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Cómo la contaminación lumínica altera los sentidos de las plantas

Las luces deslumbrantes están provocando un caos ecológico, alterando los ritmos estacionales de las plantas y su frágil relación con los polinizadores.

Una noche de verano de 2014, un grupo de biólogos y ecologistas vigilaron varias zonas suburbanas iluminadas por farolas en las afueras de Wallingford, en el Reino Unido. Si bien su presencia nocturna puede haber generado cierta preocupación por posibles robos entre los lugareños, en realidad estaban allí para observar a las polillas nocturnas realizando su rutina de polinización nocturna. 

Los científicos estaban estudiando cómo las farolas afectaban el comportamiento de las polillas . Su teoría era que la luz artificial nocturna perturbaría los patrones de vuelo de las polillas lo suficiente como para impedir en qué medida o qué tan bien podrían polinizar.

Efectivamente, de los cientos de polillas que observaron, más del 70% fueron atraídas hacia las luces y lejos de las plantas con flores, lo que resultó en una reducción notable en la polinización de las plantas, así como en la cantidad de tipos de polen que eran transportados por las polillas. Esto resultó cierto en varias especies diferentes de polillas nocturnas y en más de 28 variedades de plantas, lo que significa que el efecto dominó podría tener consecuencias de amplio alcance.

Esta es sólo una visión estrecha de cómo la contaminación lumínica está alterando el mundo natural. Las polillas no son los únicos polinizadores afectados por las deslumbrantes luces de la ciudad. Las abejas también están sintiendo los efectos, junto con todas las plantas que polinizan. A medida que las luces artificiales alteran la forma en que los polinizadores nocturnos interactúan con las plantas, su producción de polen puede verse afectada , lo que, a su vez, puede afectar la eficacia con la que las abejas y otros polinizadores diurnos pueden fertilizarlas durante el día.

La contaminación lumínica ya abarca aproximadamente una cuarta parte del planeta y continúa empeorando, aumentando aproximadamente un 6% cada año con la creciente urbanización. La contaminación lumínica global ha  aumentado al menos un 49% en 25 años .

Si bien sus impactos aún se están estudiando y varían ampliamente entre especies, los científicos saben que la contaminación lumínica está afectando la forma en que las plantas crecen y se reproducen . Altera sus ritmos estacionales , su capacidad para sentir y reaccionar ante la luz natural y su frágil relación con los polinizadores . Cuanto más tensa se vuelve esa relación, más peligro puede correr nuestro suministro de alimentos. Y un solo eslabón roto podría crear consecuencias fisiológicas insondables a lo largo de la cadena alimentaria.

Cómo las plantas perciben el mundo

Una de las principales razones por las que la contaminación lumínica, o la luz artificial nocturna, afecta a la mayoría de los seres vivos de este planeta es que tienen un ritmo circadiano . Este ritmo es el ciclo natural de sueño-vigilia que se repite cada 24 horas y se rige por el momento en que hay luz u oscuridad. La mayoría de las criaturas, ya sean nocturnas o diurnas, llevan a cabo sus procesos vitales mediante este ciclo, por lo que cuando se ve interrumpido por, digamos, una noche percibida más corta, puede ejercer una presión indebida sobre el funcionamiento de los sistemas internos. Y cuanto más dure esa perturbación, mayor será el potencial de que se produzcan impactos perjudiciales.

 

Las alteraciones del reloj circadiano también pueden afectar las sustancias químicas reguladoras en humanos, plantas y animales, sobre todo la melatonina, una molécula que se produce en respuesta a la oscuridad y ayuda a regular el ritmo circadiano. «Se supone que debe aumentar durante la noche, pero la contaminación lumínica suprime la melatonina, lo que, con el tiempo, puede causar toda una serie de efectos negativos para la salud «, dice Valentina Alaasam, investigadora de la Universidad de Nevada en Estados Unidos. Para los seres humanos, los impactos en la salud incluyen un mayor riesgo de trastornos del sueño , diabetes , depresión , enfermedades cardíacas y cáncer de mama .

Los efectos no son tan diferentes del desfase horario. Digamos que estás volando de Londres a Nueva York. Dado que viaja a un lugar cinco horas detrás de su base de operaciones, efectivamente está ganando cinco horas de día o de noche (dependiendo de cuándo viaje), lo que desequilibra su ritmo circadiano. El desfase horario resultante puede hacer que te sientas confuso, con falta de sueño y, en general, sin fuerzas durante varios días. Eso es sólo el resultado de una alteración del ritmo circadiano. Ahora imagina que eres un árbol al costado de una calle de la ciudad constantemente expuesto a luces artificiales de farolas, automóviles y edificios. Si su sistema interno siempre piensa que es de día, puede poner su vida patas arriba.

