Šviesos tarša , kuri naktinį dangų apšviečia švytėjimu, skatina melsvai žalių dumblių (cianobakterijų) augimą ir stimuliuoja maistinių medžiagų apytaką ežeruose. Tai rodo neseniai Leibnico gėlavandenės ekologijos ir vidaus žuvininkystės instituto (IGB) atliktas tyrimas, kuris yra didžiausio iki šiol atlikto lauko eksperimento, skirto šviesos taršos poveikiui ežerams, dalis.
Visi tai žino: šviesos kupolas, aiškiai rodantis, kur miestai naktį ryškiai apšviesti. Dirbtinė šviesa, išsklaidyta atmosferoje ir taip pašviesinanti naktinį dangų, gali turėti įtakos toli nuo savo šaltinio. Šis reiškinys dar žinomas kaip dirbtinis dangaus švytėjimas. Dangaus švytėjimas gali paveikti biologinę įvairovę dideliais atstumais.
„Iki šiol dangaus švytėjimo poveikis ežerams ir upėms buvo mažai žinomas. Tačiau žinome, kad ežerai ir jų gyventojai taip pat yra veikiami dienos ir nakties ritmo. Savo tyrime dabar galėjome parodyti, kad dirbtinė šviesa naktį skatina melsvabakterų dauginimąsi . Šie mikroorganizmai dar žinomi kaip mėlynai žali dumbliai ir gali gaminti toksinus. Dangaus švytėjimas taip pat stimuliuoja anglies ciklą vandenyje“, – sako tyrimui vadovavęs IGB tyrėjas prof. Hansas-Peteris Grossart.
Eksperimentui tyrėjų komanda panaudojo unikalią Štechlino ežero ežero laboratoriją. Ežero laboratoriją galima įsivaizduoti kaip eksperimentinius ežerus ežere: 24 eksperimentiniai cilindrai, kurių kiekvienas supa beveik 1.300 kubinių metrų vandens tūrį ir skiria jį nuo likusios ežero dalies. Vandenyje plūduriuojantys organizmai – dumbliai, bakterijos ir kiti vienaląsčiai organizmai, grybai ir maži vėžiagyviai – eksperimento pradžioje buvo beveik vienodai pasiskirstę visuose eksperimentiniuose cilindruose. Dešimt iš 15 eksperimentinių cilindrų mėnesį buvo blausiai apšviesti naktį, naudojant specialiai sukurtą apšvietimo sistemą, kurios apšvietimas atitiko nuo 0,06 liukso (tipiškas dangaus švytėjimas) iki 6 liuksų (didžiausias iki šiol užfiksuotas dangaus švytėjimo lygis); penki kontroliniai rezervuarai liko neapšviesti. Tai buvo didžiausias iki šiol atliktas lauko eksperimentas, tiriant šviesos taršą ežeruose. „Ežero laboratorija siūlo idealias sąlygas tokiam didelio masto eksperimentui, nes lyginant apšviestų ir neapšviestų bandymų cilindrų atsaką, priežastinio ir pasekmės ryšio galima nustatyti sudėtingomis lauko sąlygomis“, – teigia IGB tyrėjas prof. Markas Gessneris, tyrimo bendraautoris ir vienas iš dviejų Leibnico asociacijos finansuojamo projekto, skirto ežerų šviesos taršai tirti, vadovų.
Mokslininkų komanda tyrė vandens bakterijų bendruomenių sudėtį ir jų medžiagų apykaitos procesus. Ežeruose biomasės metabolizmas vyksta biomasės gamybos, vartojimo ir skaidymo cikle. Dumbliai, vandens augalai ir tam tikros bakterijos, kaip pirminiai gamintojai, naudoja saulės šviesą fotosintezei, kad iš neorganinių medžiagų sukurtų biomasę. Ji tarnauja kaip maisto šaltinis įvairiems organizmams ir galiausiai vadinamųjų skaidytojų paverčiama atgal į neorganines medžiagas. Taip sukuriamas biomasės ciklas, kuris palaiko išteklių prieinamumą ežero ekosistemoje ir kurį naktį keičia dirbtinė šviesa.
Bakterijos atlieka svarbų vaidmenį ekosistemose tiek kaip pirminės gamintojos, tiek kaip skaidytojos. Cianobakterijų ir kitų šviesos energiją naudojančių bakterijų, ypač vadinamųjų anaerobinių anoksigeninių fototrofų (AAP), gausa apšviestomis sąlygomis buvo vidutiniškai 32 kartus didesnė, palyginti su kontrolinėmis grupėmis. Nors skaičiai skyrėsi priklausomai nuo eksperimentinio rezervuaro, rezultatas buvo aiškus. „Šis padidėjimas mus nustebino, nes spinduliuotė iš tikrųjų yra per maža, kad stimuliuotų cianobakterijų fotosintezę. Mūsų eksperimentuose net labai mažas 0,06 liukso šviesos intensyvumas, kaip įprastame dangaus švytėjime, buvo pakankamas pokyčiams sukelti“, – aiškina IGB tyrėja dr. Stella Berger, bendraautorė ir fitoplanktono ekspertė.
„Skyglow“ metu eksperimento metu pasikeitė bakterijų bendruomenės ir kartu medžiagų apykaitos procesai, ką rodo genetinės bendruomenių analizės ir vandens mėginiuose ištirpusių medžiagų masių spektrometrinės analizės. Paaiškėjo, kad, pavyzdžiui, „Skyglow“ padidina dumblių gaminamų organinių medžiagų bakterijų skaidymą ir stimuliuoja bendrą anglies ciklą ežere.
„0,06 liukso apšvieta maždaug atitinka apšvietą, kuriai organizmai gali būti veikiami didelėse teritorijose šalia miesto šviesos kupolų“, – priduria IGB tyrėjas dr. Franzas Hölkeris, tyrimo bendraautoris, taip pat projekto vadovas ir IGB šviesos taršos ekspertas. Atsižvelgiant į dramatišką šviesos taršos padidėjimą visame pasaulyje, viena iš pasekmių gali būti padidėjusi potencialiai toksiško melsvabakterių žydėjimo rizika, teigia tyrėjai. Todėl, jei dumblių žydėjimo negalima paaiškinti, šviesos tarša turėtų būti atidžiau nei anksčiau vertinama kaip galimas veiksnys. Nuotolinio stebėjimo metodai, naudojant palydovus, orlaivius ir dronus, tinka ankstyvam aptikimui.
originalus leidinys
Jeremy Fonvielle, Lukas Thuile Bistarelli, Yile Tao, Jasonas N. Woodhouse, Tomas Shatwellas, Luisas A. Villalba, Stella A. Bergeris, Christopheris C. M. Kyba, Jensas C. Nejstgaardas, Andreasas Jechow, Franziska Kupprat, Susanne Stephan, Timas J. W. Wallesas, Th. W. Wallesas, Sakerbas Dittmaras, Markas O. Gessneris, Gabrielis A. Singeris, Hansas Peteris Grossaras,
Dangaus švytėjimas padidina melsvabakterų gausą ir organinių medžiagų apykaitą ežeruose,
Vandens tyrimai, 278 tomas, 2025, 123315, ISSN 0043-1354
Taip pat skaitykite
Tyrėjai paaiškina neįprastą dumblių augimą Ženevos ežere | Pugnalom
Skubus Europos jūrų tyrimų bendruomenės kreipimasis | Pugnalom
