space

Skyglow заставляет навозных жуков в городе отказаться от Млечного Пути в качестве компаса

Категория: Инфографика

Во всем мире ночи становятся все ярче. Растущая урбанизация и установка новых уличных фонарей, прожекторов безопасности и наружного декоративного освещения способствуют росту светового загрязнения.

Этот свет льется прямо в глаза животным, которые активны ночью, а также в небе. Там часть его перенаправляется обратно вниз, к наземному наблюдателю.

Это явление известно как «свечение неба» — вездесущий световой пучок на ночном небе в городах и вокруг них, который может скрывать от глаз все, кроме самых ярких звезд.

Мы хотели понять, как это изменение ночной яркости повлияет на животных, которые полагаются на небо как на компас. Ослепнут ли их чувствительные глаза яркие огни города? Неужели исчезновение звезд с ночного неба заставит их сбиться с пути?

Поэтому мы использовали хорошо изученный «небесный компас» ночного навозного жука Scarabaeus satyrus, чтобы сравнить ориентацию под чистым небом и небом, загрязненным светом. Наше исследование сравнивало способность жуков кувырковывать навоз в сельской части провинции Лимпопо с показателями жуков Университета Витватерсранда в центральной части Йоханнесбурга, оба в Южной Африке.

Наши результаты подтверждают, что жуки, подвергающиеся световому загрязнению — как непосредственно через яркий свет искусственного света, так и косвенно через свечение неба, скрывающее звезды, — вынуждены менять стратегию.

Они отказываются от своего небесного компаса и вместо этого полагаются на наземные искусственные огни в качестве маяков. За это изменение стратегии приходится платить.

Световое загрязнение

Эти жуки, обитающие на юге Африки, собирают помет различных животных, превращая его в шар. Откатывая этот шар от кучи навоза, им не нужно делиться им с другими насекомыми. Но даже когда они катят мяч, они не застрахованы от соревнований.

Их лучший вариант — покинуть кучу навоза как можно быстрее, используя внутренний компас, чтобы двигаться по прямой от нее. Перед тем как перекатить помет в место, где он может безопасно закопаться в землю, отдохнуть и поесть, каждый жук забирается на свой шар и выполняет короткий пируэт, называемый «танцем ориентации». Он сканирует сцену в поисках функций, которые можно использовать, чтобы удерживать курс.

Поскольку каждую ночь он начинается на незнакомой территории, наиболее надежными ориентирами являются те, которые находятся в небе, которые остаются стабильными, в то время как жук сохраняет тот же курс. В звездные ночи Млечный Путь выступает в качестве основного ориентира для этих жуков.

Когда жуки использовали искусственное освещение для навигации, все они катились к ним — многочисленные жуки катились в одном направлении. В естественных условиях они почти всегда катятся в разные стороны. Катаясь к искусственному свету, они с большей вероятностью встретятся друг с другом, и могут начаться драки, поскольку жуки пытаются украсть комки навоза друг у друга.

Искусственный свет также с большей вероятностью направит жуков в бетонные и асфальтовые области их непосредственного окружения, где они могут оказаться не в состоянии закопаться в землю и закопать свой клубок. Таким образом, световое загрязнение может повлиять не только на навозных жуков.

Даже виды, которые могут полагаться на другие справочные данные компаса, могут по-прежнему страдать от потери звезд. Ночные муравьи используют ориентиры для поездок за границу, но при возвращении домой им нужен небесный компас. У перелетных птиц есть магнитный компас, с помощью которого они проверяют широту и магнитный север, но используют свой небесный компас для калибровки своего магнитного компаса по географическому северу.

В худшем случае животные, которым нужны звезды, чтобы найти свой дом или место размножения, могут никогда этого не сделать. Но даже с их резервными системами беззвездное небо может заставить их постепенно отклоняться от курса, тратя энергию и рискуя столкнуться с хищниками.

Деревенский жук и городской жук

Мы собрали две группы по десять жуков на одном участке, а затем перевезли их в выбранные нами места. Когда небо прояснилось в обоих местах, жуки перекатили свой шар к краю круглой арены. Каждого жука можно было собрать шаром у края арены и поставить десять раз подряд в центре, не теряя при этом фокусировки. Это позволило нам записать десять пеленгов выхода для каждого жука, чтобы измерить точность их компаса как в чистом, так и в светлом небе.

Мы также записали экспериментальные условия с помощью камеры с линзой «рыбий глаз», направленной в небо. Путем постобработки этих изображений мы могли оценить, какая информация компаса должна быть доступна жуку, когда он выполняет свой танец ориентации. Эти изображения показали, что небо в Йоханнесбурге было в 10-100 раз ярче, чем в сельской местности Лимпопо.

Млечный Путь и большинство других звездных образов были почти полностью скрыты небесным светом в Йоханнесбурге. Несмотря на эту драматическую потерю ссылок на небесный компас, жуки в Йоханнесбурге показали себя не хуже, чем в сельском Лимпопо.

Они с поразительной точностью сохраняли одно и то же направление движения во время последовательных испытаний. Но при ближайшем рассмотрении оказалось, что они использовали разные стратегии, чтобы удержать свой курс.

Жуки под чистым небом полагались на Млечный Путь, о чем свидетельствует небольшая тенденция выбирать направление к его наиболее яркой области. Те, кто находился под залитым светом небом, катились к ярко освещенным зданиям.

В наших последующих экспериментах та же группа жуков изменила свое поведение при освещении одним прожектором под чистым небом. Они катились к прожектору, когда он был включен, но разошлись друг от друга, когда свет выключился.

Мы также подтвердили наши худшие опасения по поводу загрязненного светом неба. Когда яркий свет был закрыт из виду, жуки в Йоханнесбурге полностью потеряли ориентацию. Загрязненное светом небо им было бесполезно. Те, кто смотрел на чистое небо, оставались сравнительно лучше ориентированными.

Решения существуют

Существует удивительно простое решение, позволяющее снизить вероятность прямого и непрямого светового загрязнения животных: отключение ненужного освещения на ночь. Там, где нельзя выключить свет, его можно экранировать, чтобы он не проливал свет на окружающую среду и небо.

Международная ассоциация темного неба сертифицировала более 130 «Международных мест темного неба», где искусственное освещение было отрегулировано, чтобы уменьшить свечение неба и проникновение света. Однако почти все они находятся в развитых странах северного полушария. Этот пробел следует устранить.

Менее развитые регионы часто богаты видами и в настоящее время менее загрязнены светом, что дает возможность инвестировать в решения по освещению до того, как там серьезно пострадают животные.

Поделиться с друзьями: