Eine umfangreiche Studie an der School of Zoology der Universität Tel Aviv testete die Auswirkungen einer anhaltenden Lichtverschmutzung mit geringer Intensität auf zwei Arten von Wüstennagetieren: die tagaktive Goldstachelmaus und die nachtaktive Gemeine Stachelmaus.
Die Ergebnisse waren äußerst beunruhigend: Bei zwei verschiedenen Gelegenheiten starben ganze Kolonien, die ALAN (Artificial Light At Night) ausgesetzt waren, innerhalb von Tagen, und auch die Reproduktion nahm im Vergleich zu Kontrollgruppen signifikant ab. „Unsere Ergebnisse zeigen zum ersten Mal deutlich, dass Lichtverschmutzung für diese Arten extrem schädlich sein kann, und deuten darauf hin, dass sie für Ökosysteme, Biodiversität und sogar die menschliche Gesundheit schädlich sein könnten“, sagen die Forscher.
Die Studie wurde von Prof. Noga Kronfeld-Schor, leitende Wissenschaftlerin des israelischen Ministeriums für Umweltschutz, und Ph.D. Studentin Hagar Vardi-Naim, beide von der Zoologischen Fakultät der TAU und dem Naturkundemuseum Steinhardt. Das Papier erschien in Wissenschaftliche Berichte.
Prof. Kronfeld-Schor erklärt: „Wir untersuchen diese eng verwandten Nagetierarten seit Jahren. Sie leben beide in den Steinwüsten Israels: Die Goldstachelmaus (Acomys russatus) ist tagaktiv, die Gemeine Stachelmaus (A. cahirinus) tagaktiv nachtaktiv. Die beiden Arten teilen denselben natürlichen Lebensraum, nutzen ihn aber zu unterschiedlichen Zeiten, um Konkurrenz zu vermeiden. Durch den Vergleich eng verwandter Arten mit unterschiedlichen Aktivitätszeiten gewinnen wir neue Einblicke in die biologische Uhr und ihre Bedeutung für die Gesundheit von Tieren und Menschen .“
Hagar Vardi-Naim sagt: „Bei den meisten bisher untersuchten Arten, einschließlich Menschen, wird die biologische Uhr durch Licht synchronisiert. Dieser Mechanismus entwickelte sich über Millionen von Jahren als Reaktion auf die täglichen und jährlichen Zyklen des Sonnenlichts – Tag und Nacht und ihre unterschiedlichen Längen die dem Wechsel der Jahreszeiten entsprechen. Verschiedene Arten entwickelten Aktivitätsmuster, die diesen Änderungen der Lichtintensität und der Tageslänge entsprechen, und entwickelten anatomische, physiologische und Verhaltensanpassungen, die für Tag- oder Nachtaktivität und Saisonabhängigkeit geeignet sind.“
„Im Laufe der letzten Jahrzehnte haben die Menschen jedoch die Regeln geändert, indem sie künstliches Licht erfunden und umfassend genutzt haben, das Lichtverschmutzung erzeugt. Neuesten Studien zufolge sind etwa 80 % der Weltbevölkerung ALAN ausgesetzt, und das Gebiet ist von Licht betroffen Die Umweltverschmutzung wächst jährlich um 2-6%.In einem kleinen und überfüllten Staat wie Israel sind nur sehr wenige Orte frei von Lichtverschmutzung.In unserer Studie haben wir die langfristigen Auswirkungen von ALAN auf Individuen und Populationen unter naturnahen Bedingungen genau beobachtet. „
In der Studie setzten die Forscher 96 Stachelmäuse beider Arten, Männchen und Weibchen in gleicher Anzahl, in acht geräumige Außengehege im Zoologischen Forschungsgarten der TAU. Die Gehege simulierten Lebensbedingungen in freier Wildbahn: Alle Tiere wurden natürlichen Umweltbedingungen ausgesetzt, darunter dem natürlichen Licht-Dunkel-Wechsel, Umgebungstemperaturen, Feuchtigkeit und Niederschlägen.
Jedes Gehege enthielt Unterstände, Nistmaterialien und Zugang zu ausreichenden Mengen an Nahrung. Die Versuchsgehege wurden 10 Monate lang ALAN mit geringer Intensität (ähnlich einer Straßenlaterne in städtischen Gebieten) mit unterschiedlichen Wellenlängen (Farben) ausgesetzt: zwei Gehege wurden mit kaltweißem Licht, zwei mit warmweißem (gelblichem) Licht und zwei mit blaues Licht, während zwei Gehege nachts dunkel blieben und als Kontrollen dienten.
