Das Ergebnis einer neuen Studie, dass städtische Lichtverschmutzung die Winterruhezeit von Mücken stören kann, die das West-Nil-Virus übertragen, könnte sowohl als gute als auch als schlechte Nachricht angesehen werden.
Die gute Nachricht ist, dass die krankheitsübertragenden Schädlinge den Winter möglicherweise nicht überleben, wenn ihre Mastpläne vereitelt werden. Die schlechte Nachricht ist, dass ihre Ruhephase, die als Diapause bekannt ist, einfach verzögert werden kann – was bedeutet, dass sie Menschen und Tiere länger bis in den Herbst hinein beißen.
„Wir sehen die höchsten Übertragungsraten des West-Nil-Virus im Spätsommer und frühen Herbst in Ohio. Wenn Sie Mücken haben, die die Diapause verschieben oder verzögern und länger im Jahr aktiv bleiben, ist dies zu einer Zeit, in der die Mücken am wahrscheinlichsten sind mit dem West-Nil-Virus infiziert werden und Menschen könnten dem größten Risiko ausgesetzt sein, sich damit zu infizieren“, sagte Megan Meuti, leitende Autorin der Studie und Assistenzprofessorin für Entomologie an der Ohio State University.
Diese Studie und frühere Ergebnisse von Meuti und ihren Kollegen gehören zu den ersten, die zeigen, dass künstliches Licht in der Nacht einen erheblichen Einfluss auf das Verhalten von Mücken haben könnte – einschließlich Auswirkungen, die nicht unbedingt vorhersehbar sind.
„Wir stellen fest, dass das gleiche städtische Licht in der Nacht in verschiedenen jahreszeitlichen Kontexten sehr unterschiedliche Wirkungen haben kann“, sagte sie.
Meuti führte die Studie mit dem Erstautor Matthew Wolkoff und Lydia Fyie durch, beide Ph.D. Kandidaten in Entomologie an der Ohio State. Die Forschung wurde kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Insekten.
Die Diapause ist für weibliche Nördliche Hausmücken (Culex pipiens) kein Winterschlaf, sondern eher eine Ruhephase, wenn die Insekten in Höhlen, Durchlässen, Schuppen und anderen halbgeschützten Orten leben. Vor Einbruch des Winters wandeln Mücken zuckerhaltige Quellen wie Pflanzennektar in Fett um. Wenn die Tage länger werden, beginnen die Weibchen, nach Blutmahlzeiten zu suchen, um die Eiproduktion zu ermöglichen. Einige infizieren sich mit dem West-Nil-Virus, indem sie sich von infizierten Vögeln ernähren, und übertragen das Virus später, wenn sie sich von Menschen, Pferden und anderen Säugetieren ernähren.
Diese Studie baut auf zwei früheren Erkenntnissen aus Meutis Labor auf: Für ihre Dissertation Meuti gefunden dass sich die Gene der zirkadianen Uhr zwischen Mücken mit und ohne Diapause unterscheiden, was stark darauf hindeutet, dass die Tageslänge bestimmt, wann die Diapause beginnen sollte. Und neuer arbeiten unter der Leitung von Fyie fanden heraus, dass weibliche Moskitos, die nachts schwachem Licht ausgesetzt waren, die Diapause verhinderten und reproduktionsaktiv wurden – selbst wenn kurze Tage darauf hindeuteten, dass sie ruhen sollten.
In der aktuellen Studie, die von Wolkoff verfasst wurde, verfolgten die Forscher beide Untersuchungslinien und verglichen die tägliche Aktivität und Nährstoffanreicherung von Mücken, die unter zwei Laborbedingungen aufgezogen wurden – lange Tage, die die aktive Jahreszeit der Insekten nachahmen, und kurze Tage, die eine Ruhephase auslösten – mit und ohne Exposition gegenüber Nachts künstliches Licht.
Die Studie lieferte weitere Beweise im Zusammenhang mit einem zirkadianen Muster des Mückenverhaltens und zeigte, dass die Aktivität der Insekten während der Diapause abnimmt, aber die zirkadiane Rhythmik dieser Aktivität auch während dieser Ruhephase aufrechterhalten wird.
Es wurde festgestellt, dass die Einführung von künstlichem Licht in der Nacht diese Aktivitätsmuster beeinflusst und den Erwerb von Nährstoffreserven durch Mücken beeinflusst, die für die Dickung und Überwindung der Wintertemperaturen erforderlich sind.
Die Exposition gegenüber Lichtverschmutzung unterdrückte die Menge an wasserlöslichen Kohlenhydraten – Zucker, die im Winter eine wesentliche Nahrungsquelle darstellen – die von Mücken sowohl unter Lang- als auch unter Kurztagbedingungen angesammelt wurden. Muster der Akkumulation des Zuckerglykogens wurden durch nächtliche Einwirkung von künstlichem Licht umgekehrt: Unter normalen Bedingungen hatten Mücken, die nicht ruhten, viel Glykogen in ihrem Körper, windende Käfer jedoch nicht – aber Mücken, die Lichtverschmutzung ausgesetzt waren, den langen Tag Mücken sammelten nicht viel Glykogen und Kurztagsmücken zeigten eine Zunahme der Glykogenansammlung.
Die Forscher beobachteten konsistente Trends bei den aktivitätsbezogenen Wirkungen von Licht in der Nacht, mit einer leicht erhöhten Aktivität bei den ruhenden Mücken und einer leicht unterdrückten Aktivität bei Langtagsmücken, von denen erwartet wird, dass sie damit beschäftigt sind, nach Nahrung zu suchen. Obwohl die Ergebnisse statistisch nicht signifikant waren, sagte Wolkoff, dass die kombinierten Beobachtungen darauf hindeuten, dass Lichtverschmutzung dazu führt, dass Moskitos die Diapause abwehren – möglicherweise durch Verschlüsseln von Signalen ihrer circadianen Uhr.
„Dies könnte kurzfristig schlecht für Säugetiere sein, weil uns Mücken möglicherweise später in der Saison stechen, aber es könnte langfristig auch schlecht für Mücken sein, weil sie möglicherweise nicht vollständig an vorbereitenden Aktivitäten teilnehmen, die sie zum Überleben benötigen Winter während der Diapause, und das könnte ihre Überlebensrate verringern“, sagte Wolkoff.
Die Forscher planen, Feldstudien durchzuführen, um zu sehen, ob diese Laborergebnisse in freier Wildbahn zutreffen.
Mehr Informationen:
Matthew Wolkoff et al, Light Pollution Disrupts Seasonal Differences in the Daily Activity and Metabolic Profiles of the Northern House Mosquito, Culex pipiens, Insekten (2023). DOI: 10.3390/insekten14010064