Северные олени умеют менять цвет своих глаз

В зависимости от времени года и суток северные олени способны менять цвет своих глаз. Это помогает им адаптироваться к переходу от почти полной темноты полярной ночи к слепящему свету дня.

Исследованием способности зрения северных оленей занимались норвежские ученые из университета в Тромсё (University of Norway, Tromso). Им было необходимо понять механизм, позволяющий оленям хорошо видеть и в темноте, и на ярком свету. Над Северным полярным кругом длинный полярный день тянется с середины мая до конца июля, когда солнце не опускается за горизонт. Десять недель зимой здесь царят вечные сумерки, а в остальное зимнее время солнечные лучи, отражаясь от ярко-белого снега, способны ослепить обладателей обычного зрения.

Получить ответ на поставленный вопрос удалось благодаря сотрудничеству с коренным населением – саамами. Эта северная народность, традиционно занимаясь оленеводством, использует животных для всех своих нужд: от питания до строительства жилищ. Ученые договорились, что саамы передадут в Университет оленьи глаза. Результат превзошел все ожидания: глаза оленей, погибших в зимний период, были насыщены ярко-голубым цветом, а «летние» образцы были золотистыми.

В результате исследований биологи установили, что изменение цвета происходит не на радужной оболочке глаза, а на тапетуме: светоотражающей поверхности позади центральной части сетчатки (tapetum lucidum).

Большая часть света, попадающего в глаз, проходит сквозь сетчатку, и лишь небольшой процент вызывает реакцию чувствительных клеток. Тапетум направляет прошедшие сетчатку фотоны назад, заставляя их еще раз воздействовать на рецепторные клетки. Благодаря этому чувствительность глаза значительно повышается, так как свет фактически оказывается «использованным» дважды. В условиях малой интенсивности освещения такая двойная стимуляция фоторецепторов оказывается весьма ценной, но при ярком освещении повышенная чувствительность сетчатки отрицательно сказывается на зрительной активности. 

У различных групп животных расположение, внешний вид и микроструктура тапетума отличаются, а у человека он полностью отсутствует. Своим знаменитым ночным зрением кошки обязаны именно тапетуму, делающему чувствительность их глаз в 7 раз выше, чем у человека. Однако у всех животных, кроме арктических оленей, цвет глаз в зависимости от уровня освещенности не меняется. Ученые предполагают, что работа тапетума у оленей напрямую связана с повышением или понижением внутриглазного давления, сравнивая этот процесс с глаукомой.

В темные месяцы зрачок оленя расширяется полностью, чтобы впустить максимально возможное количество света. Но жидкость внутри глаза не имеет выхода, и давление повышается. Одновременно увеличивается давление на сосуды, что уменьшает расстояние между волокнами в тапетуме, меняя цвет глаз. Зимой синяя окраска тапетума позволяет глазам оленя отражать на 50% меньше света, чем в светлый период. При этом в темноте животное видит не так четко, зато его глаза в 1000 раз более чувствительны к свету.

Цвет тапетума оленей летом и зимой в сравнении с освещенностью окружающей среды, когда солнце находится над и под горизонтом. В левой части изображения показан тапетум, снятый с оленей (a) летом и (с) зимой. Нижняя пара изображений наглядно иллюстрирует адаптацию зимнего тапетума к сумеречным условиям

Фото: Robert A. E. Fosbury and Glen Jeffery / Royal Society

Эта эволюционная потеря остроты зрения и приобретение взамен светочувствительности для оленей является первоочередной необходимостью: процесс адаптации зрения позволяет им заметить хищника в почти полной темноте.

Источник