Свет городов нарушил выделение мелатонина у окуней

Ученые выяснили, что свет городов, который отражается от облаков, может снижать выделение мелатонина у речных окуней. Даже очень слабое освещение в ночной период существенно изменило ритмику мелатонина у рыб в эксперименте. Статья опубликована в журнале Environmental Pollution.

Смена светлого и темного времени суток — главный ориентир, с которым живые организмы синхронизируют свои циркадные ритмы. Человек создает искусственное освещение, и ночью становится не так темно, как было на протяжении эволюции окружающих нас видов. Основной регулятор биологических ритмов — мелатонин — разрушается на свету, и световое загрязнение нарушает его выработку в темное время суток у некоторых животных.

Основное световое загрязнение создают города, которые часто находятся неподалеку от водоемов с пресной водой. Свет города отражается от облаков, распространяется и может нарушить циркадные ритмы обитателей водоемов, в том числе рыб. Известно, что прямое воздействие искусственного света снижает уровень мелатонина у рыб, однако влияние рассеянного освещения, которое отражается от облаков, на пресноводных рыб изучено слабо.

Ученые из Германии под руководством Франциски Купрат (Franziska Kupprat) из Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства Ассоциации Лейбница измеряли концентрацию мелатонина (этот гормон через жабры попадает в воду) в аквариуме с речными окунями (Perca fluviatilis). Всего использовали 720 рыб.

Исследователи симулировали дневной свет, сумерки и рассвет, а «ночью» освещали аквариум лампами интенсивностью в 0,01, 0,1 или 1 люкс. Городское рассеянное освещение варьируется между 0,03 и 0,55 люксами, а на глубине в 50 сантиметров в чистой воде интенсивность света снижается в два раза.

Воздействие искусственного света всех трех яркостей ночью значительно снижало концентрацию мелатонина в аквариуме по сравнению с контролем (p < 0,0005). Интенсивность в один люкс изменяла количество мелатонина больше, чем менее яркий свет (p < 0,05). Концентрация гормона была ниже не только ночью, но и в следующий светлый период (p < 0,005).

После того, как результаты каждого измерения нормализовали к минимальному уровню (его наблюдали в восемь вечера), отличие от контроля и между интенсивностями стало менее выраженным. Концентрация мелатонина при освещении в 0,01 люмен после нормализации не отличалась значительно от контроля, и авторы предположили, что этот уровень близок к пороговому. Таким образом, даже очень низкий уровень светового загрязнения нарушает ритмику выделения мелатонина у окуней и может негативно влиять на их физиологические процессы.

Наиболее сильное влияние на выделение мелатонина у животных оказывает желтый свет, а не синий, как считалось ранее, — это узнали в исследовании на мышах. А за изучение циркадных ритмов дрозофил и открытие гена, который связан с их «биологическими часами», в 2017 году вручили Нобелевскую премию.

Алиса Бахарева