Искусственное ночное освещение стимулирует рост цианобактерий и метаболизм в озёрах

Искусственный свет, рассеивающийся в атмосфере и создающий ночное свечение неба (skyglow), может влиять на экосистемы на больших расстояниях от его источника. Влияние этого явления на пресноводные экосистемы долгое время оставалось неизученным.

Исследователи из Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства им. Лейбница (IGB) провели крупнейший на сегодняшний день полевой эксперимент по световому загрязнению озёр в своём уникальном объекте — LakeLab. В 24 изолированных отсеках (энклоурах), каждый объёмом 1300 м³, с одинаково распределённым планктоном, моделировали условия ночного освещения.

В течение месяца в 10 из 15 экспериментальных энклоуров создавали ночное освещение с уровнями освещённости от 0,06 люкс (типичный skyglow) до 6 люкс (максимально зафиксированный skyglow). Пять контрольных энклоуров оставались неосвещёнными.

Существенный рост цианобактерий под воздействием света

Исследование показало, что искусственный свет ночью способствует размножению цианобактерий (сине-зелёных водорослей), которые могут продуцировать токсины. Количество цианобактерий и других бактерий, использующих световую энергию (в первую очередь аэробных аноксигенных фотогетеротрофов, AAPs), в среднем было в 32 раза выше в освещённых условиях по сравнению с тёмным контролем.

Результат был однозначным, несмотря на вариации между энклоурами. Учёные отмечают, что реакция наблюдалась даже при очень низкой интенсивности света в 0,06 люкс, которая слишком мала для стимуляции фотосинтеза.

Стимуляция углеродного цикла озера

Воздействие искусственного свечения неба изменило состав бактериальных сообществ и метаболизм озера, что показали генетические анализы сообществ и масс-спектрометрические анализы растворённого органического вещества. Skyglow стимулировал, например, бактериальное разложение органического вещества, произведённого водорослями, и, следовательно, общий круговорот углерода в озере.

Освещённость в 0,06 люкс примерно соответствует той, которой организмы могут подвергаться на обширных городских территориях. Таким образом, одним из последствий глобального роста светового загрязнения может быть увеличение риска потенциально токсичного цветения цианобактерий. Для необъяснимых в настоящее время вспышек цветения световое загрязнение следует рассматривать как возможный фактор.