Die Farbprägung ist von Faktoren wie Stress, Temperatur und Licht abhängig. - © Corbis/Josef Niedermeier
Die Farbprägung ist von Faktoren wie Stress, Temperatur und Licht abhängig. - © Corbis/Josef Niedermeier

Genf. (apa/gral) Chamäleons sind für ihre spektakulären Farbwechsel bekannt und beliebt. Schweizer Wissenschafter haben nun herausgefunden, dass dieser - zumindest bei einigen Chamäleonarten - mithilfe bestimmter Nanostrukturen vonstatten geht, wie sie im Fachblatt "Nature Communications" berichten.

Welche Farbe die Tiere annehmen, hängt grundsätzlich von verschiedenen Faktoren ab. Das Pantherchamäleon etwa würde in entspannter Atmosphäre die blauen Wellenlängen reflektieren, unter Stress zeigen sich hingegen rote und gelbe Farbtöne, so die Forscher um Michel Milinkovitch und Dirk van der Marel von der Universität Genf. Vor allem dient der Farbwechsel auch zur Kommunikation mit Artgenossen - also nicht in erster Linie der Tarnung. Er zeigt sich auch abhängig von der Umgebungstemperatur sowie der Lichtintensität.

Pigmente in Hautzellen


Bekannt war, dass die Farbwechsel durch Veränderungen der Pigmente in bestimmten Hautzellen zustande kommen. Melanophoren, Xanthophoren und Gunaophoren - Schichten, die unter der Oberhaut liegen - enthalten in ihren Zellen die jeweiligen Farbstoffe. So ermöglicht die oberste Schicht gelbe und rötliche Farbtöne durch Carotinoide. In der darunter liegenden Zellschicht befinden sich schwarzbraune Melanine. Die unterste Schicht ist durch den Farbstoff Guanin in der Lage, das einfallende Licht zu brechen und erzeugt die blaue Farbe. Der Effekt ergibt sich durch deren Zusammenspiel.

Beim Pantherchamäleon (Furcifer pardalis) gebe es laut den Forschern sogar zwei übereinanderliegende Schichten von Hautzellen mit einem Netz von Nanokristallen. 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.

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 darunter liegende vor allem elektromagnetische Wellen im nahen Infrarotbereich zurück werfe. 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."

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.

Tarnungsmethoden anderer


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.

Eine doppelte Mimikry fanden Wissenschafter 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.