La luz artificial afecta la reproducción en las aves

El 99% de los Estados Unidos y 48% la Unión Europea viven en condiciones de contaminación lumínica

light_pollution2En lo alto de los acantilados con vista al Pacífico, Dominik Mosur paseaba solo a las 2 am en busca de búhos. La oscuridad envolvía el “Presidio” (un campamento militar que se convirtió en parque nacional) conforme Mosur se abría paso a través de la niebla olor a ciprés.

Con los ojos bien abiertos, intentando mirar  a pesar de la niebla, Mosur pretendía escuchar el ulular de un búho real; sin embargo, en lugar de eso, escuchó el canto de un pájaro que debería estar durmiendo en su nido hasta el amanecer. El Gorrión coronado blanco de Nuttal podía escucharse a la distancia con su trino particular.

Al día de hoy, Mosur todavía se pregunta si las farolas brillantes, a sólo 50 pies del territorio de las aves cantoras, causaron su extraño comportamiento nocturno, que por lo general es limitado por las noches de luna llena  a lo largo de esa parte de la costa.

Mosur, desconcertado por el número de víctimas que están realizando el canto nocturno, se preguntaba si el pájaro cantor tendría la energía suficiente en la mañana para defender su territorio, atraer a su pareja y criar a sus polluelos?

En todo el mundo, los científicos tratan de responder a esta pregunta y se han reunido pruebas de que las luces de la ciudad están alterando la fisiología básica de las aves urbanas, la supresión de su estrógeno y la testosterona y el cambio de su canto, cambio en el apareamiento y la alimentación. Tanto así que un experimento de laboratorio demostró que los mirlos machos no desarrollan órganos reproductivos durante el segundo año de exposición a la luz continua por la noche.

Las farolas, centros comerciales, estadios y casas convierten la noche en día, un fenómeno que los científicos llaman “pérdida de la noche”.

“Las aves son particularmente sensibles a la luz y a diferentes intervenciones químicas. Si usted ve estos efectos nocivos en las aves, es muy probable verlos en el ser humano a corto plazo. La cosa más inteligente que hacer es prestar atención a la vida aviar” dijo Vincent Cassone, cuya alma matter, la Universidad de Kentucky, está examinando los sistemas neuroendócrinos de aves y mamíferos.

Las personas pueden sufrir una serie de problemas de salud cuando trabajan turnos de noche que alteran su ciclo circadiano, los ciclos que se rigen por un reloj biológico. En la naturaleza, la contaminación lumínica hace que las tortugas marinas que recién salieron del cascarón pierdan su camino desde la playa hasta el mar, y desorienta a las mariposas monarca en busca de las rutas de migración. En otros experimentos de campo con luz artificial, el salmón atlántico nada con una temporalidad incorrecta, y las ranas dejan el apareamiento cuando están cerca de luces demasiado brillantes como las de los estadios de fútbol. Millones de aves mueren a causa de colisiones con torres de comunicación que tienen demasiada luz, y las bandadas migratorias se confunden por las señales que han fracasado.

Más recientemente, los investigadores han documentado un coro de trinos al amanecer antes de tiempo, lo que influye en la selección de pareja, la alimentación y la interacción entre las especies. En un nivel más profundo, los cambios en las hormonas de las aves plantean interrogantes sobre su capacidad reproductiva y el potencial de consecuencias ecológicas evolutivas.

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Chara de pecho rayado

“Bajo la luz de la noche, algo se rompe y aparece una amortiguación en su sistema hormonal”, dijo el profesor de biología, Stephan Schoech, de la Universidad de Memphis, quien encontró cambios hormonales en los Chara pecho rayado.

Las aves y los relojes

El ciclo de un año de duración de la luz es la señal ambiental más importante para las aves, ya que sincronizan sus cambios estacionales en la fisiología y el comportamiento. Debido a que la luz artificial altera los niveles hormonales, podría perturbar los relojes internos que evolucionaron para ayudar a hacer frente al entorno que nos rodeara.

“Las aves pueden decir la hora en sus cerebros. Ellos saben a qué hora del día es y cómo será el día de mañana. Ellos saben en qué parte del mundo están gracias a la información que les da el sol. Pueden rastrear el sol. Ellas escuchan el sonido de los rompedores de las olas y el viento sobre las montañas. Las aves ven el rango ultravioleta. Ellos están fenomenalmente en sintonía con el tiempo y el espacio hasta el punto de acercarse a la ciencia ficción”, dijo Shoech.

