Какъв цвят са очите на северния елен? Зависи от сезона

Сподели


Северните елени променят цвета на отразяващия слой в очите си между лятото и зимата, за да се справят с дългите месеци арктическа тъмнина. За тези жив...

Северните елени променят цвета на отразяващия слой в очите си между лятото и зимата, за да се справят с дългите месеци арктическа тъмнина. За тези животни в Норвегия се грижат пастири от коренното население саами, които живеят заедно със северните елени от поколения.


© Карл-Йохан Юци / REDUX

На Бъдни вечер впряг от северни елени ще кръстосва небето, теглейки Дядо Коледа и неговата натоварена с подаръци шейна.

Но екипът на елена Рудолф няма да е единственият, който прави нещо специално. Обратно в най-високата част на Арктика, техните братовчеди ще извършат оптичен подвиг, който не е наблюдаван другаде в животинския свят: промяна на структурата на очите им, която ще им позволява да намират по-лесно храна и да избягват хищници по време на дългите, тъмни месеци на полярен здрач.

През лятото тапетумът (tapetum lucidum) на северните елени – подобен на огледало слой в задната част на окото им – е светещо злато, набраздено с тюркоаз, преливащо в цвят на златен опал. Но през зимата този слой става наситено, наситено син.

Учените прекарват години в разплитане на мистерията как и защо тези животни правят драматичната промяна, но се оказва, че са нужни астрофизик, невролог и торби с очи на северни елени за разгадаването на елегантната оптика.

„Това, което открихме, е наистина страхотен биологичен механизъм, който е напълно уникален и странен – и има съвършен смисъл“, казва Глен Джефри, невролог в University College London и автор на наскоро публикувано проучване, обясняващо феномена.

Зимна адаптация


Учените изследват tapetum lucidum от зимно око на северен елен, предоставено от саамски пастири в Норвегия.

Учените изследват tapetum lucidum от зимно око на северен елен, предоставено от саамски пастири в Норвегия.


© Робърт Фосбъри

На 70° на север, близо до Тромсьо в Норвегия или Уткягвик в Аляска, Слънцето дори не пресича хоризонта за повече от 60 дни през зимата, оставяйки елените потопени ежедневно в 12 до 24 часа дълбок здрач.

„Дори през зимата, в Юкон или Северна Манитоба, имате цикъл ден-нощ. Ние нямаме това“, казва Никълъс Тайлър, изследовател в Центъра за изследвания на саамите* в Арктическия университет на Норвегия в Тромсьо. „Това е наистина уникално нещо.“

*Саами са коренното население на северната част на Скандинавския полуостров, известна още като Лапландия.

Дневната светлина през зимата е поне 100 000 пъти по-слаба от дневната светлина през лятото. Освен това е оцветена в наситено синьо. Когато слънцето е под хоризонта, лъчите му прорязват атмосферата нагоре, преди да бъдат отклонени надолу към Земята. Те пътуват по изключително дълъг път, изпълнен с озон. Този озон абсорбира почти цялата оранжева и червена светлина, оставяйки зад себе си само синята, която отскача надолу към Земята и покрива пейзажа с ултрамариново синьо.

„Това е като филтър, извиващ се над небето“, казва Фосбъри, „който филтрира оранжевата светлина и оставя синята.“

Много животни се справят с оскъдна светлина. Една често срещана анатомична адаптация е тапетумът, който е причината очите на котката или миещата мечка да се отразяват зловещо през нощта. А когато живеете почти в тъмнина, всеки фотон е от значение. Тапетумът отблъсква този фотон обратно навън, давайки му още един шанс да бъде абсорбиран. За някои нощни животни, като котките, отразяващата способност на тапетума може да удвои светлината, която удря фоторецепторите, казва Брейди Фут, ветеринарен офталмолог от Университета на Тенеси, Ноксвил.

Тапетумите се различават по цвят при различните видове, но често са жълтеникаво златисти като бронзово огледало или зеленикави, обяснява Фут.

Но защо тапетумите на елените стават сини през зимата? Отговорът вероятно е свързан с максималното поглъщане на светлина в синия и подсиния цветови диапазон по време на дългия тъмен зимен здрач.

Хората възприемат светлина от сини дължини на вълните от около 400 нанометра до червеникавата област от 700 нанометра, но северните елени виждат добре в по-късия ултравиолетов (UV) диапазон, който причинява снежна слепота при хората.

Тази UV визия може да е от ползва по два начина, казва Фосбъри. Първо, това вероятно им помага да намират храна през снежната зима. Лишеите, основна част от зимната диета на северните елени, абсорбират ултравиолетовите лъчи, така че те изглеждат тъмни на фона на белия сняг, отразяващ ултравиолетовите лъчи. Козината на вълците и полярните мечки също абсорбира ултравиолетовите лъчи, така че вместо да изчезват на фона на снега, те изскачат с висок контраст, което позволява на елените да забелязват по-лесно хищниците.

Вероятно други животни от далечния север правят нещо подобно, но „просто още не сме проучили“, казва Натаниел Домини, антрополог в Колежа “Дартмут”.

Откритие, отварящо очите


Зимен тапетум.

Зимен тапетум.


© Робърт Фосбъри


Летен тапетум.

Летен тапетум.


© Робърт Фосбъри

Фосбъри открива, че тапетумът се „настройва“ към честотата на светлината по време на арктически здрач.

В лабораторията той и Джефри правят дисекция и експериментират с огромно количество очи на северни елени, събирани в продължение на години от стадата северни елени, собственост на саамите.

Тапетумите от северни елени са изградени от малки влакна колаген, суспендирани в течност, образуващи променлив отразяващ кристал. Колагеновите влакна в “летните” очи плуват свободно в течността, създавайки кристално огледало, което най-добре отразява червеникавата светлина. Но в очите, събрани през зимата, колагеновите влакна са разположени много по-плътно, променяйки формата на кристала, което го кара да отразява предимно синя светлина.

В тъмнината северните елени вероятно разширяват зениците си, което от своя страна блокира малък дренажен отвор за очна течност, което води до натрупване на вътрешно налягане в окото, компресиране на тапетумния колаген и промяна на формата на кристалите. През лятото зениците на животните се нормализират.

„Чувствителността на очите им е поне хиляда пъти по-висока през зимата, отколкото през лятото“, казва Тайлър.

Но тяхната уникална адаптация може да им навреди. Днес високоволтови електропроводи пресичат традиционна саамска пастирска територия, излъчвайки струи ултравиолетова светлина, която за северните елени изглежда „като фойерверки, те няма да се доближат до тях“, казва Джефри. Това кара саамите да участват в спорни съдебни битки, за да защитят стадата си.

Източник


Сподели