文／牆編（英國諾丁罕大學遺傳學博士、國家實驗研究院研究員）

紅鼻子魯道夫，是美國一位童書作家，羅伯特先生（Robert May）創作的。故事描述一群馴鹿，排擠一隻長了一個又大又紅鼻子的同儕，魯道夫。魯道夫的鼻子在白天晚上都閃閃發著光，正好讓在極地大霧裡，因為視線不佳無法起飛而崩潰的耶誕老人，抓來領路，完成送禮物的任務。

這個故事不只在小朋友圈子裡流行，許多生物學家也都耳熟能詳，但是沒什麼人真的去研究鼻子會發光的馴鹿，因為這聽起來就不是一個正常的狀況，好像不是一個會紅的題目。不過還是有好奇的科學家做了一點相關研究。讓我們發揮科學家的精神，大膽假設，小心求證，抽絲剝繭地慢慢分析。

1馴鹿有雙超能眼

極地的這群馴鹿，學名叫Rangifer tarandus tarandus，牠們有一雙看得見紫外光的眼睛。大部分的哺乳動物，看不到紫外光也活得好好的，為何這群馴鹿要有這種特異功能？可能的原因是可以讓馴鹿看得到天敵，如極地狼的白色皮毛；或在雪地裡的食物，譬如地衣，地衣在可見光下是黑色，但在紫外光的照射下，卻是閃閃發亮的。極地的冬天，大半時間都是昏暗的狀態，要是能看見紫外光，感覺可以少撲街很多次。

2自動變色的雙瞳

馴鹿另外一個特異功能，牠們的眼睛，不用美瞳片，就能隨著季節變色（好省錢啊……），本來夏天是金黃色的眼睛，到冬天就變成了深藍色。在馴鹿的眼底，有一層脈絡膜層（tapetum lucidum，拉丁文「明亮的掛毯」含意），能像鏡子一樣，反映環境的顏色。這個作用就像是用閃光燈拍貓咪時，總是會看到雷射光從貓眼射出來一樣。

脈絡膜層對於夜行性動物非常的重要，可以讓牠們在夜晚也看得到東西，不過這也會改變牠們對不同顏色光線的敏感度。馴鹿在昏暗的情況下，比較容易看到藍光，從馴鹿眼裡看到的世界，真的和我們很不一樣。

3天時地利的冰霧

讓耶誕老人伸手不見五指的霧，反倒起了關鍵性的作用。霧氣是在溼冷的空氣中，由懸浮的微小水滴，或是冰晶累積所形成的現象。在氣象的定義中，要在能見度小於1公里時，才能叫做「起霧」。在羅伯特的故事裡，霧厚得像白色汽水，而且能見度幾近於零。這有兩種可能，一是冰冷的地面冷卻空氣中的水氣，因而凝結成小水滴，造成輻射霧（radiation fog），二是暖空氣和超冷空氣相會，水氣直接凝結成小冰晶，造成冰霧 （ice fog）。

空氣中水滴的大小，在一定程度以上的時候，會造成光散射，也會影響光傳送的距離，這個現象是由德國物理學家，古斯塔夫·米教授（Gustav Mie）提出的，稱為米氏散射（Mie scattering）。冰霧中的冰晶體積，比輻射霧中的水滴要小，所以魯道夫所處的極地，應該是起了冰霧，才讓魯道夫發光的鼻子有用武之地。

4要選對顏色發光

不同顏色的光，能夠穿透各種霧氣的能力也不同。一般來說，魯道夫鼻子發出的紅光，可以走最遠的距離。所以魯道夫的鼻子必須是紅的！

魯道夫的鼻子到底有多紅？故事中的魯道夫，經常隱身在長了紅色果實的耶誕冬青後面。科學家測量了冬青果反射光的波長，並參考反射光譜，發現魯道夫的鼻子要跟冬青果一樣亮的話，要反射出波長700nm的光。對照顏色光譜來看的話，魯道夫的鼻子要超級紅，紅到人類可見光的極致才行。

雖然馴鹿在脈絡膜層的詛咒下，比較看得到藍光而不是紅光，但是極地冰霧卻阻擋了大半的藍光，只剩紅光閃閃發亮，這就是魯道夫可以在昏暗的極地冰霧中，安全引領耶誕老人的訣竅。

5為什麼鼻子發光?

而魯道夫的鼻子為什麼會發光，有好幾種說法。有人說是因為魯道夫拉的雪撬，載著肥胖的耶誕老人和一大堆禮物，費力的運動，讓魯道夫血液循環加速，體溫升高，鼻子上的微血管為了要散熱而充血，再加上流鼻水，看起來就紅紅亮亮的。

不論鼻子會發紅光的馴鹿，到底是神獸還是真實存在。極地現在因為氣候變遷的關係，不再那麼經常的出現冰霧，魯道夫的紅鼻子可能也就不再有優勢了，或許下次耶誕老人就會去挑比較強壯的品種，而不再是魯道夫了。