Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego odkryli, że sztuczne światło znacząco zakłóca rytm dobowy pszczół miodnych, co wpływa na ich zdrowie i podstawowe czynności zapylające.
Pszczoły miodne, klucz do stabilności ekosystemu i światowego bezpieczeństwa żywnościowego, doświadczają zmniejszonego snu i zaburzeń zachowania przy stałym świetle. Badanie to podkreśla szersze konsekwencje zanieczyszczenia światłem dla zdrowia zapylaczy oraz pilną potrzebę opracowania strategii ochronnych.
Urządzenia cyfrowe i zakłócenia snu
Eksperci od snu ostrzegają, że używanie ekranów w łóżku może zakłócać nasz sen, ponieważ światło telefonów i innych urządzeń zakłóca nasz naturalny rytm snu. Odkrycie to stanowi część szerszego zrozumienia wpływu światła na naszą biologię dobową i kluczową równowagę cykli snu i czuwania.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego odkryli, że zakłócenia świetlne wpływają nie tylko na ludzkie zdrowie. W nowym badaniu prowadzonym przez doktorantkę Ashley Kim i profesora Jamesa Nieha stwierdzono, że sztuczne światło zakłóca rytm dobowy pszczół miodnych, stwarzając poważne zagrożenie dla ich roli jako ważnych zapylaczy.
Wpływ światła na zdrowie pszczół miodnych
„Nasze badania pokazują, jak wrażliwe są pszczoły miodne na zmiany w ich środowisku, szczególnie na coś tak pozornie łagodnego, jak sztuczne światło” – stwierdził Kim z badania opublikowanego dzisiaj (12 listopada) w czasopiśmie Raporty naukowe. „Zaburzając ich rytmy dobowe, widzimy wyraźne dowody na skrócenie okresów snu. Budzi to poważne obawy nie tylko o zdrowie pszczół, ale także o zdrowie ekosystemów, których zapylanie jest od nich zależne”.
Pszczoły miodne odgrywają kluczową rolę jako zapylacze dzikich roślin i ważnych upraw, zapewniając usługi wspierające stabilność ekosystemu i globalne bezpieczeństwo żywnościowe. Bez zapylenia uprawy warte dziesiątki milionów dolarów byłyby zagrożone.
Pszczoły miodne na ogół wolą zakładać gniazda w ciemnym otoczeniu, chociaż przez wejście do ula może przedostać się niewielka ilość światła. Śpiące pszczoły zazwyczaj pozostają nieruchome, ale wykazują subtelne ruchy, jeśli przeszkadzają im współlokatorzy. Jednakże pszczoły śpią na zewnątrz, gdy roją się lub gdy tworzą „brody pszczele” poza gniazdem w gorące wieczory, których liczba wzrasta w związku ze zmianą klimatu. Choć częstość występowania sztucznego światła w nocy (ALAN) lub zanieczyszczenia światłem śpiących pszczół miodnych różni się w zależności od regionu, współczesne środowiska miejskie są coraz bardziej narażone na działanie sztucznego światła, zwłaszcza wraz ze wzrostem temperatury. Ponieważ na wielu obszarach nastąpiło odrodzenie pszczelarstwa miejskiego w celu wspierania pszczół i ich kluczowych usług zapylania, pszczoły doświadczające cieplejszej pogody są obecnie potencjalnie bardziej narażone na działanie ALAN.
Zachowanie pszczół w sztucznym świetle
Podobnie jak my, gdy pszczoły źle śpią w nocy i zakłócają rytm dobowy, pojawiają się problemy w zachowaniu i funkcjonowaniu. Sen ma kluczowe znaczenie dla zdrowia i kondycji rodzin pszczół miodnych, ponieważ są one zależne od skomplikowanego systemu komunikacji znany jako „taniec machania” który informuje współmałżonków o lokalizacji źródeł pożywienia w środowisku. Pszczoły tańczą słabiej i dlatego nie komunikują się dobrze, jeśli nie śpią wystarczająco dużo.
W ramach serii eksperymentów trwających kilka lat badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego porównali grupy pszczół, które normalnie spały w ciemności, z innymi pszczołami, które były poddawane ciągłemu sztucznemu światłu. Wyniki wyraźnie wykazały, że długotrwała ekspozycja na światło znacząco zaburza rytm dobowy pszczół miodnych, prowadząc do zaburzeń w ich zachowaniu. Ponieważ podczas eksperymentów pszczoły były nagrywane na wideo 24 godziny na dobę, Kim od razu mógł zobaczyć skutki zakłóconego snu.
