Quel est le deuxième facteur du changement de couleur des caméléons?
Les nanocristaux des caméléons
Le mécanisme utilisé par les caméléons était encore inconnu jusqu'en 2015 où des chercheurs suisses de l'Université de Genève ont publiés des travaux. On sait qu'un caméléon mâle en présence d'un autre mâle provoque le changement de couleur de sa peau en passant du bleu au vert puis au rouge. Selon Teyssier en 2015, on peut difficilement expliquer cette évolution qui semblerait n'être dû « qu'aux phénomènes de dispersion et d'agrégation des pigments dans les chromatophores à cause de l'absence de pigments bleus dans les chromatophores. ». Ainsi il est donc certain qu'il existe un « mécanisme de réglage de la couleur structurelle » dans l'organisme des caméléons. En effet, l'originalité réside dans ce qu'on appelle le « réglage actif du maillage de nanocristaux de guanine ». Ces cristaux sont contenu dans une couche superficielle de la peau d'iridrophores dermique que l'on note S-iridophores. Les cristaux réfléchissants de guanine sont organisés en réseau serré et réagissent aux longueurs d'ondes de la lumière. De ce fait pour modifier la longueur d'onde de la lumière qu'elles réfléchissent, les caméléons peuvent étirer leurs iridophores.
Ces accumulations de cristaux de guanines contenus dans les S-iridophores sont tous semblables et possèdent un diamètre d'environ 127 nm. Le diamètre minimum enregistré est de 17,8 nm et le minimum est d'environ 127,4 nm. L'organisation des nanocristaux se caractérise par un « arrangement périodique » répété dans les cellules. Selon Morrison en 1996, les cristaux de guanine ont un indice de réfraction de 1,83 tandis que celui du cytoplasme, à savoir la partie de la cellule qui entoure le noyau, est de 1,33. De ce fait quelques années plus tard en 2003, Vukusic et Sambles ont démontré que lorsqu'on combine l'agencement périodique entre le cristaux de haut indice de réfraction et le cytoplasme de faible indice de réfraction on obtient la formation d'un « cristal photonique », c'est-à-dire un « réseau similaire à une interférentielle tridimensionnelle ». Par conséquent on voit que le réseau de cristaux de guanine établit un cristal dit cubique à face centrées.
Pour illustrer prenons comme exemple les caméléons Furcifer pardalis mâle: D'après Teyssier en 2015, la partie gauche du document est une « image par microscope électronique à transmission des nanocristaux de guanines présents dans les S-iridophores ». Puis la partie droite est une « modélisation en trois dimensions d'un réseau cubique à faces centrées ». Selon l'axe de coupe ce même réseau apparaît différemment.
Par ailleurs, les caméléons possèdent une seconde couche d'iridrophores dermiques mais qui est plus profonde que les S-iridophores . On les appelle cela les D-iridophores. Dans cette couche, ceux-ci présente des larges cristaux de guanine désorganisés de tailles et de formes différentes, et où une proportion importante de la lumière du soleil y est réfléchi. Le fait que ces iridophores sont organisés en deux couches superposées classe les caméléons comme des « nouveauté évolutive » au sein des reptiles. Selon Teyssier en 2015, dans les S-iridophores la taille des cristaux de guanine ne varie pas. Cependant lorsque la peau des caméléons est à l'état « stimulé » par rapport à l'état de « repos » la distance entre les cristaux est en moyenne supérieur de 30 %.
En effet, quand les caméléons sont calmes, c'est à dire à l'état de repos, les cristaux des S-iridophores sont organisés en un réseau dense, très serrés. Ils vont alors réfléchir les longueurs d'ondes bleues « courtes ».
Mais lorsqu'il est en état « d'excitation », les cristaux de guanine des caméléons vont s'écarter les uns des autres, afin d'obtenir un réseau moins tendu de nanocristaux. Cela va permettre la réflexion des autres longueurs afin de former de nouvelles nuances. Par conséquent plus les cristaux vont s'écarter lorsque les caméléons sont stimulés plus les ondes lumineuses réfléchies vont être orange voir rouge.
De légères modifications de la géométrie dans un cristal photonique provoquent de considérables changements de couleur. Ainsi, les caméléons passent d'une couleur vive à une autre en modifiant l'espacement des cristaux de guanine dans leurs S-iridophores. L'augmentation de la distance moyenne entre les nanocristaux chez les caméléons panthères mâles stimulés entraîne un changement de réflectivité sélective des S-iridophores passant alors des courtes longueurs d'ondes (bleu) aux longues (rouge), générant ainsi le changement de couleur du vert au jaune-orangé de la peau du caméléon.
La lumière blanche
Ce diagramme représente toutes les chromaticités perceptibles dans un plan. Les couleurs pouvant être prise par un caméléon Furcifer pardalis mâle passant de l'état de repos à l'état stimulé.sont représentées par les points marrons. Lors du passage de l'état de repos à l'état stimulé, la distance entre les nanocristaux de guanine augmente. La ligne blanche correspond à la simulation de la réponse optique d'un cube à faces centrées de nanocristaux de guanine, dont les distances (a) entre les cristaux sont indiquées par les chiffres et les flèches noires.
L'absorption de la lumière du soleil dans le proche infrarouge est diminuée d'environ 45% grâce aux D-iridophores chez les espèces telles que le caméléon casqué et le caméléon panthère (ce sont des espèces fortement exposés au soleil).
