很多种类的变色龙都具有绚烂的体色，从赤橙黄到青蓝紫，仿佛大自然中所有的色彩都能在它们身上找到——是因为变色龙体内有多种色素细胞吗？实际上并不是这样。

各种生物所表现出的颜色可分为两大类：化学色和结构色。化学色是由生物体内的各种色素引起，诸如黑色素，血红素，叶绿素，胡萝卜素等等，它是生物体内实实在在的颜色。结构色又称物理色，它们由特定波长的光线与某些纳米级的结构发生散射、干涉或衍射等作用产生。光盘和某些鸟类羽毛产生的虹彩就是典型的结构色。

鸟儿羽毛中有形状不一的气穴，它们和角蛋白一起构成了虹彩羽毛的结构基础，比如这只半领翠鸟。图片：Ian N. White / flickr

变色龙和其他蜥蜴也不例外，它们虹细胞中的纳米晶体正是这样一种可以产生结构色的纳米级结构。当变色龙处于平静的状态下时，这些晶体排列紧密，光通过时只反射出蓝色，蓝色的结构色与化学色的黄色素相结合，体色呈现为绿色。而当变色龙紧张时，它们会主动控制晶体的疏密程度，使其排列更加松散，这样的结构会反射波长更长的色光，例如红光、黄光等，于是展现出更鲜艳的结构色。而这一系列变化，在眨眼之间即可完成。

七彩变色龙的变色原理。图片：Teyssier J et al. / Nature Communications（2015）

此外研究人员还发现，在外层的S-虹细胞之下，还有一层D-虹细胞分化出了不同的形态和功能，它们的外形相对较大，并不参与颜色变化。虽然不参与变色，但它们可能参与到更重要的生理过程中，因为它们可以控制红外光的反射量。就像改变颜色一样，变色龙可以通过调整这层细胞，瞬间改变自己对热量的吸收能力，作为一种被动体温调节机制，这对变色龙这样的变温动物有着极大的积极作用。目前只在变色龙科（避役科Chamaeleonidae）中的部分种类发现了这样一种高度特化的虹细胞，不过也许在不久的将来，人们会受此启发，制造出新型的仿生隔热/吸热材料。