Каштан у метро зацветает на неделю раньше своего лесного собрата, а осенью держит листья на две недели дольше — просто потому, что стоит под фонарем. Дереву кажется, что солнце не заходит.
Городской свет — фонари, реклама, освещенные витрины и окна многоэтажек — стал для растений, насекомых и для нас самих вторым, ненастоящим солнцем, которое сбивает внутренние световые часы. Как это влияет на городскую среду и на наше здоровье — читайте в статье.
Лето становится дольше
Растение определяет время года не по календарю, а по длине ночи — с помощью белков-фоторецепторов, фитохромов и криптохромов, которые реагируют на разные участки светового спектра и настраивают циркадные часы клетки.
Когда ночью включают искусственный свет, этот механизм сбоит. В центре города весеннее пробуждение у растений наступает в среднем на 12 с половиной дней раньше, чем в окрестностях, а осеннее увядание листьев задерживается почти на 11 дней. Вегетационный период у растений удлинялся в 88% крупных городов Северного полушария — свет влиял даже сильнее, чем температура (в городах тепло тоже сохраняется дольше). Впрочем, эффект заметен и в небольших городах. Например, в словацком Зволене у явора и сумаха, растущих рядом с уличными фонарями, наступление осени «сдвигалось» на 13–22 дня, а сама осенняя фаза растягивалась на 6–9 дней дольше обычного.
Но сдвиг сроков цветения и опадания листьев — только видимая часть происходящего. Свет ночью меняет внутренние физиологические процессы в листьях: исследование на кустарниках японского бересклета и садовой розы показало, что непрерывное ночное освещение снижает эффективность фотосинтеза и одновременно повышает уровень окислительного стресса. По сути, ночью, когда растению положено «отдыхать» и перерабатывать накопленный за день сахар, свет заставляет его клетки оставаться частично активными — и это истощает.
Правда, не все виды растений реагируют на свет одинаково. Исследование 19 видов городских деревьев в Венгрии разделило их на четыре группы по чувствительности к круглосуточному городскому освещению. Одни деревья демонстрировали выраженную негативную реакцию (конский каштан, липа крупнолистная, робиния), другие — почти полное равнодушие (японская вишня, ясень цветущий, липа обыкновенная), третьи — умеренно положительный ответ (бузина, ольха, липа мелколистная). Четвертая группа в ночном свете активно фотосинтезировала и развивалась (береза повислая, скальный дуб, клен полевой). А есть и такие растения (например, зеленый клен и софора японская), которые извлекают из городского света дополнительные преимущества: продленный фотосинтез позволяет им отращивать более жесткие, богатые защитными веществами листья, которые почти не едят насекомые.
Пленники световых пятен
Половина видов насекомых ведет ночной образ жизни. Они приспособлены к тому, чтобы ориентироваться, искать пищу и размножаться в темноте — поэтому искусственный свет системно нарушает их поведение.
Крупный обзор выделяет пять механизмов вреда. До трети насекомых гибнет прямо у источника света — от истощения. Другие попадаются хищникам, которые ловят их в световых пятнах. Еще искусственный свет мешает расселению между популяциями и нарушает сезонное развитие — рост насекомых аномально ускоряется или замедляется под воздействием ночного света. Наконец, части насекомых ночное освещение мешает размножаться: оно стерилизует самцов некоторых видов мотыльков, а у самок подавляет феромоны. Светлячки же просто не могут найти друг друга: их свечение — это брачные сигналы, и яркий искусственный свет их затмевает.
Недавние исследования показывают, как искусственный ночной свет комплексно влияет на конкретные виды. У личинок комара-звонца ночная засветка изменила экспрессию 1564 генов, включая гены циркадного ритма и линьки, что привело к замедленному развитию и резко сниженной способности к размножению. И это не тот вид, который кусает людей: на самом деле комар-звонец — это просто безобидная мошка, внешне похожая на комара. Но их численность крайне важна для пресноводных экосистем, потому что личинки находятся в основании пищевой цепи, и ими питается множество видов рыб и других насекомых. А в Великобритании уличное освещение сократило численность гусениц бабочек вдвое, причем современные светодиодные фонари оказались вреднее старых натриевых ламп.
Больше всего тревоги вызвали новости про ночных опылителей. Швейцарское исследование 2017 года показало, что искусственный свет мешает им заниматься своим делом: цветы в зоне ночной засветки опыляли на 62% реже. Эти тенденции потенциально грозят продовольственным кризисом: от ночного опыления зависят многие сельхозкультуры. Но последующий метаанализ, обобщивший 22 исследования на эту тему, не нашел статистически значимого эффекта света на опыление в целом — воздействие оказалось видоспецифичным и разнонаправленным.
Потерянные и бессонные
Другие виды тоже уязвимы к ночному свету. Особенно птицы. Многие перелетные птицы путешествуют по ночам и ориентируются по звездам и магнитному полю Земли. Яркая городская засветка дезориентирует их: они подлетают близко к зданиям и врезаются в них — чаще всего эти столкновения смертельны. Отключение света дает мгновенный результат: птицы перестают кружить вокруг зданий и находят правильный путь.
Было бы ошибкой полагать, что люди, в отличие от большинства остальных видов, от ночного освещения только выигрывают. У человека искусственный свет ночью подавляет выработку мелатонина — гормона сна — и сбивает циркадный ритм, то есть внутренние часы организма. Из-за этого все системы начинают сбоить. Регулярное воздействие ночного света связано с внушительным списком расстройств: нарушения сна, расстройства настроения, ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, проблемы с фертильностью — и так далее. Даже очень слабый ночной свет, пробивающийся сквозь закрытые веки, все равно ухудшает качество сна и ночного восстановления.
Как вернуть ночь в города
В отличие от химического загрязнения, световое не остается в окружающей среде надолго: свет рассеется сразу после того, как его выключить. Но просто отключить весь свет ночью — не выход.
Городское уличное освещение ночью стало символом прогресса и безопасности. А в мегаполисах отказаться от ночного света и вовсе невозможно: ночью в них продолжает бурлить жизнь. Тем не менее, во многих городах мира уже нашли решение этой дилеммы — разной степени радикальности.
Одна из минимальных мер снижения засветки — это регулирование освещения в зависимости от трафика. Так делают, например, в Швейцарии и Норвегии: дорожное движение не страдает, а уровень освещенности значительно снижается.
В Амстердаме, Оттаве, Торонто и Вене соблюдают принципы защиты темного неба. Свету не дают уходить высоко вверх, температуру освещения регулируют, а в поздние часы его автоматически приглушают.
В десятках городов США действует программа Lights Out. В период миграции птиц владельцы высотных зданий должны выключать или приглушать свет. А в Нью-Йорке уличное освещение во время миграции птиц ограничено законом. В городских зданиях стоят датчики присутствия, чтобы свет автоматически отключался, когда людей в помещении нет. И главное, что все эти меры хорошо работают. Программы Lights Out в некоторых городах снижали гибель мигрирующих птиц до 60%.
Еще одна из мер для защиты природы — экранирование уличных фонарей. На светильниках есть специальные козырьки или отражатели, которые ограничивают лучи и не дают им распространяться во все стороны. Такие конструкции могут защищать как птиц, которые пролетают выше фонарей, так и насекомых, которых свет приманивает сбоку и снизу. В немецком заповеднике темного неба Вестхавелланд переход на такие фонари помог значимо снизить смертность насекомых.
Радикальнее всего оказались жители французского города Гренобль. По итогам общественных консультаций в городе решили полностью отключать уличное освещение ночью: по будням с 00:30 до 04:30, по выходным с 02:00 до 06:00.
Значит ли это, что теперь символом прогресса станут неосвещенные улицы? Скорее более продуманные урбанистические решения. Свет должен работать эффективно, то есть решать конкретные потребности горожан: освещать наиболее востребованные места и маршруты и включаться тогда, когда это действительно необходимо. А для этого с горожанами нужно общаться и выявлять сценарии использования общественных мест. И отключать свет там, где без него можно обойтись: например, гасить круглосуточно горящие вывески и витрины магазинов. По-настоящему прогрессивный город — это тот, в котором птицы могут свободно летать, а люди — спокойно спать.
Автор: Екатерина Доильницына
