Wirestock Creators/Shutterstock, Smutan/Shutterstock, Chasseur_de_licorne/INaturalist
По мере того как местные власти все чаще прибегают к частичному ночному освещению (то есть выключают уличные фонари в середине ночи), три исследования, посвященные зарянкам, жабам и летучим мышам, показывают, что зачастую выключения света на несколько часов недостаточно для восстановления естественной ночной среды. С точки зрения сохранения биоразнообразия проблема заключается не только в том, чтобы выключать свет, но и в том, чтобы знать, когда и где это делать.
В последние годы отключение уличного освещения в середине ночи стало простым решением сразу нескольких проблем: снижения расходов на электроэнергию, демонстрации приверженности принципам энергоэффективности, а также ограничения светового загрязнения и его влияния на экосистемы. С точки зрения сохранения биоразнообразия лучшим решением было бы вообще не использовать освещение. Но этот вариант противоречит другим законным способам использования ночного пространства — нашим собственным! Остается один вопрос: действительно ли достаточно выключить свет на несколько часов посреди ночи, чтобы снизить воздействие света на биоразнообразие? Не обязательно: влияние света на организмы зависит от контекста — местоположения, масштабного светового ландшафта, погодных условий — и конкретного вида.
Широко распространенная мера, биологические последствия которой до конца не изучены
Не все виды животных одинаково активны в ночное время. Ранний вечер, середина ночи и предрассветные часы часто связаны с разными видами активности: поиском пищи, передвижением, возвращением в укрытие, засыпанием и пробуждением, общением… В этом контексте частичное освещение в ночное время может снизить негативное влияние светового загрязнения на биоразнообразие… или оказаться бесполезным, если оно не совпадает с периодами максимальной активности животных. Еще один важный момент: локальное выключение света не обязательно означает возвращение в полную темноту. В крупных городах близлежащее освещение – уличные фонари на прилегающих улицах, вывески магазинов, витрины магазинов или частное освещение – а также свет, рассеиваемый облаками, часто сохраняют остаточную яркость. И этот эффект распространяется не только на городские зоны: и в сельской местности световой ореол от поселков может оставаться видимым на расстоянии нескольких десятков километров (приблизительно. 15 миль). Таким образом, для видов, наиболее чувствительных к свету, разница между периодами, когда свет включен, и периодами, когда он выключен, может быть минимальной, даже если местное освещение выключается. Таким образом, график отключения освещения, составленный местными властями, сам по себе не может служить показателем реальных условий освещения, которым подвергаются животные.
Зарянка, обитающая в городах: недостаточно просто выключить свет посреди ночи
Это то, что мы наблюдаем у зарянки. Для этой дневной птицы в городских условиях недостаточно частичного освещения в ночное время, чтобы восстановить режим активности, сравнимый с тем, что наблюдается в неосвещенных местах. Даже когда уличные фонари выключают с 23:00 до 6:00, птицы начинают петь раньше утром и позже вечером, чем в по-настоящему темных местах.
Чтобы проверить этот эффект в столичном регионе Нант (департамент Атлантическая Луара) во Франции, мы сравнили три типа участков: неосвещенные, освещенные всю ночь и участки, на которых уличное освещение выключается на часть ночи. Мы использовали простой индикатор: пение европейской зарянки. Записывая звуки в течение нескольких дней, мы можем восстановить характер пения этого вида в течение всего суточного цикла и увидеть, как он меняется в зависимости от освещения.
Результат очевиден: участки, на которых освещение отключается посреди ночи, часто выглядят так, будто они освещены всю ночь, а не только в темное время суток. Промежутки появляются в основном в ключевые для этого вида моменты — на рассвете и закате, примерно за 40 минут до восхода и через 20 минут после захода солнца, — когда птицы наиболее активны.
Согласно нашему исследованию, пик «рассветного хора» приходится в среднем на время за несколько десятков минут до восхода солнца. Однако именно в это время в хорошо освещенном городском пейзаже ночное освещение едва ли можно отличить от постоянного. Это, несомненно, связано с тем, что рассвет и закат играют ключевую роль для дневных видов: эти периоды служат ориентирами для синхронизации суточных ритмов. Во многих системах освещения свет остается включенным до позднего вечера и снова включается перед рассветом. Другими словами, свет выключают посреди ночи, но оставляют включенным в те два периода, которые наиболее важны для синхронизации активности.
