Последствия для здоровья и численности популяции
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА»
ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Перевод статьи К. Споелстра и М.Е. Виссер
« Влияние искусственного света на экологию птиц »
Выполнила:
студентка магистратуры 1 г.о.
Фарбер Анастасия Антоновна
Москва – 2019
Введение
Наступление урбанизации и возрастание стандартов жизни включает в себя распространённое по всему миру ночное освещение. Наличие искусственного света распространяется на все сферы человеческой деятельности. Две трети населения мира незащищены от уровня светового загрязнения, превышающего пороговое значение, а это включает почти все население Европы и Северной Америки [Cinzano et al., 2001]. Страдают территории по всему миру: естественные среды обитания освещаются уличным светом, а также прочими источниками, такими как освещение зданий и подсветка транспорта. Морские среды обитания нарушаются светом с нефтяных вышек, от ветряных турбин, кораблей и освещенных домов. Естественные среды обитания загрязняются не только освещением напрямую, но, в большинстве случаев, отражением, т.е. подсветкой неба.
Световое загрязнение определяется как свет, разрушительно влияющий на экосистемы [Longcore & Rich, 2004]. Это включает в себя немедленные изменения в видовом составе, в результате отпугивания или привлечения отдельных видов. Фотопериод – важный сигнал для многих видов птиц и это делает световое загрязнение потенциально важной экологической ловушкой [Schlaepfer et al., 2002]: фотопериод больше не может быть надежным сигналом при наличии искусственного света. На освещенных территориях ответная реакция на изменения в продолжительности дня приводит к неадаптированному поведению. Более того, даже если искусственный свет не оказывает прямого воздействия, на виды могут влиять более комплексные механизмы, такие как каскадные эффекты в пищевых цепях. Напиример, насекомые, привлеченные светом, могут стать недоступными для хищников, охотящихся в темноте или насекомые перестают размножаться [Perkin et al., 2011]. В результате этого, их личинки становятся больше не доступны в качестве источника пищи.
|
|
|
О влиянии искусственного света уже сообщалось для многих классов животных, и было связано с существенными изменениями в поведении и физиологии. Птицы занимают видное место среди затронутых видов. Это не удивительно, учитывая, что большинство видов птиц крайне чувствительно к свету. Известно, что искусственный свет влияет на кормление, миграцию, распорядок дня [Navara & Nelson, 2007; Rich & Longcore, 2006], а также потенциально влияет на сезонные распорядки и стрессовые реакции. Поэтому птицы – важная группа видов для изучения влияния искусственного света на экосистему.
|
|
|
В этой главе мы обсуждаем доступную на данный момент информацию о том, как свет влияет на птиц на разных этапах жизни в коротких промежутках времени и определяем потенциальное долговременное влияние. Мы обсудим возможность уменьшения воздействия загрязнения светом на птиц и наметим эксперименты, необходимые для дальнейшего прояснения экологического влияния ночного света на птиц.
Известные влияния искусственного света
Вероятно, наиболее хорошо задокументированная реакция птиц на искусственный свет - это привлечение их во время миграции ночью. Ярко освещенные места в темной окружающей среде, такие как морские нефтяные вышки, могут мешать ориентации птиц во время ночных миграций, особенно, когда небо пасмурное [e.g. Jones & Francis, 2003; Poot et al., 2008]. Такая форма дезориентации обычно приводит к гибели из-за изнеможения, что вытекает из сильно возросшего времени, проводимого в полете, а также после столкновения со светящейся конструкцией. Непосредственная смертность от света также была зафиксирована у островных буревестников, у которых существенное число птенцов умирают от хищников и изнеможения из-за привлечения искусственным светом [Le Corre et al., 2002]. Менее драматичный эффект наблюдается в местообитаниях, где освещенность имеет более перманентный характер и свет более распределен в пространстве. В таких условиях свет не ведет себя как привлечение или устрашение, но потенциально имеет другие негативные последствия.
|
|
|
Один из наиболее известных влияний ночного света – это увеличение ночной активности у птиц, живущих в освещенных местообитаниях [Derrickson, 1988; Dwyer et al., 2012; Santos et al., 2010]. Влияние оказывается также на расписание дневной активности – часто наблюдаемый эффект от искусственного света, то что птицы раньше начинают петь на рассвете [Bergen & Abs, 1997; Kempenaers et al., 2010; Miller, 2006]. Интересно, что виды, начинающие петь раньше в естественных условиях поддаются влиянию искусственного освещения больше, чем виды, начинающие петь позже (рис. 1) [e.g. blue tits Cyanistes caeruleus; Kempenaers et al., 2010]. Возможно, это связано с межвидовой вариацией в размере глаз, что отражает зрительные способности к низкой освещенности [Thomas et al., 2002]. Это влияние в одном ряду с наблюдениями, что птицы могут изменять расписание своей песенной активности под естественный уровень освещенности. Например, Леопольд и Эйнон (1961) уже показали, что птицы начинают петь раньше, если ночь лунная, а утро пасмурное. Раннее начало пения имеет потенциально негативные последствия, такие как истощение энергии и изнеможение, но также имеет положительный эффект, что будет описано далее. Миллер (2006) показал, что свет влияет на синхронизацию пения на закате (птицы перестают петь позже, когда было больше света), но эффект на рассвете более явный. Продолжительность песенной активности из-за искусственного света после заката была отмечена у городских дроздов (Turdus merula; Stephan, 1999), на тот момент, когда лесные дрозды прекращают свою активность. Однако, влияние искусственного освещения на пение после заката еще недостаточно изучено.
|
|
|
Влияние искусственного света на синхронизацию, например, в виде рассинхронизации в годовом воспроизводстве, линьке и миграции кажется логичной [Navara & Nelson, 2007], но на самом деле, это очень слабые доказательства такого влияния. Для многих видов птиц, особенно живущих в умеренном поясе точное расписание воспроизводства, линьки и миграции важно, потому что обычно существует только кратковременный оптимальный период для вышеперечисленного [Dawson et al., 2001; Gwinner, 1999; Schaper et al., 2012]. На самом деле, сезонное расписание может серьезно влиять на здоровье [Kempenaers et al., 2010; Poesel et al., 2006; Thomas et al., 2001; Verboven & Visser, 1998]. Птицы используют изменения в продолжительности дня как основной сигнал для предвидения оптимальных условий в будущем, например, для начала роста гонад задолго до начала кладки яиц [Dawson, 2008; Gwinner, 1999]. Искусственный свет может привести к неправильному восприятию продолжительности дня в начале сезона из-за удлинения световой фазы. Это кажется реалистичным, потому что, например, порог для начала роста гонад и набора веса у овсянок – 10 люкс света [Kumar et al., 1992], что сравнимо с уровнем света на освещенной парковке [Rich & Longcore, 2006]. В лабораторных условиях понятен в настоящее время, был известен долгое время и применяется, чтобы вызвать рост гонад в многочисленных экспериментах [e.g. Dawson et al., 2001; Lambrechts et al., 1997; Rowan, 1925; te Marvelde et al., 2012]. Продолжительность дня и дневные модуляции интенсивности света варьируется строго по широте. Диапазон распространения многих видов охватывает разные широты и отвечает продолжительности дня на разных этапах жизни у местных популяций, что может быть хорошими изменениями на определенных широтах [Silverin et al., 1993] или в некоторых случаях отвечать специфике региона (рис. 2) [Lambrechts et al., 1997]. Вариации в восприятии продолжительности дня, зависящие от присутствия искусственного света, могут, следовательно, быть проблематичными, даже если это влияние кажется незаметным в сравнении с естественной изменчивостью по широтам, к которым популяции смогли приспособиться за тысячелетие.
Эффект от неправильного восприятия продолжительности дня в синхронизации кладки яиц, возникший в результате воздействия искусственного света, однако, может быть уменьшен с помощью других факторов окружающей среды, таких как температура или изобилие пищи. Например, когда большие синицы (Parus major) были пойманы в своей естественной среде обитания до начала периода размножения, подвергнутые длительному дневному фотопериоду в лабораторных условиях, а затем выпущенные обратно, показали продвинутый рост фоликул, но в конечном счете эти птицы не отличались от других по срокам кладки, в сравнении с контрольными особями [te Marvelde et al., 2012]. Этот пример показывает, что ранняя подверженность воздействию света (длинный день) не может привести к существенным изменениям периода кладки в естественных условиях. Прогресс в размножении у синих синиц в освещенных местообитаниях, показанный Кемпенаерс и др. (2010), следовательно, может быть прямым эффектом от света, но также может быть непрямое влияние, связанное с поведением мужских особей, например, самцы синих синиц могут начинать пение раньше по сезону под влиянием от искусственного ночного освещения, что стимулирует самок начинать кладку раньше.
