Ослепленные светлячки и сбитые биоритмы. Чем световое загрязнение угрожает человеку и другим животным

Могила светлячков: как искусственный свет вредит жукам-светлякам

В тот вечер Сара Льюис, студентка из Северной Каролины, сидела с собакой на крыльце своего дома. «По-хорошему, мы должны были стричь наш газон, но мы никогда этого не делали, поэтому весь участок зарос. Вдруг из травы поднялось облако огоньков и стало летать вокруг меня, — вспоминает Сара. — Зрелище было невероятное. У меня даже дыхание перехватило». В сумраке над ее головой витали светлячки.

«Я стала думать, что же это такое происходит, что делают эти жучки и о чем друг с другом общаются?» — рассказывает Сара. Следующие тридцать лет она посвятит изучению этих насекомых.

В последние годы ее научная специализация становится всё актуальнее. Природоохранная организация Xerces Society заявила в 2019 году, что численность популяций светлячков в Северной Америке, «судя по всему, сокращается». Впрочем, точных данных на этот счет нет, потому что жуков-светляков трудно отслеживать.

Однако и в Великобритании, полагают ученые, жизнь этих насекомых под угрозой. В 2017 году натуралист Джон Тайлер изучил пятнадцать мест обитания светлячков в Англии и обнаружил заметное снижение их численности. «Даже в заповедниках их число уменьшается», — заявил он.

А в 2020-м Сара Льюис, сегодня профессор эволюционной и поведенческой экологии в американском Университете Тафтса, опубликовала вместе с коллегами обзор факторов, ставящих существование светлячков под угрозу. В основу исследования лег опрос 49 экспертов, изучающих этих насекомых в разных странах.

Главной опасностью ученые назвали утрату привычных мест обитания. Вторая по значимости угроза — световое загрязнение.

Международная ассоциация темного неба (англ. The International Dark-Sky Association, или IDA) определяет световое загрязнение как «неуместное или чрезмерное использование искусственного света». Его источниками могут быть дома, офисы, витрины магазинов, фонари вдоль улиц и шоссе, билборды, стадионы и многие другие светящиеся объекты, созданные человеком. Световое загрязнение может принимать множество форм от яркого направленного света до «небесного свечения» (англ. skyglow) — явления, при котором ночное небо кажется не темным, а скорее серо-голубоватым.

В 2018 году Сара Льюис и ее коллега Эвалон Оуэнс определили несколько способов, которыми световое загрязнение может навредить светлячкам. Во-первых, насекомым становится трудно распознавать важные объекты, например добычу. Во-вторых, искусственный свет может дезориентировать их во времени и пространстве.

Кроме того, проблемы возникают у самок некоторых видов светлячков, которые используют люминесценцию, чтобы привлекать самцов. Этим насекомым просто не по силам тягаться с огнями ночного города, и поэтому многие из них остаются без пары и потомства.

Наконец, яркий неестественный свет может и вовсе ослепить светлячков.

При этом глаза этих жуков особенно чувствительны к отдельным видам искусственного света, объясняет Алан Стюарт из Университета Сассекса. Глаза самцов этих насекомых приспособлены различать зеленый свет, исходящий от самок. Однако, как показало исследование Стюарта и его коллег, при появлении синего света самцам становится очень трудно отыскать пару.

Источник такого синего света — современные светоизлучающие диоды (англ. light-emitting diode, или LED).

От светового загрязнения страдают 80% землян: как до этого дошло и какую роль сыграли светодиодные лампы

Светодиодные лампы, пришедшие на смену лампам накаливания, произвели настоящую революцию в области освещения. Если традиционных лампочек хватало примерно на тысячу часов работы, то LED-лампы могут светить 25 тысяч часов и больше.

В 2014 году за изобретение голубых светодиодов ученым из Японии даже присудили Нобелевскую премию по физике. Присуждение награды Нобелевский комитет обосновал так: «За изобретение эффективных диодов синего света, позволивших создать яркие и энергосберегающие источники белого света». Ниже следовал комментарий: «Красный и зеленый диоды были изобретены уже давно, но для того, чтобы создать [светодиодные] лампы, излучающие белый свет, не хватало голубого диода».

Энергосберегающие LED-лампы стали быстро распространяться по планете. Если в 2010 году они составляли всего 1% от числа всех осветительных приборов в мире, то к 2020-му это число выросло до 50%.

