Pourquoi les caméléons changent-ils de couleur ?

Rédigé et vérifié par la biochimiste Luz Eduviges Thomas-Romero

Dernière mise à jour : 21 décembre, 2022

Le changement de couleur chez les animaux, tels que les caméléons, est un processus qui nous a toujours étonnés. Chez la plupart des êtres vivants, la coloration s’associe aux tissus morts tels que l’exosquelette, les écailles, les plumes et les cheveux, et est relativement fixe. Malgré cela, certaines espèces sont capables de changer rapidement de couleur. Cette propriété leur permet d’afficher différentes couleurs et différents motifs en réponse à des contextes environnementaux changeants.

Y a-t-il une différence entre un changement de couleur et un changement de motif ?

Comme mentionné précédemment, certains taxons tels que les céphalopodes, les poissons et les reptiles ont la capacité de changer de couleur lors de leurs interactions avec d’autres organismes. Parmi eux, les caméléons (famille des Chamaeleonidae) représentent un cas intrigant pour la recherche. Les caméléons peuvent modifier les colorations et les motifs de leur corps au cours de leurs interactions sociales. Contrairement aux organismes qui subissent des changements de couleur localisés.

Le changement de couleur des caméléons en fonction de la température

La première chose est de rappeler que les caméléons sont des animaux ectothermes. Cela signifie qu’ils ne sont pas capables de générer, par eux-mêmes, leur propre chaleur interne. Pour cette raison, tous les organismes ectothermes dépendent de sources de chaleur externes pour atteindre une certaine température corporelle.

Il est important de garder à l’esprit que de nombreux traits exprimés par un animal ectotherme changent considérablement en fonction de la température corporelle de l’individu. Ces caractéristiques comprennent la vitesse de digestion, l’agilité lors de la course ou de la nage, et la couleur, entre autres.

Cela dit, nous devons considérer que les couleurs sombres absorbent la lumière et donc la chaleur. Alors que les couleurs claires la reflètent. Par conséquent, la stratégie de changement de couleur est facile à comprendre pour toute personne qui, un jour d’été, a passé du temps dans une voiture noire sous un soleil radieux. Les caméléons le savent. Et ils utilisent la couleur de leur peau comme un thermostat pour contrôler la température qu’ils reçoivent de l’environnement.

Lorsqu’un caméléon est froid, sa peau prend une teinte plus foncée de vert pin. Lorsqu’il veut se refroidir, il passe à des teintes plus claires comme le vert menthe.

S’habiller pour impressionner : la stratégie du changement de couleur

La deuxième raison pour laquelle les caméléons changent de couleur est également un concept familier aux humains : l’expression de soi. C’est le cas des humains qui changent de vêtements ou de coiffures en fonction de leur humeur. Les caméléons changent aussi de couleur selon leur humeur.

Normalement, le caméléon assombrit ses couleurs lorsqu’il a peur et les éclaircit lorsqu’il est excité. En outre, il existe une différence entre les mâles et les femelles. Les mâles changent de couleur plus souvent que les femelles, qui ont tendance à utiliser des signaux plus subtils pour communiquer.

En ce sens, le changement de couleur des caméléons mâles peut être utilisé pour attirer un partenaire. En s’affichant sur des tons voyants, ils envoient le signal d’un état de santé aux femelles. Inversement, une mue dans des tons sombres peut montrer à un autre mâle qu’il est prêt à se battre. Pour ces raisons, un caméléon peut alterner entre plusieurs looks différents chaque jour pour s’adapter à l’occasion.

La science derrière la magie du changement de couleur chez les caméléons

Auparavant, les scientifiques pensaient que les caméléons changeaient de couleur comme les poulpes et les calmars. C’est-à-dire qu’ils utilisaient des sacs remplis de pigments dans des cellules appelées chromophores sur la peau pour modifier leur apparence. Cependant, il a été constaté que le changement de couleur du caméléon est encore plus complexe.

La peau de caméléon a des couleurs produites par des pigments, des composés colorés qui se synthétisent ou s’accumulent dans les cellules. Ainsi, il existe une gamme de couleurs qui résulte de la présence de mélanines, de ptérines et d’autres pigments chimiques.

La couche supérieure de la peau du caméléon est constituée de cellules contenant des pigments. Si elle est jaune, ce sont des xanthophores, si elle est rouge, des érythrophores. Ces cellules pigmentées sont principalement présentes dans les régions rayées. La couche la plus profonde est composée de mélanophores, qui ont des extensions qui atteignent la couche supérieure de la peau.

D’autre part, la peau du caméléon présente un autre type de coloration par structure, qui est dû à la présence de nanostructures réfléchissantes. Ces nanostructures sont présentes dans des cellules spécialisées appelées iridophores. Elles sont produites à partir du contenu en guanine de la cellule et produisent des couleurs métalliques irisées lorsqu’elles interagissent avec la lumière.

Comment les iridophores fonctionnent-ils pour les changements de couleur ?

Il convient de noter que l’iridescence est le phénomène optique par lequel la couleur perçue est associée à l’angle sous lequel la lumière frappe la surface réfléchissante. Cela dit, on peut comprendre le fonctionnement des iridophores caméléons.

Une étude récente a déterminé que la peau des caméléons panthères possède deux types de cellules iridophores. Les cellules superficielles, qu’ils ont appelées les S-iridophores, situées dans la couche la plus proche de l’épiderme. Et les D-iridophores, dans une couche plus profonde.

En outre, chaque espèce de caméléon possède des cellules S-iridophores avec leurs cristaux de guanine de tailles, de formes et de distributions différentes. Cette couche de S-iridophores est responsable des changements rapides de couleur dans le spectre de la lumière visible.

En outre, les cristaux des iridophores D réfléchissent principalement la lumière du proche infrarouge (700-1400 nm). Ainsi, les chercheurs soulignent que la fonction de la couche D-iridophore est de réguler la température lorsque l’animal est soumis à un rayonnement solaire intense.

Comment le changement de couleur se produit-il si soudainement chez les caméléons ?

Il est intéressant de savoir que dans la peau du caméléon à l’état détendu, les nanocristaux des cellules S-iridophores sont regroupés de façon très proche. Dans cet état, l’indice de réfraction effectif est optimal pour les longueurs d’onde bleues.

D’autre part, à l’état excité, des signaux sont générés par des hormones ou des neurotransmetteurs, induits par des changements d’humeur, de température ou de stress. En réponse, les cellules S-iridophores modifient l’agencement des nanocristaux. Ainsi, comme leur distribution est espacée, l’indice de réfraction effectif est plus faible. Et la réflectivité augmente dans le spectre visible pour les couleurs rouge, orange et jaune.

Enfin, tous ces mécanismes de production de couleurs s’orchestrent pour donner l’apparence du caméléon. Par exemple, la couleur verte de sa peau est le résultat des longueurs d’onde jaune et bleue. La combinaison du jaune des xanthophores et de la lumière bleue réfléchie par les iridophores produit la couleur verte vibrante que nous admirons.

Note finale

Il est probable que la coloration dynamique du caméléon a été le moteur de l’évolution de ces signaux visuels complexes. Le riche répertoire d’éléments chromatiques de l’espèce révèle l’importance de ce code de communication dans ses interactions sociales. Et autres contextes comportementaux.