Уличные фонари сделали листья городских деревьев слишком жесткими для насекомых

 

С расширением городов усиливается и световое загрязнение, особенно ночью, когда фонари освещают городские улицы. Китайские экологи решили выяснить, как искусственный свет влияет на различные характеристики листьев — от размера до насыщенности их питательными веществами. Оказалось, ночное освещение делает листву деревьев жестче, из-за чего насекомым-вредителям труднее их грызть. Искусственное освещение в ночное время — признанная форма светового загрязнения. Не так давно немецкий исследователь замерил, насколько сильно рок-фестиваль под открытым небом может повысить яркость ночного неба. Выяснилось, что в восемь раз. Такой неестественный световой шум влияет на животных, дезориентируя, например, вылупившихся морских черепах или ночных перелетных птиц.

Но яркие фестивали и концерты случаются нерегулярно, а улицы городов освещаются искусственным светом ежедневно — вернее, еженощно. Их влияние на окружающую среду, в особенности на растения, изучают давно. Известно, к примеру, что искусственное освещение снижает фотосинтетические способности растений, нарушает циркадный ритм и изменяет различные физические характеристики листьев. Однако, как именно они меняются и насколько сильно, пока не до конца ясно.

Чтобы восполнить этот пробел, необходимо изучать влияние светового загрязнения на экологические процессы растений в деталях. Этим занялась группа китайских исследователей. Специалисты оценили воздействие ночного освещения на защитные свойства ясеня пенсильванского (Fraxinus pennsylvanica) и софоры японской (Styphnolobium japonicum) и на питательность их листьев. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Plant Science. Оба этих вида распространены в Пекине, и у них разные особенности листвы. У софоры листья меньше и мягче, чем у ясеня, что делает их привлекательнее для разных травоядных насекомых.

Ученые случайным образом отобрали пробы листьев от 180 деревьев вдоль дорог, которые освещаются по ночам натриевыми лампами высокого давления с нейтрально белой цветовой температурой — это обычный источник света в Пекине. Затем экологи оценили чувствительность листьев к искусственному свету: замеряли их размер, площадь, жесткость, содержание танинов (дубильные вещества), воды, углерода, азота и фосфора.

Всего авторы статьи собрали почти пять с половиной тысяч листьев. Выяснилось, что искусственное освещение по ночам делает листья жестче у обоих видов деревьев и понижает количество питательных веществ в них. В частности, у софоры японской снизилось содержание фосфора и азота, а в листьях ясеня стало меньше танинов, но больше азота. Также размер этих листьев уменьшился. Примечательно, что чем больше искусственного света попадало на листья, тем хуже становились их питательность и привлекательность для насекомых. У ясеня, например, это зависело еще и от жесткости. Такой параметр подразумевает механическую защиту, мешающую насекомым-вредителям их грызть — минерам или галлицам. Интересно также, что чем грубее лист, тем дольше он разлагается, а это, в свою очередь, может нарушить круговорот питательных веществ.

Из-за искусственного освещения по ночам в мире стало светлее на 10%. Подобное световое загрязнение приводит к тому, что биоритмы многих живых существ сбиваются. Иногда это приводит к смерти организма. Страдают не только животные, но и растения.

Биологи выяснили, что у тех ясеней, которые были сильнее подвержены высокому уровню освещенности, были более высокие уровни азота, более мелкие листья и более слабая химическая защита. Это может быть связано с тем, что в нормальных условиях эти деревья нравятся травоядным насекомым меньше, поэтому растение может позволить себе направлять ресурсы на рост. Софоры японские, наоборот, в природе аппетитнее для насекомых, поэтому освободившиеся ресурсы тратили больше ресурсов на защиту от насекомых.

Ученые предполагают, что деревья, которые подвергаются воздействию искусственного света по ночам, могут дольше фотосинтезировать. Из-за этого такие деревья могут уделять больше ресурсов структурным соединениям — волокнам, что увеличивает прочность листьев.

Также в листьях тех экземпляров софоры японской, которые подвергались большему количеству искусственного освещения, было меньше питательных веществ (фосфора и других). Из-за этого насекомые менее охотно питались ими.

В целом у обоих видов деревьев увеличилась прочность листьев. Чем выше была освещенность в месте, где росло дерево, тем чаще ученые находили листья, которые насекомые не ели.

Ученые предупреждают, что изменение прочности листьев деревьев может привести к сокращению численности травоядных насекомых. Это, в свою очередь, уменьшит популяции хищных насекомых, насекомоядных птиц и так далее. Ученые также отмечают, что есть и другие факторы, которые могут снижать аппетит травоядных насекомых: например, большее количество света по ночам может сделать их более заметными для хищников. Поэтому специалисты хотят продолжить исследования, чтобы лучше понять эффекты искусственного освещения.