Когда в 2014 году на улицах Лос-Анджелеса заменили половину ламп накаливания на новые светодиодные лампы, городу удалось сократить ежегодные выбросы углерода на 43%. Вдобавок сниженное потребление энергии позволило сохранить 9 млн долларов для бюджета.

Польза для планеты, казалось бы, очевидна. Однако внедрение LED-ламп привело к другой проблеме.

«Хотя светодиоды дешевле прежних альтернатив, у них есть скрытые издержки. Люди обычно используют их чрезмерно, и это приводит к переосвещению, — пишет научная журналистка Надя Дрейк для National Geographic. — А без щитков эти гораздо более яркие лампочки рассеивают большое количество излишнего света во всех направлениях».

Важен и характер этого света. Лампы накаливания излучали теплый янтарный или желтоватый свет, «больше напоминающий свет огня», замечает Роберт Медоуз из Службы национальных парков США (National Park Service). Светодиодные лампы же излучают свет синих тонов, который легко распространяется в атмосфере, придавая ночному небу голубоватой оттенок.

Другой ученый, эколог Трэвис Лонгкор из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, добавляет: искусственный свет в этом американском городе в полтора раза ярче света полной луны. Более того, этот свет распространяется далеко за пределы города.

«Ночью [огни] Лос-Анджелеса видны в Долине смерти», — уверяет Роберт Медоуз. А этот национальный парк, между прочим, находится примерно в 320 километрах от Города ангелов.

Лос-Анджелес не исключение из правил. Исследование 2017 года показало, что уровень светового загрязнения по всему миру вырос на два процента всего за четыре года — с 2012-го по 2016-й. Согласно другому исследованию 2016 года, 99% континентальной части США и Европы в той или иной мере подвержены световому загрязнению. В целом же 80% населения Земли живет под небом, которое загрязнено излишним светом.

Среди лидеров светового загрязнения в Европе — Великобритания, Италия, Румыния, Ирландия и Испания. А в таких маленьких странах, как Сингапур, Кувейт и Сан-Марино, небо настолько залито синим светом, что 99,5% звезд, доступных зрению человека, без специальных приборов здесь совершенно не различимы.

Посмотрите на атлас светового загрязнения или на эту карту от NASA, чтобы оценить масштабы проблемы.

«Светодиоды, если их правильно применять, могут спасти планету, уменьшив световое загрязнение, — уверяет Джон Барентин из Международной ассоциации темного неба (IDA). — Но их небрежное использование может привести к катастрофе».

---

«Факт в том, что наружный свет, используемый в больших количествах, неэффективен, слишком ярок, плохо направлен, должным образом не огражден щитками и во многих случаях без него можно спокойно обойтись», — говорится на сайте IDA.

Но так ли на самом деле опасно световое загрязнение? Ведь если светлячкам искусственный ночной свет мешает размножаться и находить пищу, то, например, для ночных пауков и гекконов фонари, облепленные мухами и бабочками, — прекрасное место, чтобы насытиться впрок.

А одно исследование, в котором испытуемыми стали птицы травники, показало: получив благодаря искусственному освещению возможность запасаться пищей не только днем, но и ночью, травники стали охотиться дольше и добывали больше пищи. А поскольку эти птицы — перелетные, большие запасы питательных веществ повышали их шансы пережить весеннюю миграцию.

Однако пауки и травники — это все-таки исключение. Для многих других животных, включая человека, световое загрязнение действительно опасно.

Против природы: как нас губит попытка украсть время у ночи за счет искусственного освещения

Изобретение в конце XIX века лампы накаливания раз и навсегда изменило наш образ жизни. Теперь бодрствовать после наступления темноты — привычка для многих. Ученые этим обеспокоены.

«Планета и каждое живое существо на Земле развивались в естественном ритме сменяющихся дня и ночи, — говорит Раскин Хартли, исполнительный директор Международной ассоциации темного неба. — За последние 150 лет из-за стремительного увеличения объемов электрического света по ночам мы сильно изменили этот естественный ритм».

Исследования показывают, что нахождение рядом с искусственной иллюминацией ночью может негативно влиять на наши циркадные ритмы.

Циркадные ритмы — это ряд физиологических и неврологических изменений, которые происходят в нашем организме в течение 24 часов. Часто их называют нашими «внутренними часами». Эти биологические часы отвечают в том числе за цикл сон—бодрствование (англ. sleep-wake cycle), то есть за нашу склонность в разное время суток то к бодрствованию, то ко сну.

