Predtým sa predpokladalo, že to robia pomocou rozptyľovania a zhromažďovania pigmentu v rozličných bunkách. Zdá sa však, že dôležitú rolu zohrávajú kryštáliky fungujúce ako zrkadlá. Využívajú ich aj na spracovanie infračerveného svetla s cieľom ochladzovania tela.
Chameleóny menia farby dvoma spôsobmi. Majú bunky plné pigmentu v teplých a tmavých farbách. Na vytvorenie modrých a svetlých odtieňov však využívajú odraz svetla z nanokryštálov. Tieto odtiene švajčiarski vedci označili ako štrukturálne farby. Oba spôsoby tvorby farieb vedia tieto pozoruhodné plazy miešať. Napríklad jasne zelenú vytvoria pomocou štrukturálnej modrej, ktorú prekryjú žltým pigmentom.
Meniť farby vedia aj iné plazy či ryby, no vedci sa v štúdii zverejnenej v žurnále Nature Communications sústredili na chameleóna leopardieho (Furcifer pardalis). Meniť farby vedia samičky aj samce tohto druhu, no samce pracujú so širšou paletou farieb. Najčastejšie sa maskujú zelenou farbou, no rýchlo ju vedia zmeniť na jasne žltú, ak spozorujú potenciálnu samičku na párenie alebo konkurenčného samca.
Aj tu sa vedci domnievali, že ide o trik s disperziou farieb pomocou žltého a červeného pigmentu. Výskumníci zo ženevskej univerzity však dokázali, že tak to nie je. Na odhalenie pôvodu tejto schopnosti spojili sily kvantoví fyzici a evoluční biológovia.
Pomocou elektrónového mikroskopu zistili, že v špeciálnych bunkách zvaných iridofory sa nachádzajú drobné nanokryštály. V závislosti od toho, z akej strany sa na ne pozreli, tieto kryštály menili svoj tvar, vďaka čomu vytvárali a menili spomenuté štrukturálne farby.
„Keď sa na to pozriete okom fyzika, je vám jasné, že kryštály pracujú s odrazom svetla,“ uviedol hlavný autor štúdie Michel Milinkowitch. Biológovia sa zamerali na videozáznamy chameleónov, ako menia farby z modrej cez zelenú a žltú až na oranžovú. Z toho bolo jasné, že takto striedať farby sa nedá len pomocou pigmentu. Napadlo im preto, že ide o spojenie oboch mechanizmov v kožných bunkách chameleónov.
Pre potvrdenie tejto domnienky potom skúmali kožné bunky „uvoľnených“ a „vzrušených“ chameleónov. Na prvý pohľad bolo jasne vidieť iné usporiadanie nanokryštálov. „Výsledkom je akési selektívne zrkadlo. Cez kryštály prejde svetlo až na určité vlnové dĺžky. Ak je priestor medzi vrstvami nanokryštálov úzky, odráža krátke vlnové dĺžky, ako má modrá farba. Ak je priestor väčší, odráža svetlo s dlhšou vlnovou dĺžkou, napríklad červené.“
„Chameleóny vymysleli počas evolúcie niečo úplne nové. Bunky iridofory rozdelili na dve vrstvy, pričom pomocou hornej menia farby a pomocou spodnej regulujú telesnú teplotu,“ hovorí Milinkowitch. „To im umožňuje maskovať sa či predvádzať žiarivé farby a v tom istom čase regulovať množstvo absorbovanej energie zo slnka.“