发现夜间的人造光会导致大量死亡并破坏沙漠啮齿动物的繁殖

特拉维夫大学动物学院的一项广泛研究测试了长期低强度光污染对两种沙漠啮齿动物的影响：昼夜活动的金刺鼠和夜间活动的普通刺鼠。

研究结果非常令人不安：在两个不同的情况下，暴露于ALAN(夜间人造光)的整个菌落在几天内死亡，并且与对照组相比，繁殖也显着减少。“我们的研究结果首次清楚地表明，光污染对这些物种极为有害，并表明它们可能对生态系统、生物多样性甚至人类健康有害，”研究人员说。

该研究由以色列环境保护部首席科学家、博士生NogaKronfeld-Schor教授领导。来自TAU动物学院和斯坦哈特自然历史博物馆的学生HagarVardi-Naim。该论文发表在《科学报告》上。

Kronfeld-Schor教授解释说：“多年来，我们一直在研究这些密切相关的啮齿动物物种。它们都生活在以色列的岩石沙漠中：金刺鼠(Acomysrussatus)是昼夜活动的，而普通刺鼠(A.cahirinus)在夜间活动。这两个物种共享相同的自然栖息地，但在不同时间使用它以避免竞争。通过比较活动时间不同的密切相关物种，我们对生物钟及其对动物和人类健康的重要性有了新的认识”

HagarVardi-Naim说：“在迄今为止研究的大多数物种中，包括人类，生物钟都是通过光来同步的。这种机制在数百万年的时间里进化，以响应日光的每日和每年的周期——白天和黑夜及其不同的长度与季节变化相对应。不同的物种发展出与这些光照强度和日长变化相对应的活动模式，并发展出适合白天或夜间活动和季节性的解剖学、生理学和行为适应。

“然而，在过去的几十年里，人类通过发明和广泛使用产生光污染的人造光改变了规则。根据最新研究，全球约有80%的人口暴露于ALAN，受光影响的地区污染每年增长2-6%。在像以色列这样人口稀少的小国，很少有地方没有光污染。在我们的研究中，我们密切监测了ALAN在半自然条件下对个人和人群的长期影响。“

在这项研究中，研究人员在TAU动物研究花园的八个宽敞的室外围栏中放置了96只雄性和雌性相等数量的刺鼠。围栏模拟了野外的生活条件：所有动物都暴露在自然环境条件下，包括自然光/暗循环、环境温度、湿度和降水。

每个围栏都包含避难所、筑巢材料和足够数量的食物。实验外壳暴露在不同波长(颜色)的低强度ALAN(类似于城市地区的路灯)中10个月：两个外壳暴露在冷白光下，两个暴露在暖白(淡黄色)光下，两个暴露在蓝灯，虽然有两个外壳，但在夜间保持黑暗，并起到控制作用。

所有动物都被标记以能够准确监测行为和身体状况的变化。该实验连续两年进行了两次。

Kronfeld-Schor教授说：“刺鼠的平均预期寿命为4-5年，我们最初的计划是监测ALAN对相同群体的影响，测量对繁殖输出、健康和寿命的影响。但戏剧性的结果阻碍了我们的计划：在两个不相关的场合，在暴露在白光下的两个不同围栏中，所有动物都在几天内死亡。”

“我们没有看到任何初步迹象，TAU医学院和BeitDagan的Kimron兽医研究所的尸检显示死去的多刺小鼠没有异常发现。我们假设接触ALAN会损害动物的免疫反应，使它们没有针对某些不明病原体的保护。在任何其他围栏中都没有异常死亡记录，据我们所知，研究人员之前从未记录过类似事件。”

其他研究结果还表明，接触ALAN会破坏刺鼠的繁殖成功率。HagarVardi-Naim说：“在野外，这两种刺鼠主要在夏季繁殖，那时温度很高，新生的幼崽最有可能存活下来。然而，人造光似乎让这些动物感到困惑。常见的刺鼠开始全年繁殖，但每年产下的幼崽数量较少。”

“冬季出生的幼崽预计无法在自然界中生存，这将进一步降低该物种在野外的繁殖成功率。金刺鼠的繁殖受到不同方式的影响：暴露于ALAN的鼠群在夏季继续繁殖，但与对照组相比，幼崽的数量减少了一半，而对照组继续正常繁殖。这些发现与这样一个事实相符，即在季节性长日照繁殖者中，繁殖的线索是白天的长度。”

其他测试表明，暴露于ALAN会导致生理和荷尔蒙发生变化——最显着的是皮质醇水平，皮质醇是一种重要的应激激素，参与许多生理途径的调节和运作，包括免疫系统的调节。实验室测试表明，暴露在蓝光下会增加金刺鼠的皮质醇水平，而白光会降低冬季雄性金刺鼠的皮质醇水平。

KronfeldSchor教授说：“我们的研究结果表明，光污染，尤其是冷白光和蓝光，会增加死亡率并扰乱繁殖，因此可能不利于野外物种的健康和生存。这种不利影响可能具有深远的影响-在当前广泛分布的光污染中产生后果。”

“我们明确的结果是了解光污染对生物多样性影响的重要一步，并将帮助我们促进以科学为基础的政策，特别是在建筑和开放区域使用人造光方面。在未来的研究中，我们计划调查是什么导致了暴露于ALAN的围栏中大量死亡，重点关注光污染暴露对免疫系统的影响。”