Alle Tiere wurden markiert, um eine genaue Überwachung der Verhaltensänderungen und der körperlichen Verfassung zu ermöglichen. Das Experiment wurde zweimal in zwei aufeinanderfolgenden Jahren durchgeführt.
Prof. Kronfeld-Schor sagt: „Die durchschnittliche Lebenserwartung von Stachelmäusen beträgt 4-5 Jahre, und unser ursprünglicher Plan war es, die Auswirkungen von ALAN auf dieselben Kolonien zu überwachen und die Auswirkungen auf die Fortpflanzungsleistung, das Wohlbefinden und die Langlebigkeit zu messen. Aber die dramatischen Ergebnisse durchkreuzten unsere Pläne: Bei zwei unabhängigen Ereignissen in zwei verschiedenen Gehegen, die weißem Licht ausgesetzt waren, starben alle Tiere innerhalb weniger Tage.“
„Wir hatten keine vorläufigen Anzeichen gesehen, und Autopsien an der Medizinischen Fakultät der TAU und am Kimron Veterinary Institute in Beit Dagan ergaben keine abnormalen Befunde bei den toten Stachelmäusen kein Schutz gegen einen nicht identifizierten Krankheitserreger. In keinem der anderen Gehege wurde eine abnormale Sterblichkeit festgestellt, und soweit uns bekannt ist, wurde noch nie ein ähnliches Ereignis von Forschern dokumentiert.“
Andere Ergebnisse deuteten auch darauf hin, dass die Exposition gegenüber ALAN den Fortpflanzungserfolg von Stachelmäusen stört. Hagar Vardi-Naim sagt: „In freier Wildbahn brüten beide Arten von Stachelmäusen hauptsächlich im Sommer, wenn die Temperaturen hoch sind und die neugeborenen Welpen am ehesten überleben. Künstliches Licht schien die Tiere jedoch zu verwirren. Die gewöhnlichen Stachelmäuse fing an, das ganze Jahr über zu züchten, produzierte aber eine geringere Anzahl von Welpen pro Jahr.“
„Es ist nicht zu erwarten, dass im Winter geborene Welpen in der Natur überleben, was den Fortpflanzungserfolg der Art in freier Wildbahn weiter verringern würde. aber die Anzahl der Jungen war im Vergleich zur Kontrollgruppe um die Hälfte reduziert, die weiterhin normal gedeihte und sich normal fortpflanzte. Diese Ergebnisse stimmen mit der Tatsache überein, dass bei saisonalen Langtagbrütern das Stichwort für die Reproduktion die Tageslänge ist.“
Zusätzliche Tests ergaben, dass die Exposition gegenüber ALAN physiologische und hormonelle Veränderungen verursachte – am deutlichsten im Cortisolspiegel, einem wichtigen Stresshormon, das an der Regulierung und dem Betrieb vieler physiologischer Wege beteiligt ist, einschließlich der Regulierung des Immunsystems. Labortests zeigten, dass die Exposition gegenüber blauem Licht den Cortisolspiegel von Goldstachelmäusen erhöhte, während weißes Licht den Cortisolspiegel von Goldstachelmäusen im Winter senkte.
Prof. Kronfeld Schor sagt: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Lichtverschmutzung, insbesondere kaltes weißes und blaues Licht, die Sterblichkeit erhöht und die Fortpflanzung stört und somit die Fitness und das Überleben von Arten in freier Wildbahn beeinträchtigen kann. Diese nachteilige Wirkung kann weitreichende Folgen haben. Konsequenzen bei der derzeitigen weiten Verbreitung der Lichtverschmutzung zu erreichen.“
„Unsere eindeutigen Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf die Biodiversität und werden uns dabei helfen, wissenschaftsbasierte Richtlinien zu fördern, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung von künstlichem Licht sowohl in bebauten als auch in offenen Bereichen. In zukünftigen Studien planen wir, dies zu untersuchen was die zahlreichen Todesfälle in den Gehegen verursachte, die ALAN ausgesetzt waren, wobei der Schwerpunkt auf der Wirkung der Lichtverschmutzung auf das Immunsystem lag.
Mehr Informationen:
Hagar Vardi-Naim et al, Fitnessfolgen der chronischen Exposition gegenüber verschiedenen Wellenlängen der Lichtverschmutzung bei nachtaktiven und tagaktiven Nagetieren, Wissenschaftliche Berichte (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-19805-1