Для зарянки это изменение может иметь вполне реальные последствия: если она начинает петь раньше, то и защищать свою территорию она будет раньше, по-другому взаимодействовать с другими птицами и раньше приступать к таким важным делам, как поиск пищи или привлечение партнера. Сами по себе эти данные не позволяют сделать вывод о том, что искусственное освещение напрямую влияет на репродуктивную функцию или выживаемость. Однако они показывают, что частичное освещение в ночное время не приводит автоматически к нормализации ситуации, особенно в городских районах, где темнота часто не наступает полностью, даже когда на улице или в квартале нет освещения.
Летучая мышь с острова Реюньон: если выключать свет чуть раньше, результат может быть совсем другим
Для свободнохвостой летучей мыши, обитающей только на Реюньоне, достаточно сдвинуть время выключения света на два часа вперед, чтобы уменьшить влияние освещения в начале ночи. Однако этот эффект сохраняется и в конце ночи, когда утром свет включают раньше обычного.
Мы изучали этот вид, Mormopterus francoismoutoui, в условиях, которые позволили нам не ограничиваться простым сравнением освещенных и неосвещенных участков. В течение месяца на некоторых участках схема освещения в ночное время была изменена: уличные фонари выключали на два часа раньше обычного. Это позволило нам сравнить ситуацию до и после внесения изменений на одних и тех же участках, а также на неосвещенных контрольных участках. Активность летучих мышей отслеживалась с помощью акустических устройств, фиксирующих их эхолоцирующие сигналы. Это не прямой подсчет особей, а показатель их активности.
Результаты показывают, что пока уличные фонари горят, летучие мыши чаще встречаются рядом с освещенными участками, особенно в начале и в конце ночи, то есть в периоды их максимальной активности. Когда вечернее отключение света происходит раньше, этот эффект исчезает в начале ночи: свет больше не «структурирует» их активность, как это было раньше. Однако разница сохраняется до рассвета, что объясняется тем, что утреннее включение света остается неизменным. Таким образом, летучих мышей по-прежнему привлекают освещенные места в период их наибольшей активности перед рассветом, особенно в хорошую погоду. Этот результат подчеркивает важный момент: эффективность частичного освещения в ночное время зависит от того, насколько оно совпадает с ритмами активности присутствующих в экосистеме видов. Выключение света в середине ночи может не дать особого эффекта, если вид активен в начале или в конце ночи. И наоборот, казалось бы, незначительное изменение — в данном случае выключение света на два часа раньше вечером — может смягчить воздействие освещения в течение части ночи. Однако при интерпретации этих результатов следует проявлять осторожность. Повышенная активность вблизи уличных фонарей не обязательно означает, что свет приносит пользу. Это может быть связано с тем, что насекомых привлекает свет, но может указывать и на более неоднозначные эффекты: изменение характера передвижения, концентрацию особей в определенных местах, усиление конкуренции или повышение риска встречи с хищниками. Другими словами, эти результаты в первую очередь свидетельствуют о перераспределении активности во времени и пространстве, но не позволяют сделать вывод о том, что искусственное освещение само по себе полезно или вредно.
Для жаб частичное отключение — лишь временное решение проблемы.
Для жабы-повитухи (Bufo spinosus), ведущей преимущественно ночной образ жизни, частичное освещение в ночное время в некоторой степени смягчает воздействие искусственного света, но не воссоздает условия по-настоящему темной ночи.
Шипохвост — распространенный вид на юге и западе Франции, часто встречающийся вблизи населенных пунктов, в том числе в городах и пригородах. Известно, что у его близкого родственника, обыкновенной жабы (Bufo bufo), искусственный свет в ночное время влияет на поведение, физиологию и даже экспрессию генов в клетках: более 1000 генов дают сбой, когда животные подвергаются воздействию слабого света в ночное время! Однако у этих животных активность чаще всего наиболее выражена в начале ночи, а значит, частичное освещение в лучшем случае может лишь смягчить последствия.
Что подразумевается под «экспрессией генов»?
- Экспрессия генов — это процесс, при котором организм «активирует» или «деактивирует» определенные гены в зависимости от времени суток, окружающей среды или своего состояния. Не все гены активны постоянно. В зависимости от времени суток, а также от того, отдыхает ли животное, активно ли оно или испытывает стресс, одни гены активируются сильнее, чем другие. Это позволяет вырабатывать молекулы, необходимые для функционирования организма. Таким образом, утверждение о том, что искусственный свет может изменять экспрессию генов, означает, что он не просто влияет на видимое поведение животных, но и может существенно воздействовать на их биологические функции.
Мы проверили эту гипотезу экспериментальным путем на жителях одного из наименее подверженных световому загрязнению регионов на западе Франции — Майенны и Орна. Мы сформировали три группы: одна группа находилась в условиях естественной темноты, вторая — при низком уровне освещенности в течение всей ночи (0,5 люкс), а третья — при частичном ночном освещении с 23:00 до 5:00, но с той же интенсивностью освещения 0,5 люкс в остальное время. По прошествии как минимум девяти дней мы наблюдали за активностью самцов с помощью видеосъемки в ночное время.
Расстояние, которое преодолевали жабы, различалось незначительно, что, несомненно, отчасти связано с условиями эксперимента. Однако один вывод очевиден: чем дольше жабы находятся на свету, тем больше времени они проводят в своем укрытии. Особи, которые находились на свету часть ночи, занимают промежуточное положение между теми, кто находился в темноте, и теми, кто был на свету всю ночь. Кроме того, это единственная группа, которая возобновила активность после того, как в 5:00 утра снова включили свет.
Для жаб это может иметь вполне реальные последствия: чем больше времени они проводят в укрытии, тем меньше у них остается на поиск пищи, поиск партнера или перемещение в другое место. Всплеск активности, наблюдаемый при повторном включении света, может свидетельствовать о том, что они тратят дополнительную энергию или испытывают стресс. Таким образом, частичное освещение в ночное время снижает некоторые поведенческие эффекты, но для этих животных оно не равносильно полной темноте.
Мы до сих пор не знаем, приводит ли такое ослабление к снижению физиологического или генетического воздействия искусственного света. Нам также необходимо лучше изучить влияние резкого изменения интенсивности света как при выключении, так и при включении.
Общий вывод: важность ключевых моментов в ночное время
Было бы чрезмерным упрощением утверждать, что ночное освещение не имеет смысла. Однако наши выводы служат напоминанием о том, что оно в первую очередь ориентировано на деятельность человека в ночное время — когда в общественных местах меньше людей и меньше машин, — а не на периоды, когда свет оказывает наибольшее влияние на биоразнообразие.
В трех наших исследованиях решающее значение имели именно ранние и поздние часы ночи. Для зарянок достаточно, чтобы свет горел в сумерках и на рассвете, чтобы поддерживать смену активности, даже если свет выключают посреди ночи. Для нетопырей-карликов более раннее выключение света вечером снижает влияние света в начале ночи, но не в конце, если утреннее включение света остается неизменным. Что касается жаб, то включение света в конце ночи возобновляет их активность в то время, когда она обычно снижается. Во всех трех случаях вывод один и тот же: чтобы ночное освещение было эффективным, оно должно включаться в те периоды, когда виды наиболее чувствительны к свету, и обеспечивать действительно заметное снижение яркости. Наконец, утверждение, что ночное освещение частично выключается, может вводить в заблуждение. Этот метод управления уличным освещением также предполагает резкие, искусственные переходы: включение, выключение и снова включение, что может негативно сказываться на живых организмах. Таким образом, выключение света посреди ночи — это не просто уменьшение освещенности, но и еще один способ искусственно разделить ночь на части.
Каковы последствия для действий на местном уровне?
Разумеется, эти выводы не являются универсальным решением. Однако они позволяют выделить три ключевые меры, которые помогут сделать так, чтобы ночное освещение приносило пользу биоразнообразию.
Во-первых, скорректируйте график освещения в сумерках и на рассвете, которые часто имеют решающее значение для биологических ритмов и активности видов. Во-вторых, уменьшите количество света, попадающего с освещенных участков — прилегающих улиц, вывесок магазинов, частных источников освещения, — чтобы при выключении света яркость действительно снижалась. Наконец, адаптируйте стратегию освещения под разные локации — центры городов, жилые районы, окраины природных территорий, — а не применяйте одно и то же правило везде.
При принятии таких решений по планированию лучше всего опираться как на экспертные знания в области экологии, так и на опыт местных жителей, чтобы определить наиболее уязвимые места и периоды, принимать решения открыто, а затем корректировать их с учетом отзывов и наблюдений.