Connect with us

Science

How reindeer eyes transform in winter to give them twilight vision

Published

on

reindeer

Reindeer need to find and uncover their winter food, lichen, by brushing the snow-covered ground with their hooves, antlers and muzzles. (File Photo: Sébastien Goldberg/Unsplash)

Reindeer are loved the world over for their dark, expressive eyes, majestic antlers and magical association with Santa Claus. The moment you learn the cold, hard truth of how Christmas presents arrive under the tree is a harrowing one that blights many a childhood. But reindeer are more special than your cynical older sibling or classmates would have had you believe.

The Arctic reindeer, like its main predator the wolf, is incredibly well adapted to its snowy home, where winter conditions can see temperatures drop to -50°C and low levels of daylight. Reindeer have a second layer of fur, and wide crescent-shaped hooves that keep them stable and allow them to dig in the snow. And as our new study shows, their eyes undergo physical change as the seasons turn which allows them to see clearly in the long winter twilight.

Mid-winter in the Arctic is either dark or twilight, when the sun is below the horizon, all day. Reindeer need to find and uncover their winter food, lichen, by brushing the snow-covered ground with their hooves, antlers and muzzles. Lichens are plentiful in the Arctic – an ideal food source that reindeer can find wherever they go.

Twilight is special

Reindeer feed in twilight when wolves hunt. However, twilight has a unique property which distinguishes it from day or night: it is extremely blue, containing very little green, yellow and orange.

This is because, lit by a sun below the horizon, the Earth’s ozone layer acts as a filter spanning the sky, which in twilight absorbs almost all light except blue light. The sunlight travels a greater distance through the atmosphere, passing horizontally through the ozone layer. This ozone-blue is different from the clear daytime sky-blue , which is caused by scattering of sunlight by air molecules.

Although artists call this time after sunset “the blue hour” we tend not to notice it because our eyes adapt to the slowly changing colour. As darkness approaches, our vision switches from relying on the cone receptors that give us colour vision to using the more sensitive rods, which are colour blind. In winter, the twilight can last more than a third of the day in polar habitats.

Wolves and reindeer both improve their sensitivity to Arctic twilight with a “mirror” behind the retina. When light enters the eye and passes through the retina, not all of it is detected and absorbed by specialised neurons called photoreceptors. The mirror instead reflects it back through the retina for a second time, when more light will be detected. The reindeer see an image that is brighter but slightly fuzzier because the mirror scatters some light sideways, a bit like a misted glass.

This is an advantage in dim light because the animal relies more on visual contrast and motion than visual sharpness. The mirror, called the tapetum lucidum (shining carpet), evolved independently in many animals. Important exceptions include humans and raptors, who need crisp images.

Eyes that change with the seasons

Our study compared the eyes of reindeer that died during summer to specimens from reindeer that died in the winter.

It showed that reindeer eyes undergo a unique seasonal change in its tapetum and change colour, reflecting gold-turquoise light in the summer and mirroring deep blue in the winter. Both lichen and wolf fur reflect less blue than other colours so appear dark against the snow-covered landscape.

A reindeer’s tapetum uses the same structure that makes the peacock’s iridescent feathers, the Morpho butterfly’s brilliant blue wings and the opal gem’s flashes of colour. This is called structural colouration.

In the reindeer tapetum, these structures are very fine fibres of collagen too small to be seen with a light microscope, similar to but finer than the structure of muscles. Imagine these fibres as a large number of pencils neatly stacked in a transparent box in a hexagonal pattern.

Let in enough water to fill the gaps, reduce the scale by a factor of about 40,000 and the box will reflect blue light. This represents the winter tapetum. To transform to the summer tapetum, increase amount of water tenfold and double the depth of the box. At this tiny scale, the fibres will roughly maintain their hexagonal pattern, but there will be more gaps between them.

We think this transformation is triggered by a pressure change in the reindeer eye that happens in summer and winter.

Another way to think of it is as reindeer eyes having summer and winter tyres. During very cold conditions, you let some air out of the tyres to increase traction on the ice. The reindeer lets fluid out of its tapetum to reveal a better view of its surroundings.

This finding may help engineers to make products that change reflected colour. The opportunities are endless. If you use a surface coated with a reflecting nano-
structure, similar to that of the reindeer’s tapetum, rather than a pigment-based paint, you can change colour by changing the separation of the scaled-down “pencils” that reflect the light. For example, you could change the colour of your car by tuning the separation. Unlike many pigments, these structural paints do not fade over time.

So while reindeer have long inspired Christmas tradition told all over the world, now they could inspire technology and science.The Conversation

Robert A E Fosbury, Honorary professor, UCL Institute of Ophthalmology, UCL

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbethttps://bsport.fithttps://onbet88.ooohttps://i9bet.bizhttps://hi88.ooohttps://okvip.athttps://f8bet.athttps://fb88.cashhttps://vn88.cashhttps://shbet.atbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88
Continue Reading
1 Comment

1 Comment

  1. Stephanie L. Ricardel

    July 3, 2022 at 8:42 PM

    Reindeer have a second layer of fur, and wide crescent-shaped hooves that keep them stable and allow them to dig in the snow. And as our new study shows, their eyes undergo physical change as the seasons turn which allows them to see clearly in the long winter twilight.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *