Zurich, Switzerland
March 17, 2021
Strassenlaternen verändern die Anzahl der Blütenbesuche von Insekten nicht nur nachts, sondern auch tagsüber. Künstliches Licht in der Nacht beeinflusst somit indirekt die gesam-te Gemeinschaft von Bestäubern und Pflanzen – mit unbekannten Folgen für das Ökosystem, wie Forschende von Universität Zürich und Agroscope erstmals nachweisen.
Künstliches Licht in der Nacht verändert die Anzahl der Pflanzen-Bestäuber-Interaktionen auch tagsüber. (Bild UZH/Agroscope)
In den letzten Jahren hat die Verbreitung von künstlichem Licht weltweit massiv zugenommen. Dies hat negative Konsequenzen für das Überleben und die Fortpflanzung von nachtaktiven Organismen. Wichtige ökologische Prozesse wie die Bestäubung von Pflanzen durch nachtaktive Insekten werden durch künstliches Licht beeinträchtigt – was Folgen für den Ertrag landwirtschaftlicher Kulturen und die Fortpflanzung von Wildpflanzen haben kann.
Nun zeigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Zürich und von Agroscope erstmals, dass künstliches Licht nachts das Bestäubungsverhalten der Insekten auch während des Tages beeinträchtigt. In einem Experiment haben sie natürliche Pflanzen-Bestäuber-Gemeinschaften auf sechs Naturwiesen nachts mit kommerziellen Strassenlaternen beleuchtet. Sechs weitere Naturwiesen blieben im Dunkeln. In ihrer Analyse konzentrierte sich das Forschungsteam auf 21 natürlich vorkommende Pflanzenarten sowie auf die Insektengruppen der Zweiflügler (Diptera), der Hautflügler (Hymenoptera) und der Käfer (Coleoptera).
Unterschiedliche Interaktionen je nach Pflanzenart
«Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass künstliches Licht in der Nacht je nach Pflanzenart die Anzahl der Pflanzen-Bestäuber-Interaktionen während des Tages verändert», sagt Eva Knop vom Universitären Forschungsschwerpunkt Globaler Wandel und Biodiversität der Universität Zürich und von Agroscope. So erhielten drei Pflanzenarten tagsüber signifikant weniger und eine weitere Art leicht weniger Bestäubungsbesuche. Eine andere Pflanzenart dagegen wurde mit LED-Licht viel mehr und eine weitere etwas mehr besucht.
Interessanterweise war auch die Aktivität der nachtaktiven Bestäuber bei künstlichem Licht verschieden: Zum Beispiel wurde der Wald-Storchschnabel (Geranium sylvaticum) in beleuchteten und dunklen Wiesen gleich häufig besucht, die Insekten unterschieden sich jedoch: Während die Zweiflügler die Beleuchtung mieden, wurden die Käfer eher angezogen. Ähnliche Tendenzen gab es auch bei zwei weiteren Pflanzenarten.
Indirekte ökologische Folgen von Lichtverschmutzung
Bisher wurden indirekte ökologische Effekte der Lichtverschmutzung vernachlässigt. «Da Insekten eine zentrale Rolle in der Bestäubung von Kultur- und Wildpflanzen spielen und auch unabhängig von künstlichem Licht durch die Zerstörung des Lebensraums und den Klimawandel bedroht sind, ist es wichtig, diese indirekten Mechanismen zu klären», sagt Knop.
Basierend auf den Ergebnissen fordern Eva Knop und ihre Kollegen: «Die ökologischen Folgen der Lichtverschmutzung sollten stärker erforscht und Massnahmen entwickelt werden, um negative Auswirkungen auf die Umwelt zu verhindern.» Auch wenn künstliches Licht aus besiedelten Gebieten kaum wegzudenken sei, gäbe es Möglichkeiten dafür: So könnte die öffentliche Beleuchtung in Kombination mit neuen Technologien sorgfältig geplant und auf ein Minimum reduziert werden.
Literatur:
Giavi S., Fontaine C., Knop E. (2021) Impact of artificial light at night on diurnal plant-pollinator interactions. Nature Communications, 16. März 2021. Doi: 10.1038/s41467-021-22011-8
Artificial light affects plant pollination even during the daytime
Streetlights alter the number of flower visits by insects not just at night, but also during the daytime. Artificial light at night thus indirectly affects the entire plant-pollinator community, with unknown consequences for functioning of the ecosystem, as researchers from the University of Zurich and Agroscope have proven for the first time.
Artificial light during the nighttime alters the number of plant-pollinator interactions during the daytime. (Image: UZH/Agroscope)
The use of artificial light at night around the world has increased enormously in recent years, causing adverse effects on the survival and reproduction of nocturnal organisms. Artificial light at night interferes with vital ecological processes such as the nighttime pollination of plants by nocturnal insects, which could have consequences for agricultural crop yields and reproduction of wild plants.
Scientists from the University of Zurich and Agroscope have now demonstrated for the first time that artificial light at night also adversely affects insects’ pollination behavior during the daytime. In an experiment, they used commercial streetlamps to illuminate natural plant-pollinator communities during the nighttime on six natural meadows. Six other natural meadows were left dark. The research team concentrated its analysis on 21 naturally occurring plant species and the insect orders Diptera, Hymenoptera and Coleoptera.
Differing interactions depending on plant species
“Our findings indicate that artificial light during the nighttime alters the number of plant-pollinator interactions during the daytime, depending on the plant species,” says Eva Knop from UZH’s University Research Priority Program Global Change and Biodiversity and Agroscope. For example, three plant species received significantly fewer, and one other species slightly fewer, pollinator visits during the daytime. A different plant species, in contrast, received many more pollinator visits, and one other a little more, under LED illumination.
Interestingly, nocturnal pollinator activity also varied in the presence of artificial light. For example, woodland geraniums (Geranium sylvaticum) in illuminated and dark meadows received the same number of pollinator visits, but not by the same insects: whereas dipterous insects reduced their visits to plants that were illuminated during the night, beetles (Coleoptera) tended to increase their visits. Two other plant species exhibited similar trends.
Indirect ecological effects of light pollution
The indirect ecological impact of light pollution has been ignored thus far. “Since insects play a vital role in pollinating crops and wild plants and are already endangered by habitat destruction and climate change regardless of artificial light, it is important to study and clarify these indirect mechanisms,” Knop says.
On the basis of their findings, Knop and her colleagues call for “the ecological impact of light pollution to be researched more thoroughly and for actions to be devised to avert adverse effects on the environment.” They say they see ways to do this even though artificial light is an integral feature of populated areas. Public lighting, for instance, could be carefully designed in combination with new technologies to reduce it to a minimum.
Literature:
Giavi S., Fontaine C., Knop E. (2021) Impact of artificial light at night on diurnal plant-pollinator interactions. Nature Communications, 16 March 2021, doi: 10.1038/s41467-021-22011-8
Topics
Species