Rozwiązanie problemu zanieczyszczenia światłem i zdrowia zapylaczy
„Nawet bez analizy danych można stwierdzić, że coś się dzieje… pszczoły, które były pod stałym światłem, spały krócej” – stwierdziła Kim. „Wpływ zanieczyszczenia światłem na systemy biologiczne jest dość nieznany i ludzie zwykle o tym nie myślą, dlatego jest to szybko rozwijająca się dziedzina”.
Wśród szczegółów opisanych w artykule: Pszczoły wystawione na ciągłe światło spały mniej i częściej przeszkadzały im rówieśnicy w porównaniu z tymi trzymanymi w normalnej ciemności. Ponadto pszczoły znajdujące się w ciągłym świetle preferowały ciemniejsze obszary w swoich klatkach doświadczalnych.
„Zrozumienie czynników wpływających na zdrowie pszczół, takich jak zanieczyszczenie światłem, jest niezbędne do opracowania strategii ochrony populacji zapylaczy” – powiedział Nieh. „Zanieczyszczenie światłem stanowi coraz większy problem, ponieważ sztuczne światło pokrywa obecnie jedną czwartą powierzchni Ziemi, a to badanie rzuca nowe światło na to, jak takie zakłócenia mogą szkodzić zapylaczom”.
Dwóch współautorów badania, Aura Velazquez (Universidad La Salle México) i Belen Saavedra (Berea College), to studenci studiów licencjackich, którzy wzięli udział w badaniach w ramach inicjatywy ENLACE na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego – dwunarodowego programu letniego, w ramach którego studenci prowadzą badania podczas projekt siedmiotygodniowy.
„Cieszę się, że letni program badawczy ENLACE odegrał kluczową rolę w zapewnieniu doświadczeń badawczych studentom-autorom tego badania” – powiedziała Olivia Graeve, dyrektor programu ENLACE na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego i profesor na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej , Szkoła Inżynierska Jacobsa. „Wspierając współpracę między studentami z Ameryki Łacińskiej i Stanów Zjednoczonych, pomagamy młodym badaczom zdobyć cenne praktyczne doświadczenie, budować umiejętności i przyjaźnie wykraczające poza granice. Projekt ten jest przykładem wpływu ENLACE, ponieważ łączy różnorodne perspektywy w celu sprostania globalnym wyzwaniom, takim jak zdrowie zapylaczy i zrównoważenie środowiskowe”.
Nieh i współautor badania Benjamin Smarr, pracownik naukowy na Wydziale Bioinżynierii Shu Chien-Gene Lay, Jacobs School of Engineering i Halıcıoğlu Data Science Institute, otrzymali niedawno powiązany grant – obejmujący wpływ na człowieka – z nowego interdyscyplinarnego wydziału rektora Fundusz Team Catalyst. „Harmonizowanie pulsu życia: pionierskie spostrzeżenia dotyczące okołodobowego zdrowia ludzi i ekosystemów na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego” stanowi kontynuację badań nad biologią okołodobową i zdrowiem ekosystemów. Laboratoria Nieh i Smarr będą współpracować przy badaniu rytmów dobowych w różnych skalach, od pojedynczych pszczół po całe ekosystemy.
„Grant Catalyst pozwala nam połączyć badania nad rytmami dobowymi pszczół miodnych z szerszymi pytaniami dotyczącymi synchronizacji biologicznej w ekosystemach i zdrowia ludzkiego” – powiedział Nieh. „Program ten sprzyja współpracy interdyscyplinarnej, skupiając ekspertów w dziedzinie biologii, analityki danych i medycyny, aby zająć się palącymi kwestiami, takimi jak zanieczyszczenie światłem i jego wpływ na zdrowie zapylaczy. Nasza współpraca z grantem Catalyst wzmacnia rolę Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego w opracowywaniu rozwiązań zapewniających zarówno zrównoważony rozwój środowiskowy, jak i dobrostan ludzi”.
Odniesienie: „Ekspozycja na ciągłe sztuczne światło zmienia rytm snu pszczół miodnych i zakłóca sen” 12 listopada 2024 r., Raporty naukowe.
