Narażenie na sztuczne światło w nocy prowadziło do zachowań przypominających stany lękowe u ryb, a skutki te były dziedziczone przez ich potomstwo.
Naukowcy wykazali, że zanieczyszczenie światłem, szczególnie światłem niebieskim, może zmienić zachowanie ryb w ciągu zaledwie kilku nocy, co może mieć potencjalne konsekwencje dla ich potomstwa. W badaniu skupiono się na samicach danio pręgowanego i obserwowano ich reakcje na sztuczne światło w nocy (ALAN), które jest główną przyczyną globalnego zanieczyszczenia światłem.
Ryby były narażone na działanie różnych długości fal ALAN przez dziewięć nocy, co spowodowało, że mniej pływały, trzymały się bliżej siebie i spędzały więcej czasu w pobliżu ściany akwarium. Te zachowania przypominające stany lękowe obserwowano u ryb przy każdej długości fali światła, ale najszybsze i najsilniejsze zmiany powodowały światło o krótkiej długości fali w spektrum niebieskim.
Wyniki pokazują ponadto, że zanieczyszczenie światłem może mieć długotrwałe skutki: potomstwo urodzone przez matki narażone na działanie światła pływało mniej, mimo że samo nie było na nie narażone. Badanie prowadzili naukowcy z Instytutu Hydrobiologii Chińskiej Akademii Nauk i Instytutu Zachowania Zwierząt im. Maxa Plancka (MPI-AB).
Sztuczne światło w nocy (ALAN) zanieczyszcza środowisko, dodając luminescencji do miejsc, które w przeciwnym razie byłyby ciemne w nocy. ALAN istnieje na zewnątrz dzięki światłom, które przez całą noc oświetlają ulice, budynki i obszary przemysłowe; i ALAN istnieje w pomieszczeniach dzięki urządzeniom, które przyciągają naszą uwagę do wieczora. Wiadomo, że ALAN wpływa na większość organizmów, zakłócając naturalne rytmy procesów biologicznych, które są koordynowane przez cykle światła i ciemności.
„Sen to jeden z głównych procesów zachodzących u zwierząt zakłócany przez ALAN, dlatego byliśmy ciekawi, co to oznacza dla ich zdolności do poruszania się w życiu. Innymi słowy, co to oznacza dla ich zachowania?” mówi Wei Wei Li, pierwszy autor badania, który przeprowadził tę pracę jako doktorant w MPI-AB.
„Poziomy światła zastosowane w naszym badaniu odpowiadały poziomowi światła, które już w nocy dociera do domów zwierząt z wielu źródeł, które umieszczamy na zewnątrz. Już po kilku jasnych nocach odkryliśmy niezwykle silny i wyraźny negatywny wpływ na zachowanie ryb i ich potomstwa”.
Niebezpieczeństwa związane z niebieskim światłem
Ponieważ wiadomo, że negatywne skutki ALAN występują u ludzi w wyniku ekspozycji na światło o niebieskim spektrum, zespół chciał się dowiedzieć, czy różne długości fal również w różny sposób wpływają na zachowanie ryb. Wystawiły samice danio pręgowanego na całonocne działanie światła w 10 trybach oświetlenia: dziewięć różnych długości fal w widmie widzialnym oraz światło białe. Światła ustawiono na 20 luksów, co odpowiada mniej więcej intensywności latarni ulicznych widocznych z daleka i na jakie zwierzęta będą narażone na zewnątrz.
Odkryli, że po ośmiu nocach ekspozycji wszystkie długości fal spowodowały, że ryby mniej pływały, trzymały się bliżej siebie i spędzały więcej czasu w pobliżu ściany akwarium, co było zachowaniem znanym jako „thigmotaksja” lub przytulanie się do ściany, które jest wskaźnikiem zwierzęcego Lęk. Jednak efekt niebieskiego światła można było zobaczyć wcześniej, już po pięciu dniach ekspozycji na ALAN, przy czym światło o długości fali 470 nm dawało najsilniejszy ze wszystkich efekt.
„Jest to zgodne z tym, co wiadomo u ludzi, że ekspozycja na niebieskie światło naszych wyświetlaczy elektronicznych ma największy wpływ na nasz sen i prawdopodobnie inne cykle fizjologiczne” – mówi współautorka Aneesh Bose, która wykonała tę pracę w MPI- AB.
Celem badania nie było odkrycie mechanizmu, ale autorzy spekulują, że przyczyną prawidłowości przedstawionych w ich danych może być brak snu. Ich odkrycie, że zmiany w zachowaniu ujawniały się po pięciu lub ośmiu nocach narażenia na ALAN, a nie natychmiast, można wytłumaczyć brakiem snu. „Ryba potrafiła wciągnąć kilka całonocnych ryb, ale po zbyt wielu nocach nieprzespanych w końcu je dogoniła” – wyjaśnia Bose, obecnie pracownik naukowy na Szwedzkim Uniwersytecie Nauk Rolniczych.
Długotrwałe zmiany
Badanie wykazało również, że skutki zanieczyszczenia światłem nie ograniczają się do jednostki, ale są przekazywane potomstwu. Po ekspozycji na ALAN, samicom danio pręgowanego umożliwiono rozmnażanie się, a zespół wychowywał potomstwo w naturalnych warunkach oświetleniowych.
Po 15 dniach badacze przetestowali zachowania larw podczas pływania, korzystając ze specjalistycznego oprogramowania do automatycznego śledzenia, zaprojektowanego w celu ilościowego określenia poziomu aktywności maleńkiej rybki. Potomstwo narażonych matek wykazywało zmniejszoną ruchliwość w ciągu dnia, mimo że nigdy nie były narażone na działanie światła w nocy.
„Odkryliśmy, że zanieczyszczenie światłem zaburza naturalne zachowanie ryb, co może mieć konsekwencje dla sprawności i wydajności” – mówi Ming Duan, końcowy autor badania z Instytutu Hydrobiologii Chińskiej Akademii Nauk.
Aby złagodzić skutki ALAN dla dzikich zwierząt, autorzy twierdzą, że należy zwrócić szczególną uwagę na to, jakie światło emituje światło pochodzące od człowieka. Dodaje Duan: „Wiele miejsc, które oświetlamy nocą, znajduje się w pobliżu siedlisk zwierząt. Najlepsze, co możemy zrobić, to zminimalizować wykorzystanie źródeł światła o długości fali niebieskiej w miejscach, gdzie zwierzęta próbują spać”.
Odniesienie: „Behawioralne i transgeneracyjne skutki sztucznego światła w nocy (ALAN) o różnym składzie widmowym u danio pręgowanego (Danio rerio)” Weiwei Li, Dongxu Zhang, Qingqing Zou, Aneesh PH Bose, Alex Jordan, Erin S. McCallum, Jianghui Bao i Ming Duan, 18 września 2024 r., Nauka o środowisku całkowitym.
DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.176336
