Studie belegt: Künstliches Licht in der Nacht verändert das Verhalten von Fischen – sogar bis in die nächste Generation hinein

Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass Lichtverschmutzung – insbesondere Licht im blauen Spektrum – das Verhalten von Fischen bereits nach wenigen Nächten verändern und Folgewirkungen auf ihre Nachkommen haben kann. Das Team aus China hat untersucht, wie weibliche Zebrafische reagieren, wenn sie nachts künstlichem Licht ausgesetzt werden, das als Hauptquelle der weltweiten Lichtverschmutzung gilt.

Fische wurden neun Nächte lang künstlichem Licht unterschiedlicher Wellenlängen ausgesetzt, was dazu führte, dass sie weniger schwammen, näher beieinander blieben und mehr Zeit in der Nähe der Aquariumwand verbrachten. Diese angstähnlichen Verhaltensweisen wurden bei Fischen bei allen Wellenlängen des Lichts beobachtet, aber kurzwelliges Licht im blauen Spektrum verursachte die schnellsten und stärksten Veränderungen.

Die Ergebnisse zeigen außerdem, dass Lichtverschmutzung langfristige Auswirkungen haben kann: Die Nachkommen von Müttern, die Licht ausgesetzt waren, schwammen weniger, obwohl sie selbst nie Licht ausgesetzt waren. Die Studie ist veröffentlicht im Journal Wissenschaft der Gesamtumwelt.

Künstliches Licht verschmutzt nachts die Umwelt, indem es Orte erhellt, die sonst nachts dunkel wären. Im Freien gibt es dieses Licht durch die Lichter, die Straßen, Gebäude und Industriegebiete die ganze Nacht über erhellen; und in Innenräumen gibt es dieses Licht durch die Geräte, die unsere Aufmerksamkeit bis in den Abend fesseln.

Künstliches Licht in der Nacht wirkt sich nachweislich auf die meisten Organismen aus, indem es den natürlichen Rhythmus biologischer Prozesse stört, der durch Licht- und Dunkelheitszyklen koordiniert wird.

„Der Schlaf ist einer der Hauptprozesse von Tieren, der nachts durch künstliches Licht gestört wird. Deshalb waren wir neugierig, was das für ihre Fähigkeit bedeutet, sich im Leben zurechtzufinden. Mit anderen Worten, was bedeutet es für ihr Verhalten?“, sagt Wei Wei Li, der Erstautor der Studie, der die Arbeit als Doktorand am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie durchgeführt hat.

„Die Lichtstärke, die wir in unserer Studie verwendeten, entsprach dem, was nachts durch die vielen Quellen, die wir im Freien aufstellen, bereits in die Behausungen der Tiere scheint. Und wir stellten bereits nach wenigen hellen Nächten extrem starke und deutliche negative Auswirkungen auf das Verhalten der Fische und ihrer Nachkommen fest.“

Die Gefahren von blauem Licht

Da bekannt ist, dass künstliches Licht in der Nacht bei Menschen durch die Einwirkung von Licht im blauen Spektrum negative Auswirkungen hat, wollte das Team herausfinden, ob sich unterschiedliche Wellenlängen auch unterschiedlich auf das Verhalten von Fischen auswirken.

Sie setzten weibliche Zebrafische die ganze Nacht lang zehn Lichtmodi aus: neun verschiedene Wellenlängen des sichtbaren Spektrums sowie weißes Licht. Die Beleuchtungsstärke war auf 20 Lux eingestellt, was ungefähr der Intensität von Straßenlaternen entspricht, die man aus der Ferne sieht, und der die Tiere im Freien ausgesetzt wären.

Sie fanden heraus, dass alle Wellenlängen nach acht Nächten der Bestrahlung dazu führten, dass die Fische weniger schwammen, näher zusammenblieben und mehr Zeit in der Nähe der Aquariumwand verbrachten, ein Verhalten, das als „Thigmotaxis“ oder „Wandumarmung“ bekannt ist und ein Anzeichen für Angst bei den Tieren ist. Die Wirkung des blauen Lichts war jedoch schon früher zu sehen, nämlich bereits nach fünf Tagen der Bestrahlung, wobei das Licht mit 470 nm die stärkste Wirkung von allen hatte.

„Dies steht im Einklang mit dem, was man beim Menschen weiß: dass die Einwirkung des blauen Lichts unserer elektronischen Bildschirme den größten Einfluss auf unseren Schlaf und möglicherweise auch auf andere physiologische Zyklen hat“, sagt Co-Autor Aneesh Bose, der die Arbeit während seiner Tätigkeit am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie durchgeführt hat.

Ziel der Studie war es nicht, einen Mechanismus aufzudecken, aber die Autoren spekulieren, dass Schlafmangel die Ursache für die Muster in ihren Daten sein könnte. Ihre Feststellung, dass Verhaltensänderungen sich nicht sofort, sondern erst nach fünf oder acht Nächten der Exposition zeigten, könnte durch Schlafmangel erklärt werden.

„Die Fische konnten ein paar Nächte durchmachen, aber nach zu vielen Nächten mit unterbrochenem Schlaf machte ihnen das irgendwann zu schaffen“, erklärt Bose, der mittlerweile an der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften forscht.

Langanhaltende Veränderungen

Die Studie ergab auch, dass die Auswirkungen der Lichtverschmutzung nicht nur auf das Individuum beschränkt waren, sondern auch an die Nachkommen weitergegeben wurden. Nachdem die weiblichen Zebrafische nachts künstlichem Licht ausgesetzt waren, durften sie sich fortpflanzen und das Team zog ihren Nachwuchs unter natürlichen Lichtbedingungen auf.

Nach 15 Tagen testeten die Forscher das Schwimmverhalten der Larven mithilfe einer speziellen automatisierten Tracking-Software, die das Aktivitätsniveau der kleinen Fische quantifizieren soll. Die Nachkommen der exponierten Mütter zeigten tagsüber weniger Bewegung, obwohl sie nachts nie Licht ausgesetzt waren.

„Wir haben festgestellt, dass Lichtverschmutzung das natürliche Verhalten der Fische stört und diese Störung möglicherweise Auswirkungen auf ihre Fitness und Leistungsfähigkeit hat“, sagt Ming Duan, der Letztautor der Studie vom Institut für Hydrobiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.

Um diese Folgen von künstlichem Licht in der Nacht für Wildtiere zu mildern, muss laut den Autoren besonders darauf geachtet werden, welches Licht von menschlichen Quellen ausgestrahlt wird. Duan fügt hinzu: „Viele der Orte, die wir nachts beleuchten, liegen in der Nähe von Tierhabitaten. Das Beste, was wir tun können, ist, den Einsatz von Lichtquellen mit blauer Wellenlänge dort zu minimieren, wo Tiere versuchen zu schlafen.“