«Las plantas son como los animales en el sentido de que necesitan un ciclo de sueño para procesar cosas, y lo que hacen es poner atención en diferentes actividades en diferentes momentos del día. Por eso necesitan saber la hora del día», dice Joanne Chory, profesora. en el Instituto Salk de Estudios Biológicos en San Diego, California.

La brotación ocurre hasta 7,5 días antes en áreas que son más luminosas por la noche debido a la contaminación lumínica.

Las plantas tienen fotorreceptores , 13 que sepamos, que utilizan para determinar cosas como la duración del día. Esto les ayuda a saber cuándo florecer y, en el caso de los árboles de hoja caduca, cuándo dejar caer las hojas, posiblemente dos de los eventos más importantes en el calendario de un árbol. Cinco de los fotorreceptores absorben la luz del infrarrojo cercano de la Luna y la luz de las estrellas, y ocho absorben un tipo de luz ultravioleta. Al extender artificialmente la duración del día, la contaminación lumínica puede activar estos fotorreceptores hasta el punto en que cambia el patrón de floración de una planta.

«Las plantas se estresarán bajo la luz [artificial]. Pueden realizar más fotosíntesis y, como lo hacen, hay más estrés», dice Brett Seymoure, ecólogo y profesor asistente de ciencias biológicas en la Universidad de Texas en El Paso. «Es como un culturista que siempre está haciendo ejercicio». Cuando una planta hace la fotosíntesis, absorbe energía, y si lo hace todo el tiempo, puede ser abrumador y crear un tipo reactivo de oxígeno que mata a la planta.

Si a esto le sumamos inviernos más cálidos y veranos más largos debido al cambio climático, el resultado es que los árboles crecen fuera de su ritmo natural, lo que en última instancia puede debilitarlos .

cambios estacionales

La floración o brotación suele producirse en primavera, con la llegada de temperaturas más cálidas que coinciden con días más largos y más rayos ultravioleta. Sin embargo, Seymour dice que la contaminación lumínica está alterando esas señales para las plantas. «Los cambios estacionales de las plantas se han visto afectados por la luz artificial nocturna», afirma Seymoure. «Brotan antes o conservan sus hojas por más tiempo, y eso se debe a que el fotoperíodo, que es la proporción entre el día y la noche, queda enmascarado por la luz artificial durante la noche».

Un estudio que analizó 13 años de datos de brotación de árboles de hoja caduca en el Reino Unido encontró que la brotación se produjo hasta 7,5 días antes en áreas que eran más luminosas por la noche debido a la contaminación lumínica. El brote también puede cambiar cuando los árboles pierden sus hojas en otoño porque, nuevamente, la luz artificial interfiere con el fotoperíodo percibido de días más cortos a medida que se acerca el invierno.

Normalmente, a medida que los días se acortan, los árboles de hoja caduca dejan de producir clorofila , el pigmento principal utilizado en la fotosíntesis, y extraen nutrientes de sus hojas, motivo por el cual cambian de color y eventualmente caen al suelo. «Pero como están constantemente bombardeados por las luces de la calle, no reciben ese fotoperíodo, por lo que conservarán sus hojas por mucho más tiempo y podrían perder todas esas hojas que tienen clorofila, que en realidad es muy costoso desde el punto de vista energético», afirma Seymoure.

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La contaminación lumínica altera los ritmos circadianos de los polinizadores , así como sus patrones de vida generales, lo que en última instancia impide la reproducción de las plantas. Varios estudios, incluido el estudio de la polilla del Reino Unido, han encontrado que la polinización nocturna disminuye bajo luces artificiales. Un estudio de 2017 encontró que las interacciones nocturnas entre plantas y polinizadores eran un 62% menores en áreas muy iluminadas que en áreas no iluminadas. Cuando esas interacciones se reducen, las plantas no se estimulan tanto para producir polen, lo que deja menos polen para los polinizadores diurnos como las abejas.

Los cambios estacionales de las plantas se han visto afectados por la luz artificial nocturna – Brett Seymoure

Al igual que el desfase horario afecta a los humanos, la contaminación lumínica también puede estresar los cuerpos de los polinizadores al reducir su tiempo de sueño y recuperación, lo que en última instancia les dificulta la polinización y la reproducción.

La contaminación lumínica incluso afecta la migración al atraer insectos (y otras especies de animales voladores) lejos de su ruta natural prevista y hacia escenarios peligrosos y a menudo mortales. «Se ha demostrado que desorienta las rutas de migración [de las aves] y cambia el lugar donde las especies se reproducen o pasan el invierno», dice Alaasam. Estos cambios migratorios pueden afectar potencialmente a las plantas que son polinizadas por aves o a las plantas cuyas semillas dispersan las aves.

En términos de insectos, Seymoure llama a esta atracción de luz el » efecto trampa « , que es «donde los insectos se acercan a las luces pero nunca polinizan porque están demasiado ocupados volando bajo la luz», dice Seymoure. Otros polinizadores, como ciertas especies de escarabajos , son fotofóbicos, y simplemente evitan la vegetación bajo luz artificial; este es el «efecto repelente». Alrededor de un tercio de los insectos que se sienten atraídos por la luz artificial durante la noche no sobreviven más allá de la mañana, según una revisión de 229 estudios en los que Seymoure es coautor, ya sea debido a la depredación, el agotamiento o el hambre.

‘ Apocalipsis de los insectos ‘

Las poblaciones de polinizadores están disminuyendo constantemente , y los ecologistas como Seymoure temen que sea el resultado de una confluencia de factores estresantes, incluida la contaminación lumínica, la contaminación química, el cambio climático y la pérdida de hábitat. Los insectos son una piedra angular esencial para la vida en este planeta y, a medida que los perdemos, el efecto dominó de las especies se vuelve más claro. Por ejemplo, si las abejas nativas de Estados Unidos se extinguieran, todas las especies de plantas que polinizan podrían seguirlo, sin ninguna otra intervención: es decir , el 80% de las plantas con flores. El Departamento de Agricultura de EE.UU. estima que esas plantas representan el 25% de los alimentos que comen los estadounidenses en la actualidad.

«Hace unos 200 millones de años, las plantas con flores y los insectos comenzaron a coevolucionar entre sí. Si empiezas a alterar el comportamiento del insecto o la fisiología del comportamiento de la planta, los afectarás a ambos». dice Seymoure. «[Con la contaminación lumínica] tenemos esta nueva situación extraña que tendrá consecuencias para todo en este planeta porque casi todo depende de los insectos y las plantas con flores: el 80% de nuestras especies de cultivos son polinizadas por insectos «.

Las plantas y los polinizadores dependen de los cambios de temperatura y luz para saber cómo y cuándo llevar a cabo sus procesos vitales. A medida que el planeta se calienta y la contaminación lumínica aumenta, estos procesos se desequilibrarán cada vez más y no está claro si las especies afectadas se adaptarán lo suficientemente rápido para sobrevivir.

«La contaminación lumínica y el cambio climático están haciendo que estas señales [luz y temperatura] sean menos fiables y provocando cierto caos ecológico», afirma Alaasam.

A pesar de todo esto, hay polinizadores que no se ven tan afectados negativamente por la contaminación lumínica. De hecho, algunos han evolucionado para utilizarlo en su beneficio. Un  estudio  que analizó las «polillas de la ciudad» de 10 poblaciones diferentes encontró que se habían adaptado para no volar a la luz artificial por la noche. «Las polillas que habían estado expuestas a la luz artificial durante los últimos 20 a 50 años ya no tenían los genes que les permitían volar hacia la luz», dice Seymoure.

Los murciélagos polinizadores también parecen haber encontrado un vacío legal. Las luces artificiales no solo iluminan a los insectos que les gusta comer, sino que un  estudio de 2022  encontró que también aumentaron la polinización debido a que hay más frutas y semillas en los árboles iluminados artificialmente (un posible resultado de una floración excesiva). Sin embargo, esto puede ser sólo una bendición temporal. Como teme Seymoure, una exposición excesiva a la luz artificial podría sobrecargar a los árboles y debilitarlos con el tiempo.

Muchas otras especies de insectos nunca se han sentido atraídas por la luz, por lo que no se ven directamente afectadas por la contaminación lumínica. Sin embargo, eso no significa que no se vean afectados indirectamente de otras maneras. Por ejemplo, las abejas no se sienten atraídas por la luz, pero  se ven afectadas negativamente  por la contaminación lumínica porque las plantas que polinizan no son tan estimuladas para producir polen por los polinizadores nocturnos que son ahuyentados por las luces artificiales.

Podría parecer que estos pequeños cambios no tendrán efectos radicales, pero todos estos cambios también pueden ahorrar dinero a través de menores costos de energía. Esto podría ayudar a convencer al director de su oficina, al propietario o al ayuntamiento de que reduzcan la contaminación lumínica, dice Alaasam.

Estos cambios están  empezando a ocurrir  cada vez más en pequeños rincones del mundo con conciencia ecológica. Cuantas más comunidades comiencen a cosechar los beneficios, quizás otras sigan su ejemplo, atraídas como, perdone la expresión, una polilla ante una llama.

Fuente: bbc.com