光污染对蜣螂的影响

                                                                       

要点

  • 蜣螂利用银河系等自然天体的线索进行定向,但来自城市的光污染会掩盖这些线索.
  • 在受光污染的地点,蜣螂无法使用星光进行定位,而是转而使用更简单的信标策略.
  • 这种信标策略导致对人造光的吸引力,这可能对甲虫和其他夜行动物有害.

当一堆新鲜的粪便落到地面上时,粪甲虫很快就会到达.蜣螂的种类实在是太多了,为了避免相互竞争,不同种类的蜣螂轮流出现.

第一个出现在现场的是快速飞行的隧道工,他们直接钻入粪堆.接下来到达的是囤积者,甲虫在他们的洞穴和粪堆之间来回奔跑.压路机通常是最后出现的粪甲虫,因此竞争已经非常激烈.为避开挖土工和囤积者,滚粪甲虫会为自己制造一个粪球,然后将其滚离堆肥.

然而,这些甲虫仍然有他们的同伴要对付,而且他们也不会偷走另一只甲虫的粪球.最好的策略是尽快将球滚离粪堆.

“这听起来像是一项简单的任务,但它需要一件事:一个指南针,让你保持直线前进,"德国维尔茨堡大学的詹姆斯福斯特说,他是一项新的蜣螂研究的合著者. “这将阻止您返回原点."

为了直线滚动,蜣螂会仰望天空.白天,这意味着使用太阳和天空中的偏振光图案作为指南针.到了晚上,蜣螂可以依靠月亮或星星.

福斯特研究的非洲蜣螂在晚上 8 点之间最为活跃.和凌晨 3 点.实验表明,他们利用银河系的微弱光芒来保持直线航向.

数千年来,他们一直以这种方式航行,启发古埃及人将蜣螂与太阳从一个地平线移动到另一地平线的运动联系起来.但是当夜空被光污染遮蔽时会发生什么?

星光

侵蚀光污染威胁着许多动物所适应的黑暗.即使是更多农村地区的动物也可能会受到天光形式的间接污染,这种污染可能远远超出城市中心.

福斯特想知道光污染会如何影响使用相对昏暗的星星作为指南针的动物.因此,在最近的一项研究中,他和他的同事们测试了蜣螂在各种条件下沿直线滚动粪球的能力.研究人员同时对天空纯净的乡村地区的一组甲虫和天空光污染严重的约翰内斯堡市中心的另一组甲虫进行了实验.他们比较了两个地点在月光、星光或阴天的不同夜晚的定向行为.

第一个实验产生了令人惊讶的结果:蜣螂通常在光污染的地点有更好的定向.农村地区的甲虫在晴朗的夜晚表现良好,但在阴天看不到星星时会迷失方向.但就在同一天晚上,在市区,甲虫仍在直线滚动它们的粪球.

对福斯特来说,这表明他们依赖的不是星罗盘.事实上,当他的团队查看甲虫的踪迹时,他们看到农村场地的粪甲虫向四面八方分散,这有助于他们避免竞争,但在城市中,他们倾向于瞄准明亮建筑物的灯光并移动对着他们.

接下来,福斯特和他的同事在一个有围墙的竞技场中重复了同样的实验,该竞技场将甲虫从明亮的建筑物的光线中屏蔽了出来,但留下了 30 度的天空.现在他们看到了相反的情况——农村地区的甲虫方向明确,而城市地区的甲虫完全迷失了方向.

“这让我们得出结论,甲虫可能会通过恢复到一种更简单的导航方式来弥补它们失去星罗盘的事实:瞄准单个明亮的灯光并朝它们移动,"福斯特说.

的确,这就是研究人员在使用单个泛光灯在农村地区重复实验时所证实的.随着泛光灯的关闭,甲虫正常散去.但如果研究人员打开泛光灯,甲虫就会改变策略,全都朝着同一个方向滚向光.

拯救夜空

这个策略——朝着你看到的最亮的光移动——在月亮或星星闪耀时在自然界中起作用.但随着人类活动造成的光污染日益严重,这可能是一场灾难.

对于蜣螂而言,光污染可能会增加甲虫相互碰撞和的可能性.但它也引导他们走向他们应该避免的环境的一部分:柏油覆盖的城市中心,这些地方是试图掩埋粪球的可怕地点.

许多其他动物依靠夜空来定位和迁徙.福斯特说,他和他的团队在粪甲虫中小规模观察到的情况可能会在候鸟和飞蛾中大规模发生,从而将它们带向城市和灯火通明的建筑物.

“我们的结果表明,这些并不是完全迷失方向的动物,"他说. “这些动物因将光引入环境并恢复到更简单的策略而不知所措.

“不幸的是,事实证明这将他们引向了完全错误的方向."

在减轻光污染方面已经做了一些工作,但主要集中在保护夜空以维护人类的健康和幸福.虽然这很重要,但 Foster 认为不应忽视动物王国的其他部分.

“在人类给野生动物造成的所有问题中,这可能是最容易管理的问题之一,"他说. “与可以在环境中持续数代的化学污染不同,光子只是被吸收或消失在太空中.

“这确实是一个我们可以以光速解决的问题."

福斯特建议采取措施,例如关闭夜间照明并适当屏蔽路灯或其他灯,以防止杂光侵入更广阔的环境.

“在这个过程中,我们不仅会让这个世界成为我们更宜人的地方,也会让那些试图在夜间寻路的动物们变得更美好."

参考资料

Foster JJ、Tocco C、Smolka J、Khaldy L、Baird E、Byrne MJ、Nilsson D、Dacke M.光污染迫使蜣螂定向行为发生变化. Current Biology,2021 年 7 月 29 日在线提供.

                       

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