Drámaian megváltoznak a városi növények az éjszakai fénytől

Mit tesz a városi növényekkel, hogy egész éjjel fényben úsznak? Az egyik váratlan hatás az, hogy rágósabbak lesznek a leveleik, annyira, hogy a rajtuk táplálkozó rovarok nem bírják őket elrágni.

A fényszennyezés a világon mindenütt megzavarja az élőlények napi ritmusát és felkavarja az élőlénytársulásokat. A növények számára pedig, amelyek a fotoszintézisen keresztül különösen erős függőségi viszonyban állnak a fénnyel, ez a hatás rendkívül mélyreható. A Frontiers in Plant Science növénytani szakfolyóiratban tudósok most arra mutatnak rá, hogy 

az erős mesterséges fénynek való éjszakai kitettség következtében a növények levelei keményebbé, s emiatt a rovarok számára nehezebben rághatóvá válnak, ami veszélyezteti a városi táplálékláncok működését.

A mesterséges fénytől rágósabbak lesznek a növények levelei a rovarok számára.
Fotó: Imaginechina via AFP

„Észrevettük, hogy a természetes társulásokhoz képest a legtöbb városi ökoszisztémában a falevelek kevesebb rovarrágásnyomot mutatnak. Kíváncsiak lettünk, vajon miért lehet ez így – meséli Shuang Zhang, a Kínai Tudományos Akadémia munkatársa és a cikk levelező szerzője. – Cikkünkben megmutatjuk, hogy Pekingben a két legközönségesebb városi fafaj levelei az éjszakai mesterséges fény hatására megkeményedtek, és ez visszaszorította a levelekkel táplálkozó növényevők tevékenységét.”

Rágósak lesznek a levelek a mesterséges fénytől

A mesterséges fény az éjszakai fényerőszintet csaknem 10 százalékkal emeli, és a világ népességének túlnyomó része minden egyes éjszakát fényszennyezésben tölt. Mivel a növények sajátságai befolyásolják a többi növénnyel és az állatokkal való kölcsönhatásaikat, a mesterséges fény bármely olyan hatása, amely a növényekben változást idéz elő, jelentősen megzavarhatja az életközösségeket.

A rovarrágás nélküli levelek az embereknek talán jobban tetszenek, de a rovarok szempontjából ez a dolog sokkal inkább aggasztó

 – fogalmazott Zhang. – A növényevés természetes ökológiai folyamat, amely fenntartja a rovarok biológiai sokféleségét.”

A tudósok sejtették, hogy a túl sok mesterséges fénynek kitett növények a növekedés helyett a védekezésre összpontosítanak, és több kémiai védőanyagot tartalmazó, szívósabb leveleket növesztenek. Hogy meggyőződjenek róla, valóban így áll-e a helyzet, további vizsgálódás céljából kiválasztottak két, a kínai városi utcákon közönségesen ültetett fafajt, a japán pagodafát és az amerikai kőrisfát. Bár e két fafaj sok szempontból hasonló, a japán pagodafa levelei kisebbek és lágyabbak, így a növényevők jobban kedvelik őket.

Növekedés helyett védekezés

A kutatók összesen 30, egymástól 100-100 méter távolságra lévő helyen vettek mintát olyan főutak mentén álló fákról, amelyek egész éjszaka fényben úsznak. A mesterséges fénynek való kitettség meghatározásához minden mintavételi helyen megmérték a megvilágítást. Közel 5500 levelet gyűjtöttek és értékeltek rovarrágás, illetve a mesterséges fény által potenciálisan befolyásolt tulajdonságok – úgymint méret, keménység, víztartalom, illetve tápanyag- és kémiai védekezőanyagtartalom – szempontjából.

A nagyobb levélméret arra utalt, hogy a növény az erőforrásait a növekedésre összpontosította. 

Ezzel szemben a kemény állag és a kémiai védőanyagok, például a tanninok magasabb szintje az erőforrások védelem felé történő átcsoportosítását jelezte.

 A víz- és tápanyagtartalom annak fokmérője, hogy a levél mennyire csábító táplálékforrás a növényevők számára.

A mesterséges megvilágítás hatására mindkét fafaj levelei szívósabbá váltak, és minél szívósabb volt egy levél, annál kevesebb nyoma volt rajta a rovarrágásnak. Minél intenzívebb volt a megvilágítás, annál gyakrabban találtak a tudósok olyan leveleket, amelyek egyáltalán nem mutatták a rovarrágás nyomait.

„A tapasztalt mintázat mögött álló mechanizmusokat egyelőre nem teljesen értjük – nyilatkozta Zhang. – Lehetséges, hogy az éjjel mesterséges fénynek kitett fák meghosszabbítják a fotoszintézissel töltött idejüket. Az is lehet, hogy ezek a levelek erőforrásaik nagyobb részét fektetik szerkezeti összetevőkbe, például rostokba, ami növelheti a keménységüket.”

A több mesterséges fénynek kitett japán pagodafák leveleiben kevesebb tápanyag – például foszfor – halmozódott fel. Ahol magasabb volt a tápanyagtartalom, ott a rovarok is intenzívebben rágták a leveleket. Ám kőrisleveleket jelentősebben befolyásolta a magas fényszint: nitrogéntartalmuk nőtt, méretük zsugorodott, és az esetükben a kémiai védekezőanyagok mennyisége is csökkent.

Ez talán azért lehet így, mert az amerikai kőrisfát kevésbé szeretik a növényevők, így megtehetik, hogy több erőforrást szánnak a növekedésre. 

A japán pagodafáknak ugyanakkor több erőforrást kell fordítaniuk a védekezésre, ami csökkenti tápanyagtartalmukat.

A növényeket érő fényszennyezés az egész táplálkozási láncra hatással lehet.
Fotó: The Yomiuri Shimbun via AFP

Az egész táplálékláncra hatással van a jelenség

„A fogyasztás visszaesése a növényevők szintjén a teljes táplálékláncot érintő dominóeffektussal bírhat az ökológiában – emelte ki Zhang. – Az alacsonyabb növényfogyasztás azt jelenti, hogy kevesebb a növényevő rovar, ami miatt megfogyatkoznak a ragadozó rovarok, a rovarevő madarak, és így tovább. A rovarok hanyatlása világszerte megfigyelhető trend az utóbbi pár évtizedben, amire jobban oda kellene figyelnünk.”

Bár a leveleknek a keménység mechanikai védelmet nyújt a növényevőkkel szemben, egyéb tényezők is hozzájárulhatnak a növényfogyasztás visszaeséséhez. Lehetséges például, hogy az erősebb fényben a növényevő rovarokat könnyebben észreveszik a rájuk vadászó ragadozók. A mesterséges fény hatásainak teljesebb megértéséhez további kutatásokra lesz szükség.

„Tanulmányunkat egyetlen városban, és mindössze két fafajon végeztük – figyelmeztetett Zhang. – Ezek a hiányosságok korlátozzák az eredményeink tágabb térbeli és taxonómiai skálán való általánosíthatóságát. A városiasodásnak a rovarokra és a velük kapcsolatos ökológiai folyamatokra gyakorolt hatását vizsgáló kutatások még gyerekcipőben járnak.”