Kiedy we wczesnym bożonarodzeniowym poranku wyczerpane renifery Świętego Mikołaja wreszcie opuściły sanie w głębokim śniegu na Biegunie Północnym, to nie promienny czerwony nos Rudolfa pomoże im znaleźć pożywienie w jałowym krajobrazie.
Zamiast tego naukowcy z Dartmouth i Uniwersytetu St. Andrews w Szkocji podają, że oczy Rudolfa i jego braci reniferów mogły ewoluować tak, aby mogli dostrzec swoje ulubione jedzenie podczas ciemnych i śnieżnych zim w Arktyce – wynika z nowego badania opublikowanego w czasopiśmie. i-Percepcja.
Odkrycia pomagają wyjaśnić wieloletnią naukową zagadkę dotyczącą tego, dlaczego renifery widzą światło w widmie ultrafioletowym (UV) i dodają intrygi do uśmiechniętych unoszących się w powietrzu kopytnych, spopularyzowanych w klasycznej opowieści autorstwa Roberta L. Maya, absolwenta Dartmouth z 1926 roku.
„Renifery są super, ale wiele osób myśli o nich tylko w Boże Narodzenie” – mówi Nathaniel Dominy, pierwszy autor badania i profesor antropologii Charlesa Hansena w Dartmouth. „Teraz jest dobry moment, aby zwrócić uwagę ludzi na ich niezwykły system wzrokowy”.
Renifery żywią się głównie mchem reniferowym, czyli Cladonia rangiferina, który nie jest mchem, ale w rzeczywistości gatunkiem będącym połączeniem glonów i grzybów, znanym jako porost. C. rangiferina tworzy grube, chrupiące dywany na północnych szerokościach geograficznych i jest tak integralną częścią przetrwania reniferów, że nawet jej formalna nazwa wywodzi się od naukowego określenia renifera Rangifer.
Naukowcy pracowali w górach Cairngorms na szkockich wyżynach, gdzie żyje jedyne w Wielkiej Brytanii stado reniferów – przywrócone ze Skandynawii po lokalnych polowaniach, które doprowadziły do ich wyginięcia – oraz ponad 1500 gatunków porostów. Pomimo tych opcji renifery w Cairngorms zimą żywią się C. rangiferina.
„Specyfiką reniferów jest to, że polegają na tym jednym typie porostów” – mówi Dominy. „To niezwykłe, aby jakiekolwiek zwierzę tak bardzo żywiło się porostami, nie mówiąc już o tak dużym ssaku”.
Dla ludzkiego oka białe porosty są niewidoczne na śnieżnym tle arktycznej zimy.
Jednak Dominy i współautorzy Catherine Hobaiter i Julie Harris z St. Andrews odkryli, że C. rangiferina i kilka innych gatunków porostów uzupełniających dietę reniferów pochłania światło UV. Dane spektralne z filtrów porostów i światła skalibrowanych tak, aby naśladować widzenie reniferów, ujawniły, że organizmy te wydają się reniferami jako ciemne plamy na tle skądinąd wspaniałego krajobrazu, co ułatwia ich zlokalizowanie.
„Wizualne przybliżenie tego, jak renifery mogą widzieć świat, to coś, czego nie udało się wcześniej przeprowadzić w innych badaniach” – mówi Dominy, która w 2015 roku opublikowała artykuł na temat tego, jak czerwony nos Rudolfa działałby jak skuteczna lampa przeciwmgielna w zimowej mgle .
„Jeśli potrafisz wczuć się w ich kopyta, patrząc na ten biały krajobraz, chciałbyś mieć bezpośrednią drogę do jedzenia” – mówi. „Renifery nie chcą tracić energii na wędrówkę w poszukiwaniu pożywienia w zimnym, jałowym środowisku. Jeśli widzą porosty z daleka, daje im to dużą przewagę, pozwalając im oszczędzać cenne kalorie w czasach, gdy brakuje pożywienia. “
Poprzednie badania wykazały, że oczy reniferów zmieniają się między latem a zimą – mówi Dominy. Ich tapetum – błona wzmacniająca światło, która nadaje wielu zwierzętom „błyszczące” oczy – przechodzi zimą ze złotego koloru, jaki ma większość zwierząt, w żywy błękit, który, jak się uważa, wzmacnia słabe światło polarnej zimy.
„Jeśli kolor światła w otoczeniu jest głównie niebieski, sensowne jest, aby oko wzmocniło kolor niebieski, aby mieć pewność, że fotoreceptory renifera maksymalizują długość fal” – mówi Dominy.
Ale niebieska tapetum przepuszcza również do 60% światła ultrafioletowego do czujników koloru oka. Oznacza to, że renifery postrzegają zimowy świat jako odcień fioletu, podobnie jak człowiek widziałby pokój oświetlony czarnym światłem – powierzchnie odbijające promieniowanie UV, takie jak śnieg, świecą jasno, podczas gdy powierzchnie pochłaniające promieniowanie UV są wyraźnie ciemne.
Naukowcy opowiadają, jak naukowcy próbowali odpowiedzieć na pytanie, dlaczego oczy zwierzęcia arktycznego, które jest aktywne w ciągu dnia, są wrażliwe na światło UV odbijające się od każdej pokrytej śniegiem powierzchni. Jednak ich badania sugerują, że odpowiedź jest powiązana z tym, od czego nie odbija się światło UV – C. rangiferina i inne krzaczaste porosty.
Naukowcy podają, że biorąc pod uwagę znaczenie porostów w diecie reniferów, możliwe jest, że oczy zwierzęcia są zoptymalizowane pod kątem rozróżniania tego pożywienia o tej porze roku, w której znalezienie go jest najtrudniejsze.
Tak więc, choć świecący nos najsłynniejszego ze wszystkich reniferów „może oświetlać drogę Mikołajowi do przejrzenia”, piszą badacze, „to niebieskie oczy Rudolfa pozwalają mu znaleźć obiad po długim okresie świątecznym”.