Тысячелетняя загадка о насекомых и ночном свете получила новое объяснение
Многие люди задавались в какой-то момент вопросом: почему насекомые летят на свет и проводят вечера, роясь и кружась вокруг источника искусственного освещения? Ученые теперь нашли ответ, используя высокоскоростные камеры и технологию захвата движения, чтобы изучить траектории полета в 3D.
До сих пор не было недостатка в предложенных объяснениях такого поведения: насекомые могут принять свет за Луну, цветы или просветы в листве, через которые они могут проскользнуть. Возможно, они ослеплены ярким светом и заблудились. Или им просто нравится свет и тепло как убежище в ночном холоде и мраке. Или, возможно, их привлекают другие насекомые, чтобы спариваться и/или питаться. Или это может быть смесь всего вышеперечисленного.
Но как узнать, какой ответ правильный? Чтобы выяснить это раз и навсегда, исследователи из Florida International University (FIU) использовали высокоскоростные 3D-камеры, чтобы распутать траектории полета насекомых вокруг искусственного света как в лаборатории, так и в джунглях Коста-Рики.
Оказывается, насекомых не «привлекает» искусственный свет как таковой. Свет фонарей и ламп просто мешает их навигационным системам, отточенным десятками миллионов лет эволюции.
По сути, поскольку насекомые совершают очень сложные воздушные маневры, они не могут полагаться на свое обычное чувство гравитации, чтобы отслеживать, какой путь идет вверх, а какой вниз. Они научились держать небо — самый яркий ночник в природе — за спиной, чтобы оно помогало им оставаться в правильном положении.
Однако проблема в том, что небо уже не является самым ярким светом. Это означает, что насекомые пролетают мимо уличного фонаря или другого источника и инстинктивно меняют ориентацию, чтобы направить искусственный свет себе в спину.
Проносясь мимо, они продолжают корректировать траекторию своего полета, чтобы сохранить ее под тем же углом, что приводит к тому, что они просто совершают петлю вокруг лампочки. Насекомые думают, что найденное ими «небо» — настоящее, и попадают в ловушку изнурительного цикла, пытаясь сохранить ориентацию. Это тщетное усилие, которое приводит к неуклюжим маневрам и случайным падениям прямо на лампу.
Ученые впервые нашли это объяснение в лабораторных тестах, прикрепив маркеры захвата движения к мотылькам и стрекозам, чтобы реконструировать, как они летают вокруг источника света.
Во время полета насекомые испытывают такое быстрое ускорение, что их чувство гравитации становится ненадежным. Им нужно небо, даже ночью, чтобы определить, в каком направлении находится верх, и двигаться вперед, сохраняя контроль в воздухе. Однако искусственный свет нарушает эту систему.
«В одном из самых первых экспериментов я позволил большому желтому мотыльку вылететь из моей руки и пролететь прямо над УФ-лампой, и он сразу же перевернулся вверх тормашками», — рассказал Сэм Фабиан, автор исследования. «Но тогда мы не знали, будет ли поведение, которое мы видели и измеряли в лаборатории, также наблюдаться в дикой природе».
Чтобы выяснить это, ученые направились в Коста-Рику, где обитает одно из самых разнообразных сообществ насекомых в мире, и установили искусственный свет в джунглях, окруженный высокоскоростными камерами, чтобы запечатлеть полеты местной живности. Вскоре появилось множеством насекомых, включая мотыльков, мух, стрекоз, жуков и даже богомола.
Исследователи засняли 477 видео 11 различных видов насекомых, взаимодействующих со светом. И действительно, все они держали свет сзади, переворачиваясь «вверх дном», когда пролетали над источником света.
Хотя исследование подтверждает, что свет оказывает разрушительное воздействие на насекомых, оно также предполагает, что направление света имеет значение. Худшее — это направленная вверх или просто голая лампочка. Укрытие или защита могут быть ключом к компенсации негативного воздействия на насекомых.
Далее исследователи планируют выяснить, оказывает ли свет холодных или теплых тонов различное воздействие на насекомых, и изучить способы, которыми мы потенциально можем минимизировать это нарушение.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.