قام باحثون إسرائيليون بفحص آثار التلوث الضوئي على أسماك الشعاب المرجانية، ووجدوا أن اضطرابات النوم ليست مشكلة تقتصر على البشر فقط
بقلم ريوت ألون، زيفاتا - وكالة أنباء العلوم والبيئة
في طفولتي، كانت هناك أوقات كنت أرغب فيها في السهر مع الكبار بدلاً من الذهاب إلى الفراش مبكراً. الضوء الاصطناعي الذي اخترعه الإنسان يسمح لنا بالبقاء مستيقظين لفترة أطول، وقد كنت مفتونًا بذلك عندما كنت طفلاً. واليوم أصبح الأمر معروفًا بالفعل إضاءة صناعي يؤلم في التداول النوم الطبيعي لنالكنه لا يضرنا فقط: دراسة إسرائيلية جديدة ستطرح في المؤتمر السنوي الخمسين للعلوم والبيئة في الفترة من 25 إلى 26 سبتمبر في جامعة بن غوريون في النقب، قم بدراسة كيفية تأثير التلوث الضوئي على النوم وتلف الحمض النووي في أسماك الشعاب المرجانية.
تعتبر الإضاءة الاصطناعية في الليل خطراً من صنع الإنسان يُعرف أيضاً بالتلوث الضوئي. منذ اختراع المصباح الكهربائي والتقدم التكنولوجي للضوء المعتمد على الكهرباء، قمنا بتوسيع استخدام الإضاءة الليلية وزيادة قوتها كما هو الحال في مصابيح LED. "ضمن طيف الضوء، تتمتع إضاءة LED بطول موجي أزرق عالي الكثافة وأقوى. يقول شاف بن عزرا، طالب الدكتوراه في كلية علوم الحياة بجامعة بار إيلان: "على الرغم من أنها فعالة واقتصادية بالنسبة لنا من حيث الكهرباء، إلا أن هذه الإضاءة غالبًا ما يكون لها تأثير بيولوجي متزايد على الحيوانات".
وفي الليل يختبئون بين الفروع المرجانية التي توفر لهم الحماية. تصوير: شاف بن عزرا
إلى جانب الزيادة المستمرة في شدة التلوث الضوئي، كانت هناك أيضًا زيادة في توزيعه المكاني - حيث يتزايد عدد السكان ويتم بناء المزيد من المستوطنات، وبالتالي، وفقًا لبن عزرا، تتأثر المزيد من مناطق العالم بالإضاءة الاصطناعية. "تركز معظم الأبحاث الحالية على تأثير الإضاءة الاصطناعية على البيئات الأرضية، وذلك لأن الأبحاث البحرية أكثر محدودية وتعقيدا. وتشرح قائلة: "لهذا السبب فإن معرفتنا قليلة نسبيًا". ووفقا لها، فمن المفهوم اليوم أن التلوث الضوئي له أيضا تأثير على البيئات البحرية. وفي بحثها، تحت إشراف البروفيسور أورين ليفي والبروفيسور ليئور أبلباوم، درست كيفية تأثير ذلك على النوم في الأسماك.
تتأثر المزيد والمزيد من مناطق العالم بالإضاءة الاصطناعية. تصوير: شاف بن عزرا
تسليط الضوء على الأسماك في ضوء سلبي
السمكة المختارة للدراسة هي سمكة كرومية مخضرة (كروميس فيريديس) وهو شائع في منطقة المحيطين الهندي والهادئ وعلى الشعاب المرجانية في إيلات. وفقًا لبن عزرا، هذه أسماك ضحلة تعيش في مناطق صغيرة ودائمة (Microhabitats). "خلال النهار تسبح في عمود الماء وتتغذى على العوالق (مخلوقات تنجرف في تيار الماء)، وفي الليل تختبئ بين أغصان المرجان الذي يوفر لها الحماية والتي تدور حولها حياتها كلها". يقول.
لاختبار تأثيرات الإضاءة الاصطناعية على أسماك الكروميت، أجرت بن عزرا وزملاؤها غوصات بحثية قاموا خلالها بجمع العديد من المياه الضحلة مع الشعاب المرجانية المحلية من نوع أكروبورا (Acropora).أكروبورا). وقاموا بنقل المياه الضحلة إلى أحواض السمك في المختبر البحري في المعهد المشترك بين الجامعات لعلوم البحار في إيلات، حيث تم منح الأسماك الوقت للتكيف. وتشرح قائلة: "في البداية قمنا بتصوير الأسماك في ظل دورات نهارية وليلية معيارية، وبعد ذلك قمنا بتصويرها تحت إضاءة صناعية بنفس شدة الإضاءة الموجودة في إيلات ووفقًا لبيانات قياسات التلوث الضوئي التي تم إجراؤها في المنطقة".
قام الباحثون بإدخال اللقطات إلى جهاز كمبيوتر، وباستخدام أداة التعلم الآلي العميق، قاموا بتعليم البرنامج كيفية التعرف على الأسماك الفردية، مما يسمح لهم بتتبع كل واحدة حول المرجان أثناء الليل. يقول بن عزرا: "في الليالي المظلمة العادية، رأينا أن التفاعل بين الأسماك كان في حده الأدنى - فهي تحتفظ بمناطق صغيرة حول المرجان بحيث يكون هناك نوع من التسلسل الهرمي - كل سمكة لها مكانها".
