Северные олени научились видеть ультрафиолет, чтобы находить лишайники зимой

Северный олень (Rangifer tarandus) стал одним из символов северных экосистем — как Евразии, так и Северной Америки. Это крупное парнокопытное животное, которое живет большими стадами и населяет зону тундры и тайги. Значение северных оленей для природы Севера трудно переоценить, и они не менее важны для малых народов, которые местами по-прежнему занимаются оленеводством.

Северные олени примечательны многими уникальными адаптациями к суровым условиям, которые позволили им отлично приспособиться и занять огромный ареал. К примеру, они питаются лишайниками — «оленьим мхом», или ягелем. Это своеобразная и не слишком питательная пища подходит далеко не всем, но служит надежным источником энергии и полезных веществ там, где их очень мало.

Другое, довольно загадочное приспособление северных оленей — предполагаемая способность различать ультрафиолет. Она связана с особыми роговицей и хрусталиком, которые у большинства животных с дневным образом жизни активно поглощают свет в ультрафиолетовом диапазоне, что защищает чувствительную сетчатку от вредного излучения. В то же время глаз северного оленя пропускает до 60 процентов света в ультрафиолетовой части спектра.

Кроме того, северные олени имеют особый тапетум (на латыни tapetum lucidum). Это отражающий слой сосудистой оболочки глаз, скрытый под ее поверхностью за сетчаткой. Тапетум содержит кристаллы гуанина и различные пигменты и работает как светоотражатель — именно эта оболочка глаз заставляет ярко светиться в темноте глаза кошек, собак и других позвоночных. Благодаря ей часть попавшего в глаз света отражается, а само животное лучше видит в полумраке.

Тапетум северных оленей уникален: он меняет цвет в зависимости от сезона. Летом их тапетум имеет обычный для животных желтоватый или золотистый оттенок, однако на зиму становится голубым. В результате он отражает не только видимый свет, но и ультрафиолет, который вполне может возбуждать светочувствительные колбочки сетчатки.

Лишайниковая пустошь в обычном свете и ультрафиолете / © N. J. Dominy et al., 2023

Ультрафиолетовое излучение видят многие насекомые и позвоночные, которые активны по ночам, скажем летучие мыши. Но зачем такая адаптация понадобилась северным оленям? С вопросом разбирались авторы новой статьи в журнале i-Perception.

Авторы отмечают, что в роговице и хрусталике животных полярных областей следует ожидать скорее активного поглощения ультрафиолета. Действительно, постоянно живущие среди снегов человек или животное получают двойную дозу ультрафиолета — напрямую от солнца плюс отраженный от снега. Это может повредить глаза — именно поэтому любители зимних видов спорта носят солнцезащитные очки. По той же причине содержащиеся в неволе северные олени часто страдают от катаракты.

Ученые полагают, что северные олени научились различать ультрафиолет (причем только зимой), чтобы находить свою главную пищу в холодное время года — «олений мох», он же ягель. Так называют ряд лишайников, то есть организмов, образованных неразрывным симбиозом гриба и водоросли или цианобактерии, — прежде всего из родов кладония (Cladonia) и цетрария (Cetraria). Олени особенно часто поедают кладонию оленью (Cladonia rangiferina), что отражено в названии лишайника как на русском языке, так и на латыни.

Кладония напоминает жесткие беловатые кустики или деревца ростом до 12 сантиметров. У нее своеобразный химический состав и вкус, но в то же время она содержит немало белков, жиров и других питательных веществ. Летом их нетрудно заметить, а вот зимой и по весне грязно-белые лишайники на таком же фоне найти гораздо труднее. Скорее всего, именно ягель стал причиной появления «сезонного ультрафиолетового зрения» у северных оленей.

Лишайники сильно отличаются друг от друга поглощением света с разной длиной волны, из-за чего некоторые могут быть невидимы в ультрафиолете. Поэтому авторы подтвердили свое предположение, описав спектр поглощения дикорастущей C. rangiferina с Северо-Шотландского нагорья — территории, которая славится биоразнообразием лишайников. Оказалось, что кладонию легче всего заметить в условиях сумеречного света в диапазоне 330-370 нанометров, который как раз соответствует ближнему ультрафиолету. Именно его приспособлены пропускать, а скорее всего также различать уникальные глаза северного оленя.