Этот цикл регулируется веществом мелатонин, который нередко называют «гормоном сна». Мозг начинает вырабатывать его, как только солнце заходит за горизонт. В результате на нас находит чувство усталости, температура тела снижается, метаболизм замедляется. А еще повышается уровень лептина — гормона, гасящего чувство голода.

Ночное освещение, однако, сокращает выработку мелатонина.

«Наши биологические часы особенно чувствительны к свету синего цвета, нежели к свету более теплых цветов, с большей длиной волны, — объясняет Дерк Ян-Дейк, профессор сна и психологии в английском Университете Суррея. — Если вечером на нас падает слишком много света, наши биологические часы начинают запаздывать. Когда на дворе уже одиннадцать вечера, наши внутренние часы думают, что сейчас только десять. Нам еще не хочется спать, и в итоге мы поздно ложимся».

Наутро мы вынуждены просыпаться рано, чтобы успеть на работу или учебу, и в итоге оказываемся в порочном круге хронической нехватки сна.

Источниками вредящего нашему сну синего света могут быть не только светодиодные лампы, но и экраны наших смартфонов и ноутбуков. В последние годы синего света вокруг нас становится всё больше. Это не проходит бесследно для здоровья.

Согласно одному исследованию, чем больше пожилые испытуемые подвергались воздействию уличного освещения, тем чаще они принимали снотворное. Но негативные последствия для здоровья, согласно исследованиям, не ограничиваются ухудшением качества сна.

Ученые нашли связь между подверженностью искусственному свету по ночам и такими заболеваниями, как депрессия, ухудшение памяти, коронарная недостаточность, диабет, ожирение и даже рак (в частности, рак груди, легких, кишечника и простаты).

В зоне особого риска работники ночной смены. В 2007 году ВОЗ даже назвала сменную работу одним из факторов развития рака.

Еще одно неожиданное последствие светового загрязнения обнаружили американские ученые. В течение пяти лет они анализировали, как разные виды освещения влияют на окружающую среду в трех тысячах географических точек на карте США. Среди прочего, они выяснили, что искусственное освещение приводило к тому, что почки на деревьях распускались в среднем на девять дней раньше нормы. Это приводило к удлинению сезона опыления у растений, что, как считают авторы исследования, повышает риски для астматиков и людей с другими дыхательными проблемами. В штате Мэриленд, например, раннее цветение растений вызвало рост числа госпитализированных астматиков на 17%.

Не стоит забывать и о психологическом эффекте от того, что мы теперь реже видим по ночам по-настоящему темное небо. Психолог из Калифорнийского университета в Беркли Дачер Келтнер уверяет: темное небо, усыпанное звездами, вызывает в нас чувство удивления и благоговения. А переживание благоговения, в свою очередь, по наблюдениям ученых, ведет к более альтруистическому поведению и менее материалистичному отношению к миру.

«Философы много писали о том, как большое красивое небо над нами заставляет нас чувствовать себя частью чего-то большего и наводит на мысль о священности неба, о его тайном смысле, — комментирует Келтнер. — Напротив, будто бы задымленное небо, нависающее над нами, небо, загрязненное светом, давит на наше сознание».

Не менее губительны последствия светового загрязнения и для многих других животных: от сумеречных бабочек и летучих мышей до морских черепашек и сумчатых тамнаров.

Как искусственный свет вредит животным

Жизнь животных зависит от смены дня и ночи, сезонов и лунных фаз, напоминает эколог Трэвис Лонгкор. Искусственное освещение, которое вмешивается в эти естественные циклы, приводит к непредсказуемым результатам.

В Австралии, например, численность бабочек вида Agrotis infusa сократилась на 99,5%. Среди причин катастрофы — световое загрязнение.

Огни ночных городов дезориентируют мотыльков и других беспозвоночных. Инстинктивно летящие на свет, они зачастую умирают от голода, так и не найдя партнеров для спаривания.

В то же время одно исследование продемонстрировало, что искусственный свет снижает и количество гусениц: на 47% в — кустарниках и на 33% — в траве по сравнению с неосвещенными участками.

Ученые предупреждают: если численность насекомых продолжит снижаться — а 40% видов насекомых на Земле уже под угрозой вымирания — это будет негативно влиять на пищевые цепочки и приведет к дальнейшему снижению биоразнообразия.

Если насекомых привлекает свет, то многие другие животные, наоборот, избегают его — к примеру, мыши.

«Есть много-много видов, которые при полной луне не выбираются из жилищ, чтобы поесть, потому что это для них слишком ярко и они знают, что рискуют оказаться добычей хищников», — говорит эколог Трэвис Лонгкор.

