De tappar koll på himlen

By | February 3, 2024

Den här artikeln har granskats i enlighet med Science X:s redaktionella process och policys. Redaktörerna har lyft fram följande attribut samtidigt som de säkerställer innehållets trovärdighet:

verifierad

peer reviewed publikation

pålitlig källa

skriven av forskare

korrekt


Effekten av det reflekterade ljuset berodde till stor del på om det kom underifrån eller ovanför insekten. Kreditera: Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44785-3

× nära


Effekten av det reflekterade ljuset berodde till stor del på om det kom underifrån eller ovanför insekten. Kreditera: Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44785-3

Det är en observation lika gammal som människor som samlas runt lägereldar: ljuset på natten kan locka till sig mängder av insekter som snurrar oberäkneligt i cirklar. Inom konst, musik och litteratur är detta skådespel en bestående metafor för farliga men oemotståndliga attraktioner. Och att titta på deras frenetiska rörelser ger verkligen känslan av att något är fel: att istället för att hitta mat och undvika rovdjur, är dessa nattpiloter fångade av ett ljus.

Tyvärr har århundraden av att bevittna vad som händer skapat liten säkerhet om varför det händer. Hur förvandlar ett enkelt ljus snabba, exakta navigatorer till hjälplösa, fladdrande fångar? Vi är forskare som undersöker flygning, syn och evolution, och vi har använt höghastighetsspårningstekniker i forskning publicerad i Naturkommunikation att ge ett svar.

Mal till lågan?

Många gamla förklaringar till detta hypnotiska beteende har inte riktigt fungerat. En av de första föreställningarna var att insekter kunde attraheras av värmen från en låga. Detta var intressant, eftersom vissa insekter faktiskt är pyrofila: de attraheras av eld och har utvecklats för att dra fördel av förhållandena i nyligen brända områden. Men de flesta insekter runt en lampa faller inte i denna kategori, och coola lampor lockar dem ganska bra.

En annan idé var att insekter attraherades direkt till ljus, ett svar som kallas phototaxis. Många insekter rör sig mot ljus, kanske som ett sätt att fly från en mörk eller instängd miljö. Men om detta var förklaringen till kluster runt ett ljus, skulle man kunna förvänta sig att de skulle kollidera direkt med källan. Den här teorin förklarar lite för vilda cirkulerande beteende.


Kredit: UIF

Ännu en idé var att insekter kunde missta ett närliggande ljus för månen, medan de försökte använda himmelsnavigering. Många insekter vänder sig till månen för att hålla sig på rätt spår på natten.

Denna strategi är baserad på hur objekt på långt avstånd ser ut att flyta på plats när du rör dig längs en rak bana. En fast måne indikerar att du inte gjort några ofrivilliga svängar, som du skulle göra om du träffades av en vindpust. Närmare föremål verkar dock inte följa dig på himlen, utan faller efter när du passerar.

Himmelsnavigeringsteorin ansåg att insekter arbetade för att hålla denna ljuskälla stabil och svängde kraftigt i ett misslyckat försök att flyga i en rak linje. Det är en elegant idé, men den här modellen förutspår att många flygningar kommer att gå i spiral mot en kollision, som vanligtvis inte matchar de banor vi ser. Så vad är det som händer egentligen?

Att vända ryggen mot ljuset

För att undersöka denna fråga i detalj, har vi och våra kollegor tagit höghastighetsvideor av insekter runt olika ljuskällor för att exakt bestämma flygbanor och kroppsställningar, både i laboratoriet vid Imperial College London och på två platser. fältet i Costa Rica, CIEE och den biologiska stationen. Vi fann att deras flygmönster inte stämmer överens med några befintliga modeller.


Artificiellt ljus på natten stör insekters normala flygmönster. Den här samlingsvideon visar ett motiv av orbitalt beteende där insekter kretsar runt ljuset.

Snarare pekade ett stort antal insekter hela tiden med ryggen mot ljusen. Detta är ett känt beteende som kallas ryggljusrespons. I naturen, förutsatt att mer ljus faller från himlen än från marken, hjälper detta svar till att hålla insekter i rätt orientering för flygning.

