Badania pokazują, że ćmy wcale nie lgną do światła – jak dotychczas sądzono

Nowe badanie wykazało, że ćmy nie wiedzą, którędy na górę, gdy znajdują się w pobliżu sztucznych źródeł światła. Przedstawiono ćmę automeris. Zdjęcie: Sam Fabian 

Owady nie są w rzeczywistości przyciągane do blasku jak „ćma do świecy”, jak sugeruje stare powiedzenie, ale raczej uwięzione na dezorientującej orbicie wokół sztucznego światła, donoszą naukowcy w badaniu opublikowanym 30 stycznia w czasopiśmie „Nature Communications”.

Korzystając z kamer rejestrujących ruch - i filmując z oświetleniem podczerwonym, aby nie zakłócać widzenia stworzeń - naukowcy wykazali, że kiedy owady latały wokół źródła światła, przechylały plecy w kierunku światła i utrzymywały swoje ciała w tym kierunku. Według badania, utrzymując tę orientację, nieszczęsne stworzenia tworzyły dziwne orbity i wzorce sterowania.

Naukowcy napisali, że lepsze zrozumienie wpływu sztucznego światła na te skrzydlate stworzenia ma kluczowe znaczenie, ponieważ zanieczyszczenie światłem odgrywa coraz większą rolę w spadku globalnej populacji owadów.

Sztuczne światło dezorientuje owady nocne 

Gdy sztuczne światło wchodzi im w drogę, nocne insekty trzymają grzbiety skierowane w kierunku, który jest najjaśniejszy, czyli zazwyczaj w stronę nieba lub ziemi.

Ta ewolucyjna sztuczka pomogła owadom wiedzieć, w którą stronę jest góra i utrzymać poziom podczas nocnych lotów. Jednak gdy owady przelatują obok sztucznego źródła światła, stają się zdezorientowane, wierząc, że światło stworzone przez ludzi jest niebem, powiedział współautor badania Samuel Fabian, entomolog i badacz podoktorancki na wydziale bioinżynierii Imperial College London.

Korzystając z kamer przechwytujących ruch owadów, naukowcy ustalili, że latające owady wykazywały trzy spójne zachowania: orbitowanie, przeciąganie i odwracanie. Zdjęcie: Sam Fabian 

„Owady w powietrzu z natury nie wiedzą, którędy do góry, nie mają bardzo dobrego sposobu na zmierzenie tego. ... Zakładają, że światło jest skierowane w górę, ale jest to błędne. A jeśli się przechylisz, spowoduje to dziwny wzorzec sterowania, w taki sam sposób, jak gdybyś jechał na rowerze i przechylił się na jedną stronę, będziesz zataczać wielkie koło, wszystko pójdzie trochę dziwnie” - powiedział Fabian. 

Orbitowanie, przeciąganie, odwracanie 

Zespół badawczy zebrał setki filmów w zwolnionym tempie rejestrujących zachowania motyli, ciem, pszczół, os, ważek i ważek równoskrzydłych i odkrył, że stworzenia te nie były przyciągane przez odległe światła. Owady wydawały się być przyciągane tylko wtedy, gdy mijały światło, które znajdowało się blisko. Konsekwentnie, przytłaczająca większość badanych przechylała grzbiet w kierunku światła, nawet jeśli uniemożliwiało to trwały lot.

„Może kiedy ludzie to zauważą, na przykład w pobliżu światła na ganku lub latarni ulicznej, że wygląda, jakby leciały prosto na nie, ale tak nie jest” - powiedział w komunikacie prasowym współautor badania Yash Sondhi, badacz podoktorancki w Muzeum Historii Naturalnej na Florydzie. Sondhi przyczynił się do badań, będąc doktorantem biologii na Florida International University w Miami. 

Zespół badawczy uchwycił zachowania motyli, ciem, pszczół, os, ważek i chruścików. Ćma oleandrowa była jednym z wyjątków od zachowania zorientowanego na światło zaobserwowanego w laboratorium. Zdjęcie: Sam Fabian

U zdecydowanej większości badanych zaobserwowano odchylenie grzbietu w kierunku światła. Pokazana ćma Atlas. Zdjęcie: Sam Fabian

Zespół zaobserwował trzy typowe reakcje owadów na źródło światła, w tym orbitowanie wokół światła, utknięcie w martwym punkcie- które powodowało wysokie wznoszenie się owada nad światłem - oraz odwrócenie, w którym owad wywracał się i zderzał z ziemią.