Отдельно от песенной активности мало что известно о влиянии искусственного света на прочую дневную активность птиц. Однако, вот пара примеров как меняется привычное поведение. На самом деле цапли могут успешно использовать освещенные эстуарии и прибрежные заболоченные места ночью. Это разное временное использование мест обитания создает искусственную нишу, которое может изменять уровень конкуренции между видами [Dwyer et al., 2012; Hockin et al., 1992; Santos et al., 2010]. Более того, некоторые насекомоядные виды птиц, как было сообщено, используют ночной свет, чтобы кормиться ночью. Недавние полевые исследования Титулаер и др. (2012) показали, что большие синицы, подвергающиеся воздействию искусственного света на стадии кормления птенцов, сильно увеличивают частоту кормления в течение дня (рис. 3), но лежащий в основе механизм остается неясным.
Таким образом, понятно воздействие от искусственного света на птиц. Эти эффекты, однако, играют роль на индивидуальном уровне и измеримы в коротких промежутках времени. Так или иначе, влияние искусственного света на здоровье или даже численность популяции до сих пор неизвестно.
Последствия для здоровья и численности популяции
Последствия для здоровья, вероятно, будут присутствовать, когда искусственный свет влияет на один или больше этапов жизни птиц. Фотопериод – важный сигнал для сезонной синхронизации, и если птицы меняют ее из-за искусственного света, они, скорее всего, будут менее приспособлены к окружающей среде, т.е. иметь худшее здоровье, чем их не побеспокоенные собратья [cf. Schlaepfer et al., 2002]. Однако, об этом очень мало данных. Пример последствий для здоровья из-за изменений в суточной синхронизации в возрастании роли отцовства у синих синиц, занимающих освещенные территории, был получен Кемпенаерсом и др. (2010). Самцы, занимающие освещённые территории производят больше пар потомства в других гнездах, чем самцы, занимающие территории, находящиеся дальше от искусственного света. Самцы в освещенных местах кажутся потенциально более привлекательными для самок из прилежащих темных территорий, так как они начинают петь раньше. Это соответствует более ранним наблюдениям, что самки отдают предпочтение самцам, поющим раньше [Poesel et al., 2006]. Однако, влияние связывается с разницей в качестве самцов и должно быть подтверждено экспериментально. Де Моленаар и др. (2006) совершили уникальное исследование гнездового поведения у веретенников (Limosa l. limosa) на 230 га луговой местности, пересеченной подсвечиваемым шоссе. Дорожную подсветку и временно размещенные лампы, расположенные на расстоянии от дороги экспериментально включались и выключались в течение двух лет подряд, при этом проводился мониторинг синхронизации кладки яиц, выбор места гнездования и истребления гнезд. В результате предположили, что веретенники, прибывающие раньше выбирают места для гнезд на большем расстоянии, чем особи, прилетающие позже и то, что дорожная подсветка имеет негативное влияние на выбор площадок для размножения. Однако, очень мало известно о долгосрочных последствиях воздействия искусственного света на популяционный уровень у птиц, проживающих постоянно в непрерывно освещаемых естественных местообитаниях. Это влияние может быть скрыто и, следовательно, менее заметно. Одна причина этого пробела в наших знаниях, это то, что очень мало других экспериментальных исследований, сравнивающих территории с и без искусственного света. Так же, этот сильный недостаток знаний о пороговых значениях интенсивности света, при которых свет не будет иметь влияния в экологическом контексте. Это делает непонятным какие территории вблизи источников света должны быть изучены, чтобы оценить последствия на птичьи популяции. Когда мы узнаем об этих значениях и, следовательно, о размерах влияния, мы сможем предсказывать о долгосрочном воздействии для популяций. Является ли это воздействие серьезной угрозой или нет невозможно предсказать априори – изучение прочих воздействий показали, что негативные последствия, хотя и вызывают значительную смертность, могут быть компенсированы репродуктивным потенциалом некоторых видов [Arnold & Zink, 2011].
Вкратце, мы имеем очень мало информации о долгосрочных последствиях и необходимо больше работ, чтобы понять экологические последствия от искусственного света.
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 41; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!