Ein Chamäleon, das von Grün auf leuchtendes Gelb umschaltet, mischt keine neue Farbe an. Es verschiebt winzige Kristalle in seiner Haut. In einer oberen Zellschicht sitzen geordnete Nanokristalle aus Guanin – zieht das Tier sie auseinander oder rückt sie zusammen, reflektieren sie eine andere Wellenlänge des Lichts. Die Farbe entsteht also durch Physik, nicht durch Farbstoff.
Stimmt das wirklich?
Ja, und der Beleg ist ziemlich frisch. 2015 zeigte ein Team der Universität Genf um Michel Milinkovitch und Jérémie Teyssier am Pantherchamäleon (Furcifer pardalis), was beim Farbwechsel im Inneren der Haut passiert. Veröffentlicht wurde die Arbeit in Nature Communications. Der Kern: In sogenannten Iridophoren liegen Guanin-Nanokristalle in einem regelmäßigen, dreieckigen Gitter. Der Abstand zwischen diesen Kristallen ist im erregten Zustand im Schnitt rund 30 Prozent größer als im entspannten. Genau diese Abstandsänderung entscheidet über die Farbe.
Warum ist das so?
Das Prinzip heißt Strukturfarbe. Farbe entsteht hier nicht, weil ein Pigment bestimmte Lichtanteile schluckt, sondern weil eine winzige, regelmäßige Struktur bestimmte Wellenlängen gezielt zurückwirft – dasselbe physikalische Spiel wie bei einer Seifenblase oder einem Schmetterlingsflügel.
Sind die Nanokristalle dicht gepackt, reflektiert das Gitter kurzwelliges, also blaues Licht. Dehnt das Chamäleon seine Haut und lockert das Gitter, wandert die reflektierte Farbe zu längeren Wellenlängen – Richtung Gelb, Orange und Rot. Steuern kann das Tier das über Hormone und Nervensignale, ausgelöst etwa durch Stress, Balz oder ein Rivalentreffen. Ein Farbwechsel läuft dabei in ein bis zwei Minuten ab.
Ganz ohne Farbstoff geht es allerdings nicht: Das entspannte Grün vieler Chamäleons entsteht als Mischung aus dem blauen Strukturlicht der Iridophoren und einer darüberliegenden Schicht mit gelbem Pigment. Blau plus Gelb ergibt für unser Auge Grün. Der schnelle Wechsel selbst wird jedoch von den Kristallen getragen, nicht vom Pigment.
Noch verrückter
Die Genfer Forscher fanden nicht eine, sondern zwei übereinanderliegende Schichten dieser Kristallzellen. Die obere, geordnete Schicht macht den sichtbaren Farbwechsel. Die tiefere Schicht enthält größere, unregelmäßiger angeordnete Kristalle – und die reflektieren vor allem nahes Infrarot. Dieser Teil der Haut arbeitet wie ein eingebauter Hitzeschutz, der Sonnenwärme passiv zurückwirft.
Und noch ein hartnäckiger Irrtum fällt damit: Chamäleons wechseln die Farbe nicht in erster Linie, um sich zu tarnen. Der auffällige Wechsel ist vor allem Kommunikation – ein Männchen signalisiert Dominanz oder Paarungsbereitschaft – und Temperaturregulierung. Ein dunkles Tier heizt sich morgens schneller auf, ein helles schützt sich vor Überhitzung. Die perfekte Tarnung ist eher Nebeneffekt als Hauptzweck.
Quellen
- Teyssier, J., Saenko, S. V., van der Marel, D., Milinkovitch, M. C. (2015): Photonic crystals cause active colour change in chameleons. Nature Communications 6, 6368. nature.com
- Universität Genf, Pressemitteilung: The chameleon reorganizes its nanocrystals to change colors (2015). unige.ch
- Science / AAAS: The secret to chameleon color change: Tiny crystals. science.org
Häufige Fragen
Wechseln Chamäleons die Farbe mit Pigmenten?
Nein. Der schnelle Farbwechsel entsteht durch winzige Guanin-Nanokristalle in der Haut, deren Abstand das Tier verändert. Das ist Strukturfarbe – Physik statt Farbstoff.
Wie funktioniert der Farbwechsel genau?
In Iridophoren-Zellen liegen Nanokristalle in einem Gitter. Dicht gepackt reflektieren sie Blau, auseinandergezogen längere Wellenlängen wie Gelb, Orange und Rot. Der Abstand ändert sich um etwa 30 Prozent.
Warum wechseln Chamäleons die Farbe?
Vor allem zur Kommunikation – etwa Dominanz oder Paarungsbereitschaft – und zur Temperaturregulierung. Tarnung ist eher ein Nebeneffekt als der Hauptgrund.
Wie schnell wechselt ein Chamäleon die Farbe?
Ein deutlicher Farbwechsel läuft in etwa ein bis zwei Minuten ab, ausgelöst durch Hormone und Nervensignale bei Stress, Balz oder Rivalentreffen.
Welches Chamäleon wurde untersucht?
Das Pantherchamäleon (Furcifer pardalis) in einer Studie der Universität Genf, veröffentlicht 2015 in Nature Communications.