Впрочем, и некоторые хищники страдают из-за искусственного освещения. Летучие мыши, например, охотятся в полной темноте и стараются избегать освещенных участков. А поскольку многие насекомые, которыми питаются летучие мыши, слетаются на свет, рукокрылым приходится недоедать. Когда же источники света размещают прямо с жилищами летучих мышей, эти звери могут и вовсе не покидать насест и умирать голодной смертью. А стремление избежать ночного света приводит к сокращению числа возможных мест их обитания.

Искусственное освещение может привести и к полному исчезновению некоторых видов в отдельных регионах. В калифорнийском округе Ориндж, например, световое загрязнение обернулось исчезновением стройных глянцевых и длинноносых ужей.

Большую угрозу искусственное освещение представляет и для черепах. На побережьях полуострова Флорида в США, где обитают 90% американских морских черепах, на каждом углу стоят небоскребы, торговые центры, бары и рестораны. Инстинкты должны подталкивать родившихся здесь черепашек ползти в сторону океана, залитого светом полной луны. Однако уличные огни сбивают их с толку, и многие черепашки начинают двигаться в сторону города, где рискуют попасть под машину или где-нибудь застрять. Наутро, обезвоженные и перегревшиеся на солнце, эти черепашки становятся легкой добычей для хищников.

«Десятки тысяч черепашек дезориентируются каждый год, — делится статистикой Дэвид Годфри, исполнительный директор организации „Сохранение морских черепах“. — Световое загрязнение — одна из главных причин гибели морских черепашек».

Но даже среди тех, кто добирается до океана, всего лишь одна из десяти тысяч черепах доживает до зрелого возраста.

Пятилетнее исследование, в ходе которого ученые наблюдали за репродукцией австралийских тамнаров, показало, что искусственное освещение влияет и на этих животных. Одна популяция изучаемых тамнаров жила рядом с военно-морской базой, которая по ночам была залита искусственным светом. Другая обитала в зарослях под светом луны. Исследование показало, что популяция, жившая в естественных условиях, приносила потомство точно в срок. Во второй же популяции детеныши рождались с опозданием на целых четыре недели. А это угрожало возникновением ситуаций, когда потребности младенцев в еде не совпадали с ее наличием.

Перелетные птицы тоже становятся жертвами светового загрязнения. 80% из них совершают перелеты ночью. Огни городов сбивают их с путей миграции, заставляя расходовать энергию и подвергая риску истощения. Выжившие птицы могут еще и пропускать оптимальное время для охоты и гнездования. Кроме того, по оценкам ученых, сотни миллионов птиц, привлекаемые светом из окон, погибают, разбиваясь о высотные здания. Число разбивающихся о стекла птиц увеличивается во время весенних и осенних перелетов. А одно немецкое исследование показало, что световое загрязнение к тому же заставляет черных дроздов в городах просыпаться на целых пять часов раньше, чем в деревнях.

Список жертв светового загрязнения можно продолжать. Вредит оно даже рыбам и кораллам. Хорошая новость в том, что световое загрязнение, в отличие, например, от химического, легко обратимо — с помощью «до смешного простых шагов».

Щелкнуть выключателем: простые шаги для борьбы со световым загрязнением

«Решение вовсе не в том, чтобы вернуться к темноте времен Средневековья», — шутит исполнительный директор Международной ассоциации темного неба Дэвид Хартли. Достаточно подумать о предназначении каждой лампочки в доме и убедиться, что ее свет направлен только на тот участок, который она должна освещать, а включена она лишь тогда, когда это на самом деле необходимо.

Если вам нужны более развернутые рекомендации, то сотрудники Международной ассоциации темного неба и другие эксперты дают такие советы:

• Выключайте по ночам весь ненужный свет. Если в каких-то комнатах свет остается включенным, используйте шторы, жалюзи или ставни.
• Используйте ночной свет только там, где он действительно необходим прямо сейчас. Не оставляйте свет включенным без цели.
• Выключайте гаджеты за час до сна. Используйте приложения — фильтры синего света.
• Выбирайте лампочки более «теплых», желтоватых оттенков. Если покупаете светодиодные лампы, отдавайте предпочтение лампам с цветовой темературой в 3000 кельвинов и ниже.
• Ограждайте лампочки щитками. Если вам нужно осветить только входную дверь в ваш дом или подъезд, нет смысла в том, чтобы свет падал еще и на стоящие рядом с домом деревья. Щитки позволят сделать свет более направленным. Кроме того, может выясниться, что для освещения нужного вам объекта хватает лампочки меньшей мощности, чем вы ожидали.
• Используйте лампочки с регулировкой яркости. Лампочки с так называемым диммером, позволяющим настраивать яркость, можно купить в строительных магазинах.
• Устанавливайте датчики движения и таймеры. Благодаря сенсорам лампочки будут включаться, только когда вы будете проходить мимо них. А осветительные приборы с таймером будут автоматически выключаться, например, по ночам.

