Najnowsze prace pokazują, że sztuczne światło nocne (ALAN – artificial light at night) oddziałuje na ptaki na wielu poziomach – od fizjologii, przez zachowanie, aż po funkcjonowanie całych rodzin. Mechanizmy, które obserwujemy u ptaków, mogą być zaskakująco bliskie temu, co dzieje się u ludzi.
Sztuczne światło nocne stało się jednym z najbardziej charakterystycznych elementów współczesnego krajobrazu. Latarnie uliczne, iluminacje budynków i oświetlenie infrastruktury sprawiają, że noc w wielu miejscach świata przestaje być naprawdę ciemna. Coraz więcej badań pokazuje jednak, że ten pozornie niegroźny element cywilizacji wywiera głęboki wpływ na organizmy żywe.
Publikacje o wpływie sztucznego światła ukazały się w czasopismach naukowych – Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences i Ecology Letters. Powstały w ramach prac dyplomowych doktorantki Sayuri Diaz-Palmy i magistrantki Juliette Champenois z Instytutu Nauk o Środowisku UJ. Badania realizowane są pod kierunkiem dr hab. Joanny Sudyki w ramach projektu NCN we współpracy z badaczami z INoŚ, Uniwersytetu Warszawskiego oraz ośrodków w Szwecji (Uniwersytet w Uppsali), Szwajcarii (Swiss Ornithological Institute), Hiszpanii (Stacja Biologiczna Doñana) i Szkocji (University of Glasgow).
Biologiczny zegar pod presją światła
Zarówno ludzie, jak i ptaki, funkcjonują zgodnie z wewnętrznym zegarem biologicznym, który synchronizowany jest głównie przez naturalny cykl dnia i nocy. Kluczową rolę w tym procesie odgrywa melatonina – hormon wydzielany w ciemności, regulujący sen, aktywność i wiele procesów metabolicznych. Sztuczne światło nocne zaburza ten mechanizm, tłumiąc wydzielanie melatoniny i dezorganizując rytmy dobowe.
Potwierdza to globalna analiza w Ecology Letters, porządkująca dotychczas rozproszone i często niespójne wyniki badań ptaków. Wnioski są jednoznaczne: ekspozycja na światło nocne prowadzi do wyraźnych zmian behawioralnych i fizjologicznych, takich jak zaburzenia aktywności dobowej i regulacji snu, zwiększenie tempa metabolizmu czy przyspieszenie cyklu rozrodczego.
Co istotne, globalna analiza nie wykazała jednoznacznego, krótkoterminowego wpływu tych zmian na sukces rozrodczy lub kondycję ciała. Ten pozorny brak konsekwencji sugeruje, że wiele gatunków potrafi kompensować negatywne skutki światła, wykorzystując swoją plastyczność – zdolność dostosowania się do zmiennych warunków środowiska. Badacze podkreślają jednak, że koszty takiej kompensacji mogą ujawniać się dopiero w dłuższej perspektywie czasowej. Analiza pokazała także, że silniejsze efekty światła obserwuje się u osobników dorosłych, samic oraz przy wyższym natężeniu oświetlenia, a szczególnie wrażliwe na ALAN są ptaki wędrowne.
Sztuczne światło zmienia życie całych rodzin
Jeszcze pełniejszy obraz skutków światła nocnego przynosi eksperyment terenowy przeprowadzony właśnie na gatunku wędrownym – muchołówce białoszyjej opublikowany w Proceedings B. W naturalnych warunkach, na szwedzkiej wyspie Gotlandii, wybrane skrzynki lęgowe zostały wyposażone w nocne oświetlenie LED, odpowiadające poziomowi światła spotykanemu w środowiskach przekształconych przez człowieka. Dzięki całodobowemu monitoringowi kamerami naukowcy mogli szczegółowo prześledzić interakcje między pisklętami a ich rodzicami.
Okazało się, że sztuczne światło silnie zaburza rytm aktywności młodych ptaków. W normalnych warunkach noc jest dla piskląt okresem niemal całkowitego spokoju. W oświetlonych gniazdach sytuacja wyglądała inaczej – pisklęta zaczynały żebrać o pokarm także w nocy, częściej i przez dłuższy czas. Dla ich organizmów noc przestawała być nocą, a granica między dniem a nocą ulegała zatarciu. Zmiana zachowania piskląt uruchamiała reakcję rodziców. Dorosłe ptaki wydłużały swój czas aktywności średnio o ok. 40 minut dziennie. Paradoksalnie jednak większy wysiłek nie przekładał się na lepsze efekty, ponieważ liczba karmień w przeliczeniu na godzinę malała.
W rezultacie dochodziło do rozregulowania precyzyjnie zsynchronizowanego systemu, w którym potrzeby piskląt i reakcje rodziców zwykle idealnie wpisują się w rytm dnia. Pisklęta z oświetlonych gniazd opuszczały je później, co wskazuje na wolniejsze tempo rozwoju i dłuższą zależność od rodziców. Zaobserwowano też spadek przeżywalności młodych w późniejszym etapie rozwoju, choć całkowita liczba odchowanych młodych nie różniła się istotnie od tej w gniazdach bez światła.
Szczególne ryzyko dla ptaków wędrownych, które można realnie ograniczyć
Dla ptaków wędrownych, takich jak muchołówka białoszyja, nawet niewielkie opóźnienia rozwojowe mogą mieć dalekosiężne konsekwencje. Ich cykl życiowy jest ściśle zsynchronizowany z porami roku – rozwój, pierzenie i migracja muszą następować w odpowiednim czasie. Zakłócenia jednego etapu mogą obniżać szanse przeżycia i sukces rozrodczy w kolejnych sezonach.
Oba badania pokazują, że sztuczne światło nocne oddziałuje systemowo – na fizjologię, rytmy dobowe, relacje społeczne i rozwój młodych. Jednocześnie jest to czynnik środowiskowy, którego negatywne skutki stosunkowo łatwo ograniczyć. Natężenie światła szybko maleje wraz z odległością od źródła, a samo oświetlenie można projektować mądrzej – ograniczając jego intensywność i zasięg tam, gdzie jest to możliwe lub wygaszając je nocą. Takie zmiany mogą znacząco zmniejszyć wpływ na przyrodę, nie odbierając ludziom poczucia bezpieczeństwa.
W obliczu postępującej urbanizacji badania te podkreślają potrzebę traktowania zanieczyszczenia świetlnego na równi z hałasem czy zanieczyszczeniami chemicznymi. Choć jego skutki bywają subtelne, mogą z czasem prowadzić do głębokich zmian w funkcjonowaniu populacji i całych ekosystemów.
Kolejne odkrycia już wkrótce
Obecnie zespół dr hab. Sudyki finalizuje analizy ekspresji genów zegara biologicznego i układu odpornościowego z eksperymentu na muchołówkach. Jest to jeden z największych zestawów danych tego typu, obejmujący również analizy hormonów, w tym kortykosteronu, melatoniny i greliny. Ten ostatni, tzw. „hormon głodu”, jest szczególnie obiecujący, ponieważ po raz pierwszy w badaniach terenowych pokazane zostaną jego zmiany w odpowiedzi na ALAN. W przeciwieństwie do laboratoriów, gdzie warunki są sztucznie kontrolowane, tu eksperyment w naturalnym środowisku pozwala ustalić bezpośrednią przyczynę i faktyczny skutek: realne działanie nocnego światła w życiu dzikich ptaków. Szczegóły zostaną przedstawione w nadchodzących publikacjach.
Źródło: UJ
