Jak sztuczne światło nocne zmienia życie ptaków? Najnowsze badania

Spis treści:

1. Biologiczny zegar ptaków pod presją światła
2. Sztuczne światło zaburza życie ptasich rodzin
3. Jak chronić ptaki wędrowne przed światłem?
4. Kolejne odkrycia są przed nami

Najnowsze badania międzynarodowych zespołów naukowców, w tym badaczek z Uniwersytetu Jagiellońskiego, pokazują, że sztuczne światło nocne (ALAN – artificial light at night) oddziałuje na ptaki na wielu poziomach – od fizjologii, przez zachowanie, aż po funkcjonowanie całych rodzin. Mechanizmy obserwowane u ptaków okazują się przy tym zaskakująco podobne do tych zachodzących u ludzi, którzy również są istotami dziennymi, zależnymi od zegara biologicznego i naturalnego cyklu światła.

Biologiczny zegar ptaków pod presją światła

Zarówno ludzie, jak i ptaki, funkcjonują zgodnie z wewnętrznym zegarem biologicznym, który synchronizowany jest głównie przez naturalny cykl dnia i nocy. Kluczową rolę w tym procesie odgrywa melatonina – hormon wydzielany w ciemności, regulujący sen, aktywność i wiele procesów metabolicznych. Sztuczne światło nocne zaburza ten mechanizm, tłumiąc wydzielanie melatoniny i dezorganizując rytmy dobowe.

Potwierdza to globalna analiza w „Ecology Letters” – jednym z najwyżej punktowanych międzynarodowych czasopism naukowych, zajmujących się ekologią. Wykazano, że ekspozycja na światło nocne prowadzi do wyraźnych zmian behawioralnych i fizjologicznych u ptaków. Należą do nich zaburzenia aktywności dobowej i regulacji snu, zwiększenie tempa metabolizmu czy przyspieszenie cyklu rozrodczego.

Co ciekawe, badania te nie wykazały jednoznacznego, krótkoterminowego wpływu tych zmian na sukces rozrodczy lub kondycję ciała ptaków. Sugeruje to, że wiele gatunków potrafi kompensować negatywne skutki światła, wykorzystując swoją plastyczność – zdolność dostosowania się do zmiennych warunków środowiska. Badacze podkreślają jednak, że koszty takiej kompensacji mogą ujawniać się dopiero w dłuższej perspektywie czasowej. Wyniki pokazały także, że silniejsze efekty światła obserwuje się u osobników dorosłych, w tym samic. Szczególnie wrażliwe na ALAN, czyli sztuczne światło nocne – są ptaki wędrowne.

Sztuczne światło zaburza życie ptasich rodzin

Skutki światła nocnego pokazuje eksperyment terenowy na szwedzkiej wyspie Gotlandii, przeprowadzony na muchołówce białoszyjej (Ficedula albicollis) – gatunku małego ptaka o czarno-białym upierzeniu, zamieszkującego Europę i i wielkością zbliżonego do wróbla domowego (Passer domesticus). Eksperyment opublikowano w czasopiśmie „Proceedings of the Royal Society B”, wydawanym przez brytyjskie The Royal Society (Londyńskie Towarzystwo Królewskie).

W naturalnych warunkach, wybrane skrzynki lęgowe zostały wyposażone w nocne oświetlenie LED, odpowiadające poziomowi światła spotykanemu w środowiskach przekształconych przez człowieka. Dzięki całodobowemu monitoringowi za pomocą kamer naukowcy mogli szczegółowo prześledzić interakcje między pisklętami a ich rodzicami.

Okazało się, że sztuczne światło silnie zaburza rytm aktywności młodych ptaków, a noc dla piskląt to okres niemal całkowitego spokoju. W oświetlonych gniazdach nocą sytuacja wyglądała inaczej – pisklęta często żebrały o pokarm. Dla ich organizmów noc przestawała być nocą, a granica między dniem a nocą ulegała zatarciu. Zmiana zachowania piskląt uruchamiała reakcję rodziców – dorosłe ptaki wydłużały swój czas aktywności średnio o ok. 40 minut dziennie. Paradoksalnie jednak większy wysiłek nie przekładał się na lepsze efekty, ponieważ liczba karmień w przeliczeniu na godzinę malała.

