火焰变色龙鱼为什么是白色的？科学家解释变色龙鱼如何用皮肤

长鳍濑鱼利用两层皮肤细胞，不仅能够改变其颜色，而且还能从内部“看到”它，甚至在死后也能根据不断变化的环境条件调整颜色。美国科学家的这项研究将为机器人肢体和无人驾驶车辆的感官反馈方法的开发找到新的方法。

长鳍濑鱼能够快速改变肤色。颜色变化是通过色素颗粒在色素细胞中聚集 (b) 和分散 (c) 分别形成亮细胞和暗细胞来实现的。

动态变色（DIC）是一种掩盖某些动物物种的方法，这些动物物种可以根据外部环境条件快速改变皮肤的颜色。此外，与几天到几个月发生的形态颜色变化不同，动态或生理变化在几分钟甚至更快的时间内发生。这种情况下的速度通常是通过快速神经信号调节过程来实现的，而不是激素合成的缓慢变化。

如今，许多动物都患有 DIC。其中有头足类动物、两栖动物、爬行动物和一些鱼类。此外，在所有这些情况下，DIC 过程都是基于称为色素细胞的特殊皮肤细胞的调节。它们由于色素颗粒、晶体或反射板的细胞内重组而改变颜色。

除了色素细胞之外，从章鱼到壁虎等动态变化的动物的皮肤也含有富含光敏视蛋白的细胞，类似于视网膜细胞中的细胞（如人类的视杆细胞和视锥细胞）。然而，目前尚不清楚在动物颜色变化过程中，色素细胞和视蛋白的工作到底是如何相关的：普通视觉和中枢神经系统是否参与该过程，或者 DIC 是仅通过皮肤细胞之间的局部相互作用独立实现的？

为了研究这个问题，一组美国生物学家在显微镜下仔细检查了长鳍濑鱼Lachnolaimus maximus的皮肤，这是一种珊瑚鱼，因其即使在死后一段时间也能将颜色从白色变为微红色和斑驳的棕色而闻名。大红藻DIC 的机制基于两层皮肤细胞：上层由充满三种色素（红色、黄色或黑色）颗粒的色素细胞组成，下面是一层色素细胞。含有光敏蛋白的细胞。

这意味着进入皮肤的光线必须首先穿过色素细胞，然后才能到达感光层。同时，如果色素颗粒积聚在色素细胞的某个位置，那么色素细胞的透光性就会增强。否则，当色素均匀分布在细胞上时，它就会获得适当的颜色。底层细胞通过视蛋白对这些变化做出反应，并通过反馈系统影响色素在色素细胞中的分布。

色素细胞和光感受器之间的功能关系

尽管这项工作的作者没有具体说明这种联系的确切机制，但他们建议首先使用普通视觉从环境中捕获改变大蜥蜴皮肤颜色的信号。之后，色素细胞中色素分布密度发生变化，从而控制皮肤光感受器，以更精确地调整伪装。

因此，从某种意义上说，濑鱼能够“看到”它们皮肤的颜色，并在必要时迅速改变它。不过，研究人员强调，大鱼的皮肤并不相当于眼睛，因为它没有通过视神经与鱼的大脑相连，也无法形成图像。

作者表示，他们的研究可能会导致为机器人肢体和自动驾驶汽车等设备开发新的感觉反馈方法，这些设备必须在不完全依赖视觉或摄像机的情况下微调它们的性能。

发表在《自然通讯》杂志上的一篇文章描述了这项研究的细节。