为了在黑暗多雪的北极冬季生存下来,驯鹿进化出了独特的视觉系统。它们的眼睛会变色,以适应北极夏季和冬季之间巨大的日照摆动,但这可能还有更重要的作用,可以帮助它们觅食。一项于 12 月 15 日发表在《i-Perception》期刊上的研究发现,它们的眼睛可能已经进化到能够看见紫外线光谱,以帮助它们在家乡荒凉的土地上找到它们最喜欢的食物。
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驯鹿主要以Cladonia rangiferina(C. rangiferina)为食,这种植物被恰当地昵称为驯鹿苔藓。这种植物并非苔藓,而是一种称为地衣的藻菌复合体。它在地球北纬地区形成一层厚实酥脆的地面覆盖物,并作为食物来源在生态系统中扮演着重要角色。
在这项研究中,研究团队在苏格兰高地的凯恩戈姆山区进行了研究,这里是英国唯一的驯鹿群的所在地。驯鹿曾被当地猎杀至灭绝,但从1952 年从斯堪的纳维亚重新引入。凯恩戈姆地区有超过 1,500 种地衣,但这里的驯鹿在冬季月份仅依赖C. rangiferina。
“驯鹿的一个奇特之处在于它们对这种地衣的依赖,”该研究的合著者、达特茅斯学院人类学家兼进化生物学家 Nathaniel Dominy 在一份声明中说。“任何动物如此严重地依赖地衣,更不用说这样的大型哺乳动物了,都是不寻常的。”
在雪地里,白色的地衣对人眼来说是看不见的。然而,圣安德鲁斯大学的合著者 Catherine Hobaiter 和 Julie Harris 发现,C. rangiferina 和其他一些补充驯鹿饮食的地衣物种会吸收紫外线(UV)光。研究团队使用了来自地衣的光谱数据和模拟驯鹿视力的滤光片,发现对驯鹿来说,这些植物在明亮的景观中可能看起来像深色斑块。它们像斑点狗一样突出,驯鹿更容易找到它们。
据 Dominy 介绍,这是首批使用视觉近似来描绘这些哺乳动物如何看待它们的世界的研究之一。
“如果你能设身处地地从它们的蹄子看出去,看着这片白色的风景,你会想要一条直接通往食物的路径,”Dominy 说。“驯鹿不想在寒冷、贫瘠的环境中浪费精力四处搜寻食物。如果它们能从远处看到地衣,就能获得巨大的优势,从而在食物稀缺的时候节省宝贵的能量。”
一些可以看到紫外线光谱的动物包括狗、猫、猪甚至雪貂。它们通常通过眼睛中存在的短波蓝光感光细胞(称为视锥细胞)来实现这一点。
此前的研究表明,驯鹿的眼睛在夏天是金色的,在冬天是鲜艳的蓝色的。赋予许多动物闪亮眼睛的光增强膜——照膜——每个季节都会转变。人们认为,它们眼睛的蓝色调可以增强极地冬季微弱的阳光。
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“如果环境中的光线主要是蓝色的,那么眼睛增强蓝色就很有意义,以确保驯鹿的感光器能够最大限度地利用这些波长,”Dominy 说。
然而,蓝色的照膜也让高达 60% 的紫外线光透过到达眼睛的颜色传感器。驯鹿可能会看到一个紫色的冬季世界,就像人类在黑光灯下看到一个房间一样。雪和其他反射紫外线的表面会闪闪发光,而吸收紫外线的表面则会变暗。
科学家们一直在研究,为什么一种活跃于白天的北极动物会有如此容易感知从雪上反射的紫外线的眼睛。这项研究表明,这个问题的答案与C. rangiferina 和其他地衣有关,因为紫外线不会从这些生物体上反射出来。研究小组认为,驯鹿的眼睛可能优化了在最难找到食物的季节里,能够单独识别地衣,因为它是它们的主食。