Nhắc đến tắc kè hoa (chameleon), chắc hẳn ai cũng biết đến khả năng đặc biệt trong việc thay đổi màu sắc mà ít loài động vật nào khác có thể sánh được. Giải thích hiện tượng thú vị này luôn là mối quan tâm của nhiều người, trong đó tất nhiên có cả các nhà khoa học. Tin vui là trong một nghiên cứu mới đây đăng trên tập san khoa học uy tín Nature Communication, một nhóm các nhà khoa học từ đại học Geneva, Thụy Sĩ, dẫn đầu bởi giáo sư Michel Milinkovitch và Dirk van der Marel, đã khám phá ra cơ chế của hiện tượng thú vị này. Theo đó, khả năng thay đổi màu của tắc kè hoa là nhờ việc tái sắp xếp chủ động mạng các tinh thể nano phản xạ ánh sáng nằm ở lớp bề mặt da trên cùng của chúng có tên gọi là iridophore. Điều thú vị là mạng tinh thể nano này được làm từ guanine, một trong các thành phần cơ bản của DNA.
Chi tiết hơn, theo các nhà khoa học, khi da của tắc kè hoa ở trạng thái kích thích hay thư giãn, chúng có thể thay đổi cấu trúc của lớp tế bào đặc biệt này. Trạng thái thư giãn sẽ khiến lớp tinh thể này được sắp xếp dày đặc hơn, từ đó phản xạ các bước sóng xanh lục và xanh dương. Trong khi trạng thái kích thích sẽ khiến lớp tinh thể giãn ra và cho phép phản xạ các màu khác, như màu vàng hay đỏ. Thí dụ như khi một con tắc kè hoa đực trưởng thành nhìn thấy một mối nguy hiểm hoặc một con khác giới, nó có thể biến đổi màu nền trên da từ màu xanh sang màu vàng rồi màu cam, trong khi các vân xanh thành trắng, vân đỏ thì trở nên rõ nét hơn. Do được điều khiển bằng cảm giác và với cơ chế vật lý như vậy, quá trình thay đổi màu sắc này diễn ra chỉ trong vòng một vài phút.
Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học cũng phát hiện ra sự tồn tại của một lớp iridophore nằm sâu hơn. Sự khác biệt của lớp này với lớp bên ngoài là trong lớp tế bào này, các tinh thể lớn hơn nhưng lại có mức độ trật tự thấp hơn. Theo giáo sư Milinkovich, lớp này có vai trò phản xạ một phần lớn các bước sóng hồng ngoại thay vì ánh sáng nhìn thấy như lớp ngoài, từ đó hình thành một lớp bảo vệ tuyệt vời chống chịu bức xạ nhiệt từ mặt trời.
Liên quan đến các nghiên cứu trong tương lai, được biết nhóm các nhà khoa học đang tiến hành nghiên cứu sâu hơn về cơ chế đổi màu trên loài tắc kè hoa này, ví dụ như cơ chế tế bào và phân tử cho phép tắc kè hoa thay đổi cấu trúc hình học của mạng tinh thể nano đặc biệt trên da của nó, hay giải thích quá trình phát triển của mạng tinh thể trong lớp iridophore này. Chúng ta hoàn toàn có thể kỳ vọng về việc hiểu sâu sắc và kỹ càng hơn về các cơ chế tinh tế ẩn sau việc đổi màu trên loài vật và từ đó biết đâu sẽ tiến đến ứng dụng chúng trên các sản phẩm trong tương lai, ví dụ như áo quần đổi màu để ngụy trang trong quân sự hay các vật liệu chống chịu nhiệt tốt hơn nhờ các lớp nano phủ trên đó.
Trong đoạn phim dưới đây, bạn có thể nhận thấy sự thay đổi màu sắc của một chú tắc kè hoa đực khi bị "kích thích" bởi sự tồn tại của một cá thể đực khác trong tầm nhìn của nó (có thể là đố kỵ hoặc tranh giành nàng tắc kè hoa/thức ăn nào gần đó chăng?). Tốc độ đoạn phim được làm nhanh lên 8 lần so với thời gian thực để rút ngắn thời gian theo dõi.
Nguồn: IFLScience, Phys.org
Pages
▼