Gaismas piesārņojums , kas apgaismo nakts debesis kā mirdzumu, veicina zilaļģu (cianobaktēriju) augšanu un stimulē barības vielu apriti ezeros. To parāda nesen veikts Leibnica Saldūdens ekoloģijas un iekšzemes zivsaimniecības institūta (IGB) pētījums, kas ir daļa no līdz šim lielākā lauka eksperimenta par gaismas piesārņojuma ietekmi uz ezeriem.
Ikviens to zina: gaismas kupols, kas skaidri norāda, kur pilsētas naktī ir spilgti apgaismotas. Mākslīgā gaisma, kas izkliedējas atmosfērā un tādējādi padara nakts debesis gaišākas, var atstāt ietekmi tālu no tās avota. Šī parādība ir pazīstama arī kā mākslīgā debesu mirdzums. Debesu mirdzums var ietekmēt bioloģisko daudzveidību lielos attālumos.
“Līdz šim debesu spīduma ietekme uz ezeriem un upēm lielākoties nebija zināma. Tomēr mēs zinām, ka arī ezeri un to iemītnieki ir pakļauti diennakts ritmam. Mūsu pētījumā mēs tagad varējām parādīt, ka mākslīgais apgaismojums naktī veicina zilaļģu savairošanos . Šie mikroorganismi ir pazīstami arī kā zilaļģes, un tie var ražot toksīnus. Debesu spīdums arī stimulē oglekļa apriti ūdenī,” saka IGB pētnieks profesors Hanss-Pēters Grosarts, kurš vadīja pētījumu.
Pētnieku komanda eksperimentam izmantoja unikālo ezera laboratoriju Štehlina ezerā. Ezera laboratoriju var iedomāties kā eksperimentālus ezerus ezerā: 24 eksperimentāli cilindri, katrs no kuriem ietver gandrīz 1.300 kubikmetru lielu ūdens tilpumu un atdala to no pārējā ezera. Ūdenī peldošie organismi – aļģes, baktērijas un citi vienšūnas organismi, sēnītes un mazi vēžveidīgie – eksperimenta sākumā bija gandrīz vienādi sadalīti visos eksperimentālajos cilindros. Desmit no 15 eksperimentālajiem cilindriem mēnesi naktī tika vāji apgaismoti, izmantojot speciāli izstrādātu apgaismojuma sistēmu ar apgaismojumu, kas atbilst 0,06 luksiem (tipisks debesu mirdzums) līdz 6 luksiem (augstākais līdz šim dokumentētais debesu mirdzuma līmenis); piecas kontroles tvertnes palika neapgaismotas. Šis bija līdz šim lielākais lauka eksperiments par gaismas piesārņojumu ezeros. "Ezera laboratorija piedāvā ideālus apstākļus šāda mēroga eksperimentam, jo, salīdzinot apgaismotu un neapgaismotu testa cilindru reakciju, cēloņsakarības var noteikt sarežģītos lauka apstākļos," saka IGB pētnieks profesors Marks Gesners, pētījuma līdzautors un viens no diviem Leibnica asociācijas finansētā projekta vadītājiem, kas veltīts gaismas piesārņojuma izpētei ezeros.
Pētnieku komanda pētīja baktēriju kopienu sastāvu ūdenī un to vielmaiņas procesus. Ezeros biomasas metabolisms notiek biomasas ražošanas, patēriņa un sadalīšanās ciklā. Aļģes, ūdensaugi un noteiktas baktērijas kā primārie ražotāji izmanto saules gaismu fotosintēzei, lai no neorganiskām vielām radītu biomasu. Tā kalpo par barības avotu dažādiem organismiem un galu galā tiek pārveidota atpakaļ par neorganiskām vielām ar tā saukto sadalītāju palīdzību. Tas rada biomasas ciklu, kas uztur resursu pieejamību ezera ekosistēmā un ko naktī maina mākslīgais apgaismojums.
Baktērijām ir svarīga loma ekosistēmās gan kā primārajām producentēm, gan kā sadalītājām. Zilaļģu un citu baktēriju, kas izmanto gaismas enerģiju, īpaši tā saukto anaerobo anoksigēno fototrofu (AAP), daudzums apgaismojuma apstākļos bija vidēji 32 reizes lielāks nekā kontroles grupā. Lai gan skaitļi atšķīrās atkarībā no eksperimentālās tvertnes, rezultāts bija skaidrs. "Šis pieaugums mūs pārsteidza, jo starojums faktiski ir pārāk zems, lai stimulētu zilaļģu fotosintēzi. Mūsu eksperimentos pat ļoti zema gaismas intensitāte 0,06 luksi, kā tipiskā debesu gaismā, bija pietiekama, lai izraisītu izmaiņas," skaidro IGB pētniece Dr. Stella Bergere, līdzautore un fitoplanktona eksperte.
Skyglow ietekmē eksperimenta laikā mainījās baktēriju kopienas un līdz ar to arī vielmaiņas procesi, ko parādīja kopienu ģenētiskās analīzes un ūdens paraugos izšķīdušo vielu masas spektrometriskās analīzes. Kļuva skaidrs, ka, piemēram, Skyglow palielina aļģu ražoto organisko vielu baktēriju noārdīšanos un stimulē kopējo oglekļa apriti ezerā.
"Apgaismojums 0,06 luksu apmērā aptuveni atbilst apgaismojumam, kādam organismi var tikt pakļauti plašās platībās pilsētu gaismas kupolu tuvumā," piebilst IGB pētnieks Dr. Francs Hölkers, pētījuma līdzautors, projekta vadītājs un IGB gaismas piesārņojuma eksperts. Ņemot vērā dramatisko gaismas piesārņojuma pieaugumu visā pasaulē, viena no sekām varētu būt potenciāli toksisku zilaļģu ziedēšanas riska palielināšanās, saka pētnieki. Tāpēc aļģu ziedēšanas gadījumā, ko nevar izskaidrot, gaismas piesārņojums būtu jāapsver rūpīgāk nekā iepriekš kā iespējams veicinošs faktors. Tālizpētes metodes, izmantojot satelītus, lidmašīnas un dronus, ir piemērotas agrīnai atklāšanai.
oriģinālās publikācijas
Džeremijs Fonvīls, Lukass Tuile Bistarelli, Jile Tao, Džeisons N. Vudhauss, Toms Šatvels, Luiss A. Villba, Stella A. Bergers, Kristofers K. Kība, Jenss K. Nejstgards, Andreass Džečovs, Franziska Kupprata, Sūzena Stefana, Tims J. V. Volss, H. Ditmārs, Marks O. Gesners, Gabriels A. Singers, Hanss Pīters Grosarts,
Debesu spīdums palielina zilaļģu daudzumu un organisko vielu apriti ezeros,
Ūdens pētījumi, 278. sējums, 2025, 123315, ISSN 0043-1354
Lasīt arī
Pētnieki skaidro neparastu aļģu augšanu Ženēvas ezerā | Pugnalom
Steidzams aicinājums no Eiropas jūras pētniecības kopienas | Pugnalom
