Végre megoldódott egy több ezer éves rejtély a rovarokról és az éjszakai fényről

A tudósok felfedezték, hogy a rovarok éjszaka hátat fordítanak a fényforrásoknak, ami arra utal, hogy a mesterséges fények megzavarják természetes navigációjukat. Ez a nagysebességű kamerás felvételeken alapuló megállapítás megkérdőjelezi a régóta fennálló hiedelmeket, és rávilágít a mesterséges világítás rovarok viselkedésére és megőrzésére gyakorolt ​​hatására.

Éjszaka Costa Rica felhőerdőjében egy kis nemzetközi tudóscsoport felkapcsolt egy villanyt, és várt. Hamarosan kisebb és nagyobb rovarok szálltak alá a sötétségből. Minden szárnyon pillangók villogó szemekre emlékeztető foltokkal. Fényes páncélos bogarak. Ő repül. Egyszer még egy imádkozó sáska is. Mindegyikük ugyanazt a hipnotikus, szédítő táncot járta a lámpa körül, mintha egy láthatatlan szállal kapcsolódtak volna hozzá.

A kutatók körében terjedt az izgalom, pedig ez a jelenség nem volt újdonság számukra. A különbség az, hogy ma már kifinomult technológiával és nagy sebességű kamerákkal rendelkeznek – amelyek képesek a gyors, frenetikus pályák rögzítésére –, hogy feltérképezzék több száz rovar nehezen követhető mozgását, és felfedezzék a fény körüli bohóckodásaik okát körülvevő titkokat. Éjszaka.

A kutatási projekt Lin laborjában kezdődött, ahol Fabian dolgozik, és amelynek mozgásrögzítő arénája van, mint a filmekben, de csak akkora, mint a rovarok. Köszönetnyilvánítás: Sam Fabian

A rovarok viselkedésének kimutatása

Meglepő részlet derült ki az adatokból: repülés közben a rovarok hátukkal a mesterséges fényforrás felé fordultak.

„Lassított videókat néz, és újra és újra látja, hogy ez megtörténik” – mondja Yash Sondhi, a Floridai Nemzetközi Egyetem biológiai tudományok doktora. Diplomás és jelenlegi posztdoktori kutató a Floridai Természettudományi Múzeumban. „Lehet, hogy amikor az emberek észreveszik, például a tornác lámpái vagy az utcai lámpák körül, úgy tűnik, hogy egyenesen rárepülnek, de ez nem így van.”

Ez a korábban nem dokumentált viselkedés megjelent a folyóiratban Nature CommunicationsÚj magyarázatot kínál, és bár megerősíti, hogy a fény inaktiválja a rovarokat, egyben új megközelítést is kínál a természetvédelmi érdekhez.

Kis L-alakú címkéket ragasztottak sok lepkék és szitakötők hátára, így amikor a fény körül repültek, arról is adatokat gyűjtöttek, hogyan gurultak, fordultak és mozogtak a háromdimenziós térben. Köszönetnyilvánítás: Sam Fabian

Évmilliók során a rovarok úgy fejlődtek, hogy a legfényesebb dologra hagyatkozva repüljenek: az égboltra. Ma a kivilágosodott világ egy hurokra veti ösztöneit. A rovarok azt hiszik, hogy az általuk talált szélhámos „ég” az igazi, és egy kimerítő körforgás csapdájába esnek, és megpróbálnak tájékozódni. Hiábavaló erőfeszítés, amely ügyetlen manővereket és időnként frontális ütközést eredményez a fényben.

Gravitáció, repülés és mesterséges fény

A gravitáció jó ismerete minden állat számára kötelező.

Különösen azok, amelyek repülnek, mint például a rovarok, amelyek olyan repülési feladatokat hajtanak végre, amelyek meghaladhatják az emberi pilóták által végzett feladatokat. Repülés közben olyan gyors gyorsulást éreznek, hogy a gravitációs érzékelésük megbízhatatlanná válik. Szükségük van az égboltra, még éjszaka is, hogy tudják, melyik irányba kell fordulniuk és navigálniuk, miközben megőrzik az irányítást a levegőben. De a mesterséges fény összezavarja ezt a rendszert.

Sondhi a rovarok látása, a fény és a repülés közötti pontok összekapcsolását kezdte el, amikor 2017-ben csatlakozott Jamie Theobald, a Floridai Nemzetközi Egyetem biológia adjunktusának laborjához.

A munka azonban akkor kezdődött el igazán, amikor talált egy csoportot a rovarrepülés és az érzékelőrendszerek területén dolgozó szakemberekből, akik elhatározták, hogy összegyűjtik és tanulmányozzák a 3D-s repülési adatok áradatát, hogy megnézzék, mi derül ki, ha valami.

