какая рыба меняет цвет как хамелеон
Как кожа хамелеона: разработан материал, который меняет цвет, если рыба испорчена
Редактор отдела «Истории».
Исследователи изобрели материал, который поможет измерять свежесть морепродуктов. Они вдохновлялись хамелеоном — материал меняет цвет, если рыба испортится. Это не только обезопасит потребителей, но и поможет сократить пищевые отходы.
Вам, вероятно, попадалась рыба, которая издает неприятный запах. Причина — в летучих веществах, которые содержат морепродукты, таких как диметиламин и аммиак. По мере повышения температуры кислотность рыбы меняется, и выделяется аммиак.
Если вы чувствуете запах этого вещества, значит продукт испорчен. Однако количество аммиака может достигать опасного уровня, прежде чем вы это заметите.
«Морепродукты могут испортится из-за роста микробов, которые выделяют летучие аминовые газы», — рассказывает исследователь Тао Чен.
Выявление этих летучих веществ — ключевой этап производства. Если делать это по текущим стандартам, то требуется около четырех часов, чтобы обнаружить аммиак или диметиламин всего в одном образце рыбы.
Представьте, если бы коммерческая рыболовная индустрия выделяла по четыре часа на каждую рыбу из своих огромных запасов. Этот процесс занял бы несколько дней — высок риск, что за это время все продукты просто испортятся. Поэтому чаще всего их исследуют визуально, а в таком случае не избежать ошибок.
Чтобы это исправить, за дело взялись специалисты по пищевой промышленности и химики. Чен и его команда из Key Laboratory of Marine Materials (Центральная лаборатория морских веществ) разработали технологию, которая определяет свежесть морепродуктов.
Технология, вдохновленная свойствами хамелеона
Кожа хамелеона способна изменять оттенок всего за несколько секунд, чтобы слиться с окружением. Подобным образом работает гидрогель: за несколько минут он окрашивается из красного в синий, а затем в зеленый. Эти три цвета позволяют ученым визуализировать изменения, которые происходят в ответ на раздражители.
Гидрогель меняет цвет, когда температура и уровень аммиака повышаются. Технология проста в использовании: вещество можно поместить прямо в упаковку с рыбой. Гидрогель не меняет вкус продуктов, однако употреблять его в пищу не рекомендуется.
Расскажи, как цифровая трансформация изменила твой бизнес
Химики и инженеры-материаловеды приложили много усилий, чтобы создать материал с таким уникальным свойством. Ранее ученым не удавалось смоделировать структуру кожи хамелеона в лаборатории.
«До сих пор способность изменять цвет у синтетических материалов была намного хуже, чем у естественной кожи хамелеона», — рассказывает исследователь Патрик Теато, который работал над этим проектом вместе с командой в Китае.
Механизм работы гидрогеля
Команда обнаружила: секрет в том, чтобы разместить цвета на отдельных слоях. Как показано на диаграмме ниже, в основе гидрогеля лежит красный слой, который сохраняет свой оттенок. В середине — синий, измеряющий температуру, а сверху — зеленый, проверяющий уровень кислотности и аммиака.
Фото в тексте: Tao Chen
При 20ºC материал становится фиолетовым или красным, а когда температура повышается до 50ºC — синим. Если в продуктах присутствует аммиак, гидрогель окрашивается в зеленый, а если нет, то он не меняет цвет.
Такая технология позволяет проверять переменные по отдельности. Текущие методы объединяют температуру и аммиак в один показатель и дают менее точные результаты. Например, если температура остается прежней, они могут упустить небольшие изменения кислотности.
В будущем гидрогель может сократить пищевые отходы на индустриальном уровне. С его помощью коммерческие рыболовства будут получать более точные результаты и быстрее реагировать, если морепродукты начинают портиться.
Будущие разработки
Сейчас Теато, Чен и многие другие члены команды работают над новым проектом, который также вдохновлен свойствами животных — головоногими моллюсками. Эти обитатели океана — каракатицы, кальмары и прочие — мастера маскировки и меняют цвет быстрее хамелеона. Исследователи работают над флуоресцентным гидрогелем, который работает аналогичным образом.
Для первой версии гидрогеля кислотность и температура — катализаторы изменения цвета. Новая работает от электрического импульса, который не содержит химикатов и легче контролируется. Сейчас он находится в разработке. Планируется, что материал будет применяться в различных областях.
