Le changement de couleur

La première chose que la plupart des gens pensent d’un caméléon est généralement le fait que ces animaux peuvent changer la couleur de leur peau. Cet article va au fond de la question de savoir comment fonctionne ce changement de couleur et à quoi il sert réellement.

Comment fonctionne le changement de couleur du caméléon ?

Les chromatophores, cellules optiques spécialisées de la peau, sont responsables du changement de couleur. Ils sont situés sous la couche de peau la plus externe (épiderme) du derme, en couches superposées. Les mélanophores sont responsables des couleurs bleu foncé et noir, les xanthophores des pigments jaunes et oranges, les érythrophores des pigments rouges et les guanophores des pigments brillants argentés. Chez les caméléons, il y a aussi des cellules qui n’ont pas du tout besoin de pigments pour que la peau apparaisse de couleur différente. Ils effectuent le changement de couleur par réflexion.

Cristaux de guanine dans la couche des S-iridophores (S-irid. et d) et dans la couche des D-iridophores (D-irid. et e) sous l’épiderme (ep), représentés à gauche dans une coupe de tissu et à droite sous le microscope électronique à transmission. A d, on peut voir à quel point les cristaux de guanine sont disposés différemment dans deux couleurs de peau différentes. Graphique de la publication « Photonic crytals cause active color change in chameleons » von Teyssier et al. 2014, lizensiert unter Creative Commons BY 4.0.

Une distinction est faite entre une couche supérieure (en anglais superifical) d’iridophores S et une couche inférieure (en anglais deep) d’iridophores D. Les iridophores contiennent des cristaux de guanine, qui sont la clé du changement de couleur des caméléons.

Dans la couche supérieure des S-iridophores, les cristaux de guanine sont très proches les uns des autres et sont disposés en petits triangles. Les cristaux de guanine peuvent modifier leur distance les uns par rapport aux autres. Ils fonctionnent comme un cristal photonique qui peut influencer le mouvement des photons (particules de lumière) et ainsi modifier la réflexion de la couleur de la lumière tombant sur la peau. Les S-iridophores sont responsables du fait que la peau du caméléon peut changer de couleur, passant du vert au jaune ou à l’orange.

Dans la couche inférieure D-iridophore de la peau du caméléon, les cristaux de guanine ont la forme de petites briques et sont disposés de façon assez désordonnée les uns à côté des autres. Cette couche fournit la réflexion dans une gamme proche de l’infrarouge, ce qui entraîne une absorption plus faible de la lumière solaire. Il sert presque au caméléon de protection contre la chaleur naturellement intégrée.

Chez les caméléons de couleur rouge, une grande partie des iridophores de la peau est remplacée par des érythrophores. La peau de caméléon rouge ne peut pas changer de couleur, mais peut varier entre le rouge foncé et le rouge vif. La peau bleue du caméléon, par contre, peut non seulement devenir plus claire, mais même blanche.

La couche supérieure des S-iridophores n’est complètement présente que chez les caméléons adultes, ce qui explique pourquoi les jeunes animaux ne produisent pas encore la pleine coloration de leurs congénères plus âgés. Ils n’ont que la couche de D-iridophores dans leur peau et n’ont pas encore complètement développé les S-iridophores.

La structure de la peau du caméléon dans les couches d’iridophores et la fonction des cristaux de guanine n’ont été décrites qu’en 2014. Auparavant, on pensait que le changement de couleur était exclusivement causé par la différence de répartition des pigments de couleur. En fait, la dispersion et l’agrégation des pigments sont responsables de l’expression de couleurs plus claires et plus sombres. Cependant, cette idée ne pourrait pas expliquer de manière satisfaisante pourquoi les caméléons peuvent changer de couleur en quelques secondes. Les cristaux de guanine peuvent le faire – ils produisent des couleurs dites structurelles qui ne sont pas causées par des pigments – ce qui, il y a quelques années seulement, a permis de démêler une autre fonction du corps chez les caméléons. La manière dont les caméléons peuvent contrôler les réseaux de cristaux de guanine dans leur peau n’a pas encore été clarifiée. Ce que l’on sait déjà, c’est que chaque changement de couleur se produit de manière totalement inconsciente. Le caméléon ne peut donc pas créer des motifs au hasard dans sa peau.

Quand un caméléon change-t-il de couleur ?

Autrefois, on pensait que le changement de couleur du caméléon servait à mieux camoufler l’animal. Aujourd’hui, nous savons que ce n’est pas le cas: le caméléon utilise ses changements de couleur de peau principalement pour communiquer. Les femelles qui sont prêtes à s’accoupler, par exemple, présentent généralement une coloration complètement différente de celle des caméléons enceintes, pour signaler à leurs partenaires potentiels « Tu n’as plus aucune chance avec moi ». Les mâles qui veulent impressionner leurs congénères ou menacer quelqu’un sont extrêmement colorés et brillants. Un caméléon menacé ou inférieur présente généralement une coloration très sombre à noire – il est littéralement agacé par le noir.

Mais la couleur est aussi utilisée de manière très pratique : les caméléons se colorent aussi plus foncés afin de pouvoir capter plus de lumière du soleil et donc de chaleur aux moments les plus frais de la journée. En revanche, pendant le sommeil, ils se refroidissent et deviennent très légers. Les animaux malades sont souvent aussi de couleur pâle, mais même les animaux en hibernation présentent généralement des couleurs moins vives.

Les caméléons peuvent-ils s’adapter à la couleur de leur fond ?

Chaque type de caméléon n’a toujours qu’un spectre de couleurs très spécifique. Les caméléons ne peuvent donc pas changer de couleur à volonté ni même s’adapter à leur milieu – c’est un mythe qui circule toujours et que l’on partage assidûment dans les médias sociaux, mais c’est tout simplement faux. Les caméléons ne peuvent varier leurs couleurs qu’à l’intérieur du spectre de couleurs spécifique à l’espèce et au sexe. Les petites caméléons terrestre n’ont qu’un très petit spectre de couleurs, du noir au brun en passant par les tons argileux, adapté à leur habitat juste au-dessus du sol. La couleur sert donc ici non seulement à la communication mais aussi au camouflage. D’autres espèces ont des échelles de couleurs très larges allant du rouge vif au bleu, au vert, au jaune et au blanc comme les caméléons panthères qui vivent dans les arbres et les buissons.

Fluorescence sous lumière UV

Les caméléons ont des processus osseux et des peignes, en particulier dans la région de la tête et du dos, qui ne sont presque couverts que par de fines écailles. Dans ces endroits, la peau est particulièrement fine par rapport à celle du reste du corps, ils forment de véritables « fenêtres ». On sait depuis longtemps que les os sont fluorescents sous la lumière UV. Si tu tiens une lampe UV (« lumière noire ») au-dessus d’un caméléon, les os fluorescents scintillent à travers les endroits où la peau est très fine. On suppose que les motifs bizarres qui se produisent sous la lumière UV, en particulier sur la tête, servent de moyen de communication intra-espèce, tout comme le changement de couleur. Les caméléons peuvent probablement voir dans la gamme des ultraviolets et ainsi percevoir les motifs invisibles à l’œil humain. Cela permettrait non seulement aux caméléons de distinguer les différentes espèces sur de longues distances, mais les femelles seraient également en mesure de reconnaître à distance quels caméléons sont particulièrement adaptés comme partenaires potentiels.