光譜儀小百科 | 紫外線視覺(jué)如何幫助馴鹿存活

除了極快的速度和耐力之外，圣誕老人的馴鹿還有什么共同點(diǎn)？在本應(yīng)用說(shuō)明中，使用反射光譜學(xué)來(lái)研究馴鹿遇到的食物和捕食者的紫外線特性。正如最近發(fā)現(xiàn)的，無(wú)論是馴鹿如何找到食物，還是馴鹿如何避免成為食物，從光譜學(xué)中能夠了解到的馴鹿生存信息要比從圣誕老人那里了解到的要多。

馴鹿生活在歐洲、亞洲和北美的北部，地衣是最喜愛(ài)的食物來(lái)源。此外，馴鹿還會(huì)與許多其他動(dòng)物分享自己的領(lǐng)地，盡管有幾種狼把馴鹿作為它們自己最喜愛(ài)的食物來(lái)源，但大多數(shù)動(dòng)物都不會(huì)打擾它們。那么，馴鹿如何在如此嚴(yán)酷的環(huán)境里生存，尋找稀缺的食物，同時(shí)避開(kāi)殘酷的捕食者呢？好吧，實(shí)際上，馴鹿已經(jīng)發(fā)揮出一種有用的能力，可以更深入地觀察光譜紫外線或“紫外線”區(qū)域。

馴鹿和紫外線視覺(jué)

紫外線視覺(jué)對(duì)馴鹿意味著什么？為了找到答案，從馴鹿經(jīng)常出沒(méi)的北方地區(qū)的幾種動(dòng)物身上采集了毛皮樣本，包括兩種類(lèi)型的狼以及一系列不對(duì)馴鹿捕食的動(dòng)物（圖 1）。還采集了一些用于類(lèi)似分析的許可樣品。*

圖 1. 測(cè)量了地衣樣品（上中）以及馴鹿可能遇到的掠食性和非掠食性動(dòng)物的皮毛。*

用光譜儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，獲得了毛皮和地衣樣品的寬帶反射測(cè)量值，以 " 觀察 " 它們對(duì)于能在較短的紫外波長(zhǎng)下區(qū)分樣品的動(dòng)物來(lái)說(shuō)是什么樣子。

在吸光度模式下進(jìn)行反射測(cè)量，以更好地放大寬帶光譜的差異，并且通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)正常變量變換（SNV）進(jìn)一步處理這些趨勢(shì)，以對(duì)響應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。立即觀察到，馴鹿的捕食者和食物來(lái)源分別比它們可能遇到的其他動(dòng)物和食物來(lái)源具有更多的紫外線光譜活動(dòng)，這將使馴鹿在雪地背景下更清楚地看到這些圖像（圖2）。

圖2. 馴鹿捕食者的地衣樣品和毛皮樣品都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的 UV 反應(yīng)。

對(duì)紫外線區(qū)域超高的敏感度可以幫助馴鹿找到食物和躲避饑餓的狼群——這在準(zhǔn)備迎接假日季節(jié)時(shí)是很有用的優(yōu)勢(shì)——同樣的紫外線敏感度可以讓你看到過(guò)程中的某些部分或樣品中的雜質(zhì)，否則這些雜質(zhì)會(huì)被隱藏起來(lái)。

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