Las aves tienen receptores de luz en sus retinas y en sus glándulas pineales, así como en otras partes de su cerebro. La glándula pineal segrega la hormona melatonina en la noche, que guía a sus relojes biológicos para que controlen las funciones del cuerpo, el crecimiento y el comportamiento. En las aves, la melatonina parece esencial para codificar y almacenar información sobre el tiempo.

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Las aves tienen receptores de luz en sus retinas.

Como los humanos, las aves son diurnas, gran parte de ellas evolucionaron a un ciclo de actividad durante el día y uno de sueño durante la noche. Las aves sincronizan sus relojes internos con la luz, al tiempo de su horario estacional, así sincronizan su comunicación, su reproducción y migración. Las aves dependen de sonidos que oyen y ajustan su conducta al ritmo de la noche y día. El momento de las primeras llamadas a la salida del sol -el coro del amanecer- se basa en el cambio de intensidad de luz. El fin de la búsqueda de alimento se basa en el oscurecimiento del crepúsculo.

Algunas aves parecen beneficiarse de la luz artificial en la noche. Los Herrerillos macho expuestos a las farolas en el borde del bosque despiertan más temprano  y tienen el doble de éxito en la atracción de las hembras en el interior del bosque. A la luz, las hembras comienzan a poner huevos antes. Las aves playeras pueden aumentar el tiempo de forrajeo bajo iluminación urbana.

Pero los investigadores advierten que los amaneceres prematuros puedan interrumpir las señales de vejez para la elección de compañeros, y la señal de alimentación ampliada puede desplazar a las aves zancudas hacia zonas degradadas hacia el peligro de los depredadores.

“No sabemos si ser activos durante la noche viene con costos energéticos”, dijo el biólogo Davide Dominoni, que llevó a cabo la investigación en el Instituto Max Planck para la Ornitología en Munich antes de pasar a la Universidad de Glasgow.

Poco se sabe sobre cómo el aumento de la duración del día para las aves afecta a su estado físico, a su éxito reproductivo o a la supervivencia.

“Puede haber un costo fisiológico o biomédico. Con los seres humanos estamos empezando a darnos cuenta de que perturbar los relojes corporales realmente puede venir con consecuencias graves para la salud vinculados a la función inmunitaria, el metabolismo, el cáncer, la obesidad y la diabetes. Este tipo de cosas son relativamente inexplorado en animales salvajes”, dijo Donimoni.

Los astrónomos fueron los primeros en advertir sobre el daño que proviene del  resplandor del cielo, ya que bloquea la observación de objetos celestes más débiles. Luego la NASA con sus fotos de la Tierra desde el espacio: En primer lugar la imagen de la Blue Marble, mostrando un pequeño planeta finito, a continuación, décadas más tarde las imágenes que muestran el cielo nocturno invadido con luces artificiales.

Dos terceras partes del mundo, el 99% de los Estados Unidos y 48% la Unión Europea, viven en condiciones de contaminación lumínica. Las luces de la ciudad pueden eclipsar la luz natural de la noche 4,8 veces según los científicos europeos. En Viena y en Plymouth, Inglaterra, los ciclos naturales de brillo de la luna están cerca de extinguirse.

En 2001, los científicos informaron que una quinta parte de la población mundial, y más de dos tercios de la población de Estados Unidos no pueden ver la Vía Láctea a simple vista.

“Se puede ver la luz artificial que se extiende por el mundo, tanto como un aumento del 20% al año en algunas regiones geográficas”, dijo Reinhard Klenke, biólogo del Centro Helmholtz de Investigación Medioambiental de Leipzig, Alemania.

Alterados los estrógenos y la testosterona

A setenta y cinco kilómetros de distancia desde el Presidio, en Davis, California, Schoech ha estado estudiando los Chara pecho rayado de la Florida por más de 20 años. En este punto él estaba investigando por qué los arrendajos que viven en los suburbios de Florida estaban poniendo huevos dos a cuatro semanas antes de lo que lo hacían los arrendajos en áreas silvestres nativas.

Schoech y su estudiante postdoctoral, Eli Bridge, reclutados de la Universidad de Californa para ayudar a los estudiantes en la captura de dos docenas de Charas pecho rayado salvajes en Davis. Se empacaron con cuidado en jaulas modificadas, en camiones para enviar a los arrendajos de vuelta al laboratorio de Tennessee para servir como sustitutos de los Charas pecho rayado de Florida, que son una especie protegida.

Un satélite nos muestra la Tierra durante la noche.
Un satélite nos muestra la Tierra durante la noche.

El experimento de Schoech los convierte, probablemente, en los primeros en estudiar las hormonas sexuales de los pájaros en las hembras y los machos en respuesta a la exposición realista que imita las luces suburbanas. Él demostró que la luz artificial tiende a inhibir la secreción de la hormona reproductiva, lo que confirma los resultados limitados por otros. La reducción de las hormonas sexuales -estradiol y testosterona- ocurrieron en diferentes momentos en hembras y machos, creando un desajuste en las señales que sincronizan los ritmos biológicos.

“La luz en la noche interrumpe la extraordinariamente fuerte correlación entre la testosterona y estradiol en los arrendajos de ambos sexos y alteran las condiciones que existían en  antes de las noches con luz”, dijo Schoech.

En la luz natural de la noche, las hormonas reproductivas de las aves se elevan conforme el invierno se convierte en primavera y los días se alargan. Esto no ocurrió entre los arrendajos que estuvieron expuestos a la luz por la noche. En cambio, “la luz artificial en la noche interfirió con las respuestas endocrinas al aumento de la duración del día”, dijo Schoech. Al final del experimento, resultó que los huevos anteriores del Chara pecho rayado en los suburbios de Florida probablemente tenían más que ver con la abundancia de alimentos que la luz artificial. Pero su investigación llevó a intrigantes hallazgos sobre hormonas y luz de noche.

En Beijing, los científicos publicaron resultados de este año similares a los de Schoech, concluyendo que los gorriones que viven en árboles urbanos expuestas a la luz artificial de noche comenzaron a secretar una hormona reproductiva antes que los gorriones de árboles rurales. Los niveles de estradiol y testosterona los pájaros urbanos fueron inferiores a las de las aves rurales.

Además, mirlos macho que han sido expuestos en un laboratorio a la luz durante la noche, desarrollaron testículos más rápido durante el primer año, pero “durante el segundo año, el sistema reproductivo no se desarrolló en absoluto”, según un informe del investigador Dominoni y colegas publicado el año pasado. Ellos escribieron que “nuestros datos sugieren que un aumento incontrolado de la cantidad de luz artificial en la noche podría plantear riesgos graves para la capacidad reproductiva de las especies de aves que prosperan en las zonas urbanas”.

Sin emabrgo, Casone, de la Universidad de Kentucky dijo que “el problema es cómo estos cambios endocrinos se traducen en la aptitud reproductiva. Francamente no lo sabemos. Es demasiado pronto. Pero es una cosa razonable decir que está perturbado un proceso natural”.

Cielos nocturnos… y radiantes

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Este pretrel cenicienta fue atraído por las luces del estadio.

En claras noches de verano “indio” (periodo de extremo calor que ocurre durante el otoño en el hemisferio norte) de San Francisco en septiembre y principios de octubre, Mosur, un experto en aves locales, ubica su telescopio hacia la luna, con la esperanza de atrapar las siluetas de las curacas, zorzales y gorriones.

“Fue entonces cuando los observadores de aves esperan oír, si no vislumbrar, la migración nocturna de aves cantoras que pasan sobre el camino hacia el sur”, dijo Mosur.

Como cualquier gran ciudad, San Francisco lucha con las luces. Las luces brillantes de parque de béisbol de los Gigantes atrae petreles cenicienta de nidos a 30 kilómetros de distancia, en las Islas Farallón. Los residentes discuten sobre si la colocación de luces en un campo de fútbol en el Parque Golden Gate interferirá con las migraciones de aves.

“He notado que el cielo nocturno se ve muy diferente cuando estoy de pie en Twin Peaks en la ciudad o en una colina cerca del lago Hennessey a 20 millas al norte de Napa. Hay una gran diferencia de lo que se ve en el cielo (…) Estoy seguro que los pájaros ven la diferencia también”.

 

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