Czy renifer Rudolf naprawdę mógłby świecić? Naukowcy wyjaśniają świąteczną legendę
Pędzący zaprzęg reniferów na stałe wpisał się w scenerię świąt Bożego Narodzenia. Rudolf i jego ekipa pojawiają się w bożonarodzeniowych filmach, książkach i opowieściach, a świąteczne gadżety z ssakami z północy w roli głównej można kupić na całym świecie. Czy czerwony nos Rudolfa mógłby jednak istnieć naprawdę?
Renifer Rudolf, który przewodzi zaprzęgowi Świętego Mikołaja, od lat znany jest ze swojego charakterystycznego czerwonego nosa. Świecąca część ciała rozsławiła północnego ssaka do tego stopnia, że badacze zaczęli zastanawiać się nad naukowym wytłumaczeniem tego wyjątkowego zjawiska. Dla fanów bożonarodzeniowego klimatu odpowiedź może być jednak mało satysfakcjonująca.
Świecąca przyroda, czyli reakcje bioluminescencyjne
W przyrodzie jesteśmy w stanie dostrzec wiele zwierząt, które do egzystencji używają świecących części ciała. Mieniący się wabik na głowie niektórych żabnic pozwala im łatwiej schwytać ofiarę w ciemnych wodach głębinowych, podczas gdy świetliki używają jarzących się odwłoków do komunikacji. Bioluminescencja jest cechą, którą niektóre gatunki zwierząt wykształciły na drodze ewolucji. Zarówno u ryb, jak i u owadów charakterystyczne świecenie było mechanizmem mającym na celu przystosowanie zwierzęcia do aktualnie panujących warunków.
Charakterystyczne wytwarzanie światła jest efektem reakcji chemicznej zwanej reakcją bioluminescencyjną. Niektóre organizmy posiadają w swoim ciele lucyferyny — związki chemiczne zdolne do emitowania światła. Gdy lucyferyna reaguje z enzymem lucyferazą i tlenem, w komórkach powstaje tzw. „zimne” światło, czyli bioluminescencja. W ten sposób wiele dorosłych organizmów potrafi aktywnie regulować swoje świecenie — włączając lub wyłączając je poprzez kontrolę tlenu, enzymów lub zasłanianie narządów świetlnych.
Czy renifery mogłyby świecić?
Jak przyznaje biolożka morska Danielle DeLeo w rozmowie z serwisem„Science News”, szansa, aby renifery wykształciły zdolności bioluminescencyjne, jest „bardzo, bardzo mała”. U żadnego ssaka ani ptaka nigdy nie wykształciła się zdolność do takiej formy wytwarzania światła. Mimo, że szansa jest niezwykle mała, należy pamiętać, że zjawisko bioluminescencji pojawiło się w naturze ok. 500 mln lat temu i wykształciło się niezależnie co najmniej 100 razy w różnych, niespokrewnionych ze sobą grupach organizmów.
Zawrotna prędkość mikołajowych sań – jak człowiek widziałby Rudolfa?
W bajce „Rudolf Czerwononosy”, napisanej w 1939 roku przez Amerykanina Roberta Maya, charakterystyczny nos renifera służy mu za punkt nawigacji, dzięki któremu cały zaprzęg może poruszać się w przestworzach. Biolog Nathaniel Dominy z Dartmouth College przyznaje, że wybór akurat takiego koloru mógł nie być przypadkowy. Barwa czerwona ma bowiem najdłuższą falę, dzięki czemu światło nie rozprasza się we mgle i śniegu. Nos Rudolfa przebijałby się przez zimowe obłoki, pełniąc funkcję najbardziej praktycznej latarki. Dla osób obserwujących zaprzęg z dołu, kolor nie byłby jednak zawsze czerwony.
Zmiana obserwowanego koloru światła poruszającego się obiektu wynika z tzw. efektu Dopplera. Christian Doppler, austriacki fizyk, jako pierwszy opisał teoretycznie to zjawisko w 1842 roku. Według tej zasady, jeśli obiekt porusza się w stronę obserwatora, fale świetlne ulegają ściśnięciu i przesuwają się ku barwom bardziej niebieskim. Jeśli obiekt oddala się, fale rozciągają się, powodując przesunięcie koloru ku czerwieni. Zjawisko to obserwuje się m.in. w świetle gwiazd i galaktyk poruszających się z dużymi prędkościami.
W taki sposób czerwony nos Rudolfa, poruszającego się z prędkością równą 10% prędkości światła (co według fizyków byłoby konieczne, by święty Mikołaj mógł odwiedzić wszystkie domy w jedną noc), podczas zbliżania się wyglądałby na bardziej pomarańczowy, a podczas oddalania przesuwałby się ku podczerwieni, że wydawałby się niemal czarny.
Źródła: Science News, Haddock, Moline & Case, Bioluminescence in the Sea, Annual Review of Marine Science
Nasz autor
Olaf Kardaszewski
Absolwent Instytutu Stosowanych Nauk Społecznych na Uniwersytecie Warszawskim. Obecnie student magisterskiego kierunku Studiów Miejskich na tej samej uczelni. Interesuje się społecznymi i kulturowymi aspektami zmieniającego się świata, o czym chętnie pisze w swoich pracach. Współprowadzący projekt „Podziemna Warszawa” w National Geographic Polska. Uwielbia podróże, w trakcie których zawsze stara się obejrzeć mecz lokalnej drużyny piłkarskiej.