Фото на обложке: LightField Studios / Shutterstock
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Когда я был подростком, почему что был уверен, что хамелеоны меняют свой цвет для того, чтобы стать незаметными на фоне окружающей среды. Ну типа как некоторые виды каракатиц или осьминогов сливаются с цветом дна и тем самым становятся незаметными для хищника.
Как это ни странно, цвет хамелеона не зависит от окружения, в котором находится! Хамелеон просто не обращает на это никакого внимания.
Кожа у животного прозрачная. Под ней располагаются черные, красные и желтые клетки. Когда они сжимаются или расширяются, то создается впечатление, что хамелеон меняет свой цвет. Но что заставляет эти клетки работать? Когда животное злится или боится, его нервная система посылает сигналы этим клеткам. Ярость вызывает темный цвет, возбуждение или боязнь — бледные оттенки и желтые пятна.
Окрас хамелеона зависит от возраста и от его настроя. Молодые особи имеют яркий зеленый окрас в тон молодой листве. Взрослые рептилии меняют окрас, когда испытывают страх, стресс, агрессию. Самцы выбирают «яркие одежды», дабы привлечь внимание дам в брачный период, а самки становятся черными с бирюзовыми пятнами во время вынашивания яиц. Чем взрослее особь, тем больше цветов имеется в арсенале хамелеона. Зоологи утверждают, что даже социальное окружение влияет на окрас: если рептилия живет в коллективе, то она менее подвержена стрессам, а потому ее цвет ярче.
Солнечный свет тоже воздействует на окраску хамелеона. Жаркое солнце делает клетки темными или даже черными. Высокая температура без солнечных лучей вызывает зеленый цвет, а в темноте хамелеон становится кремовым с желтыми пятнами.
Так что, такие факторы, как эмоции, температура, свет, а вовсе не окружающая обстановка, заставляют нервную систему животного изменять состояние цветных клеток.
Ну, а вот подобные видео это конечно монтаж:
ORIGINS: Chameleons may be well known for exhibiting their trait of changing skin color, but they don’t do so as fully, quickly, or spectacularly as depicted in the video clip linked above.
This video clip (produced through the use of some digital trickery) originated as a clever promotion created by the Cutwater ad agency in March 2009 for Ray-Ban, advertising that the sunglass manufacturer’s classic line of Wayfarer sunglasses was now available in a range of different colors. (пруф)
Как хамелеон меняет свой цвет?
Представьте, что в один из осенних дней мама зовет вас ужинать, а вы играете, валяясь в куче красных, желтых, зеленых и коричневых листьев. Baм совсем не хочется уходить из этой сказки. Когда мама в очередной раз зовет вас и даже выходит на улицу, чтобы увести в дом силой, вы расслабляетесь, пытаясь слиться с листвой. Вы видите, как кожа на ваших руках и ладонях быстро начинает менять цвета, становясь пятнистой — красной, желтой, зеленой и коричневой. Вы лежите тихо и мама проходит мимо, ворча под нос: «Ух, что я с ним сделаю, когда найду. »
На ваших теперь уже оранжевых губах появляется улыбка. Вы снова провели ее!
Побыть день хамелеоном — звучит забавно. Но каково же быть настоящим хамелеоном? Вы, вероятно, видели в зоомагазинах хамелеонов, маленьких и зеленых. Но в природе существует 84 вида хамелеонов. В основном они обитают на Мадагаскаре — огромном острове у восточного побережья Африки, но встречаются также на африканском континенте, в Индии, Пакистане и на юге Испании. Некоторые виды имеют длину менее 3 см, другие достигают 60 см и более. Длинные стремительные языки позволяют им легко ловить насекомых, пауков и скорпионов. Наиболее крупные хамелеоны едят даже птиц и небольших млекопитающих.
У каждого хамелеона есть специальные клетки кожи — хроматофоры, которые содержат набор пигментов, позволяющих хамелеону частично или полностью изменять цвет тела. В организме хамелеона вырабатываются гормоны, которые заставляют хроматофоры перераспределять пигмент.
Все это означает, что хамелеон обладает потрясающей способностью сливаться с окружающей его средой — идеально повторять цвет зеленого листа, под которым он прячется, или сливаться с коричневым стволом дерева. В результате спешащий скорпион замечает своего врага слишком поздно, а лемур скачет по веткам, не замечая рядом хамелеона, которым он с удовольствием полакомился бы на обед, До недавнего времени считалось, что хамелеоны меняют цвет для того, чтобы укрываться от врагов и успешно охотиться. Но все оказалось намного сложнее. В первую очередь хамелеоны меняют цвет для общения между собой.