Men att peka med ryggen mot närliggande konstgjorda ljus förändrar deras flygvägar. Precis som flygplan vänder för att svänga, ibland rullande tills marken ser nästan rakt ut från fönstret, snurrar insekter också. När deras ryggar är orienterade mot ett närliggande ljus, cirklar den resulterande skolan dem runt ljuset, cirklar men sällan kolliderar.

Dessa omloppsbanor var bara ett av de beteenden vi observerade. När insekter flög direkt under ett ljus, böjde de sig ofta uppåt när det passerade bakom dem och höll ryggen mot glödlampan tills de slutligen flög uppåt, stannade och föll från luften. Ännu mer övertygande, när insekterna flög rakt över ett ljus, tenderade de att vända sig om, återigen vände ryggen mot ljuset men kraschade sedan plötsligt.

Varför har en ryggljusrespons?

Även om nattljus kan skada andra djur (till exempel genom att avleda flyttfåglar mot stadsområden), verkar större djur inte förlora sin vertikala orientering. Så varför förlitar sig insekter, den äldsta och mest artrika gruppen av flygblad, på ett svar som gör dem så sårbara?


Tre olika snurrbeteenden observerades där flygande insekter vänder ryggen till artificiellt ljus. Kreditera: Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44785-3

× nära


Tre olika snurrbeteenden observerades där flygande insekter vänder ryggen till artificiellt ljus. Kreditera: Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44785-3

Kanske har det att göra med dess ringa storlek. Större djur kan känna av gravitationen direkt med sensoriska organ som attraheras av deras acceleration, eller någon acceleration. Människor använder till exempel det vestibulära systemet i vårt inneröra, vilket reglerar vårt balanssinne och vanligtvis ger oss en god uppfattning om vilken riktning vi är vända neråt.

Men insekter har bara små sensoriska strukturer. Och speciellt när man utför snabba flygmanövrar ger accelerationen bara en dålig indikation på vilken riktning de är vända nedåt. Istället verkar de satsa på himlens ljusstyrka.

Före modern belysning var himlen vanligtvis ljusare än marken, dag eller natt, så det gav en ganska tillförlitlig signal för en liten aktiv flygare som hoppades behålla en stabil orientering. Konstgjorda ljus som saboterar denna förmåga, genom att signalera insekter att flyga i cirklar, är relativt nya.

Det växande problemet med nattbelysning

När ny teknik sprids sprids ljusen som genomsyrar natten snabbare än någonsin. Med introduktionen av billiga, ljusa, bredspektrade lysdioder ser många områden, som storstäder, aldrig en mörk natt.

Insekter är inte de enda varelser som drabbas. Ljusföroreningar stör dygnsrytmer och fysiologiska processer hos andra djur, växter och människor, ofta med allvarliga hälsokonsekvenser.

Men insekter fångade runt ett ljus verkar få det värsta av det. Kan inte hitta mat, lätt att upptäcka av rovdjur och benägna att bli utmattad, många dör innan morgonen kommer.

I princip är ljusföroreningar en av de enklaste sakerna att åtgärda, ofta med en knapptryckning. Att begränsa utomhusbelysningen till ett användbart, riktat varmt ljus, inte starkare än nödvändigt och under kortare tid än nödvändigt, kan avsevärt förbättra hälsan hos nattliga ekosystem. Och samma metoder som är bra för insekter hjälper till att återställa utsikten över natthimlen: Mer än en tredjedel av världens befolkning bor i områden där Vintergatan aldrig är synlig.

Även om insekter som kretsar runt ett ljus är en fascinerande syn, är det utan tvekan bättre för insekterna och de fördelar de ger människor när vi lämnar natten utan ljus och låter dem utföra de aktiviteter de gör så mästerligt under natthimlen. .

Mer information:
Samuel T. Fabian et al, Varför flygande insekter samlas i artificiellt ljus, Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-44785-3

Tidningsinformation:
Naturkommunikation

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *