Kristallgitter. Nun würden gelbe oder rote Wellenlängen bevorzugt zurückgeworfen, schreiben die Forscher.

          Während die Nanostrukturen in der äußeren Hautschicht bevorzugt sichtbares Licht reflektieren, wirft die darunterliegende Schicht vor allem elektromagnetische Wellen im nahen Infrarotbereich zurück. Da im Infraroten die Wärmestrahlung des Sonnenlichts am größten ist, vermuten die Forscher, dass diese Hautschicht die Chamäleons hauptsächlich vor dem Aufheizen bewahren soll und als Hitzeschutz dient. „Vor allem Pantherchamäleons und Jemenchamäleons, die hier untersucht wurden, kommen in trockenen, heißen Umgebungen vor und sind in starkem Maße dem Sonnenlicht ausgesetzt“, sagt Koautor Michel Milinkovitch.

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