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Selon une équipe de scientifiques de l'Université de Genève, en Suisse, les caméléons changent de couleur grâce à l'accord actif d'un réseau de nanocristaux à l'intérieur d'une épaisse couche de cellules dermiques appelées iridophores.

Figure : Le caméléon voilé, Chamaeleo calyptratus. Crédit d'image: Russell Ligon.

Les caméléons (famille Chamaeleonidae) sont un groupe distinctif et fortement spécialisé de lézards. La plupart des scientifiques identifient deux sous-familles, contenant 4-6 genres et environ 180 espèces de caméléons.

La plupart des caméléons vivent à Madagascar et en Afrique. Le reste se trouve sur les îles de l'océan Indien, en Inde, au Pakistan et au Sri Lanka. Une autre espèce, le caméléon commun qui est originaire de l'Espagne, du Portugal, des îles de la Méditerranée et du Proche-Orient.

Les caméléons vivent dans plusieurs types d'habitats selon l’espèce, les forêts tropicales, les plaines aux déserts et semi-déserts, les savanes, et même sur les montagnes.

Beaucoup de caméléons habitent les arbres, mais certains vivent dans l'herbe ou sur de petits buissons, feuilles tombées, ou des branches sèches.

Les caméléons sont diurnes (actifs pendant le jour) et principalement insectivores, notons que les oiseaux ont été enregistrés dans les régimes de certaines grandes espèces.

Ils peuvent étendre leurs langues presque toute la longueur de leur corps, rendant leur comportement de chasse un affichage impressionnant.

Beaucoup de caméléons, et les caméléons de panthère en particulier, ont la capacité remarquable d'exposer des changements de couleur complexes et rapides pendant les interactions sociales telles que les concours masculins ou la cour.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Communications, des chercheurs suisses ont démontré que ces changements se produisent par l'accord actif d'un réseau de nano-cristaux présents dans une couche superficielle d'iridophores (des minuscules cristaux présents dans leurs peaux).

Les scientifiques révèlent également l'existence d'une population plus profonde d'iridophores avec des cristaux plus grands et moins ordonnés qui reflètent la lumière infrarouge.

L'organisation des iridophores en deux couches superposées constitue une nouveauté évolutive et permet aux caméléons de passer rapidement d'un camouflage efficace à un affichage spectaculaire tout en assurant une protection thermique passive.

Outre les pigments bruns, rouges et jaunes, les caméléons affichent des couleurs structurelles, ces couleurs sont générées sans pigments, via un phénomène physique d'interférence optique. Ils résultent des interactions entre certaines longueurs d'onde et les nano-structures, comme les minuscules cristaux présents dans la peau des reptiles. Ces cristaux sont disposés en couches qui alternent avec le cytoplasme, au sein des iridophores.
La structure ainsi formée (organisation des iridophores en deux couches superposées) permet une réflexion sélective de certaines longueurs d'onde, ce qui contribue aux couleurs vives de nombreux reptiles».

Pour déterminer comment la transition d'une couleur flashy à une autre est réalisée dans le caméléon panthère, l’équipe de scientifiques ont utilisé leur expertise en physique quantique et en biologie évolutionniste.

Ils on découvrit que l'animal change ses couleurs via l'accord actif d'un réseau de nano-cristaux, Quand le caméléon est calme, ces derniers sont organisés en un réseau dense et reflètent les longueurs d'onde bleues. En revanche, lorsqu'il est excité, il desserre son réseau de nano-cristaux, ce qui permet la réflexion d'autres couleurs, comme les jaunes ou les rouges."

Ceci constitue un exemple unique d'un système optique intracellulaire auto-organisé contrôlé par le caméléon.

Bibliographie : Jérémie Teyssier et al. 2015. Photonic crystals cause active colour change in chameleons. Nature Communications 6, article number: 6368; doi: 10.1038/ncomms7368.