Светлое загрязнение, или искусственный ночной свет (АНС), — широко распространённое явление в районах с высокой плотностью населения. Обычно животные используют естественные внешние сигналы, такие как солнечный свет и температура, чтобы синхронизировать свои биологические ритмы с циклом дня и ночи. Однако известно, что АНС влияет на биологические ритмы животных, живущих в его зоне, изменяя физиологические, молекулярные и поведенческие механизмы, связанные с циклами сна и бодрствования (циркадные ритмы).
Новое исследование
В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the Royal Society B, учёные обнаружили, что АНС сильнее влияет на циркадные ритмы зебровых амадин (Taeniopygia guttata), когда они содержатся группами, по сравнению с изолированными птицами.
Хотя было известно, что социальные взаимодействия часто влияют на биологические ритмы многих организмов, предыдущие исследования воздействия АНС были сосредоточены в основном на изолированных животных. Это исследование даёт более глубокое понимание воздействия АНС в социальном контексте. Это особенно полезно, поскольку многие животные, такие как зебровые амадины, в дикой природе чаще живут в социальных сообществах.
Эксперимент
Эксперимент включал 104 птицы, разделённых на две группы. Несколько птиц погибло в ходе исследования, но это не повлияло на результаты эксперимента. Одну половину птиц содержали поодиночке в изолированных клетках, а другую половину — в небольших группах по шесть особей, по три самца и три самки в группе.
В течение первых трёх недель все птицы подвергались воздействию 12 часов света и 12 часов темноты. Затем каждую группу снова разделили на две примерно равные группы, причём две группы (одна изолированная, одна социальная) служили контролем, а другие группы (одна изолированная, одна социальная) подвергались воздействию АНС около 5 люксов ночью (по сравнению с 675 люксами дневного света) в течение 10 дней.
Исследователи наблюдали за птицами в течение ночи с помощью видео и записывали активность прыжков с помощью механизированного жёрдочка. Они обнаружили, что, хотя в обеих группах, подвергавшихся воздействию АНС, наблюдалась повышенная активность по сравнению с птицами с тёмными ночами, социальные группы проявляли значительно больше активности и становились активными раньше.
Изменения были также обнаружены в экспрессии генов, связанных с циркадными ритмами в гипоталамусе и печени, что сильно коррелировало с изменениями активности в группах, подвергавшихся воздействию АНС.
Хотя исследование показало заметное нарушение циркадных циклов, значительного изменения уровня мелатонина, гормона, важного для регуляции цикла сна и бодрствования, не произошло. Исследователи также отмечают, что со временем произошла некоторая степень акклиматизации к АНС, но значительные нарушения всё ещё наблюдались к концу десяти дней.
Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить долгосрочные последствия воздействия АНС в социальном контексте и изучить эффекты при различных уровнях интенсивности освещения от АНС. Авторы исследования пишут: «Мы использовали интенсивность света 5 люксов, что является высоким уровнем экологически значимого воздействия света, и использование более тусклых интенсивностей света, вероятно, приведёт к различиям в поведении, экспрессии генов и физиологии».
Будущие исследования подобного рода могут помочь усилиям по сохранению природы и смягчению последствий светового загрязнения для окружающих экосистем за счёт более глубокого понимания его воздействия.