السبب المفاجئ الذي يجعل الحشرات تدور حول الأضواء ليلاً:لقد فقدوا مسار السماء

إنها ملاحظة قديمة قدم البشر الذين يتجمعون حول نيران المخيمات:يمكن للضوء في الليل أن يجذب حشدًا من الحشرات يدور بشكل غير منتظم.في الفن والموسيقى والأدب، هذا المشهد هو استعارة دائمة لـ عوامل جذب خطيرة ولكن لا تقاوم.إن مشاهدة حركاتهم المحمومة تعطي إحساسًا بوجود خطأ ما - فبدلاً من العثور على الطعام والتهرب من الحيوانات المفترسة، فإن هؤلاء الطيارين الليليين محاصرون بالضوء.

ومن المؤسف أن قروناً من مشاهدة ما يحدث لم تنتج إلا القليل من اليقين حول سبب حدوثه.كيف يمكن لضوء بسيط أن يحول ملاحين سريعين ودقيقين إلى أسرى عاجزين ومرتعشين؟نحن الباحثون فحص رحلة جوية, رؤية و تطور, ، وقد استخدمنا تقنيات التتبع عالية السرعة في البحوث المنشورة حديثا لتقديم إجابة.

العث إلى اللهب؟

العديد من التفسيرات القديمة لهذا السلوك المنوم لم يتم حلها بشكل كامل.كانت الفكرة المبكرة هي أن الحشرات قد تنجذب إلى حرارة اللهب.كان هذا مثيرًا للاهتمام، مثل بعض الحشرات حقًا هي محبة للحرارة:إنهم ينجذبون إلى النار وقد تطوروا للاستفادة من الظروف في المناطق المحترقة مؤخرًا.لكن معظم الحشرات الموجودة حول الضوء ليست ضمن هذه الفئة، والأضواء الباردة تجذبها بشكل جيد.

وهناك فكرة أخرى مفادها أن الحشرات تنجذب مباشرة إلى الضوء، أ استجابة تسمى الانجذاب الضوئي.تتحرك العديد من الحشرات نحو الضوء، ربما كوسيلة للهروب من الظلام أو المناطق المحيطة بها.ولكن إذا كان هذا هو تفسير التجمعات حول الضوء، فقد تتوقع اصطدامها مباشرة بالمصدر.هذه النظرية لا تفعل الكثير لتفسير سلوك الدوران البري.

وهناك فكرة أخرى مفادها أن الحشرات قد تخطئ في استخدام الضوء القريب على أنه القمر، أثناء محاولتها استخدامه الملاحة السماوية.تشير العديد من الحشرات إلى القمر لتحافظ على مسارها ليلاً.

تعتمد هذه الإستراتيجية على كيف تبدو الأشياء الموجودة على مسافة بعيدة وكأنها تحوم في مكانها أثناء تحركك على طول مسار مستقيم.يشير القمر الثابت إلى أنك لم تقم بأي انعطافات غير مقصودة، كما قد تفعل إذا تعرضت لعاصفة من الرياح.ومع ذلك، لا يبدو أن الأجسام القريبة تتبعك في السماء، ولكنها تنجرف إلى الخلف أثناء تحركك.

وترى نظرية الملاحة السماوية أن الحشرات عملت على إبقاء مصدر الضوء هذا ثابتًا، بحيث يتحول بشكل حاد في محاولة فاشلة للطيران بشكل مستقيم.إنها فكرة رائعة، لكن هذا النموذج يتنبأ بأن العديد من الرحلات الجوية سوف تتجه نحو الداخل نحو الاصطدام، وهو ما لا يتطابق عادة مع المدارات التي نراها.إذن ما الذي يحدث حقًا؟

يديرون ظهورهم للضوء

لفحص هذا السؤال بالتفصيل، قمنا نحن وزملائنا بتصوير مقاطع فيديو عالية السرعة لحشرات حول مصادر ضوء مختلفة لتحديد مسارات الطيران ووضعيات الجسم بدقة، سواء في المختبر في امبريال كوليدج لندن وفي موقعين ميدانيين في كوستاريكا، CIEE و إستاسيون بيولوجيكا.لقد وجدنا أن أنماط طيرانهم لم تكن متطابقة بشكل وثيق مع أي نموذج موجود.

وبدلا من ذلك، كانت مجموعة واسعة من الحشرات تشير باستمرار ظهورها نحو الأضواء.وهذا سلوك معروف يسمى استجابة الضوء الظهرية.في الطبيعة، بافتراض أن الضوء ينزل من السماء أكثر من الضوء القادم من الأرض، فإن هذه الاستجابة تساعد في إبقاء الحشرات في الاتجاه الصحيح للطيران.

لكن توجيه ظهورهم نحو الأضواء الاصطناعية القريبة يغير مسارات طيرانهم.تمامًا كما تميل الطائرات لتدور، وتتدحرج أحيانًا حتى تبدو الأرض تقريبًا خارج نافذتك، كذلك تدور الحشرات الطائرة أيضًا.عندما تتجه ظهورهم نحو ضوء قريب، فإن الضفة الناتجة تدور حول الضوء، وتدور ولكن نادرًا ما تتصادم.

وكانت هذه المسارات المدارية واحدة فقط من السلوكيات التي لاحظناها.عندما تطير الحشرات مباشرة تحت الضوء، غالبًا ما تتقوس لأعلى أثناء مرورها خلفها، وتحافظ على ظهورها للمصباح حتى تطير في النهاية بشكل مستقيم للأعلى، ثم تتوقف وتسقط من الهواء.والأكثر إلحاحًا، عندما تطير الحشرات مباشرة فوق الضوء، تميل الحشرات إلى الانقلاب رأسًا على عقب، وتدير ظهورها مرة أخرى للضوء، ولكنها تتحطم بعد ذلك فجأة.

لماذا يكون هناك استجابة للضوء الظهري؟

على الرغم من أن الضوء في الليل يمكن أن يضر حيوانات أخرى - على سبيل المثال، بواسطة - تحويل الطيور المهاجرة إلى المناطق الحضرية - لا يبدو أن الحيوانات الأكبر حجمًا تفقد اتجاهها الرأسي.فلماذا تعتمد الحشرات، وهي أقدم مجموعة من النشرات وأكثرها ثراءً بالأنواع، على استجابة تجعلها عرضة للخطر؟

قد يكون لها علاقة بحجمها الصغير.يمكن للحيوانات الأكبر حجمًا أن تشعر بالجاذبية مباشرة من خلال الأعضاء الحسية التي يتم سحبها بواسطة تسارعها، أو أي تسارع آخر.البشر، على سبيل المثال، يستخدمون النظام الدهليزي لأذننا الداخلية, ، الذي ينظم إحساسنا بالتوازن وعادة ما يمنحنا فكرة جيدة عن الاتجاه الذي نسير فيه.

لكن الحشرات لديها هياكل حسية صغيرة فقط.وخاصة عندما يقومون بمناورات طيران سريعة، فإن التسارع لا يقدم سوى إشارة ضعيفة إلى الاتجاه الذي ستتجه إليه الطائرة.وبدلاً من ذلك، يبدو أنهم يراهنون على سطوع السماء.

قبل الإضاءة الحديثة، كانت السماء عادةً أكثر سطوعًا من الأرض، ليلاً أو نهارًا، لذا فقد وفرت إشارة موثوقة إلى حد ما لمسافر صغير نشط يأمل في الحفاظ على اتجاه ثابت.أما الأضواء الاصطناعية التي تخرب هذه القدرة، من خلال حث الحشرات على الطيران في دوائر، فهي حديثة نسبيا.

المشكلة المتزايدة للإضاءة الليلية

مع انتشار التكنولوجيا الجديدة، أصبحت الأضواء التي تنتشر في الليل تنتشر بشكل أسرع من أي وقت مضى.مع إدخال رخيصة ومشرقة، مصابيح LED واسعة الطيف, ، العديد من المناطق، مثل المدن الكبيرة، لا ترى ليلة مظلمة أبدًا.

الحشرات ليست المخلوقات الوحيدة المتضررة.يعطل التلوث الضوئي إيقاعات الساعة البيولوجية والعمليات الفسيولوجية في الآخرين الحيوانات والنباتات و البشر, ، في كثير من الأحيان مع عواقب صحية خطيرة

ولكن يبدو أن الحشرات المحاصرة حول الضوء هي التي تحصل على أسوأ ما في الأمر.وبسبب عدم قدرتهم على تأمين الغذاء، وسهولة اكتشافهم من قبل الحيوانات المفترسة، وعرضة للإرهاق، يموت الكثير منهم قبل حلول الصباح.

من حيث المبدأ، يعد التلوث الضوئي أحد أسهل الأشياء التي يمكن إصلاحها، وغالبًا ما يكون ذلك عن طريق العلاج فقط التقليب التبديل. تقييد الإضاءة في الهواء الطلق إلى ضوء دافئ مفيد وموجه، ليس أكثر سطوعًا من اللازم، ولمدة أطول من اللازم، يمكن أن يحسن بشكل كبير صحة النظم البيئية الليلية.ونفس الممارسات المفيدة للحشرات تساعد في استعادة مناظر سماء الليل:يعيش أكثر من ثلث سكان العالم في مناطق حيث درب التبانة غير مرئية أبدا.

على الرغم من أن الحشرات التي تدور حول الضوء تعتبر مشهدًا رائعًا، إلا أنها بالتأكيد أفضل للحشرات والكائنات الحية الفوائد التي يقدمونها للإنسان عندما نترك الليل غير مضاء ونسمح لهم بممارسة الأنشطة التي يؤدونها ببراعة تحت سماء الليل.