В разных частях мира уже начали следовать этим советам. На пляжах Флориды, где городские огни сбивают новорожденных черепах на пути к океану, стали устанавливать фонари янтарного оттенка. Кроме того, в период гнездования черепах местным жителям рекомендуют гасить свет или закрывать ставни после девяти вечера.

Дэвид Годфри из организации «Спасение морских черепах», который вместе с коллегами переоборудовал фонари во Флориде, так говорит о результатах своей работы:

«Напротив каждого владения, где мы модернизировали [систему освещения], дезориентация черепах сошла на нет».

В австралийском штате Виктория, на острове Филиппа, где обитает более миллиона тонкоклювых буревестников, тоже установили янтарные фонари. А на путях миграции этих птиц в период их оперения искусственное освещение и вовсе отключают.

В нидерландском городке Зёйдхук-Ньивкоп установили светодиодные фонари, которые не оказывают негативного воздействия на летучих мышей. А в американском Флагстаффе в штате Аризона еще в 2001 году переделали всю систему освещения, что позволило ему официально стать первым международным городом темного неба (англ. International Dark Sky Community).

Такие титулы Международная ассоциация темного неба с тех пор предоставила почти двумстам городам по всему миру. Выдача таких статусов породила целое движение под названием «астротуризм». Города-заповедники темного неба, где местные власти сделали систему освещения более экологичной, стали привлекать туристов, желающих посмотреть на Млечный путь и другие красоты ночного неба. А в канадском Джаспере, штат Альберта, для тех, кто бежит от городских огней, стали даже проводить «Фестиваль темного неба».

«[Астротуризм] повышает cознательность, и через осознание люди начинают ценить то, что имеют. А после они начинают принимать шаги по защите того, что у них есть», — говорит Лэндон Беннистер, президент организации «Темное небо Тасмании».

С тех пор, как новозеландскому национальному парку Аораки и бассейну Маккензи в 2012 году присвоили звания международных заповедников темного неба, число туристов в регионе увеличилось на 300%.

Защитникам темного неба такие шаги, впрочем, кажутся недостаточными. Они добиваются того, чтобы меры по борьбе со световым загрязнением были закреплены в законодательстве.

«Пока что законодательства об освещении по всему миру проработаны очень и очень плохо», — полагает активист и защитник насекомых Дэвид Смит. В ЕС, например, «законодательство было сфокусировано на энергосбережении, но очень мало внимания уделялось самому световому загрязнению».

Брюссель пока что рассматривает его как новый тип загрязнения, лишь подлежащий дальнейшему изучению.

Однако в отдельных странах законы о световом загрязнении все-таки принимаются. Один из лидеров в этой области — Франция, где с 2013 года все магазины и офисы обязаны выключать свет после часа ночи.

Закон о световом загрязнении предложили ввести и в Калифорнии — чтобы «защитить ночное небо и мигрирующие виды животных, снизив при этом расточительные и лишние траты на электричество». Губернатор штата, однако, наложил на законопроект вето, заявив, что в бюджете не найдется денег на исполнение закона.

Сторонников борьбы с искусственным освещением такое пренебрежение к проблеме возмущает.

«Наш взгляд на освещение должен стать более целостным с точки зрения биологии. Нам стоит фокусироваться не только на людях, но подумать и о гармонии искусственного освещения с природой», — говорит Дэвид Смит.

А Лэндон Беннистер считает, что темное небо над головой необходимо в первую очередь нам самим.

«Над нами всегда светили звезды, которые помогали нам мечтать о чем-то большом и волновали наше воображение, а вместе с тем напоминали о том, как малы мы по сравнению со Вселенной, — рассуждает Беннистер. — Это глубоко человеческое переживание. Световое загрязнение — это тип загрязнения, справиться с которым легче всего. Было бы желание. Звезды всеё еще там, наверху. А от нас требуется всего-то буквально щелкнуть выключателем».