走进科学
驯鹿可以看到紫外线
在苏格兰的高地，地衣的多样性无与伦比，但想在三月份找到驯鹿苔藓真不容易。在苏格兰的“山丘”上穿梭寻找，已经够费劲了，更何况寻找的猎物还是一片远看像雪的白色植物。地衣可能不是最理想的食物，但在卡尔戈姆国家公园和其他地方，驯鹿“苔藓”有助于驯鹿在冬季的生存。在我们看来，驯鹿也许很难在雪地和花岗岩中分辨出驯鹿苔。
驯鹿是唯一拥有可以改变色彩的眼睛反光膜的哺乳动物，该组织反射进入视网膜的光线，为光感受器提供第二次捕捉光子的机会。这在夜行动物中很常见，因为它在微光下增强了视觉敏感度，但反射光的颜色通常是恒定的。然而，对于驯鹿来说，它在夏季呈现的是典型的哺乳动物金色，但在冬季却变为鲜艳的蓝色(图1a)，而且随着夏天的来临，它又会恢复到以前的颜色。这种可塑性的意义尚不确定，但冬季眼睛反光膜的反射率延伸到紫外线范围(图1b)，这似乎与驯鹿眼睛中的另一个谜团——角膜和晶状体的特性有关。通常，这些组织会阻挡紫外线波长，保护日活动哺乳动物的眼睛。然而，驯鹿的眼睛却可以传递60%的紫外光，这足以激发负责颜色视觉的视锥。能够看到紫外光本身就足够令人迷惑了，但在北极冬天期间增强这种能力的好处是什么呢？
如同冬季运动爱好者所知，高度反射的雪地能够大大增加紫外线的暴露时间，这不仅能让你晒黑，长时间的暴露还能引起光角膜炎——雪盲——症状包括不适甚至暂时失明。我们本能地认为日行性的北极哺乳动物的眼睛应该过滤——而不是传递——紫外光。过度暴露紫外线可能解释为什么家养的驯鹿普遍存在白内障，但雪盲的缺失暗示眼睛有光保护机制，例如抗坏血酸(维生素C)的上调。
最近，研究者们对暮光中的紫色光(摄影师称之为“蓝色小时”)产生了重视。夕阳穿过大气层，减弱了绿色波长，造成了深蓝色的天边。这是一种在许多地方都会出现的短暂现象，然而对于生活在北纬70度以上的动物来说，从九月到四月的每一天都有8-11个小时被黄昏盖过(图1)。黄昏和眼睛反光膜色彩的匹配预示着在弱光环境中增强视力，包括紫外色彩辨别的能力，我们不能禁止将这种性状的进化和探测紫外线吸收的狼与反射紫外线的雪地背景联系起来。
与其他反刍类动物不同，驯鹿在冬天主要吃地衣。差不多十年前，有理论认为驯鹿使用紫外视觉在雪中寻找植物，尽管血管植物——但不是地衣——在雪中具有显著视觉特性。然而，论文中研究的是Ophioparma，一种平坦、干燥、生长在岩石上的地衣，驯鹿不吃这种地衣。地衣在颜色和形状上的多样性，使得他们反射紫外线的倾向各不相同(图2)，这就是我们研究驯鹿苔的原因。
驯鹿苔是一种灌木状生长在地上的物种，形成深厚的床。在冬季，驯鹿通过挖掘(“开天窗”)来找到床位，这个过程加速了雪的融化并且增强了冬季景观的可见度。对我们来说，刚过冬的浅色驯鹿苔很难与雪地区别出来，但是我们的光谱数据突出了330-370 nm之间色彩辩别的价值(图3)，这些紫外线波长适应了黄昏时分的二次辐射峰值。总的来说，《黎明之眼: 驯鹿与苔藓之谜》这篇文章草率的研究了地衣，并未给出确定的结论。文章中还揭示了驯鹿鼻子发光的收益——在他在圣诞节后找寻晚餐的路上提供照明。
将紫外线视觉敏感度与驯鹿苔食物生态相连，使人想知道驯鹿苔如何同时保护驯鹿的眼睛免受紫外线的伤害。驯鹿苔有着优秀的抗氧化性能(Kosanić等，2014)，与其它的喜爱食物——尤其是，富含维生素C的北极柳(Salix arctica)和侏儒桦树(Betula nana)的芽和叶子的组合，可能提供了一系列的保护措施。不过，无论情况如何，我们的文章都有广泛的实际应用，即建议在平安夜时，橙汁和胡萝卜是补充驯鹿食物的理想选择。