蓝光与白光抑制萤火虫幼虫活动:夜间人工光照(ALAN)对生物节律及繁殖适应性的生态影响

【字体: 时间:2025年07月27日 来源:Biological Conservation 4.9

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  本研究针对夜间人工光照(ALAN)对欧洲萤火虫(Lampyris noctiluca)幼虫行为的影响展开实验,发现蓝光和白光显著降低幼虫活动性,而红光无显著影响。该成果揭示了ALAN通过干扰幼虫能量积累间接威胁成虫繁殖成功率,为制定生态友好型照明方案提供科学依据。

  

当夜幕降临,城市灯光照亮人类文明的同时,也悄然改变着亿万年来形成的自然光环境。这种被称为夜间人工光照(Artificial Light at Night, ALAN)的现象,正成为全球野生动物面临的新型生态威胁。尤其对于依赖黑暗环境生存的夜行性物种,ALAN可能干扰其觅食、繁殖等关键行为。在众多受影响的生物中,萤火虫因其独特的生物发光特性而显得尤为脆弱——它们不仅需要黑暗环境进行求偶交流,其幼虫阶段长达2-3年的发育期更使得ALAN的影响可能产生累积效应。

比利时安特卫普大学(University of Antwerp)的Mira Van den Broeck团队在《Biological Conservation》发表的研究,首次系统揭示了ALAN对欧洲常见萤火虫(Lampyris noctiluca)幼虫行为的多维度影响。研究人员通过春季和秋季两轮对照实验,采用红外摄像记录、光谱分析等技术,量化了不同波长光照下幼虫的运动轨迹和活动强度。样本来自比利时Meerdaalwoud和Kesselberg两个自然保护区的野生幼虫群体。

材料与方法
实验设计包含蓝光(峰值470nm)、白光(全光谱)和红光(峰值630nm)三种处理,光照强度统一设定为15lx。通过计算机视觉分析幼虫移动距离和轨迹偏转角度,结合体重测量评估性别差异。

结果

  1. 光趋向性分析显示,幼虫对任何波长均无显著趋光或避光行为(Wilcoxon检验,p>0.05)
  2. 运动活性检测发现,蓝光和白光使幼虫移动距离降低40-60%,而红光组与黑暗对照组无差异
  3. 雌性末龄幼虫体重是雄性的2.5倍(W=1169, p<0.001),但未表现出预期的光敏感性差异

讨论
这项研究首次证实ALAN对萤火虫幼虫的影响具有光谱特异性。蓝光和白光引发的活动抑制可能通过两种机制影响种群延续:作为资本繁殖(capital breeding)物种,幼虫期活动减少将直接限制能量储备积累;而雌性成虫体型与繁殖力正相关的特性,使得幼虫期受干扰可能产生级联效应。值得注意的是,红光相对"安全"的特性为生态照明设计提供了重要参考。研究还修正了学界关于"末龄雌虫可能利用光照选择栖息地"的假说,强调ALAN的影响机制比预期更为复杂。这些发现为理解光污染对昆虫种群衰退的驱动机制提供了关键证据,也为城市生态规划中光谱选择提供了科学依据。

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