На лугах высшие хищники, такие как львы, громко заявляют о своем присутствии ревом, и у них меньше необходимости скрывать свое местонахождение. Однако для более мелких оленей, находящихся на нижних уровнях пищевой цепи, громкие звуки могут быть опасны, поэтому они больше полагаются на тихие и скрытные способы общения друг с другом. Новое исследование, опубликованное в журнале «Экология и эволюция», показывает, что «метки», оставленные оленями в лесу (например, царапины от рогов и следы копания земли), будут производить флуоресценцию, которую трудно обнаружить невооруженным глазом в ультрафиолетовом свете, и сами олени могут видеть этот «невидимый свет».
Исследовательская группа отметила, что это явление относится к «фотолюминесценции» — то есть органическое вещество поглощает коротковолновый свет и переизлучает его в виде более длинноволнового. Раньше исследования фотолюминесценции млекопитающих в основном фокусировались на собственном мехе или коже животных, уделяя мало внимания «люминесценции» окружающей среды, вызванной поведением животных. Это исследование сосредоточило внимание на изменениях окружающей среды после активности оленей, пытаясь выяснить, как лес «светится» под ультрафиолетовым светом и какую потенциальную роль он играет среди оленьих стад.
Дэниел Дросс-Брокетт, первый автор статьи, и его коллеги систематически искали маркеры активности белохвостого оленя (Odocoileus Virginianus) на площади около 800 акров в лесу Уайтхолл в США. Они отметили места с помощью ленточек и GPS и взяли образцы различных типов следов, в том числе 109 царапин от рогов, 37 следов выдолблений и 20 участков оленьей мочи. Оптические измерения показывают, что когда эти маркеры подвергаются воздействию ультрафиолетового света, они излучают световой сигнал в определенном диапазоне длин волн, который значительно сильнее, чем окружающий фон.
В интервью Дросс-Брокетт рассказал, что по сравнению с людьми олени более чувствительны к синему свету и ультрафиолетовым диапазонам, а их глаза особенно чувствительны к свету в диапазоне примерно 450–460 нанометров и 537 нанометров. При этом пик активности белохвостых оленей приходится на рассвет и сумерки. В это время видимый свет ослабевает, а ультрафиолетовый свет становится относительно более заметным в спектре окружающей среды, что способствует улавливанию таких скрытых флуоресцентных сигналов аналогичными видами.
Исследователи обнаружили, что белохвостые олени трутся своими рогами и лобными железами о стволы деревьев, снимая поверхностную кору, чтобы обнажить внутреннюю «внутреннюю кору», и эта открытая часть будет значительно блестеть под ультрафиолетовым излучением. Неясно, вызывает ли эффект свечения само трение или обнаженная ткань дерева, но можно сказать наверняка, что эти «поцарапанные деревья», скорее всего, будут выделяться в глазах оленей.
Другой тип ключевого знака - это «знак зазубрины». Олени раскапывают почву копытами под низко свисающими ветвями (около одного-двух метров над землей), оставляя после себя химические вещества, выделяемые межпальцевыми железами между копытами. Считается, что эти выделения сами обладают фотолюминесцентными свойствами. Кроме того, олени также мочатся в этом же месте, а порфирины и аминокислоты в моче также флуоресцируют под ультрафиолетовым светом, что делает этот небольшой участок земли сигнальным центром для суперпозиции множества «светящихся сообщений».
Дросс-Брокетт описал эти точки маркировки как «общественную доску объявлений» для оленей. Люди будут нюхать эти метки, чтобы подтвердить, какие аналогичные действия происходят поблизости, а также определить статус размножения другой стороны и другую информацию. Исследовательская группа заметила, что во время сезона размножения оленей яркость этих отметин под ультрафиолетовым светом значительно увеличивается. Исследователи предположили, что это может быть связано с тем, что олени в этот период чаще и энергичнее тереться и метить.
По его мнению, белохвостые олени достигают своего рода «скрытой связи», создавая эти флуоресцентные сигнатуры в окружающей среде: едва видимые или понятные для хищников, но заметные сигнальные системы для оленей, чье зрение адаптировано к ультрафиолетовому спектру. Однако ученые в настоящее время не могут объяснить, какую именно информацию несут эти световые сигналы, например, различают ли они пол, индивидуальную идентичность или более сложный социальный статус.
Джонатан Гольденберг, эколог из Университета Осло, не принимавший участия в исследовании, предупреждает, что следует проявлять осторожность относительно того, действительно ли такие «световые сигналы» выполняют коммуникационную функцию. Он указывал, что явления фотолюминесценции могут быть очень распространены в природе, но это не обязательно означает, что все явления люминесценции активно используются животными для общения, поэтому интерпретация «светового языка» должна основываться на большем количестве экспериментальных данных.
Это исследование, опубликованное в журнале «Экология и эволюция», дает новую отправную точку в понимании того, как олени и другие млекопитающие используют комбинацию зрения и химических сигналов для тайного общения. Это также побуждает исследователей уделять больше внимания «светящимся следам», оставляемым поведением животных в их среде обитания.