La contaminación lumínica ecológica es el efecto de la luz artificial en organismos individuales y en la estructura de los ecosistemas en su conjunto.
El efecto que la luz artificial tiene sobre los organismos es muy variable, [1] y varía desde beneficioso (por ejemplo, mayor capacidad de las especies depredadoras para observar presas ) hasta inmediatamente fatal (por ejemplo, polillas que son atraídas por linternas incandescentes y mueren por el calor). También es posible que la luz nocturna sea beneficiosa y perjudicial para una especie. Por ejemplo, los seres humanos se benefician del uso de luz artificial en interiores para ampliar el tiempo disponible para trabajar y jugar , pero la luz interrumpe el ritmo circadiano humano y el estrés resultante es perjudicial para la salud. [2][3]
A través de los diversos efectos que tiene la contaminación lumínica en especies individuales, la ecología de las regiones se ve afectada. En el caso de que dos especies ocupen un nicho idéntico , la frecuencia de población de cada especie puede modificarse mediante la introducción de luz artificial si no se ven igualmente afectadas por la luz nocturna. Por ejemplo, algunas especies de arañas evitan las áreas iluminadas, mientras que otras especies están felices de construir su telaraña directamente en un poste de luz. Dado que los postes de luz atraen a muchos insectos voladores , [4] las arañas a las que no les importa la luz obtienen una ventaja sobre las arañas que la evitan y, en consecuencia, se vuelven más comunes. Los cambios en la frecuencia de estas especies pueden tener efectos colaterales , ya que las interacciones entre estas especies y otras en el ecosistema se ven afectadas y las redes tróficas se alteran. Estos efectos en cadena pueden eventualmente afectar incluso a plantas y animales diurnos . Por ejemplo, los cambios en la actividad de los insectos activos nocturnos pueden cambiar las tasas de supervivencia de las plantas que florecen durante la noche, que pueden proporcionar alimento o refugio a los animales diurnos.
La introducción de luz artificial por la noche es uno de los cambios antropogénicos más drásticos en la Tierra, comparable a la contaminación tóxica , el cambio de uso de la tierra y el cambio climático debido al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero .
Ciclos de luz natural
La introducción de luz artificial interrumpe varios ciclos de luz natural que surgen de los movimientos de la Tierra , la Luna y el Sol , así como de factores meteorológicos .
Ciclo diurno (solar)
El cambio más obvio en la introducción de luz por la noche es el final de la oscuridad en general. El ciclo día / noche es probablemente la señal de comportamiento ambiental más poderosa, ya que casi todos los animales pueden clasificarse como nocturnos o diurnos . Si un animal nocturno solo está activo en la oscuridad extrema, no podrá vivir en áreas iluminadas. Los efectos más agudos se encuentran directamente junto a las farolas y los edificios iluminados, pero la luz difusa del resplandor del cielo puede extenderse a cientos de kilómetros de los centros de las ciudades .
Ciclos estacionales (solares)
La inclinación axial de la Tierra da como resultado estaciones fuera de los trópicos . El cambio en la duración del día es la señal clave del comportamiento estacional (por ejemplo, la temporada de apareamiento ) en los animales no tropicales. La presencia de luz en la noche puede resultar en "estaciones fuera de tiempo" [1] , cambiando el comportamiento y la termorregulación de los organismos afectados. Este efecto puede ser mortal para los pequeños mamíferos en invierno, ya que cuando su cuerpo actúa como si fuera verano, no mantienen una temperatura corporal invernal adecuada para sobrevivir a las noches de invierno.
Ciclos lunares
El comportamiento de algunos animales (por ejemplo , coyotes , [5] murciélagos , [6] sapos , [7] insectos) está ligado al ciclo lunar. Cerca de los centros de las ciudades, el nivel de brillo celeste a menudo excede el de la luna llena , [8] por lo que la presencia de luz en la noche puede alterar estos comportamientos, reduciendo potencialmente la aptitud.
Cobertura de nubes
En áreas vírgenes, las nubes borran las estrellas y oscurecen el cielo nocturno, lo que resulta en las noches más oscuras posibles. En las áreas urbanas y suburbanas , por el contrario, las nubes mejoran el efecto del brillo celeste, [8] particularmente para longitudes de onda más largas. [9] Esto significa que el nivel típico de luz es mucho más alto cerca de las ciudades, pero también significa que las noches verdaderamente oscuras nunca ocurren en estas áreas.
Efectos de la contaminación lumínica en organismos individuales
Insectos
La atracción de los insectos por la luz artificial es uno de los ejemplos más conocidos del efecto de la luz nocturna sobre los organismos. Cuando los insectos se sienten atraídos por las lámparas, pueden morir por agotamiento o por contacto con la propia lámpara, y también son vulnerables a depredadores como los murciélagos. [4]
Los insectos se ven afectados de manera diferente por las diferentes longitudes de onda de la luz, y muchas especies pueden ver luz ultravioleta e infrarroja que es invisible para los humanos. Debido a las variaciones en la percepción, las polillas se sienten más atraídas por las fuentes de luz blanca y azulada de amplio espectro que por la luz amarilla emitida por las lámparas de vapor de sodio de baja presión . [10]
El ojo compuesto de las polillas resulta en una atracción fatal por la luz. [11]
Las libélulas perciben la luz polarizada horizontalmente como un signo de agua. Por esta razón, las fuentes de agua son indistinguibles de las carreteras asfaltadas con contaminación lumínica polarizada . Las libélulas que buscan agua para beber o para poner huevos a menudo aterrizan en carreteras u otras superficies reflectantes planas y oscuras, como los automóviles, y permanecen allí hasta que mueren de deshidratación e hipertermia . [12]
La contaminación lumínica puede obstaculizar los rituales de apareamiento de las luciérnagas , una vez que dependen de su propia luz para el cortejo, lo que resulta en una disminución de las poblaciones. [13] [14] [15]
Las luciérnagas son carismáticas (que es una cualidad poco común entre los insectos) y son fácilmente detectadas por los no expertos, por lo que constituyen una buena especie insignia para atraer la atención del público; buenos modelos de investigación de los efectos de la luz en la vida silvestre nocturna; y finalmente, por su sensibilidad y rápida respuesta a los cambios ambientales, buenos bioindicadores de iluminación nocturna artificial. [dieciséis]
Aves
Las luces en estructuras altas pueden desorientar a las aves migratorias . Las estimaciones del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. Sobre la cantidad de aves muertas después de ser atraídas por torres altas varían de 4 a 5 millones por año a un orden de magnitud mayor. El Fatal Light Awareness Program (FLAP) trabaja con los propietarios de edificios en Toronto , Canadá y otras ciudades para reducir la mortalidad de las aves al apagar las luces durante los períodos de migración.
También se ha observado una desorientación similar en las especies de aves que migran cerca de las instalaciones de producción y perforación en alta mar. Los estudios llevados a cabo por Nederlandse Aardolie Maatschappij bv (NAM) y Shell han llevado al desarrollo y prueba de nuevas tecnologías de iluminación en el Mar del Norte. A principios de 2007, las luces se instalaron en la plataforma de producción Shell L15. El experimento resultó ser un gran éxito ya que el número de aves que rodeaban la plataforma se redujo entre un 50% y un 90%. [56] Las aves marinas jóvenes también pueden sentirse desorientadas por las luces cuando abandonan sus nidos y vuelan hacia el mar. [17]
Las aves migran de noche por varias razones. Ahorre agua de la deshidratación en los días calurosos de vuelo y parte del sistema de navegación del pájaro funciona con las estrellas de alguna manera. Con la luz de la ciudad eclipsando el cielo nocturno, las aves (y también los mamíferos) ya no navegan por las estrellas. [18]
Los ceilómetros (reflectores) pueden ser trampas particularmente mortales para las aves [2] , ya que quedan atrapadas en el haz y corren el riesgo de agotamiento y colisiones con otras aves. En la peor matanza registrada en el ceilómetro, del 7 al 8 de octubre de 1954, 50.000 aves de 53 especies diferentes murieron en la Base de la Fuerza Aérea Warner Robins. [19]
