Ohrožuje světelné znečištění také rostliny?

Vztah rostlin ke světlu je specifický a bezesporu velice těsný. Pro rostliny totiž světlo zajišťuje zdroj obživy (prostřednictvím fotosyntézy) a současně je nejdůležitějším zdrojem informací o průběhu vegetačního období. Světelné znečištění ohrožuje především správnou synchronizaci přirozených rytmů rostlin s vnějším prostředím. Stále častěji se objevují práce, které dokládají, že umělé světlo v nočním období významně narušuje regulaci klíčových fyziologických i vývojových procesů. Je popsáno především ovlivnění kvetení u fotoperiodicky citlivých rostlin a porušení normálního nástupu fenologických fází u dřevin. Na podzim vede opoždění přípravy na zimu k zámrzu ještě zelených částí, na jaře dochází k předčasnému rašení a vystavení mladých výhonů zvýšenému riziku ranních mrazíků. Významné je také narušení fyziologických „zotavovacích“ reakcí, které normálně za temné periody probíhají. Další příklady lze nalézt v přehledovém článku Bennie et al. 2016. Protože jsou rostliny nedílnou součástí ekosystémů, nelze opomenout ani to, že umělé světlo ovlivňuje fyziologické procesy, chování a ekologické vazby býložravců a opylovačů.

RNDr. Hana Konrádová, Ph.D.

BENNIE, J., DAVIES, T. W., CRUSE, D., GASTON, K. J. (2016): Ecological effects of artificial light at night on wild plants. Journal of Ecology, 104(3): 611–620.

Na obrázku je situace na Náměstí míru v Praze 2. Na horním snímku jsou ještě zelené listy v místě, kudy světelný svazek prochází korunou stromu, zbytek větví je už bez listí.Reflektory skrze listy více jak polovinu roku stejně neprosvítí.

Vědci o působení nočního světla na hmyz

Krátká verze (dlouhá verze je níže):
Článek autorů Owens et al., (2019), přinesl tento měsíc časopis Biological Conservation (IF 4.66). Autoři v něm shrnují přes dvě stovky primárních studií zabývajících se působením nočního světla na populace hmyzu a bezobratlých. Umělé světlo působí jednak přímo, přitahuje nebo naopak odpuzuje různé druhy hmyzu, vystavuje je tím zvýšenému riziku predace a mění jejich migrační dráhy. Nepřirozeným barevným spektrem mění jejich vzhled, čímž je opět vystavuje zvýšenému riziku predace nebo mate jejich sexuální partnery. Druhým způsobem působení nočního světla je dlouhodobé snižování rozdílu mezi dnem a nocí, a to i v oblastech vzdálenějších od přímých světelných zdrojů prostřednictvím odrazu světla od atmosféry a mraků. Takto působící antropogenní světlo ovlivňuje endokrinologii a metabolismus hmyzu díky negativnímu vlivu na cirkadiánní systém a produkci melatoninu, a vede ke snížené životaschopnosti, reprodukční aktivitě a narušenému vývoji mnoha druhů bezobratlých.

Hmyz létající u lampy veřejného osvětlení, foto: Jan Kondziolka

Dlouhá verze:
V poslední době se objevují zprávy o alarmujícím celosvětovém poklesu druhové diversity, i celkové biomasy hmyzu.  Toto téma rezonuje i v České republice, neboť lidé všech profesí i typů vzdělání mají povědomí o tom, že hmyz je základní komponenta potravního řetězce a celého ekosystému, a jeho úbytek může mít devastující účinky na život na Zemi. Hlavní příčiny této situace se hledají v nadměrném užívání pesticidů, ztrátě přirozeného prostředí a změně klimatu. Mezi světelnými inženýry se rychle rozšířil názor, že tolik skloňované světelné znečištění na úbytku hmyzu podíl nemá, neboť nebývá explicitně zmiňováno v seznamu environmentálních faktorů poškozujících biodiverzitu hmyzu. Z toho optimistického pohledu je může vyvést článek autorů Owens et al., (2019), který tento měsíc přinesl poměrně prestižní časopis Biological Conservation (IF 4.66), ve kterém autoři shrnují přes dvě stovky primárních studií zabývajících se působením nočního světla na populace hmyzu a bezobratlých vůbec.

