Среда, 21 февраля, 2024
ДомойНаукаМотыльки в пламя: тысячелетняя тайна о насекомых и ночном свете наконец раскрыта

Мотыльки в пламя: тысячелетняя тайна о насекомых и ночном свете наконец раскрыта

- Advertisement -

С тех пор, как люди впервые начали использовать огонь, мы задавались вопросом, почему насекомые обладают непреодолимым влечением к свету. С современным использованием электричества загадка приобрела новое значение, поскольку наши огни нарушают поведение насекомых по всей планете. Теперь ученые говорят, что они выяснили, почему насекомых привлекает пламя. Кредит: Сэм Фабиан

Ученые обнаружили, что насекомые ночью держат спину к источникам света, и такое поведение предполагает, что искусственное освещение нарушает их естественную навигацию. Это открытие, основанное на кадрах высокоскоростной камеры, бросает вызов давним убеждениям и подчеркивает влияние искусственного освещения на поведение насекомых и их сохранение.

Ночью в облачном лесу Коста-Рики небольшая группа ученых со всего мира включила свет и стала ждать. Вскоре из темноты появились насекомые, большие и маленькие. Мотыльки с пятнами, похожими на немигающие глаза, на каждом крыле. Блестящие панцирные жуки. Летит. Однажды даже богомол. Каждый исполнял один и тот же гипнотический, головокружительный танец вокруг лампочки, словно прикрепленный к ней невидимой веревкой.

Волнение охватило группу исследователей, хотя это явление не было для них новым. Разница в том, что теперь у них есть передовые технологии и высокоскоростные камеры, способные фиксировать быстрые, безумные орбиты, чтобы составить карту трудно отслеживаемых движений сотен насекомых и раскрыть секреты, почему они так странно ведут себя в условиях света. ночью.

Исследовательский проект стартовал в лаборатории Лина, где работает Фабиан, и где есть арена для захвата движения, подобная той, что используется в кино, только в масштабе насекомого. Кредит: Сэм Фабиан

Раскрытие поведения насекомых

В данных обнаружилась удивительная деталь: в полете насекомые держались спиной к искусственному источнику света.

«Вы смотрите видео в замедленном режиме и видите, что это происходит снова и снова», — сказал Яш Сондхи, недавний доктор биологических наук ПФР. аспирант и действующий научный сотрудник Музея естественной истории Флориды. «Может быть, когда люди замечают это, например, возле фонарей на крыльце или уличного фонаря, создается впечатление, что они летят прямо на него, но это не так».

Это никогда ранее не документированное поведение, опубликованное в журнале. Природные коммуникациидает новое объяснение и, хотя оно подтверждает, что свет губителен для насекомых, оно также предлагает новое понимание проблемы сохранения природы.

Маленькие маркеры были прикреплены в форме буквы L вдоль спинок нескольких мотыльков и стрекоз, поэтому, когда они летали вокруг света, они также собирали данные о том, как они катятся, вращаются и перемещаются в трехмерном пространстве. Кредит: Сэм Фабиан

На протяжении миллионов лет насекомые развивались и становились мастерами полета, полагаясь на самое яркое, что они видят — небо. Сегодня освещенный мир бросает вызов их инстинктам. Насекомые думают, что найденное ими самозваное «небо» — настоящее, и попадают в ловушку изнурительного цикла, пытаясь сохранить ориентацию. Это тщетное усилие, которое приводит к неуклюжим маневрам и случайным падениям прямо на свет.

Гравитация, полет и искусственный свет

Хорошее понимание гравитации является обязательным для всех животных.

Особенно летающие, такие как насекомые, которые совершают полетные подвиги, превосходящие способности пилотов-людей. Во время полета они испытывают такое быстрое ускорение, что их чувство гравитации становится ненадежным. Им нужно небо, даже ночью, чтобы определить, в каком направлении находится верх, и двигаться вперед, сохраняя контроль в воздухе. Однако искусственный свет нарушает эту систему.

Сонди начал соединять точки зрения между зрением насекомых, светом и полетом, когда в 2017 году присоединился к лаборатории доцента биологии ПФР Джейми Теобальда.