Humanos
A principios de siglo se descubrió que los ojos humanos contienen un fotosensor sin imágenes que es el principal regulador del ritmo circadiano humano. [20] Este fotosensor se ve particularmente afectado por la luz azul , y cuando observa la luz, la glándula pineal detiene la secreción de melatonina . La presencia de luz durante la noche en las viviendas humanas (o para los trabajadores por turnos) dificulta el sueño y reduce el nivel general de melatonina en el torrente sanguíneo , y la exposición a una bombilla incandescente de bajo nivel durante 39 minutos es suficiente para suprimir los niveles de melatonina. al 50%. [3] [21] Debido a que la melatonina es un poderoso antioxidante , se plantea la hipótesis de que esta reducción puede resultar en un mayor riesgo de cáncer de mama y próstata . [22] [23]
Otros efectos sobre la salud humana pueden incluir una mayor incidencia de dolores de cabeza , fatiga del trabajador , estrés médicamente definido , disminución de la función sexual y aumento de la ansiedad. [24] [25] [26] [27] Asimismo, se han estudiado modelos animales que demuestran que la luz inevitable produce efectos adversos sobre el estado de ánimo y la ansiedad. [28]
Tortugas
Las luces de los desarrollos costeros repelen a las madres de tortugas marinas que anidan , y sus crías se sienten fatalmente atraídas por las luces de las calles y los hoteles en lugar del océano . [29]
Zooplancton
El zooplancton (por ejemplo, Daphnia ) exhibe una migración vertical diel . Es decir, cambian activamente su posición vertical dentro de los lagos a lo largo del día. En los lagos con peces , el principal impulsor de su migración es el nivel de luz, porque los peces pequeños se aprovechan visualmente de ellos. La introducción de luz a través del resplandor del cielo reduce la altura a la que pueden ascender durante la noche. [30] Debido a que el zooplancton se alimenta del fitoplancton que forma las algas , la disminución de su depredación sobre el fitoplancton puede aumentar la posibilidad de floraciones de algas , que pueden matar las plantas de los lagos y reducir la calidad del agua .
Efectos de diferentes longitudes de onda
El efecto que la luz artificial tiene sobre los organismos depende de la longitud de onda . Si bien los seres humanos no pueden ver la luz ultravioleta , los entomólogos la utilizan a menudo para atraer insectos. En términos generales, es más probable que la luz azul sea dañina para los mamíferos porque los fotorreceptores que no generan imágenes en los ojos de los mamíferos son más sensibles en la región azul. [31] Esto significa que si las farolas tradicionales de descarga de vapor se reemplazan por LED blancos (que generalmente emiten más de su radiación en la parte azul del espectro ), el impacto ecológico podría ser mayor incluso si se disminuye la cantidad total de luz irradiada. [32]
Contaminación lumínica polarizada
Las superficies planas artificiales, como las ventanas de vidrio o el asfalto, reflejan la luz altamente polarizada . Muchos insectos se sienten atraídos por las superficies polarizadas, porque la polarización suele ser un indicador del agua. Este efecto se llama polarizada contaminación lumínica , [33] y aunque es sin duda una forma de photopollution ecológica, "la contaminación lumínica ecológica" generalmente se refiere al impacto de la luz artificial en los organismos.
Por la noche, la polarización del cielo iluminado por la luna se reduce muy fuertemente en presencia de contaminación lumínica urbana , porque la luz urbana dispersa no está fuertemente polarizada. [34] Dado que se cree que muchos animales utilizan la luz de la luna polarizada para la navegación, esta pantalla es otro efecto negativo de la contaminación lumínica en la ecología.
Ver también
- Efectos de luz sobre el ritmo circadiano
- Fotobiología
- Escotobiología
Referencias
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enlaces externos
- Contaminación lumínica en Curlie
- Lista de trabajos de investigación sobre contaminación lumínica ecológica revisados por pares