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カメレオンの色は「絵の具」ではなく「ナノ結晶」で変わっていた

カメレオンの色は「絵の具」ではなく「ナノ結晶」で変わっていた

読む前に予想してみよう!

カメレオンが色を変える一番の目的は、まわりの景色にとけこんで隠れることだ

研究カード(どんな研究?)
対象
パンサーカメレオン/ドワーフカメレオン類
規模
数個体の皮ふ観察+21系統の比較
研究の種類
顕微鏡・光学実験と比較研究
確かさ
★★★☆☆
3秒でわかる

カメレオンは色素を混ぜるのではなく、皮ふの中の小さな結晶の間隔を変えて、反射する光の色を切り替えていた。

ひとことで言うとカメレオンは、皮ふの中の小さな「結晶」の並び方を変えて色を変える!

もくじ
  1. 「色素の色」と「構造の色」
  2. 皮ふの中の「結晶のすき間」を広げたり縮めたり
  3. もう一層の結晶は「日焼け止め」?
  4. 色を変えるのは「隠れるため」じゃなかった?
  5. まとめ

カメレオンといえば、まわりの色にあわせて体の色を変える生き物。

多くの人は、体の中に絵の具のような色素があって、それを混ぜたり広げたりして色を変えている、と思っているのではないでしょうか。

ところが、2015年の研究で、その主役はまったく別のものだとわかりました。カメレオンの色を変えていたのは、ナノサイズの「結晶」だったのです。

01「色素の色」と「構造の色」

色には、大きく分けて二つの作られ方があります。

  1. 色素の色:物質そのものが特定の色の光を吸収して、残りを反射する。絵の具や、葉っぱの緑など
  2. 構造の色:物質そのものには色がなくても、目に見えないほど細かい構造が光をはね返して、特定の色だけを強める。シャボン玉の虹色、CDの裏の虹、モルフォチョウの青など

カメレオンの色変化は、このうち2の「構造の色」が中心だったのです。

02皮ふの中の「結晶のすき間」を広げたり縮めたり

この結晶の並びは、フォトニック結晶と呼ばれます。光(フォトン)の進み方をコントロールする、規則正しい構造のこと。身近なたとえで言えば、すき間の幅によって、はね返す色が決まる「光のふるい」のようなものです。

  • リラックスしているとき:結晶どうしのすき間がせまい → 青っぽい光を反射。これに皮ふの黄色い色素が重なって、全体は緑色に見える
  • 興奮しているとき(ライバルのオスを見たときなど):すき間が広がる → 反射する光が黄色やオレンジ、赤の方向へ変わる

研究チームは、切り取った皮ふを塩分の濃さを変えた液にひたし、細胞をふくらませたりしぼませたりすると、色が変わることも確かめました。結晶の間隔が変わるだけで、色が変わることの証拠です。

結晶のすき間が変わると、はね返る光の色が変わる。
結晶のすき間が変わると、はね返る光の色が変わる。

03もう一層の結晶は「日焼け止め」?

さらにおもしろいことに、カメレオンの皮ふには、もっと深いところにもう一層、別の結晶の層がありました。

こちらは結晶が大きく、並び方も不規則。色を変える働きはあまりなく、代わりに目に見えない赤外線(熱をもたらす光)をはね返していると考えられています。強い日差しの下で、体が熱くなりすぎるのを防ぐ「日よけ」のような役割かもしれません。

04色を変えるのは「隠れるため」じゃなかった?

もちろん、もともとの緑や茶色の体色は、森の中で目立ちにくい役に立っています。でも「ピンク色の花の上に乗せたらピンクになる」わけではないのです。

05まとめ

カメレオンは、皮ふの中のナノ結晶のすき間を変えることで、反射する光の色を切り替えていました。そして色を変える一番の目的は、隠れることではなく、仲間に気持ちを伝えることだと考えられています。

カメレオンが鮮やかな色に変わったら、それは「隠れている」のではなく、何かを「しゃべっている」のかもしれません。

この研究を英語で読もう原田英語の English CornerMost people believe that chameleons change color by moving pigments in their skin, like mixing paint. 音声 4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く

原田英語の English Corner

この研究を英語で読もう

Most people believe that chameleons change color by moving pigments in their skin, like mixing paint. However, a 2015 study from the University of Geneva showed that panther chameleons mainly use structural color. Their skin contains special cells with tiny crystals made of guanine, arranged in a regular pattern.

When the chameleon is relaxed, the crystals are close together and reflect blue light, which mixes with yellow pigment to look green. When it becomes excited, for example when it sees a rival male, the spaces between the crystals widen, and the reflected light shifts toward yellow, orange or red. Another study found that chameleons mainly evolved this ability to communicate with each other, not to hide.

116 words ・ CEFR B1

和訳を見る

ほとんどの人は、カメレオンは絵の具を混ぜるように、皮ふの中の色素を動かして色を変えていると信じています。しかし、ジュネーブ大学の2015年の研究で、パンサーカメレオンは主に構造色を使っていることが示されました。その皮ふには、グアニンでできた小さな結晶をもつ特別な細胞があり、結晶は規則正しく並んでいます。

カメレオンがリラックスしているとき、結晶どうしは近くにあって青い光を反射し、それが黄色い色素と混ざって緑色に見えます。たとえばライバルのオスを見たときのように興奮すると、結晶の間のすき間が広がり、反射する光は黄色やオレンジ、赤の方へ変わります。別の研究では、カメレオンがこの能力を進化させたのは、主に隠れるためではなく、互いにコミュニケーションをとるためだとわかりました。

4択リーディングクイズ

Q1. What are the tiny crystals in chameleon skin made of?

Q2. Why does a relaxed chameleon look green?

Q3. According to another study, why did chameleons mainly evolve color change?

重要単語

  • structural colorC1
    名詞(句)構造色Soap bubbles show structural color. structure(構造)の形容詞。色素ではなく微細な構造が生む色。
  • pigmentC1
    名詞色素Yellow pigment mixes with blue light to make green. paint(絵の具)と同語源。pigmentation「色素沈着」。
  • spacingB2
    名詞間隔The spacing of the crystals controls the color. 動詞 space(間隔をあける)の -ing 形が名詞になったもの。文字の「行間・字間」の意味でも使う。
  • camouflageC1
    名詞擬態、カモフラージュColor change is not mainly for camouflage. フランス語由来。動詞として「偽装する」にも使える。
  • signalB1
    動詞・名詞合図(を送る)Male chameleons signal to rivals with bright colors. social signaling「社会的な信号伝達」。sign(しるし)と同語源。
  • reflectB1
    動詞反射する、反映するThe crystals reflect blue light. 「熟考する」の意味もある(reflect on ~)。名詞 reflection。

動画でもっと知る

4コマでわかる

カメレオンの色は「絵の具」ではなく「ナノ結晶」で変わっていたの4コマ漫画
カメレオンの色変化、絵の具みたいな色素を混ぜてると思ってたら、皮ふの中のナノサイズの結晶の「すき間」を広げたり縮めたりして、反射する光の色を変えていたらしい。シャボン玉の虹と同じ仲間の仕組み。

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出典・参考文献(3件)タップで表示
  1. Teyssier et al. (2015) Photonic crystals cause active colour change in chameleons, Nature Communicationsdoi.org
  2. Stuart-Fox & Moussalli (2008) Selection for social signalling drives the evolution of chameleon colour change, PLoS Biologydoi.org
  3. Stuart-Fox & Moussalli (2009) Camouflage, communication and thermoregulation: lessons from colour changing organisms, Philosophical Transactions of the Royal Society Bdoi.org