Однако работа действительно сдвинулась с мертвой точки, когда он нашел группу специалистов в области полета насекомых и сенсорных систем, которые были полны решимости собрать и обдумать поток трехмерных полетных данных, чтобы увидеть, что же было обнаружено, если вообще что-то было обнаружено.

Насекомые летали сложными оборотами вокруг искусственного источника света, держась спиной к лампочке, которую они, кажется, не могли отличить от ночного неба. Кредит: Сэм Фабиан

Революционные открытия и соображения на будущее

В эту группу входили Сондхи и Теобальд, а также Сэм Фабиан и Хуай-Ти Линь из Имперский колледж Лондони Пабло Аллен из Совета по международному образовательному обмену в Монтеверде, Коста-Рика.

Исследовательский проект стартовал в лаборатории Лина, где работает Фабиан, и где есть арена для захвата движения, подобная той, что используется в кино, только в масштабе насекомого.

Фото: Музей Флориды.

Маленькие маркеры были прикреплены в форме буквы L вдоль спинок нескольких мотыльков и стрекоз, поэтому, когда они летали вокруг света, они также собирали данные о том, как они катятся, вращаются и перемещаются в трехмерном пространстве.

«В одном из самых первых экспериментов я позволил большой желтой подкрылковой бабочке вылететь из моей руки и пролететь прямо над УФ-лампой, и она тут же перевернулась вверх тормашками», — рассказал он. «Но тогда мы не знали, будет ли поведение, которое мы видели и измеряли в лаборатории, также наблюдаться в дикой природе».

Прикрепление устройств слежения к мелким насекомым требовало терпения, ловкости и практики. Фото: Музей Флориды, автор: Джефф Гейдж.

Финансирование National Geographic помогло команде отправиться с камерами в Коста-Рику — страну, богатую разнообразной жизнью насекомых, — чтобы выяснить это.

В общей сложности они собрали более 477 видеороликов, охватывающих более 11 отрядов насекомых, а затем использовали компьютерные инструменты для реконструкции точек на трехмерных траекториях полета. Вместе с данными захвата движения исследователи пришли к выводу, что все разновидность на самом деле переворачивался вверх тормашками под воздействием света, точно так же, как большое желтое нижнее крыло в лаборатории.

Чтобы проверить свою теорию в дикой природе, команда отправилась на Биологическую станцию ​​Монтеверде в Коста-Рике, где установила огни под пологом тропического леса. 1 кредит

«Это был доисторический вопрос. В самых ранних источниках люди замечали это возле огня», — сказал Теобальд. «Оказывается, все наши предположения о том, почему это происходит, оказались ошибочными, так что это определенно самый крутой проект, в котором я участвовал».

Хотя исследование подтверждает, что свет вреден для насекомых, оно также предполагает, что направление света имеет значение. Хуже всего — лампочка, обращенная вверх, или просто голая лампочка. Укрытие или защита могут быть ключом к компенсации негативного воздействия на насекомых.

Тип света, который наиболее вреден для насекомых, исходит от лампочек, направленных вверх, и лампочек без покрытия. Укрытие или защита могут быть ключом к компенсации негативного воздействия на насекомых. Кредит: Сэм Фабиан

Команда также думает о светлых тонах, например, о том, имеют ли холодные и теплые тона разное воздействие. И, конечно же, до сих пор необъяснимая загадка притяжения к свету — и то, как оно вообще происходит на больших расстояниях.

«Раньше мне говорили, что нельзя спрашивать, почему такие вопросы, как этот, что в этом нет смысла», — сказал Сондхи. «Но, проявив настойчивость и найдя нужных людей, мы нашли ответ, о котором никто из нас даже не думал, но это так важно для повышения осведомленности о том, как свет влияет на популяции насекомых, и информирования об изменениях, которые могут им помочь».

Ссылка: «Почему летающие насекомые собираются при искусственном освещении», Сэмюэл Т. Фабиан, Яш Сондхи, Пабло Э. Аллен, Джейми К. Теобальд и Хуай-Ти Линь, 30 января 2024 г., Природные коммуникации.
DOI: 10.1038/s41467-024-44785-3

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме