لقد فقدوا مسار السماء

إنها ملاحظة قديمة قدم البشر الذين يتجمعون حول نيران المخيمات: الضوء في الليل يمكن أن يجذب حشدًا من الحشرات يدور بشكل غير منتظم. في الفن والموسيقى والأدب، يعد هذا المشهد استعارة دائمة لجاذبية خطيرة ولكن لا تقاوم. إن مشاهدة حركاتهم المحمومة تعطي إحساسًا بوجود خطأ ما – فبدلاً من العثور على الطعام والتهرب من الحيوانات المفترسة، فإن هؤلاء الطيارين الليليين محاصرون بالضوء.

ومن المؤسف أن قروناً من مشاهدة ما يحدث لم تنتج إلا القليل من اليقين حول سبب حدوثه. كيف يمكن لضوء بسيط أن يحول ملاحين سريعين ودقيقين إلى أسرى عاجزين ومرتعشين؟ نحن باحثون ندرس الطيران والرؤية والتطور، وقد استخدمنا تقنيات التتبع عالية السرعة في الأبحاث المنشورة حديثًا لتقديم إجابة.

العث إلى اللهب؟

العديد من التفسيرات القديمة لهذا السلوك المنوم لم يتم حلها بشكل كامل. كانت الفكرة المبكرة هي أن الحشرات قد تنجذب إلى حرارة اللهب. كان هذا مثيرًا للاهتمام، حيث أن بعض الحشرات محبة للحرارة حقًا: فهي تنجذب إلى النار وتطورت للاستفادة من الظروف في المناطق المحترقة مؤخرًا. لكن معظم الحشرات الموجودة حول الضوء ليست ضمن هذه الفئة، والأضواء الباردة تجذبها بشكل جيد.

وهناك فكرة أخرى مفادها أن الحشرات تنجذب مباشرة إلى الضوء، وهي استجابة تسمى الانجذاب الضوئي. تتحرك العديد من الحشرات نحو الضوء، ربما كوسيلة للهروب من الظلام أو المناطق المحيطة بها. ولكن إذا كان هذا هو تفسير التجمعات حول الضوء، فقد تتوقع اصطدامها مباشرة بالمصدر. هذه النظرية لا تفعل الكثير لتفسير سلوك الدوران البري.

وهناك فكرة أخرى مفادها أن الحشرات قد تخطئ في الاعتقاد بأن ضوءًا قريبًا هو القمر، أثناء محاولتها استخدام الملاحة السماوية. تشير العديد من الحشرات إلى القمر لتحافظ على مسارها ليلاً.

تعتمد هذه الإستراتيجية على كيف تبدو الأشياء الموجودة على مسافة بعيدة وكأنها تحوم في مكانها أثناء تحركك على طول مسار مستقيم. يشير القمر الثابت إلى أنك لم تقم بأي انعطافات غير مقصودة، كما قد تفعل إذا تعرضت لعاصفة من الرياح. ومع ذلك، لا يبدو أن الأجسام القريبة تتبعك في السماء ولكنها تنجرف إلى الخلف أثناء تحركك.

وترى نظرية الملاحة السماوية أن الحشرات عملت على إبقاء مصدر الضوء هذا ثابتًا، بحيث يتحول بشكل حاد في محاولة فاشلة للطيران بشكل مستقيم. إنها فكرة رائعة، لكن هذا النموذج يتنبأ بأن العديد من الرحلات الجوية سوف تتجه نحو الداخل نحو الاصطدام، وهو ما لا يتطابق عادة مع المدارات التي نراها. إذن ما الذي يحدث حقًا؟

يديرون ظهورهم للضوء

لفحص هذا السؤال بالتفصيل، قمنا نحن وزملائنا بالتقاط مقاطع فيديو عالية السرعة لحشرات حول مصادر ضوئية مختلفة لتحديد مسارات الطيران ووضعيات الجسم بدقة، سواء في المختبر في إمبريال كوليدج لندن أو في موقعين ميدانيين في كوستاريكا، CIEE و ال Estación Biológica. لقد وجدنا أن أنماط طيرانهم لم تكن متطابقة تمامًا مع أي طراز موجود.

وبدلا من ذلك، كانت مجموعة واسعة من الحشرات تشير باستمرار ظهورها نحو الأضواء. وهذا سلوك معروف يسمى الاستجابة للضوء الظهري. في الطبيعة، بافتراض أن الضوء الذي ينزل من السماء أكثر من الضوء القادم من الأرض، فإن هذه الاستجابة تساعد في إبقاء الحشرات في الاتجاه الصحيح للطيران.

لكن توجيه ظهورهم نحو الأضواء الاصطناعية القريبة يغير مسارات طيرانهم. تمامًا كما تميل الطائرات لتدور، وتتدحرج أحيانًا حتى تبدو الأرض تقريبًا خارج نافذتك، كذلك تدور الحشرات الطائرة أيضًا. عندما تتجه ظهورهم نحو ضوء قريب، فإن الضفة الناتجة تدور حول الضوء، وتدور ولكن نادرًا ما تتصادم.

وكانت هذه المسارات المدارية واحدة فقط من السلوكيات التي لاحظناها. عندما تطير الحشرات مباشرة تحت الضوء، فإنها غالبًا ما تتقوس لأعلى أثناء مرورها خلفها، مع إبقاء ظهورها على المصباح حتى تطير في النهاية بشكل مستقيم للأعلى، ثم تتوقف وتسقط من الهواء. والأكثر إلحاحًا، عندما تطير الحشرات مباشرة فوق الضوء، تميل الحشرات إلى الانقلاب رأسًا على عقب، وتدير ظهورها مرة أخرى للضوء ولكنها تتحطم بعد ذلك فجأة.

لماذا يكون هناك استجابة للضوء الظهري؟

على الرغم من أن الضوء في الليل يمكن أن يضر الحيوانات الأخرى – على سبيل المثال، عن طريق تحويل الطيور المهاجرة إلى المناطق الحضرية – لا يبدو أن الحيوانات الأكبر حجما تفقد اتجاهها العمودي. فلماذا تعتمد الحشرات، وهي أقدم مجموعة من النشرات وأكثرها ثراءً بالأنواع، على استجابة تجعلها عرضة للخطر؟

قد يكون لها علاقة بحجمها الصغير. يمكن للحيوانات الأكبر حجمًا أن تشعر بالجاذبية مباشرة من خلال الأعضاء الحسية التي يتم سحبها بواسطة تسارعها، أو أي تسارع آخر. يستخدم البشر، على سبيل المثال، النظام الدهليزي لأذننا الداخلية، والذي ينظم إحساسنا بالتوازن وعادة ما يمنحنا إحساسًا جيدًا بالاتجاه الذي نسير فيه.

لكن الحشرات لديها هياكل حسية صغيرة فقط. وخاصة عندما يقومون بمناورات طيران سريعة، فإن التسارع لا يقدم سوى إشارة ضعيفة إلى الاتجاه الذي ستتجه إليه الطائرة. وبدلاً من ذلك، يبدو أنهم يراهنون على سطوع السماء.

قبل الإضاءة الحديثة، كانت السماء عادةً أكثر سطوعًا من الأرض، ليلاً أو نهارًا، لذا فقد وفرت إشارة موثوقة إلى حد ما لمسافر صغير نشط يأمل في الحفاظ على اتجاه ثابت. أما الأضواء الاصطناعية التي تخرب هذه القدرة، من خلال حث الحشرات على الطيران في دوائر، فهي حديثة نسبيا.

المشكلة المتزايدة للإضاءة الليلية

مع انتشار التكنولوجيا الجديدة، تنتشر الأضواء التي تنتشر في الليل بشكل أسرع من أي وقت مضى. مع إدخال مصابيح LED الرخيصة والمشرقة وواسعة النطاق، لم تشهد العديد من المناطق، مثل المدن الكبيرة، ليلة مظلمة أبدًا.

الحشرات ليست المخلوقات الوحيدة المتضررة. يعطل التلوث الضوئي إيقاعات الساعة البيولوجية والعمليات الفسيولوجية لدى الحيوانات والنباتات والبشر الأخرى، وغالبًا ما يكون له عواقب صحية خطيرة

ولكن يبدو أن الحشرات المحاصرة حول الضوء هي التي تحصل على أسوأ ما في الأمر. وبسبب عدم قدرتهم على تأمين الغذاء، وسهولة اكتشافهم من قبل الحيوانات المفترسة، وعرضة للإرهاق، يموت الكثير منهم قبل حلول الصباح.

من حيث المبدأ، يعد التلوث الضوئي أحد أسهل الأشياء التي يمكن إصلاحها، وغالبًا ما يكون ذلك بمجرد الضغط على المفتاح. إن قصر الإضاءة الخارجية على ضوء دافئ مفيد ومستهدف، وليس أكثر سطوعًا من اللازم، ولمدة أطول من اللازم، يمكن أن يحسن بشكل كبير صحة النظم البيئية الليلية. ونفس الممارسات المفيدة للحشرات تساعد في استعادة رؤية السماء ليلاً: يعيش أكثر من ثلث سكان العالم في مناطق لا يمكن رؤية درب التبانة فيها على الإطلاق.

على الرغم من أن الحشرات التي تدور حول الضوء هي مشهد رائع، فمن المؤكد أنه أفضل للحشرات والفوائد التي تقدمها للبشر عندما نترك الليل غير مضاء ونسمح لهم بالقيام بالأنشطة التي يقومون بها ببراعة تحت سماء الليل.

تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد.

كتب بواسطة: صامويل فابيان، جامعة لندن الامبرياليه; جيمي ثيوبالد, جامعة فلوريدا الدوليةو ياش سوندي، جامعة فلوريدا.

اقرأ أكثر:

يتلقى صامويل فابيان تمويلًا من مجلس البحوث الأوروبي ومنحة National Geographic Explorer Grant.

يتلقى جيمي ثيوبالد تمويلًا من المؤسسة الوطنية للعلوم ومكتب القوات الجوية الأمريكية للبحث العلمي.

يتلقى ياش سوندي تمويلًا من كلية الدراسات العليا بجامعة فلوريدا الدولية، ومؤسسة سوزان ليفين، ومنحة ناشيونال جيوغرافيك إكسبلورر، والجمعية الفلسفية الأمريكية، ومركز كيمبرلي جرين لأمريكا اللاتينية ومنطقة البحر الكاريبي.