Най-накрая се разбра защо насекомите се привличат от светлините

Всъщност изкуствената светлина не привлича насекомите, а пречи на системите им за контрол, които използват, за да се ориентират при летене.

"Нашите резултати показват, че изкуственото осветление може да улавя само преминаващи насекоми, а не да ги привлича директно от по-далечно разстояние", пишат Самюел Фабиан (Samuel Fabian) от Имперския колеж в Лондон и колегите му в статия на сървъра за препринти bioRxiv.

Досега водещата научна хипотеза бе, че насекомите използват лунната светлина, за да се ориентират през нощта, и бъркат изкуствените светлини с луната. Но тази идея за небесна навигация не обяснява защо насекомите, които летят само през деня, също се събират около светлини. Тя също така предвижда, че насекомите ще летят спираловидно към светлините, което не е така.

За да разберат какво се случва наистина, Фабиан и колегите му заснемат с високоскоростна камера насекоми в дивата природа около светлинни източници, а също така използват улавяне на движението в заграждение, за да проследят точните движения на други насекоми, включително водни кончета и молци.

Това разкрива три забележителни начина на поведение.

Първо, когато насекомите летят над светлината, те често се обръщат и се опитват да летят с главата надолу, което ги кара да падат.

Второ, точно след като насекомите преминат под светлината, те започват да правят кръгове нагоре. Когато ъгълът им на изкачване стане твърде стръмен, те губят сили и започват да падат.

Трето, когато насекомите се приближат към светлината отстрани, те могат да я заобиколят или започват да обикалят около нея.

Видеоклиповете показват, че насекомите летят под прав ъгъл към светлините, а не директно към тях. Въпреки това, тъй като в резултат на обръщането и спирането понякога насекомите падат върху светлинния източник, но с просто око може да изглежда, че те летят умишлено към светлините.

Общото за трите поведения е, че насекомите държат гърба си към светлината, отбелязват Фабиан и колегите му, така че те предполагат, че светлините предизвикват така наречената гръбна светлинна реакция или дорзален светлинен рефлекс (dorsal light response).

Този рефлекс, който съществува при някои риби, както и при много насекоми, е кратък път за животните да разберат къде е нагоре и да запазят тялото си изправено. Този рефлекс се основава на факта, че дори през нощта най-светлото полукълбо в зрителното поле обикновено е горе.

Съществуват обстоятелства, при които гръбната светлинна реакция може да заблуди насекомото, например на зазоряване или при здрач. Но насекомите използват комбинация от методи, за да разберат коя посока е нагоре, и различните видове разчитат на дорзалния светлинен рефлекс в различна степен. Пеперудата Олеандрова вечерница (Daphnis nerii) и плодовите мушици например не се въртят в орбита в близост до светлини, установяват изследователите.

Въпреки това при много видове дорзалният светлинен рефлекс изглежда здраво заложен. При проста компютърна симулация изследователите установяват, че виртуалните насекоми, на които е даден гръбния светлинен рефлекс, също се обръщат, спират и обикалят по орбита, точно както на видеоклиповете.

Насекомите, летящи около светлинен източник в полето, показват 3 често срещани поведенчески мотива, които не се наблюдават при нормален полет: a орбита, b забавяне и c обръщане. (По-горе) Диаграмни изображения на трите поведенчески мотива. (По-долу) Наложени траектории на полета на насекоми, изпълняващи тези характерни модели около източници на ултравиолетова светлина. Кредит: DOI: 10.1101/2023.04.11.536486

Гръбната светлинна реакция е известна от десетилетия, но досега не е предлагана като обяснение на причините, поради които светлината привлича насекомите.

"Смятам, че е напълно правдоподобна идеята, че дорзалният светлинен рефлекс предизвиква това ротационно поведение, което улавя насекомите около светлините през нощта", разказва Роман Гулар (Roman Goulard) от Университета Лунд в Швеция, който през 2018 г. показа, че насочването на светлини нагоре отдолу прави вероятността сирфидните мухи да се разбият по-голяма.

Идеята изглежда по-подходяща и от други хипотези за това защо насекомите се събират около светлините. Освен небесната навигация, една от тях е, че насекомите летят към светлината като механизъм за бягство, защото в затворени пространства светлинните източници показват къде има пролуки. Но фактът, че насекомите рядко летят направо към светлините, изключва това, подчертават Фабиан и колегите му.

Друга идея е, че насекомите са заслепени от ярки светлини, но това не обяснява поведение като обикаляне в орбита. Много изследвания показват, че насекомите не се привличат от топлината на светлините.

Дорзалният светлинен рефлекс дава надежден отговор на въпрос, който съществува поне от римската епоха, посочва Рой ван Грюнсвен (Roy van Grunsven) от Dutch Butterfly Conservation в Нидерландия, който е изследвал ефекта на изкуствените светлини върху насекомите. "Никога не съм бил убеден в другите теории."

Тъй като Фабиан и колегите му са изследвали само това, което се случва в рамките на няколко метра от светлината, те не могат напълно да изключат привличането на светлината на по-голямо разстояние. Въпреки това те не смятат, че това е вероятно.

Авторите на изследването се надяват, че изследването им ще помогне да се намерят начини за свеждане до минимум на вредното въздействие на изкуственото осветление върху насекомите, което може би допринася за глобалното им намаляване.

"Намаляването на ярките, неекранирани и насочени нагоре светлини ще намали въздействието върху летящите насекоми през нощта", пишат изследователите.

Справка: Why flying insects gather at artificial light
Samuel T Fabian, Yash Sondhi, Pablo Allen, Jamie Theobald, Huai-Ti Lin bioRxiv DOI: 10.1101/2023.04.11.536486

Източник: We finally know why insects are attracted to lights, Michael Le Page,  New Scientist

Още по темата

17/11/2014

Животът

Защо насекомите обикалят в кръг около светлината?