Вы видели когда-нибудь индикатор настроения? Популярный в конце 1960-х годов индикатор настроения в виде кольца изменял свой цвет в зависимости от температуры тела, якобы выражая при этом эмоции того, кто его носил. Ну так вот, смена цвета хамелеона — это своеобразный индикатор его настроения. Мадагаскарские пантеровые хамелеоны меняют перед схваткой свой обычный зеленый цвет на неоновый. Чем злее эти мужские особи, тем ярче их расцветка — это применяется для устрашения потенциального противника. (На коже представителей других видов в подобной ситуации появляется устрашающий рисунок).I
В брачный период хамелеоны меня? ют цвет для привлечения или отпугивания потенциальных партнеров. Обычно коричневатая женская особь может стать ярко-оранжевой, сигнализируя о том, что она ищет спутника жизни. После же спаривания она приобретает расцветку, напоминающую праздник Хэллоуин, — черную с оранжевыми пятнами. Такое цветовое решение сообщает заинтересованным самцам, что здесь им уже делать нечего.
Хамелеоны могут использовать цвет и для регуляции температуры своего тела. Становясь темнее, они поглощают больше тепла и нагреваются. Более светлые цвета будут отражать больше тепла, помогая хамелеону остыть (мы используем тот же принцип, надевая белую футболку жарким солнечным днем).
Если бы вы были человеком-хамелеоном, то, вероятнее всего, очень скоро устали бы от необходимости выражать каждую свою эмоцию разными цветами. Что приятного, когда вас заливает румянец в присутствии обожаемого вами человека? Или представьте, как вы становитесь ярко-оранжевым, словно международный сигнал бедствия. Нет уж, давайте оставим смену красок в качестве индикатора настроения ящерицам.
Только ли хамелеоны меняют свою окраску?
У берегов Австралии, живут, например, удивительные рыбы, способные буквально в две секунды сменить жемчужно-белую окраску на красную. А мелкие рачки, обитающие близ Антарктиды и обычно имеющие рыжий цвет, за две секунды становятся. прозрачными.
Как устроены хамелеоны?
Мы знаем этих экзотических ящериц благодаря их уникальному свойству менять цвет кожи. Но как и зачем они это делают? И какие уроки удалось извлечь человеку из изобретательности этих забавных пресмыкающихся?
Как хамелеоны маскируются?
На изменение окраски тела и его рисунка у ящериц влияют, во-первых, условия окружающей среды: освещение, влажность и температура воздуха. Вторым фактором является эмоциональное состояние хамелеона: во время брачного периода и драк с конкурентами самцы окрашиваются в невероятные и отпугивающие цвета – красный, бурый, чёрный и т.д.
Но наиболее известно умение хамелеона маскироваться, сливаясь с окружающей обстановкой – для защиты от хищников и успешной охоты. Эксперт по этому вопросу – вид ящериц, обитающий в Конго: эти хамелеоны не только копируют цвет древесной листвы вместе со всеми «растительными» тёмными прожилками, но и формой тела имитируют крупный лист. Для этого им приходится на несколько часов неподвижно замирать в неестественных позах, оторвав от ветки переднюю или заднюю пару конечностей.
Хамелеон может изменить свой цвет хоть и не мгновенно – но сравнительно быстро. На протяжении веков люди пытались расшифровать эту загадку природы, и ключ к ней помогли найти исследования таких учёных, как Бэр, Брюкке и Крукенберг. Под микроскопом выяснилось, что хамелеоны обладают особыми пигментными клетками – хроматофорами (от греческого «несущие краску»). Палитру цветов животным обеспечивает набор различных пигментных клеток: меланоциты и меланофоры, дающие оттенки от жёлтого до чёрного (модификации меланина), ксантофоры – красный (каротиноиды, флавины и птеридины), гуанофоры – блестящий серебристый или золотистый (содержит кристаллы гуанидина).
Все хроматофоры сосредоточены в кожном покрове хамелеона, причём зёрна пигмента в них не закреплены стационарно. Когда отростки хроматофоров сокращаются, цветные гранулы концентрируются в центре клеток, и кожа хамелеона становится бледной, а если пигменты распределятся по всей клетке – цвет становится видимым. Насыщенность и контрастность цвета дополнительно регулируется перемещением самих клеток-хроматофоров – они могут подходить ближе к поверхности кожи или уходить вглубь.
