Bar-Ilan Universiteit: Kunstlicht houdt rifvissen wakker,en de gevolgen kunnen zich over koraalriffen verspreiden

Foto Bar-Ilan Universiteit

Kunstlicht dat vanuit steden, havens, wegen en hotels in kustwateren terechtkomt, verstoort de slaap van koraalrifvissen en wordt in verband gebracht met veranderingen in markers die de hersengezondheid aangeven, volgens een nieuwe studie van de Bar-Ilan Universiteit.

De studie, gepubliceerd in Current Biology, toont aan dat zelfs lage niveaus van nachtelijke verlichting het gedrag en de fysiologie van rifvissen aanzienlijk kunnen beïnvloeden. Vissen die aan kunstlicht werden blootgesteld, sliepen minder, vertoonden een meer gefragmenteerde slaap, werden agressiever en aten op ongebruikelijke tijdstippen, alsof de nacht in dag was veranderd.

"Kunstlicht 's nachts breidt zich snel uit in kustgebieden wereldwijd", aldus prof. Oren Levy van de Faculteit Levenswetenschappen en het H. Steinitz Laboratorium voor Mariene Biologie van de Bar-Ilan Universiteit in Eilat, die de studie samen leidde met prof. Lior Appelbaum en promovendus Shachaf Ben-Ezra, eveneens van de Faculteit Levenswetenschappen. "We ontdekten dat zelfs relatief lage niveaus van verlichting natuurlijke slaappatronen kunnen verstoren en verband houden met veranderingen in markers voor neuronale gezondheid."

De onderzoekers bestudeerden de blauwgroene juffervis (Chromis viridis), een veelvoorkomende rifvis die overdag boven koraal jaagt en 's nachts beschutting zoekt in vertakte koralen. Met behulp van infraroodvideo, machine learning-tracking, laboratoriumexperimenten en in situ rifonderzoek in de Golf van Aqaba/Eilat, Israël, bevestigden ze eerst dat deze vissen duidelijke slaapachtige toestanden vertonen, waaronder inactiviteit, een karakteristieke houding en verminderde reactiesnelheid.

Wanneer ze echter werden blootgesteld aan ecologisch relevante niveaus van kunstlicht 's nachts (ALAN), verstoorden deze patronen. De vissen bleven niet langer beperkt tot hun gebruikelijke nachtelijke territoria binnen het koraal, maar breidden hun activiteitsgebied uit, gingen op ongebruikelijke tijdstippen eten, vertoonden agressiever gedrag en sliepen aanzienlijk minder.

Om de biologische effecten te beoordelen, onderzocht het team neuronen in een hersengebied dat betrokken is bij slaapafhankelijke hersenfuncties. Vissen die werden blootgesteld aan lichtvervuiling 's nachts vertoonden verhoogde niveaus van markers die geassocieerd worden met DNA-schade in vergelijking met vissen in natuurlijke donkere omstandigheden. Hoewel de studie niet aantoont dat licht rechtstreeks DNA beschadigt, suggereren de bevindingen dat slaapverstoring essentiële nachtelijke onderhouds- en herstelprocessen in de hersenen kan verstoren. Deze veranderingen traden al na enkele nachten blootstelling op en bleven aanhouden gedurende een vijf maanden durend veldexperiment dat direct op een koraalrif werd uitgevoerd. Dit suggereert dat chronische blootstelling aan kunstlicht blijvende biologische gevolgen kan hebben.

"Slaap is een cruciale periode voor biologisch herstel," aldus prof. Appelbaum. "Onze bevindingen suggereren dat verstoring van de slaap door kunstlicht meetbare gevolgen kan hebben, zelfs bij wilde zeedieren."

Ongeveer 22% van de kustgebieden en 35% van de beschermde zeegebieden wereldwijd worden al getroffen door kunstlicht. In de Golf van Eilat, waar dit onderzoek werd uitgevoerd, kunnen de lichtniveaus 's nachts in de buurt van bebouwde kustgebieden tot wel 60 keer zo helder zijn als natuurlijk sterrenlicht, als gevolg van stedelijke ontwikkeling en havenaanleg.

Eerder onderzoek van het laboratorium van Levy toonde aan dat kunstlicht de fysiologie van koraal kan beïnvloeden, de symbiotische relatie tussen koraal en algen kan verstoren en de synchronisatie van koraalafzetting kan belemmeren. De nieuwe bevindingen wijzen erop dat ook vissen die in deze ecosystemen leven, worden beïnvloed, wat duidt op bredere gevolgen op ecosysteemniveau.

"Koraalriffen zijn afhankelijk van nauw met elkaar verbonden biologische interacties," zei Levy. "Als kunstlicht zowel koraal als de vissen die ervan afhankelijk zijn beïnvloedt, kunnen de gevolgen zich door het hele rifecosysteem verspreiden."

De lichtniveaus die in het onderzoek zijn gebruikt, komen overeen met die gemeten in de buurt van bebouwde kustgebieden, wat de relevantie van de bevindingen voor de praktijk onderstreept. De onderzoekers pleiten voor verbeterde verlichtingspraktijken langs de kust, waaronder het verminderen van onnodige nachtelijke verlichting, het afleiden van licht van de kustlijn en het water, het gebruik van slimme verlichtingstechnologieën en het ontwikkelen van richtlijnen voor golflengten die ecologische verstoring minimaliseren.

Toekomstig onderzoek zal uitwijzen of deze effecten omkeerbaar zijn en hoe wijdverspreid ze zijn onder mariene soorten.