Новое исследование показывает, как увеличение ночного освещения (световое загрязнение) и тепло от городских районов нарушает периоды спячки насекомых.
«В исследовании рассматривается вид мясной мухи под названием Sarcophaga similis, но результаты могут быть применимы к любым видам животных, которые полагаются на предсказуемые сигналы окружающей среды для биологических процессов, таких как рост, репродуктивное поведение, сон и миграция», сказал доцент Аюму Мукаи из Университета Сецунан и ведущий автор исследования. В сотрудничестве с профессором Шин Гото из Городского университета Осаки их результаты были опубликованы в Королевском обществе открытой науки.
Общим способом изучения экологических последствий урбанизации является изучение изменений в жизненных циклах видов в городских и прилегающих районах. Городское потепление и искусственное освещение в ночное время являются двумя наиболее влиятельными факторами в этом отношении. Поскольку городское потепление может повысить температуру поверхности где-то на 5-9°C, виды с более низкими критическими тепловыми оптимумами, то есть биологические процессы, такие как рост и развитие, которые происходят при более низких температурах окружающей среды, несоразмерно страдают. Из-за больших колебаний в течение дня и года температура может быть ненадежным сигналом для видов, чтобы определить, когда им спать, размножаться, мигрировать и т. д., делая этот сигнал дополнительным к биологической реакции на сезонные изменения путем отслеживания продолжительности дня - способности, называемой фотопериодизм. Повышенное ночное освещение может сбросить фотопериодизм насекомых, однако лишь немногие исследования были сосредоточены на влиянии потепления в городах и искусственного ночного освещения на насекомых в их естественной среде обитания.
«Признание условий, которые урбанизация создает для насекомых там, где они на самом деле живут, было бы большим шагом вперед в смягчении любых негативных последствий», - сказал Шин Гото. Чтобы понять это, команда провела эксперименты в помещении и на открытом воздухе. Поскольку S. similis обычно впадает в спячку осенью, лабораторную спячку индуцировали у мух при двух средних октябрьских температурах (20°C и 15°C) с различными уровнями освещенности, чтобы имитировать яркие городские и темные сельские районы. Они обнаружили, что процент мух, впадающих в спячку, уменьшался по мере увеличения освещенности и повышения температуры с 15 ° C до 20 ° C, что позволяет предположить, что более высокие температуры в городских районах связаны с более высокой освещенностью в ночное время.
В полевых условиях команда измерила, когда насекомые впадают в спячку, в двух местах города: в одном месте с ночным освещением около 0,2 люкс (яркость полной луны на ясном небе), а в другом - при ночном освещении на уровне 0,2 люкс. около 6 люкс, что эквивалентно жилому району или улице ночью. В местах с темными ночами большинство мух впадают в спячку в период с октября по ноябрь, тогда как в местах с повышенным ночным освещением они впадают в спячку только после ноября. Команда также сравнила городские районы с освещенностью около 0,2 люкс с сельскими районами почти 0 люкс. Процент мух, впадающих в спячку в сельской местности, увеличился с конца сентября, примерно на 3 недели раньше, чем их городские собратья. В городах температура также была на 2,5°C выше, что, как считается, является причиной задержки перехода в спящий режим.
Хотя эти данные свидетельствуют о том, что ночное освещение, которое поддерживает нашу повседневную жизнь, нарушает сезонность насекомых, «городская среда сложна, ночное освещение и температура различаются в пределах одного и того же района и между разными городами», - говорит Аюму. Мукаи отметил, что «наша работа над одной мясной мухой не объясняет фотопериодическую реакцию других насекомых».
Чтобы понять, в какой степени наша культурная жизнь влияет на другие организмы, Шин Гото продолжил: «Будущие исследования с различными видами насекомых в разных местах, в городах с разными климатическими регионами прояснят, какие уровни светового загрязнения и городские потепление влияет на сезонную адаптацию насекомых"