Все цвета, по сути, являются различным сочетанием местоположения пигментов в слоях кожи. А вот зелёный цвет, оказывается, – это вообще иллюзия! Кристаллы гуанидина, в большом количестве содержащиеся в кожном покрове, преломляют свет в самом его поверхностном слое. Изменения цвета кожи у хамелеонов могут захватывать всё тело, или только отдельные его части, проявляться в виде полос и пятен. Очевидно, что работа хроматофоров тесно связана с психикой и нервной системой ящериц, но как они ухитряются так виртуозно управлять микроскопическими клетками своего организма? Скорее всего, это врождённая способность, мало регулируемая сознательными отделами мозга животных. Так что за всё спасибо миллионам лет эволюции.
Как хамелеоны охотятся?
Хамелеоны малоподвижны, и проводят много времени, сидя на одном месте в ожидании добычи. Питаются они насекомыми (лишь самые крупные виды иногда едят мелких птиц). В охоте ящерицам помогает необычный язык – очень длинный (иногда длиннее туловища!), завершающийся своеобразной присоской. Выбрасывает язык хамелеон очень быстро и метко, крепко удерживая добычу весом до 50 грамм. Кроме того, этот язык может выгибаться таким образом, чтобы ловить насекомых, прячущихся на обратной стороне листьев.
Ещё один козырь рептилий, снискавший им популярность – устройство глаз. Они вращаются независимо друг от друга на 360 градусов. Не двигая головой, хамелеон бдительно следит, что происходит сверху, снизу, спереди, сзади и по бокам одновременно. Поэтому застать врасплох хитрую ящерицу – задача не из лёгких.
Хвост у хамелеона длинный, цепкий, что позволяет ящерице повисать на нём, обвившись вокруг ветки. Когда рептилия им не пользуется, хвост обычно свёрнут спиралью. Лапы у хамелеонов также оснащены пятью когтистыми пальцами, помогающими крепко цепляться за кору деревьев и ветвей. В целом, несмотря на первое впечатление об этих ящерицах как о неуклюжих и медлительных созданиях, это весьма распространённое заблуждение: при необходимости хамелеоны могут быстро бегать и даже прыгать по ветвям.
Как размножаются хамелеоны?
В брачный сезон самцы устраивают турниры за право стать во главе «гарема» на своей территории – они ведут себя очень агрессивно, окрашиваясь в яркие «боевые» цвета, солидно надуваясь, шипя друг на друга, бодаясь отростками на голове наподобие оленей, и кусаясь. Размножаются хамелеоны, на удивление, стразу несколькими способами. Большинство видов отдают предпочтение традиционному для рептилий откладыванию яиц – их зарывают поглубже в землю или подвешивают к веткам деревьев. В кладке может быть от 15 до 80 яиц, а инкубация продолжается от трёх до десяти месяцев.
Некоторые виды хамелеонов – живородящие: у них бывает до 14 детёнышей, которых устраивают «в ясли», приклеивая слизью прямо к веткам деревьев, и какое-то время выкармливают. И совсем странно наблюдать за видами хамелеонов, способных к партеногенезу: при отсутствии самцов самки откладывают неоплодотворённые яйца, из которых развивается полноценное и способное к дальнейшему размножению потомство.
Рекордсмены среди хамелеонов
Всего насчитывается около 90 видов хамелеонов, обитающих в лесах Африки, Мадагаскара, юга Европы и Азии.
А самый крохотный в мире хамелеон – это малая брукезия, которая вырастает всего до 4 см.
Какие ещё существуют «хамелеоны» в природе?
Гортензию считают растением-хамелеоном: она способна менять окрас соцветий от зеленовато-белого до синего, ярко-розового или сиреневого под влиянием разных факторов – состава почвы (внесения удобрений), светового режима, влажности и т.д.
Как человек использует свойства хамелеона?
Лампа-хамелеон «Huey» – забавная выдумка от марки «ThinkGeek», по сути светодиодный светильник в форме хамелеона, который меняет свой спектр освещения в зависимости от цвета поверхности, на которую его помещают.
Чашка-хамелеон – при наливании кипятка на однотонной поверхности проявляется спрятанный рисунок. Из той же оперы чайник-хамелеон, который при нагревании воды изменяет цвет с тёмного на красный – и свисток не нужен!
Зонт-раскраска – благодаря нанесённой гидрохроматической краске и специальному проявляющему порошку меняет свой цвет под первыми же каплями дождя, расцветая пёстрой радугой, а при высыхании снова становится монохромным.