W rezultacie dochodziło do rozregulowania zsynchronizowanego systemu, w którym potrzeby piskląt i reakcje rodziców zwykle idealnie wpisują się w rytm dnia. Pisklęta z oświetlonych gniazd, gdy już nadszedł czas samodzielności, opuszczały je później, co wskazuje na wolniejsze tempo ich rozwoju i dłuższą zależność od rodziców. Zaobserwowano również spadek przeżywalności młodych ptaków w późniejszym etapie rozwoju, choć całkowita liczba odchowanych młodych nie różniła się istotnie od tej w gniazdach bez sztucznego światła.

Jak chronić ptaki wędrowne przed światłem?

Dla ptaków wędrownych, takich jak muchołówka białoszyja, nawet niewielkie opóźnienia rozwojowe mogą mieć dalekosiężne konsekwencje. Ich cykl życiowy jest ściśle zsynchronizowany z porami roku – rozwój, pierzenie i migracja muszą następować w odpowiednim czasie. Zakłócenia jednego etapu mogą obniżać szanse przeżycia i sukces rozrodczy w kolejnych sezonach.

Oba badania pokazują, że sztuczne światło nocne oddziałuje systemowo – na fizjologię, rytmy dobowe, relacje społeczne i rozwój młodych ptaków. Jednocześnie jest to czynnik środowiskowy, którego negatywne skutki stosunkowo łatwo ograniczyć. Natężenie światła szybko maleje wraz z odległością od źródła, a samo oświetlenie można projektować mądrzej – ograniczając jego intensywność i zasięg tam, gdzie jest to możliwe lub wygaszając je nocą. Takie zmiany mogą znacząco zmniejszyć wpływ na przyrodę, nie odbierając ludziom poczucia bezpieczeństwa.

W obliczu postępującej urbanizacji badania te podkreślają potrzebę traktowania zanieczyszczenia świetlnego na równi z hałasem czy zanieczyszczeniami chemicznymi. Choć jego skutki bywają subtelne, mogą z czasem prowadzić do głębokich zmian w funkcjonowaniu populacji nie tylko ptaków, ale i całych ekosystemów.

Kolejne odkrycia są przed nami

Obecnie zespół dr hab. Joanny Sudyki z Instytutu Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego finalizuje analizy ekspresji genów zegara biologicznego i układu odpornościowego z eksperymentu na muchołówkach. Jest to jeden z największych zestawów danych tego typu, obejmujący również analizy hormonów, w tym kortykosteronu, melatoniny i greliny. Ta ostatnia, tzw. „hormon głodu”, jest szczególnie obiecująca, ponieważ po raz pierwszy w badaniach terenowych pokazane zostaną jej zmiany w odpowiedzi na ALAN. W przeciwieństwie do laboratoriów, gdzie warunki są sztucznie kontrolowane, eksperyment w naturalnym środowisku pozwala ustalić bezpośrednią przyczynę – realne działanie nocnego światła w życiu dzikich ptaków. Szczegóły zostaną przedstawione w nadchodzących publikacjach.

Źródła: Publikacje o wpływie sztucznego światła ukazały się w czasopismach naukowych – „Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences” i „Ecology Letters”. Powstały w ramach prac dyplomowych doktorantki Sayuri Diaz-Palmy i magistrantki Juliette Champenois z Instytutu Nauk o Środowisku UJ. Badania realizowane są pod kierunkiem dr hab. Joanny Sudyki w ramach projektu NCN we współpracy z badaczami z INoŚ, Uniwersytetu Warszawskiego oraz ośrodków w Szwecji (Uniwersytet w Uppsali), Szwajcarii (Swiss Ornithological Institute), Hiszpanii (Stacja Biologiczna Doñana) i Szkocji (University of Glasgow).

Nasz autor

Aleksander Kusznir

Od lat łączy pasję do ptaków z fotografią i edukacją przyrodniczą. Wspołpracuje z „National Geographic Polska”, gdzie opowiada o świecie natury – zarówno tej, którą spotyka na codzień, jak i bardziej egzotycznej. Najchętniej o dzikiej przyrodzie, jej ochronie i niezwykłych zachowaniach zwierząt. Pracuje też w laboratorium weterynaryjnym, gdzie na co dzień ma możliwość badania różnych gatunków zwierząt. Inspirację czerpie z podróży i nowych doświadczeń, a twórczą energię najłatwiej odnajduje przy filiżance dobrej kawy – najlepiej pośród śpiewu ptaków.