Світлове забруднення загрожує комахам - науковий спектр
Нічний: Темна сторона світла
Темрява вийшла. Не тільки в хітовому серіалі "Гра престолів" сказано: "Тому що ніч темна і сповнена жаху". У реальному житті ми також проганяємо темряву. Тому, зокрема, за останні 60 років тенденція до штучного освітлення масово поширилася. Світової. Але просування ліхтарів тощо може також мати негативні наслідки. Зрештою, близько 30 відсотків усіх хребетних і навіть понад 60 відсотків усіх безхребетних є нічними. Ніщо в їх еволюції не підготувало їх до того, щоб вони раптово знову отримали світло після заходу сонця. Як реагують на цю нову ситуацію, наприклад, молі та інші комахи? Чи можуть вони адаптуватися чи їм доведеться покинути поле? І які наслідки для екосистем, в яких вони перебувають вдома? "Комахи можна знайти майже у всіх місцях існування на землі і виконувати там основні функції", - говорить Франц Хьолкер з Лейбніцького інституту прісноводної екології та внутрішнього рибальства (IGB) у Берліні. "Ось чому нам терміново потрібно вирішити ці питання". Він та багато його колег по всьому світу вже знайшли перші захоплюючі відповіді.
Не випадково багато досліджень щодо впливу штучного світла зосереджуються саме на світі комах. Зрештою, шестиногі - одні з найвідоміших легких пропозицій. Не лише для прислів’яної молі, а й для багатьох інших видів світяться лампи, здається, мають непереборну привабливість. "Для цього є кілька причин", - пояснює Франц Хелкер. З одного боку, більшість нічних комах оснащені особливо потужними датчиками недостатнього освітлення. Вони можуть використовувати його, щоб орієнтуватися в тьмяному місяці та зоряному світлі. Вуличні ліхтарі та освітлені вікна для них просто занадто яскраві. Тварини засліплені, більше нічого не бачать і безпомічно пурхають у бік джерела світла. З іншого боку, є також види, які використовують Місяць і зірки для навігації. Вони можуть прийняти лампи за такі природні ознаки і повністю дезорієнтовані.
Смерть біля лампи
Однак не кожен світильник є однаково привабливим. "Багато комах найбільше реагують на короткохвильове світло в блакитному та ультрафіолетовому діапазоні", - пояснює еколог. Ртутні лампи високого тиску, які все ще часто використовуються для вуличного освітлення, випромінюють багато випромінювання на цих довжинах хвиль і тому є особливо ефективними магнітами від комах. На відміну від них, натрієві лампи високого тиску, світло яких містить більше жовтих і червоних компонентів, не такі привабливі. А сучасні світлодіоди, які також не випромінюють ультрафіолету, залучають менше комах. Особливо це стосується світло-білих світлодіодів.
За допомогою моделей дослідники проаналізували можливі пояснення цього явища. Тому найімовірніше, що світло заважає захисній поведінці молі. Експеримент британських вчених показує, як це може виглядати на практиці. Ендрю Вейкфілд з Університету Брістоля та його колеги відтворювали звуки мисливських кажанів, які лунали молі. Тоді в середовищі, освітленому світлодіодними лампами, комахи здійснювали набагато менше занурень, ніж у темряві. Вони розробляли ці маневри протягом мільйонів років, щоб уникнути нічних мисливців. Очевидно, штучне світло змушує їх відмовлятися від цієї перевіреної стратегії - зі смертельними наслідками.
Освітлені вулиці стають нездоланними перешкодами
В цілому, згідно з різними дослідженнями, смертність комах у яскраво освітлених містах може бути в 40-100 разів вищою, ніж у темній сільській місцевості. Але навіть для тих, хто вижив тварин, нічне освітлення часто стає проблемою. Франц Хелкер та його колеги досліджували, чи можуть вуличні ліхтарі порушити план польоту молі. У природному парку Вестгавелланд, приблизно в 70 кілометрах на північний захід від Берліна, який вважається одним з найтемніших регіонів Німеччини, вони встановили кілька звичайних вуличних ліхтарів поруч і позаду один одного, і прикріпили пастку для комах до кожного.
Це не є гарними передумовами для успішного створення сім’ї. Але є й інші перешкоди. Принаймні деякі види молі також мають світло, яке випромінює безпосередньо в їх статеве життя. Керт ван Геффен з Університету Вагенінгена в Нідерландах та його колеги спостерігали це, наприклад, у маленького павука Operophtera brumata. Вони виявили значно менше жіночих метеликів на неосвітлених дубових стовбурах, ніж на їхніх колегах, освітлених світлодіодними лампами. У той же час тварини доходили до справи набагато рідше. Хоча більше половини жінок, які живуть у темряві, мали в організмі пакети сперми, при штучному освітленні це становило лише від 13 до 28 відсотків, залежно від довжини хвилі.