Кроме того, краски-хамелеоны активно используются для покрытия персональных транспортных средств, а последнее поколение автомобилей использует поликарбонатное стекло, темнеющее под воздействием солнечного света (для удобства водителя и пассажиров). Есть так же очки, темнеющие от солнечных лучей – и это далеко не весь список изобретений, подсказанных человеку хамелеоном.
Как хамелеоны и другие животные меняют цвет?
Когда мы говорим об изменении цвета у животных, то большинство людей сразу вспоминают осьминога или хамелеона. Хотя в животном мире быстрое изменение цвета очень распространено.
Многие ракообразные могут изменять свой цвет. Также на это способны моллюски, которых называют головоногими (это осьминоги, каракатицы, кальмары и прочие их подвиды), насекомые, ящерицы, лягушки и определенные виды рыб. Как у них это получается?
У всех перечисленных представителей живности есть общая черта – они хладнокровные. Или по-научному эктотермные. Проще говоря, такие животные не могут производить свое тепло, и они снабжены специальными клетками, дающими им возможность к цветоизменению.
Окраска у живности появляется как результат светового отражения и его рассеивания на ткани и клетки, а также химическими кожными пигментами поглощения этого света. У хладнокровных данные клетки именуются хроматофорами. Именно они наиболее всех ответственны у животного за цвет глаз и кожного покрова.
У позвоночных эктотермных (лягушки, ящерицы, рыбы) существуют три основных типа хроматофоров:
-ксантофоры, которые содержат красно-желтый пигмент;
-иридофоры, содержащие кристаллы, не имеющие цвета, стeки или тромбоциты, они при отражении света и его рассеивании создают фиолетовый, белый и синий цвета;
-меланофоры – это черный пигмент, именуемый меланином.
Именно последние в изменении кожного цвета и играют роль решающую. Они по форме напоминают звезду с отростками, которые достаточно длинные, «ти» (дендритами), расположенными вдоль кожной поверхности.
За счет движения в меланофорах меланина (меланосом) и происходит изменение цвета. Когда меланин агрегируется в клеточном центре, кожа становится бледной, а как только он распространится по всей площади клетке посредством отростков, то тогда кожа начинает темнеть.
Отростки меланофоры находятся между или чуть ниже других разновидностей хроматофор (которые создают синие и красные цвета) и получается, что за счет плотности определенных клеток и образуются разнообразные оттенки.
Возникновение изменения цвета также зависит от изменения между стeками тромбоцитов или криcталлов иридофоров расстояние, и, как следствие, изменяется световое отражение и его рассеивание, а это приводит к изменениям цветовых оттенков.
Фокусы, которые могут вытворять головоногие моллюски.
У моллюсков, которых называют головоногими, от позвоночных очень отличается структура хроматофор. У них они расположены в специальном пигментном мешке, его обволакивают мышечные ткани. Как известно, мышцы постоянно сокращаются, а это меняет размеры и форму пигментов, что и влечет за собой цветовое изменение.
Хоть у хамелеонов и головоногих моллюсков цвет меняется из-за хроматофоров, все же структура данных изменений несколько различна.
У хамелеонов на коже находятся рецепторы, благодаря им они и могут менять окраску из-за изменения света или температуры, в головоногие меняют цвет под мышечно-рефлекторным контролем.
Именно поэтому ночью хамелеоны весьма бледные, но стоит только поднести к нему источник света, как он потемнеет. Но только с той стороны, с которой находится свет. Еще животное может изменить свою цветовую окраску исходя из обстановки, которая его окружает. Через органы чувств передается информация о всем, что данный вид живности окружает, после чего мозг ее обрабатывает и с помощью гормонов отправляет ее в хроматофоры.
Заканчивая эту интереснейшую статью, хотелось бы заметить, что способность изменять цвет очень полезна. Если учесть, что особи живут с холодной кровью, то так они могут регулировать температуру своего тела. При холоде ящерицы становятся темными, потому что именно темные оттенки способны поглотить больше тепла, а когда жарко, она становится белоснежной и отражает тепло.
Есть еще пара важных функций в изменении окраски: ярким цветом можно сделать сопернику предупреждение, а еще в необходимое время привлечь к себе партнерское внимание, а в другое время быть замаскированным.
Вам понравилась история? Надеемся вам так же будет полезна и реклама наших партнеров: