چراغ‌های خیابانی برگ‌ها را چنان سفت می‌کند که حشرات نمی‌توانند آنها را بخورند .

5 آگوست 2024 -اعتبار: Unsplash/CC0 دامنه عمومی

آلودگی نوری ریتم‌های شبانه‌روزی و اکوسیستم‌ها را در سرتاسر جهان مختل می‌کند – اما برای گیاهان، که برای فتوسنتز به نور وابسته هستند، اثرات آن می‌تواند عمیق باشد. اکنون دانشمندانی که در Frontiers in Plant Science می نویسند دریافته اند که قرار گرفتن در معرض سطوح بالای نور مصنوعی در شب باعث می شود که برگ درختان سخت تر و برای حشرات سخت تر رشد کنند و زنجیره های غذایی شهری را تهدید کند.

دکتر شوانگ ژانگ، نویسنده مربوطه از آکادمی علوم چین گفت: “ما متوجه شدیم که در مقایسه با اکوسیستم های طبیعی، برگ درختان در اکثر اکوسیستم های شهری عموماً نشانه کمی از آسیب حشرات نشان می دهد. ما کنجکاو بودیم که چرا.” در اینجا نشان می‌دهیم که در دو مورد از رایج‌ترین گونه‌های درختی در پکن، نور مصنوعی در شب منجر به افزایش چقرمگی برگ و کاهش سطح گیاه‌خواری برگ می‌شود.»

نور مصنوعی سطح روشنایی در شب را تقریباً 10٪ افزایش داده است: بیشتر جمعیت جهان هر شب آلودگی نوری را تجربه می کنند. از آنجایی که خواص گیاهان بر تعامل آنها با سایر گیاهان و جانوران تأثیر می گذارد، هرگونه تغییر در گیاهان ناشی از نور مصنوعی می تواند تأثیر قابل توجهی بر اکوسیستم داشته باشد.

ژانگ می‌گوید: «برگ‌هایی که عاری از آسیب حشرات هستند ممکن است برای مردم آرامش ایجاد کنند، اما نه حشرات. گیاه خواری یک فرآیند اکولوژیکی طبیعی است که تنوع زیستی حشرات را حفظ می کند.

دانشمندان مشکوک بودند که گیاهانی که سطوح بالای نور مصنوعی را تجربه می‌کنند، به جای رشد، بر روی دفاع تمرکز می‌کنند و برگ‌های سخت‌تری با ترکیبات دفاعی شیمیایی بیشتری تولید می‌کنند. برای آزمایش این موضوع، آنها دو گونه رایج از درختان خیابانی را انتخاب کردند: بتکده ژاپنی و درختان خاکستر سبز. اگرچه این درختان از بسیاری جهات شبیه به هم هستند، درختان بتکده ژاپنی برگ های کوچکتر و نرم تری دارند که گیاهخواران ترجیح می دهند.

دانشمندان 30 محل نمونه برداری را با فاصله تقریباً 100 متری در جاده های اصلی که معمولاً در تمام شب روشن هستند، شناسایی کردند. برای تعیین سطح قرار گرفتن در معرض نور مصنوعی، آنها میزان روشنایی را در هر مکان اندازه گیری کردند. تقریباً 5500 برگ جمع‌آوری شد و از نظر گیاه‌خواری حشرات و ویژگی‌هایی که می‌توانستند تحت تأثیر نور مصنوعی قرار گیرند، مانند اندازه، چقرمگی، محتوای آب، و سطوح مواد مغذی و دفاع شیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفتند.

برگ های بزرگتر نشان دهنده منابع اختصاص یافته به رشد است، در حالی که چقرمگی و سطوح بالاتر دفاع شیمیایی مانند تانن ها نشان دهنده منابع اختصاص داده شده به دفاع است. در همین حال، سطوح بالاتر آب و مواد مغذی نشان دهنده تغذیه با کیفیت بالاتر برای وسوسه کردن گیاهخواران است.

برای هر دو گونه درخت، سطوح بالاتر نور مصنوعی به معنای برگ‌های سخت‌تر بود. هرچه برگ سفت تر باشد، شواهد کمتری از گیاه خواری حشرات وجود دارد. هر چه نور شدیدتر باشد، دانشمندان بیشتر با برگ‌هایی مواجه می‌شوند که هیچ نشانه‌ای از گیاه‌خواری را نشان نمی‌دهند.

ژانگ گفت: «مکانیسم اساسی این الگو هنوز به طور کامل شناخته نشده است. ممکن است درختانی که در شب در معرض نور مصنوعی قرار می گیرند، مدت فتوسنتز خود را افزایش دهند. علاوه بر این، این برگ ها ممکن است نسبت بیشتری از منابع را به ترکیبات ساختاری مانند الیاف اختصاص دهند که می تواند منجر به افزایش چقرمگی برگ شود.

درختان بتکده ژاپنی که در معرض نور مصنوعی بیشتری قرار داشتند، سطوح کمتری از مواد مغذی مانند فسفر داشتند: جایی که برگ‌های بتکده ژاپنی مواد مغذی بیشتری داشتند، گیاه‌خواری بیشتری رخ می‌داد. اما برگهای خاکستر سبز به شدت تحت تأثیر سطوح نور بالاتر قرار گرفتند: آنها دارای سطوح بالاتر نیتروژن، برگهای کوچکتر و دفاع شیمیایی کمتری بودند.

این می تواند به این دلیل باشد که درختان خاکستر سبز کمتر مورد علاقه گیاهخواران هستند، بنابراین آنها می توانند منابع خود را برای رشد اختصاص دهند. در همین حال، درختان بتکده ژاپنی منابع بیشتری را برای دفاع به کار می‌برند و محتوای مواد مغذی خود را کاهش می‌دهند.

ژانگ گفت: “کاهش گیاهخواری می تواند منجر به اثرات آبشاری تغذیه ای در اکولوژی شود.” “سطوح پایین تر گیاهخواری به معنی فراوانی کمتر حشرات گیاهخوار است که به نوبه خود می تواند منجر به کاهش فراوانی حشرات شکارچی، پرندگان حشره خوار و غیره شود. کاهش حشرات یک الگوی جهانی است که در دهه های اخیر مشاهده شده است. ما باید هزینه بیشتری بپردازیم. توجه به این روند».

اگرچه چقرمگی برگ یک دفاع مکانیکی در برابر شکارچی است، اما ممکن است عوامل دیگری در کاهش گیاه خواری نقش داشته باشند: به عنوان مثال، نور بیشتر می تواند حشرات را برای شکارچیان خود بیشتر نمایان کند. تحقیقات بیشتری برای درک کامل اثرات نور مصنوعی مورد نیاز خواهد بود.

ژانگ هشدار داد: «مطالعه ما تنها در یک شهر انجام شد و فقط دو گونه درختی را در بر گرفت.

“این محدودیت مانع از توانایی ما برای تعمیم نتایج به مقیاس های فضایی و طبقه بندی گسترده تر می شود. تحقیقات در مورد اینکه چگونه شهرنشینی بر حشرات و فرآیندهای اکولوژیکی مرتبط با حشرات تاثیر می گذارد هنوز در مراحل اولیه است.”