Почему изменение цвета уличных фонарей может угрожать популяциям насекомых

Жизнь на Земле эволюционировала в условиях предсказуемых циклов дня и ночи. Но эта модель всё больше размывается. Спутниковые измерения показали, что с 2012 по 2016 год площадь, загрязнённая искусственным светом, ежегодно увеличивалась на 2%, проникая всё глубже в центры биоразнообразия, такие как тропические леса.

В этом контексте в Великобритании происходит важное изменение: замена старых, менее энергоэффективных натриевых уличных фонарей на белые светодиоды (LED). Хотя точную статистику получить сложно, большинство советов округов уже близки к полной замене.

LED-фонари обычно излучают белый свет, а натриевые лампы имеют характерный жёлтый оттенок. Это изменение цвета искусственного света, как прогнозируется, будет иметь серьёзные последствия для дикой природы, поскольку белые LED излучают свет во всём видимом спектре. Чем больше длин волн излучается, тем больше видов и биологических процессов может быть нарушено.

Под холодным светом ночи

Известно, что насекомые более чувствительны к более коротким, синим длинам волн света, которые практически отсутствуют в натриевом освещении. Биологические процессы, контролируемые дневным светом и внутренними циркадными ритмами (например, размножение), с большей вероятностью будут нарушены белыми LED.

Чтобы исследовать влияние перехода на белые LED на насекомых, учёные сосредоточились на гусеницах бабочек. Бабочки — не единственная группа, страдающая от светового загрязнения, но наиболее изученная. Взрослые особи могут преодолевать большие расстояния, а их гусеницы не уходят далеко от места вылупления, что позволяет точнее оценить влияние освещения на локальные популяции.

Исследователи из UK Centre for Ecology & Hydrology, Университета Ньюкасла и Butterfly Conservation изучили 27 участков в долине Темзы. Каждый участок имел освещённую и неосвещённую секции, разделённые буферной зоной не менее 60 метров. На освещённых секциях были установлены либо белые LED, либо натриевые лампы. Участки включали травяные обочины и живые изгороди, так как они поддерживают разные группы гусениц.

За три года было подсчитано 2478 гусениц. Результаты, опубликованные в Science Advances, оказались впечатляющими: освещение сократило количество гусениц на половину или треть. На освещённых участках почти всегда было меньше гусениц, чем на тёмных. На участках с белыми LED снижение численности было более резким по сравнению с участками с натриевыми лампами.

Учёные полагают, что причиной меньшего количества гусениц на освещённых участках стало то, что свет мешал самкам откладывать яйца — поведение, выработанное в темноте. Кроме того, взрослые бабочки могут привлекаться к фонарям, где становятся лёгкой добычей для летучих мышей. Долгосрочное сокращение численности бабочек было зафиксировано в некоторых частях Европы, особенно в Великобритании, где их количество с 1970-х годов сократилось на треть.

Исследование подтверждает гипотезу, что световое загрязнение могло способствовать сокращению численности ночных насекомых. Его важность относительно других причин (потери среды обитания, изменения климата) пока неизвестна. Однако необходимо снижать воздействие любых факторов, уменьшающих популяции насекомых, учитывая их фундаментальную роль в экосистемах как опылителей, хищников и добычи.

Хорошая новость: из всех причин утраты биоразнообразия световое загрязнение должно быть одним из самых простых для решения. Небольшие изменения в существующем освещении могут смягчить его экологический вред.

Здесь у LED есть преимущество перед традиционными технологиями. Их можно легко затемнять, интегрировать с датчиками движения (чтобы свет включался только при наличии людей) или в «умные» системы уличного освещения для снижения светового загрязнения.

Хотя городские планировщики часто предпочитают холодные белые LED, они бывают и других цветовых температур, включая тёплый белый свет с меньшим количеством синего. Некоторые места, включая Вустершир, внедрили красные LED-фонари, чтобы минимизировать disturbance для определённых видов летучих мышей.

Для насекомых данные о том, насколько изменение цвета LED помогает бороться с негативными последствиями, противоречивы. Некоторые исследования показывают, что красные LED хорошо предотвращают негативные эффекты, включая вмешательство в размножение. Другие же обнаружили, что красный свет может быть так же вреден, как и белый, в сокращении численности бабочек. Поэтому лучший вариант — уменьшить масштабы и интенсивность освещения.

Возвращение ночи

Решение других угроз биоразнообразию, таких как изменение климата, часто связано с долгими задержками между действием и результатом. В случае светового загрязнения таких лагов нет. Если свет выключить или затемнить в ранние часы, темнота возвращается немедленно, и ожидается быстрое восстановление дикой природы.

Конечно, уличные фонари существуют не просто так. Необходимы дополнительные исследования их негативных эффектов, а также более качественные данные об их пользе для общества (снижение числа ДТП, преступности, повышение чувства безопасности).

Полностью поняв все «за» и «против», можно разработать решения, которые максимизируют пользу уличного освещения для людей, минимизируя вред для экосистем насекомых, с которыми мы делим наши города.