Pozwólmy drzewom na sen. Sztuczne oświetlenie im szkodzi

Wszystkie organizmy przystosowane są do cyklu dobowego, do zmian jasności światła podczas przechodzenia z nocy w dzień, ponieważ w toku ewolucji, w której powstały, takie warunki panowały na Ziemi.  Dlatego również my, mimo wielu korzyści, jakie daje nam sztuczne oświetlenie, kładąc się do snu gasimy lampy, zasłaniamy okna.

Oświetlenie zewnętrzne – domów, ulic, centrów handlowych, parków, zabytków architektury – działa jednak całą noc, dając poczucie bezpieczeństwa spóźnionym przechodniom. Działa tak intensywnie, że powoduje kolejne zagrożenie dla przyrody, które nazwano zanieczyszczeniem światłem. Cykl dobowy jest charakterystyczny dla wszystkich organizmów, zarówno zwierząt, jak i roślin i grzybów, a nawet niektórych bakterii (sinic), a jego zaburzenie powoduje zaburzenie funkcjonowania tych organizmów. I chociaż badań nad wpływem sztucznego oświetlenia w nocy na zwierzęta jest więcej, analizy roślin też pokazują wiele ciekawych – i, niestety, niebezpiecznych zjawisk.

Za jasno

Rośliny rosną w miejscach oświetlonych, brak ich tam, gdzie zawsze jest ciemno, np. na dnach oceanów. Informacja o świetle jest kluczowa dla ich przeżycia, ponieważ rośliny przeprowadzają fotosyntezę, podczas której produkują związki odżywcze. Mówimy, że są samożywne. Rośliny „widzą” światło dzięki cząsteczkom (fotoreceptorom) które reagują na długość fal świetlnych, co wyzwala procesy fizjologiczne. Moglibyśmy to nazwać bezpośrednim wpływem oświetlenia i jego zmian na rośliny, podczas gdy wpływ pośredni zależy od innych organizmów, ważnych dla życia drzew.

Sztuczne oświetlenie w nocy przede wszystkim oddziałuje na fenologię roślin – czyli to, kiedy rośliny wypuszczają pąki, rozwijają liście i kwiaty, kwitną, owocują, i wreszcie zrzucają liście jesienią. Te procesy zależą w dużej mierze od temperatury, ale stwierdzono, że sztuczne oświetlenie, które pozornie wydłuża dzień, powoduje między innymi „opóźnienie” jesieni.

Badania jesiennej fenologii liści platanów klonolistnych (których i u nas jest sporo) we Florencji wykazały, że w oświetlonych miejscach liście dłużej pozostają zielone, a różnice wyniosły nawet 20 dni (Massetti, 2018). Zjawisko późniejszego opadania liści jesienią zaobserwowano w innych europejskich miastach, np. w Liverpoolu (Briggs, 2006), a także w miastach Stanów Zjednoczonych, Australii czy Nowej Zelandii. Wykazano je między innymi dla kasztanowców, brzóz, a w Stanach Zjednoczonych także topoli kanadyjskich i czarnych (tu należą topole włoskie), wierzby kruchej i niektórych gatunków wiązów.

Dlaczego to może szkodzić?

Jesień to pora, kiedy drzewa powinny przygotować się do zimy – czyli wycofać i zmagazynować zasoby energetyczne czy ważne pierwiastki (magnez z chlorofilu!), zrzucać liście, zabezpieczać się przed mrozem. W naturalnych warunkach oświetlenia procesy fizjologiczne zwalniają. Pod wpływem sztucznego oświetlenia pozostają aktywne, co naraża rośliny na poważne straty na przykład w przypadku nagłych mrozów. Przyspieszenie  wiosennego rozwoju (pękania) pąków może okazać się jeszcze bardziej niebezpiecze, ze względu na narażenie delikatnych młodych liści i kwiatów na uszkodzenia mrozowe, a w badaniach prowadzonych w Stanach Zjednoczonych to przyspieszenie wyniosło około dziewięciu dni (Meng i in., 2022).  Sztuczne oświetlenie sprawia, że roślinom „mylą się” pory roku.

„Żelazne” liście

Ciekawą zależność znaleziono podczas badań prowadzonych na przykładzie dwóch gatunków drzew przyulicznych: perełkowca japońskiego i jesiona pensylwańskiego, w Pekinie. Liście drzew rosnących w warunkach sztucznego oświelenia były bardziej wytrzymałe, mniej podatne na uszkodzenia zadawane przez roślinożerców – w warunkach miejskich głównie owady (Cao i in., 2024). Wydawałoby się, że to dobrze – liście nie będą pogryzione przez szkodniki, ładniejsze. Tymczasem roślinożerność jest podstawą przepływu energii w ekosystemach. W skrócie: rośliny produkują związki wysokoenergetyczne, wykorzystując energię słoneczną, roślinożercy zjadają rośliny – i dzięki temu mają energię niezbędną do wszystkich procesów życiowych, a sami są zjadani przez mięsożerców, dla których też są źródłem, między innymi, energii. I tak to się kręci od początku dziejów. Wytrzymałe „żelazne” liście są trudne do strawienia i rozłożenia, zmieniają ustalony porządek w przyrodzie.

Okazało się też, chociaż stwierdzono to na razie w przypadku gatunku trawy inwazyjnej w Stanach Zjednoczonych, że sztuczne oświetlenie sprzyja gatunkom inwazyjnym, a szkodzi rodzimym (Murphy i in., 2021, 2022).

Zagrożone zapylacze

Pośrednio sztuczne oświetlenie w nocy szkodzi drzewom, ponieważ istotnie wpływa na funkcjonowanie zapylaczy, o które ostatnio tak się  martwimy. Część zapylaczy działa nocą, np. motyle nocne czyli tzw. ćmy. Sztuczne światło, czyli brak ciemności, zaburza ich życie, a także zapylanie. Stwierdzono, że ponieważ zapylacze nocne i dzienne działają jako uzupełniające się grupy funkcjonalne, sztuczne oświetlenie może także przyspieszyć spadek liczby zapylaczy dziennych (Knop i in., 2017).

Wszystko tak naprawdę zaczyna się od gleby. To w niej rosną rośliny, i od jej jakości zależy ich rozwój. Drzewa w mieście, gdzie gleba jest zwykle ubita, często zalana asfaltem lub wyłożona kostką brukową, mają szczególnie trudną sytuację. Co gorsze, okazuje się, że sztuczne oświetlenie wywołuje niekorzystne zmiany w społecznościach bakterii i grzybów w glebie. Te organizmy pełnią strategiczne role w procesach glebotwórczych. Zaobserwowano zmniejszenie liczby genów kluczowych dla obiegu składników odżywczych, co może mieć negatywne skutki dla obiegu pierwiastków na obszarach miejskich. Stwierdzono też wzrost liczby patogenicznych grzybów przy długotrwałym, intensywnym sztucznym oświetleniu. (Li i in., 2023).

Tych kilka przytoczonych przykładów badań to drobiazgi, z których składa się coraz pełniejszy i wyraźniejszy obraz szkodliwości sztucznego nocnego oświetlenia dla roślin. Nasze drzewa miejskie są bardzo cenne. Ułatwiają nam życie w niełatwych warunkach miejskiej wyspy ciepła, przynoszą ukojenie, ubarwiają miasto również dzięki ptakom, które chętnie korzystają z ich osłony. Mają trudne warunki życia, bardzo odmienne od tych naturalnych, jakie panują w głębokim lesie. Pozwólmy im chociaż na sen.

*- pozycje bibliografii dostępne u autorki