Niektóre szybko latające owady, takie jak ważki, pozostawały na orbicie przez kilka minut, szybko okrążając oprawę oświetleniową, powiedział Fabian.

W jednym z eksperymentów naukowcy naśladowali nocne niebo, świecąc światłem na białe prześcieradło ustawione powyżej i stwierdzili, że owady były w stanie poruszać się pod nim bez problemów. Gdyby owady z natury szukały światła, uderzyłyby w prześcieradło, powiedział Fabian.

„Zachowania owadów latających w obecności sztucznego światła blisko ziemi są niejednolite i zaskakująco złożone w sposób, który tak naprawdę nie został wcześniej dobrze udokumentowany” - powiedział Floyd Shockley, kierownik kolekcji w dziale entomologii w Smithsonian National Museum of Natural History w Waszyngtonie.

Ćmy i inne owady mogą zostać uwięzione na dezorientującej orbicie wokół sztucznych źródeł światła, takich jak latarnie uliczne i lampy werandowe. Zdjęcie: Sam Fabian

„Owady nie lecą bezpośrednio w kierunku światła, ale ukierunkowują się w taki sposób, że pozostają do niego prostopadłe, co daje złudzenie przyciągania” - dodał Shockley, który nie jest związany z badaniem, za pośrednictwem maila. 

Więcej teorii dotyczących dziwnego zachowania 

Wcześniejsze teorie na temat tego, dlaczego wiele owadów nieregularnie lata wokół źródeł światła, obejmowały pomysł, że przyciąga je ciepło i że stworzenia - szczególnie te, które przodkowie żyli w jaskiniach i dziuplach - wierzą, że źródło światła jest ucieczką na zewnątrz.

Najczęstszym z nich jest to, że owady mylą światło z księżycem, którego używają jako kompasu. Ponieważ stworzenia nie lecą bezpośrednio w kierunku światła, a zachowanie to zaobserwowano również u gatunków, które nie są migrujące i nie używają wskazówek kompasu, te stare teorie nie wydają się już prawdopodobne, powiedział Fabian. 

„Myślę, że największą przeszkodą w rozwiązaniu tego problemu przez tak długi czas jest radzenie sobie z warunkami słabego oświetlenia, małymi zwierzętami oraz dużymi prędkościami i nieprzewidywalnym ruchem” - powiedział entomolog Jason Dombroskie, kierownik Cornell University Insect Collection i Insect Diagnostic Lab, który nie był zaangażowany w badanie. „Wyniki mówią same za siebie. Stanowią dość przekonujący argument, że możemy odrzucić wiele innych teorii, przynajmniej ogólnie.”

Zanieczyszczenie świetlne i spadek liczebności owadów 

Świat doświadczył powszechnej „utraty nocy” - naukowcy odkryli, że zanieczyszczenie świetlne rosło w tempie 2,2% rocznie w raporcie z listopada 2017 r., w którym przyjrzano się światowemu promieniowaniu za pomocą pierwszego skalibrowanego radiometru satelitarnego dla świateł nocnych.

Wzrost liczby sztucznych świateł ma kilka szkodliwych skutków dla dzikiej przyrody, w tym utratę i fragmentację siedlisk, zgodnie z artykułem z marca 2022 r. cytowanym przez National Wildlife Foundation. 

Autorzy nowego badania zauważyli, że zanieczyszczenie świetlne jest rosnącą przyczyną spadku liczebności owadów, odnosząc się do raportu z września 2020 r., w którym stwierdzono, że sztuczne światło wpływa na zachowania ćmy, jeśli chodzi o rozmnażanie i rozwój larw.

Nowe odkrycia mogą pomóc w ochronie przyrody, napędzając badania nad tym, jak zminimalizować wpływ zanieczyszczenia świetlnego na owady, powiedział Dombroskie. „Zawsze zalecam, że jeśli światło nic nie robi, należy je wyłączyć.”