Autoři integrují výsledky těchto studií do dvou základních typů, jakými působí noční světlo na hmyz. Přímé účinky světla nazývají „světelnými pastmi”, jež v principu evokují představu hmyzu kroužícího kolem lamp veřejného osvětlení a reflektorů aut. Kromě okamžité smrti obrovského počtu jedinců, tyto světelné pasti představují také bariéry, které odklánějí migrační dráhy hmyzu, a přetvářejí časové niky. Prodlužují tedy aktivitu denních druhů a omezují dobu aktivity nočních druhů. V důsledku toho jsou denní druhy hmyzu vystavování většímu tlaku nočních predátorů a nočním druhům nestačí krátká noc na dostatečné nasycení. Antropogenní světlo v noci má také jiné spektrální složení než přirozené měsíční světlo a mění například barvu květů, která je pak hůře rozpoznávána potravními specialisty.  Mění např. také vzhled aposematického, tedy varovného zbarvení některých druhů hmyzu, které pak není dostatečně rozpoznáváno predátory. Světelné znečištění také zpožďuje, nebo úplně eliminuje časové okno pro páření nočních druhů hmyzu. Některé druhy potřebují pro páření méně světla, než poskytuje srpek měsíce. Jiné druhy zase nerozpoznají bioluminiscenční signály sexuálního partnera nebo nechávají v soutěži o nejlepšího partnera „vítězit” pouliční osvětlení.

Druhý typ působení nočního světla na hmyz je autory označen jako „světelná výlevka”. Znamená pomalejší, ale přesto nekompromisní likvidaci dlouhé řady druhů bezobratlých. Tato environmentální katastrofa spočívá ve zvyšování celkové noční hladiny světla v přírodě prostřednictvím tzv. „skyglow”, tedy „nebeské záře“, která vzniká odrazem světla od atmosféry a zejména od mraků, a která zvyšuje úroveň nočního světla v obrovském okruhu od přesvětlených urbanizovaných oblastí. Tato situace smazává rozdíl mezi dnem a nocí i v oblastech, kde nepůsobí „světelná past”, a zásadně zhoršuje fyziologické funkce všech organismů. Vysoký kontrast mezi dnem a nocí je důležitý pro synchronizaci cirkadiánního systému a jeho chronické snižování díky „nebeské záři“ vede k pozvolnému úbytku vitality a rozmnožovacích schopností hmyzu, tedy patologických procesů, kterých se obáváme v souvislosti se světelným znečištěním i u obratlovců (Bendová a Moravcová, 2018). Hmyz totiž, stejně jako jiné organismy, produkuje hormon melatonin, jehož syntéza se spouští v noci, je ale spolehlivě potlačovaná nočním světlem. Melatonin přenáší informaci o délce fotoperiody do organismu a na této informaci je závislá produkce pohlavních hormonů a feromonů hmyzu. Fotoperioda prodloužená umělým světlem zpožďuje vývoj hmyzu, který přezimuje ve své juvenilní formě, či urychluje vývoj jiných druhů hmyzu. U hmyzu jsou některá vývojová stádia závislá nejen na sezóně roku, ale i na přesné denní době. Například líhnutí octomilek v druhé polovině noci bylo jedním z prvních pozorování, díky kterým se formulovaly základy vědního oboru chronobiologie. Proces líhnutí je cirkadiánními hodinami směrován do doby před svítáním, kdy je v přírodě optimální teplota I vlhkost pro přežití mladých jedinců. Cirkadiánní systém tedy zajišťuje hmyzu přežití v optimálních podmínkách dne, a díky své schopnosti monitorovat poměr mezi dnem a nocí, směruje citlivé fáze života do příznivých období roku.

Zatímco ani teplota ani vlhkost umělým světlem příliš ovlivněny nejsou, cirkadiánní hodiny, na které hmyz bezvýhradně spoléhá, vnímají noční světlo jako signál dne a snaží se přizpůsobit fyziologické procesy této matoucí informaci. Kromě narušených endokrinních regulací rozmnožování a růstu se juvenilní jedinci líhnou do příliš suchého a horkého, nebo naopak mrazivého prostředí, což snižuje jejich šanci na přežití. Toto je způsob, kterým právě světelné znečištění výrazně přispívá ke ztrátě přirozeného a bezpečného životního prostředí mnoha druhů hmyzu.

Autoři publikace vidí částečné řešení v nahrazení světelných zdrojů s krátkou vlnovou délkou zdroji s červeným spektrem, které má prokazatelně menší negativní účinky ať již jako světelná past, nebo jako světelná výlevka. Optimální řešení je však zhasínat každé světlo, které není bezprostředně potřeba pro bezpečnost člověka.  

Autorka doc. RNDr. Zdeňka Bendová, Ph.D.