Учёные выяснили, что из-за высокого уровня искусственного ночного освещения листья деревьев становятся жёстче, и насекомым их сложнее поедать. Это может нарушить городские пищевые цепочки.

Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Plant Science.

Доктор Шуан Чжан из Китайской академии наук заметил, что листья деревьев в городских экосистемах обычно не имеют признаков повреждения насекомыми. Он решил выяснить причину этого явления. Оказалось, что искусственное освещение по ночам делает листья прочнее и менее привлекательными для травоядных.

Проливая свет

Искусственное освещение ночью стало на 10% ярче. Из-за этого растения по-другому взаимодействуют с окружающим миром, и это может повлиять на всю экосистему.

Чжан отмечает, что неповреждённые листья могут радовать людей, но не насекомых. А травоядность — естественный процесс в природе, который поддерживает разнообразие видов.

Учёные считают, что при сильном искусственном освещении растения защищаются, а не растут, и у них появляются жёсткие листья с большим количеством химических соединений. Чтобы это проверить, учёные выбрали два вида уличных деревьев: японскую пагоду и зелёный ясень. Хотя эти деревья похожи, у японской пагоды более мелкие и мягкие листья, которые нравятся травоядным.

Учёные отобрали 30 проб на главных дорогах, освещаемых всю ночь. Пробы были взяты на расстоянии около 100 метров друг от друга. Затем они измерили уровень освещённости в каждой точке отбора. Всего было собрано почти 5 500 листьев, которые потом оценили по нескольким параметрам: травоядность насекомых, размер, жёсткость, содержание воды, уровень питательных и защитных веществ.

Более крупные листья указывают на то, что растение выделяет ресурсы на рост. А жёсткость и большое количество защитных веществ (например, танинов) — на то, что ресурсы выделяются на защиту. Большое количество воды и питательных веществ говорит о том, что растение хорошо питается и может привлечь травоядных.

Трудно проглотить

У деревьев, которые получали больше искусственного света, были более жёсткие листья. На таких листьях было меньше следов травоядных насекомых или их не было совсем.

Чжан отмечает, что механизм этого явления пока не изучен до конца. Возможно, фотосинтез у деревьев под искусственным светом длится дольше. Кроме того, такие листья могут выделять больше ресурсов на укрепление своей структуры, поэтому становятся прочнее.

Деревья японской пагоды, которые получали больше искусственного света, имели меньше питательных веществ, особенно фосфора. Там, где у листьев было больше питательных веществ, обитало больше травоядных.

На листья зелёного ясеня сильнее повлиял повышенный уровень освещённости: в них было больше азота, они были меньше по размеру, а их защитные свойства — ниже. Это может быть связано с тем, что зелёные ясени менее привлекательны для травоядных и могут позволить себе направить ресурсы на рост. В то же время японские деревья пагоды тратят больше ресурсов на защиту, поэтому в них меньше питательных веществ.

Насекомые голодают

Чжан говорит, что снижение численности травоядных насекомых может привести к уменьшению количества хищных насекомых, насекомоядных птиц и других видов. Сокращение численности насекомых — это глобальная тенденция последних десятилетий, на которую стоит обратить внимание.

Жёсткость листьев защищает их от хищников, но есть и другие факторы, которые могут снижать количество травоядных. Например, при большем количестве света насекомые становятся более заметны для своих хищников.

Чтобы полностью понять влияние искусственного освещения, нужны дополнительные исследования. Чжан предупреждает, что результаты исследования ограничены: оно проводилось только в одном городе и включало всего два вида деревьев. Поэтому выводы нельзя распространить на более широкие пространственные и таксономические масштабы. Исследования того, как урбанизация влияет на насекомых и связанные с ними экологические процессы, пока что находятся в начале своего развития.