צבעים מבניים מסתמכים באופן בלעדי על צפיפות וצורת החומר ולא על תכונותיו הכימיות. המחקר מראה כי תאים מיוחדים בעור של הדיונון המכונים אירידיוציטים iridocytes)), תאים הנמצאים בכמה בעלי חיים המלאים בגבישים ססגוניים של גואנין
צבע של יצור בטבע יכול להיווצר בשתי דרכים: פיגמנטציה או הצגה של המבנה האנטומי – צבעים הנוצרים מהאינטראקציה הפיסית של האור עם רכיבים ננו־ביולוגיים בגוף. למגוון רחב של אורגניזמים ישנה היכולת הזו, אך המנגנונים הביולוגיים העומדים בבסיס התהליך לא היו מוכרים עד הסוף.
לפני כשנתיים גילו חברי צוות רב תחומי מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה את המנגנון שבאמצעותו מוליך עצבי (neurotransmitter) משנה באופן חד את הצבעים בדיונון הנפוץ בשווקי המזון: Doryteuthis opalescens. מוליך עצבי זה המוכר בשם אצטילכולין, יוצר סדרת אירועים ששיאה בהוספת זרחן למשפחה של חלבונים מוכרים בשם רפלקטינים. התהליך מאפשר לחלבון להפוך מרוכז יותר, והוא מניע את תהליך שינוי צבעו של בעל החיים.
הפעם החוקרים העמיקו יותר בנסיון לחשוף את המנגנון האחראי לשינויים הדרמטיים בצבע המשמשים יצורים כגון דיונונים ותמנונים. הממצאים פורסמו בכתב העת PNAS.
צבעים מבניים מסתמכים באופן בלעדי על צפיפות וצורת החומר ולא על תכונותיו הכימיות. המחקר מראה כי תאים מיוחדים בעור של הדיונון המכונים אירידיוציטים iridocytes)), תאים הנמצאים בכמה בעלי חיים המלאים בגבישים ססגוניים של גואנין. תאים אלה מכילים קפלים או נקיקים של קרום התא הנמשכים בעומק התא. קפלים אלה פועלים כמחזיר אור מתכוונן מסוג ראג. מחזירי ראג נקראים על שמם של אב ובן בריטיים שגילו לפני למעלה ממאה שנה כיצד מבנים מחזוריים משקפים את האור.
“אנחנו יודעים שדיונונים משתמשים בזוהר שלהם להסוואה, כך שהם יכולים לשלוט בשקיפות שלהם או במקרים מסוימים להתאים את עצמם לרקע”, אמר דניאל מורס, פרופסור לביוטכנולוגיה במחלקה לביולוגיה מולקולרית תאית והתפתחותית ומנהל המרכז לביוטכנולוגיה ימית ב-UCSB, ואחד ממחברי המאמר.
“הם גם משתמשים במנגנון כדי ליצור דפוסים מבלבלים לצורך שיבוש הזיהוי החזותי על־ידי טורף ולתאם אינטראקציות ביניהם, במיוחד הזדווגות, שבה הם משתנים ממופע אחד למשנהו.” הוא הוסיף. “חלק ממיני הדיונונים, למשל, יכולים לעבור מצבע אדום בוהק שמשמעותו “אל תתקרב” לפסים כמו של זברה המהווים הזמנה להזדווגות.”
החוקרים יצרו נוגדנים הנקשרים באופן ספציפי לחלבוני הרפלקטין. הסתבר כי הרפלקטין נמצא אך ורק בתוך שכבות הקפלים הללו בקרום התא. הם הראו כי שרשרת האירועים שהגיעה לשיא בהתעבות של רפלקטין גורם ללחץ בתוך הקפל האוסמוטי וגרמה לשנות באופן דרסטי את יחסו למים. קפל אשר מתכווץ ומתייבש גורם להפחתת העובי של התא והמרווח בין הקפלים. תנועת מים הודגמה ישירות באמצעות דאוטריום (מים כבדים).
כאשר הנוירוטרנסמיטר אצטילכולין נשטף והתא יכול להתאושש, הקפלים סופגים מים המאפשרים להם להתנפח לעובי המקורי שלהם. שינוי העובי והמרווח יוצרים בתורם שינויים באורך הגל של האור, ובכך “מכוונן” שינוי הצבע לאורך כל הספקטרום הנראה.
חוקרי UCSB משתפים פעולה עם יצרנית הציוד הצבאי ריית’און – מערכות ראייה, במטרה לחקור יישומים של התגליות שלהם בפיתוח של מסננים ותריסים מתכווננים שיחליפו את מצלמות האינפרא אדום. בהמשך עשויים להיות לכך יישומים אפשריים בהסוואה סינתטית.