Друга спроба також показала, чому це може бути. Дослідники зіткнулися з чоловіками із штучно виготовленими жіночими сексуальними атрактантами. У світлі вони були набагато менш привабливими, ніж у темряві. Мабуть, моль Казанова втрачає бажання протилежної статі при повному освітленні. Але потенційні партнери також сприяють тому, що між статями вже не існує справжньої іскри. Голландські дослідники також виявили, що самки вугільної сови Mamestra brassicae виробляють менше статевих атрактантів при штучному освітленні і що склад цього коктейлю також змінюється. Це може зменшити потяг тварин до самців.
Моль запилює орхідеї
То чи освітлювальний бум винен у зменшенні нічних комах, яке біологи фіксують у багатьох регіонах Європи? "Це ще не доведено насправді", - говорить Хелкер. Однак, як і багато його колег, він вважає, що цілком ймовірно, що світлове забруднення щонайменше зробило свій внесок у цей розвиток - і буде продовжувати робити це в майбутньому. Але це може мати далекосяжні наслідки. Наприклад, Каллум Макгрегор з Університету Халла у Великобританії та його колеги склали значний перелік рослин, які можуть запилюватися моллю. Вони знайшли докази загалом 289 рослин із 75 різних сімей. Палітра варіюється від кактусів до гвоздик та маргариток до орхідей. Економічно важлива олійна пальма також приваблює багатьох таких нічних відвідувачів. Часто вони навіть працюють ефективніше, ніж добові запилювачі, оскільки вони транспортують пилок на більші відстані. На відміну від бджіл, вони також не перенаправляють значну частину зібраного матеріалу як їжу для своїх нащадків, але задовольняються поїданням нектару.
Тож чи може штучне світло вночі знизити швидкість запилення? Каллум Макгрегор та його колеги знайшли підтвердження цього на полях поблизу англійського міста Уоллінгфорд. Там 23 відсотки обстежених молі несли пилок щонайменше 28 видів рослин. Однак при штучному освітленні ці транспортери майоріли в основному навколо ліхтарів, а не навколо квітів: на рівні землі в освітлених дощах на ходу було лише наполовину менше молі, ніж у темних; біорізноманіття впало більш ніж на чверть. Дослідники побоюються, що інші нічні запилювачі, такі як жуки та мухи, можуть постраждати від легкого буму. І це, ймовірно, матиме негативні наслідки для видів рослин, які покладаються на їх послуги.
Однак є і переможці в тенденції освітлення. У містечку Хелстон, штат Корнуолл, Томас Девіс з Університету Ексетера та його колеги вивчали, як вуличне освітлення впливає на безхребетних, що живуть у землі. Безпосередньо під лампами вони виявили значно більше врожаїв, мурах, жуків, мокриць та земноводних, ніж у темних районах між ними - незалежно від часу доби. Очевидно, світло не тільки приваблює певних відвідувачів вночі, які потім знову розходяться вдень. Це назавжди змінює склад всієї громади. І виграють від цього не відвідувачі квітів, а хижаки та сміттяри.
Перші метелики пристосовуються до більшої кількості світла в еволюційному плані
Незважаючи на все, ситуація для молі не зовсім безнадійна. Зоологи з університетів Цюріха та Базеля нещодавно з’ясували, що принаймні деякі з них уже пристосувались до яскравих часів. Флоріан Альтерматт та Дітер Еберт вивчали поведінку павутинної молі під назвою Yponomeuta cagnagella, яка широко поширена в Європі. Вони зібрали личинок з десяти різних популяцій цих тварин у північно-західній Швейцарії та на сході Франції. Деякі з них походили з досить темних регіонів, інші, наприклад, з міста Базель, яке вже давно було яскраво освітлене. Походження справило вирішальний вплив на подальшу поведінку дорослих міль. Тварин з темної країни легко можна було зловити за допомогою легких пасток, але їхні співробітники з Базеля не змогли. Очевидно, еволюція вже змінила поведінку тварин, так що вони більше не летять так сильно до світла. З огляду на високу смертність від усіх можливих вогнів, в кінцевому рахунку є перевагою якомога більше уникати цієї небезпеки.
"Поблизу таких важливих середовищ існування, як живоплоти, поля чи річки, освітлення слід якомога менше зменшувати" (Франц Хелкер)
"Але не всі метелики зможуть таким чином пристосуватися довгим шляхом", - впевнений Хелкер. На його думку, цього, швидше за все, досягнуть види, які мають короткий час розмноження та високі темпи розмноження. Оскільки лише за їх допомогою еволюція може досить швидко здійснити необхідні зміни в поведінці. Швейцарські дослідники також побоюються, що навіть успішна адаптація, безумовно, може мати свої недоліки. Ще ніхто точно не знає, чому міські метелики в Базелі більше не люблять світло. Можливо, щось змінилося в їх очах або при обробці світлових подразників мозку. А може, вони взагалі стали менш мобільними. Тоді це може мати вплив на їх здатність до розповсюдження або здатність до запилення - з відповідними екологічними наслідками.