افترض علماءٌ عديدون لسنواتٍ مضت أن قدرة الحرباء على تغيير لونها تكمن في تحريكها للصبغات داخل خلايا جلدها لتتلاءم مع المحيط، إلا أن الأبحاث فندت تلك الفكرة إذ تبين أن الحرباء تُطبق الكثير من علوم الفيزياء والهندسة لتغيير مظهرها بدلًا من «الصبغات المتنقلة،» ولفهم ذلك علينا استيعاب آلية عمل الضوء وإدراكنا للألوان.

وفقًا للعلماء، تغير الحرباء لونها عبر تغيير بنية الخلية وآلية انعكاس الضوء عنها. حقوق الصورة: ميشيل ميلينكوفيتش.
وفقًا للعلماء، تغير الحرباء لونها عبر تغيير بنية الخلية وآلية انعكاس الضوء عنها. حقوق الصورة: ميشيل ميلينكوفيتش.
تَمتص الصبغات كتلك الموجودة في الجلد البشري أغلب ألوان الضوء المرئي باستثناء طولٍ موجيٍ معين وهو اللون الذي تدركه أعيننا. فمثلًا، ستمتص الصبغة الأرجوانية أغلب الأطوال الموجية للضوء المرئي وستعكس الأطوال الموجية الأرجوانية عن سطحها فقط.

وتستخدم الحرباء «لونًا بنيويًا» يساعدها في تغيير مظهرها، وهو نظامٌ يسخر علوم الهندسة على «المستوى النانوي» ليعكس أطوالًا موجيةً معينة من الضوء المرئي بطرائق مميزة، إذ اكتشف العلماء طبقتين من «الخلايا حاملة الصباغ» في الجلد -وهي خلايا عاكسة للضوء تحتوي على اللون البنيوي- وتمتلئ الطبقة العليا ببلورات الجوانين النانوية متناهية الصغر لتأخذ ترتيبًا شبكيًا، وتمتلك تلك الترتيبات في جلد الحرباء فراغاتٍ دقيقة بين البلورات وهي المسؤولة عن إعطاء الحرباء الألوان والمظاهر المختلفة.

وعند تحليل الضوء سنجد أن للضوء الأزرق طولًا موجيًا قصيرًا بينما يمتاز اللون الأحمر بطولٍ موجي طويل، لذا فإن تقارب المسافات بين بلورات الجوانين يعكس أطوالًا موجية أكثر زرقةً، وتباعد تلك المسافات يعكس أطوالًا موجيةً أطول تقترب من اللون الأحمر. وتتضافر تلك العوامل مع الخلايا الحاملة للصباغ لتمنح الحرباء مظهرًا مميزًا كل مرة.

تمكن العلماء من دراسة تلك الآلية عبر تحليل بنية الحرباء على المستوى النانوي باستخدام «المجهر الإلكتروني النافذ.»