A rovarok összetett körökben repülnek a mesterséges fényforrás körül, hátukat a lámpának tartva, amelyet úgy tűnik, nem tudnak megkülönböztetni az éjszakai égbolttól. Köszönetnyilvánítás: Sam Fabian

Úttörő felfedezések és jövőbeli megfontolások

Ebbe a csoportba tartozott Sundy és Theobald, valamint Sam Fabian és Huai Ti Lin Imperial College Londonés Pablo Allen, a Costa Rica-i Monteverde-i Nemzetközi Oktatási Csere Tanácsának munkatársa.

A kutatási projekt Lin laborjában kezdődött, ahol Fabian dolgozik, és amelynek mozgásrögzítő arénája van, mint a filmekben, de csak akkora, mint a rovarok.

Jóváírás: Floridai Múzeum

Kis L-alakú címkéket ragasztottak sok lepkék és szitakötők hátára, így amikor a fény körül repültek, arról is adatokat gyűjtöttek, hogyan gurultak, fordultak és mozogtak a háromdimenziós térben.

„Az egyik első kísérletben hagytam, hogy egy nagy sárga pillangó a szárny alatt felszálljon a kezemből, és közvetlenül az UV lámpa fölé repüljön, és az azonnal felfordult” – mondta. „De akkor még nem tudtuk, hogy a laboratóriumban látott és mért viselkedés a vadonban is megfigyelhető-e.”

A nyomkövetők kis rovarokhoz való rögzítése türelmet, ügyességet és gyakorlást igényel. Köszönetnyilvánítás: A Floridai Múzeum fotója: Jeff Gage

A National Geographic finanszírozása segített a csapatnak Costa Ricába utazni – egy változatos rovaréletben gazdag országba –, hogy kiderítsék.

Összesen több mint 477 videót gyűjtöttek össze több mint 11 rovarrenddel, majd számítógépes eszközökkel rekonstruálták a repülési útvonalak mentén lévő pontokat 3D-ben. A mozgásrögzítési adatokkal kombinálva a kutatók mindent kitaláltak Osztályozás Valójában a fény hatására felfordultak, akárcsak a nagy sárga szárny a laborban.

Hogy a vadonban teszteljék elméletüket, a csapat a Costa Rica-i Estación Biológica Monteverde-be utazott, ahol fényeket állítottak fel egy trópusi esőerdő lombkorona alatt. Köszönetnyilvánítás: Yash Sondhi

„Ez egy történelem előtti kérdés volt. A korai írásokban az emberek észrevették ezt a tűz körül” – mondta Theobald. „Minden spekulációnk arról, hogy miért történt ez, tévesnek bizonyult, így határozottan ez a valaha volt legmenőbb projektem. része volt.”

Bár a tanulmány megerősíti, hogy a fény inaktiválja a rovarokat, azt is sugallja, hogy a fény iránya számít. A legrosszabb a felső lámpa vagy csak egy csupasz izzó. A letakarás vagy az árnyékolás kulcsfontosságú lehet a rovarokra gyakorolt ​​negatív hatások ellensúlyozásában.

A rovarok számára leginkább bosszantó fénytípus a felfelé irányuló izzókból származik, és azokból, amelyeknek nincs árnyéka. A letakarás vagy az árnyékolás kulcsfontosságú lehet a rovarokra gyakorolt ​​negatív hatások ellensúlyozásában. Köszönetnyilvánítás: Sam Fabian

A csapat a világosabb színekre is gondol, hiszen a hideg és meleg színek eltérő hatást fejtenek ki. Természetesen a még megmagyarázhatatlan rejtély övezi a fény iránti vonzódást, és azt, hogy ez hogyan fordul elő ilyen nagy távolságokon.

„Korábban azt mondták nekem, hogy nem lehet feltenni az ilyen kérdéseket, hogy miért, és nincs értelme ezeknek” – mondta Sondhi. „Ám a kitartásunk és a megfelelő emberek megtalálása révén olyan választ kaptunk, amelyre egyikünk sem gondolt igazán, de ez nagyon fontos ahhoz, hogy felhívjuk a figyelmet arra, hogy a fény hogyan befolyásolja a rovarpopulációkat, és tájékozódjunk azokról a változásokról, amelyek segíthetnek nekik.”

Hivatkozás: „Miért gyűlnek össze a repülő rovarok mesterséges fény alatt” Samuel T. Fabian, Yash Sondhi és Pablo E. Allen és Jimmy C. Theobald, Huai Ti Lin, 2024. január 30. Nature Communications.
doi: 10.1038/s41467-024-44785-3