ووفقا لها، فإن الأسماك نادرا ما تأكل في الليل، وفي ساعات الظلام تنام. خلال الليالي عندما سلط الباحثون الضوء على أسماك الكروميت، لاحظوا أن الأسماك تستخدم الضوء لتناول الطعام. "بالإضافة إلى ذلك، لوحظت زيادة في التفاعلات العدوانية - حيث استخدمت الأسماك مساحة أكبر حول المرجان، مما أدى إلى قتال فيما بينها على الأراضي الشخصية".
إن ضرورة النوم تفوق المخاطر حتى يتمكن الكائن الحي من الاستمرار في الوجود. تصوير: شاف بن عزرا
لإيقاظ الأسماك من نومها
وأظهر اكتشاف آخر انخفاضًا بنسبة 30 بالمائة تقريبًا في مدة نوم أسماك الكروميت. ولكن كيف يمكنك اختبار النوم في الأسماك؟ وفقًا لبن عزرا، فإنهم يعتمدون على المعايير السلوكية، "على سبيل المثال، انخفاض نشاط البحث عن الطعام، والبقاء في وضعية الراحة (مثل خفض الذيل لأسفل في سمك الزرد) والتوازن - وهي حالة من التوازن بحيث يؤدي الحرمان من النوم إلى وتوضح أن ذلك يؤدي إلى تأخر إكمال وقت النوم. "هناك إجراء آخر مهم للغاية وهو انخفاض الاستجابة للمنبهات أثناء النوم. وعلى الرغم من أن هذا يجعلها عرضة بشكل طبيعي للحيوانات المفترسة، إلا أن ضرورة النوم تفوق المخاطر حتى يتمكن الكائن الحي من الاستمرار في الوجود.
وفقا لبن عزرا، من الممكن التحقق من طبيعة النوم عند البشر باستخدام جهاز يسمى EEG الذي يقوم بمسح نشاط الخلايا العصبية لدينا، وهو نظام في الدماغ يتكون من خلايا تنقل المعلومات إلى الجسم عن طريق الإشارات الكهربائية. وتقول: "خلال النهار، تنتج الخلايا العصبية الطاقة وتنقل الإشارات الكهربائية إلى أعضاء الجسم، وهذا النشاط يحدث تشققات وتلفًا للحمض النووي في الخلايا". "النوم مهم للحفاظ على صحة الخلايا العصبية لدينا، وقد أظهرت الدراسات السابقة أنه يساهم في زيادة إصلاح أجزاء الحمض النووي في الخلايا العصبية في الأسماك أيضا."
يوضح بن عزرا: "في كل خلية، يمكن أن تتشكل أجزاء من الحمض النووي والتي يمكن للجسم إصلاحها بشكل طبيعي، ويعرف كيفية التعامل معها طالما أنها موجودة بمستويات منخفضة". "في نهاية اليوم، ترى تراكم الشظايا في الخلايا، وبعد النوم ترى انخفاضًا في كميتها - أي أنه عندما يكون الجسم في حالة راحة، يمكنه استثمار المزيد من الطاقة في إصلاح تلف الحمض النووي. " ووفقا لها، فإن تراكم الشظايا يشير إلى اضطراب في النوم، ووفقا لهذا المؤشر وجد بن عزرا أنه في سمكة الكروميت هناك زيادة في تلف الخلايا العصبية بعد ليلة خفيفة مقارنة بليلة مظلمة. "لقد وجدنا أن آلية الإصلاح لا يتم تنفيذها بشكل كامل في الليالي المضاءة."
وتشير نتائج الدراسة إلى وجود خلل في نوعية نوم الأسماك وهذا له تأثير فسيولوجي. وتوضح دراسات أخرى أن التلوث الضوئي يضر ببقاء الأسماك على قيد الحياة، كما أن تراكم تلف الحمض النووي يمكن أن يضر بصحتها ويؤدي إلى إصابتها بأمراض مثل السرطان، أحد أسبابها هو الخلايا المكسورة التي لا يتم إصلاحها بشكل صحيح. بن عزرا. التلوث الضوئي لا يضر الأسماك فحسب، بل أيضا تربية של المرجان والقدرة البقاء على قيد الحياة של الغزال بحر، عندما تتشتت السلاحف الصغيرة (السلاحف البحرية الصغيرة التي فقست للتو من البيضة) بسبب الأضواء الموجودة على الشواطئ ونتيجة لذلك لا تستطيع العثور على طريقها إلى البحر.
ويؤكد بن عزرا أن "الإضاءة الليلية التي استخدمناها منخفضة للغاية، وهي تحاكي ما يحدث للصيد في البرية نتيجة إضاءة مدينة إيلات". ووفقا لها، هناك طرق يمكن من خلالها تقليلها التلوث الضوئي يشبه هذا استخدام الإضاءة بجهاز استشعار يعمل فقط عند مرور سيارة، وتغيير في الطول الموجي للأصفر مقابل اللون الأزرق، وإضاءة منخفضة تنتشر بشكل أقل في الفضاء. وتختتم قائلة: "إن جمع الأدلة حول الآثار السلبية للتلوث الضوئي أمر مهم لأنه يمكن أن يساعدنا في تغيير السياسات، وهذا ممكن مع التزام سلطات التخطيط والبلديات".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
