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Las plantas siguen el ciclo de día y noche, al igual que los humanos, y la iluminación artificial interrumpe los ritmos circadianos de las plantas. Esto es crítico, ya que muchas funciones de la planta dependen de un ritmo circadiano que funcione normalmente, como el tiempo de floración, la polinización, la reparación del ADN y la fotosíntesis.
La mayoría de las actividades humanas requieren luz. En nuestras ciudades urbanizadas y semiurbanizadas, encendemos artificialmente nuestras calles para evitar elementos antisociales y seguir encendidos centros comerciales y paseos para que podamos divertirnos noches. Instalamos luces en edificios de oficinas, monumentos, parques, tableros de publicidad comerciales, ventanas de tiendas y luz de inundación en instalaciones deportivas y otras áreas, ya sea que los estemos usando o si están desprovistos de humanos. Todo esto es genial … para ti y para mí, al menos.
Sin embargo, compartimos nuestras ciudades con más vida que solo humanos. Una población significativa de la vida es en realidad algo a lo que a menudo somos ciegos: ¡las plantas!
Al igual que los animales, las plantas han evolucionado más de miles de millones de años para responder a los ciclos de día y noche del sol. Cuando las luces artificiales interrumpen los períodos naturales de luz y oscuridad, llamados ciclos de fotoperíodo, afecta los procesos biológicos en las plantas y el ecosistema circundante al interrumpir los ritmos circadianos, el fototropismo y los movimientos de los polinizadores.
Los árboles en áreas urbanas y semiurbanas están rodeados de luces artificiales por la noche (créditos: Geargodz/Freepik)
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¡La contaminación lumínica está en todas partes!
La contaminación de la luz se define como «[…] La alteración de los niveles de iluminación natural nocturna causadas por fuentes antropogénicas de luz ”. Durante la noche, la iluminación natural proviene de la luna, las estrellas y los cuerpos celestes. Sin embargo, las luces artificiales de fuentes antropogénicas conducen a un brillo más artificial.
La contaminación lumínica nos rodea y afecta a más del 80% de la población mundial. Este número es mucho más alto para Europa y América del Norte (99%), y está aumentando en Asia.
La mayoría de las luces artificiales están presentes desde el anochecer hasta el amanecer, sin dejar ninguna ventana de oscuridad completa.
La contaminación de la luz afecta a más del 80% de la población mundial (créditos: Rakchai/Freepik)
¿Por qué es importante el ciclo del día/noche para las plantas?
Para las plantas, los fotoperíodos de la luz y la oscuridad son importantes, pero no para dormir.
Muchos procesos biológicos en las plantas han evolucionado durante millones de años en función de los ciclos de día/noche las 24 horas. Las actividades de ciertos genes están controladas por el reloj circadiano y las funciones biológicas se separan a tiempo para alinearse con los cambios en el día y la noche.
Una de esas funciones biológicas clave, que se limita evolutivamente a la noche, es la replicación del ADN, ya que esto reduce el daño al ADN por la luz UV del sol.
Las plantas abren sus brotes en respuesta a los días más largos de la primavera y el verano (créditos: 1169/freepik)
Del mismo modo, la fotosíntesis, el proceso químico a través del cual las plantas producen alimentos, ocurre durante el día en que hay una amplia luz solar disponible. Las plantas responden a la luz y comienzan a crecer hacia fuentes de luz para optimizar la fotosíntesis, un comportamiento que los científicos llaman fototropismo.
Las plantas perciben la luz a través de los pigmentos llamados fitocromos. Phytochrome existe en dos formas: una versión inactiva llamada Red (PR) y la versión activa llamada Far-Red (PFR). Cuando las plantas absorben la luz, el PR inactivo se convierte en el PFR activo, y cuando se vuelve oscuro nuevamente, el PFR se convierte en PR.
Esta proporción de PR a PFR regula muchas funciones de plantas, incluido el set de brote, la explosión de brotes y la floración.
La duración de los días y las noches cambia con las estaciones, y las plantas alinean sus procesos en función de los cambios en la duración del día. El fotoperiodismo es la respuesta de las plantas a la duración relativa del día y la noche. Muchas especies de plantas quedan latentes cuando perciben días más cortos (o noches más largas) o invierno, y luego comienzan a florecer cuando perciben los días más largos de verano.
Como puede imaginar, las luces artificiales afectan todas estas funciones.
¿Cómo afecta la contaminación lumínica a las plantas?
En las áreas urbanas y semiurbanas, el ciclo del día/noche se cambia drásticamente con las luces artificiales, lo que tiene consecuencias biológicas.
La fotosíntesis requiere intensidades de luz relativamente altas, y en lugares donde las plantas están expuestas a intensidades de luz más altas durante toda la noche, continuarán fotosintetizando por las tardes, lo que lleva al estrés oxidativo y la muerte celular.
El fotoperiodismo, sin embargo, puede ocurrir en bajas intensidades. De hecho, las plantas que se clasifican como plantas de día corto (como crisantemos) también son plantas de larga data. Incluso un destello transitorio de luz durante la larga noche restablece el reloj e interrumpe su patrón de floración.
La iluminación artificial cambia la longitud del día y afecta el comportamiento de floración. Las plantas continuarán detectando largos días y continuarán floreciendo hasta el invierno sin estar inactivo. Cuando los árboles jóvenes continúan creciendo en invierno, están sujetos a daños por heladas.
El momento de la apertura de flores también está influenciado por la luz. Las plantas abren sus flores cuando es más probable que los polinizadores visiten las flores. Entonces, si la planta es polinizada por las abejas, las flores permanecen abiertas durante el día. Si la planta es polinizada por polillas nocturnas, las flores se abren por la noche.
Las luces artificiales afectan a varios procesos en las plantas, incluido el color de las hojas y la caída de las hojas (en árboles caducifolios), la apertura de brotes de hojas y florales, crecimiento y mecanismos de defensa de patógenos.
Cuando las plantas están expuestas a luces artificiales durante la noche, se interrumpen varias funciones biológicas (créditos: welcomia/freepik)
Por ejemplo, un estudio en el Reino Unido analizó los datos de la ráfaga y la contaminación de la luz durante 13 años y concluyó que el brote estalló en árboles caducifolios que crecían en áreas que están iluminadas por las luces nocturnas ocurrieron 7.5 días antes que en esas áreas que no tenían nocturno luces artificiales.
Algunos cactus solo florecen por la noche, por lo que cuando crecen bajo luces artificiales constantes por la noche, es posible que nunca puedan florecer. Esto afectará no solo la supervivencia de los cactus como especie, sino también las actividades de sus polinizadores nocturnos.
Las luces artificiales nocturnas afectan a los polinizadores
Las luces artificiales también afectan el ecosistema que rodea las plantas, especialmente sus polinizadores. Un estudio encontró que el número total de polillas se redujo el 50% en áreas iluminadas por luces artificiales. Al mismo tiempo, el número de especies de polillas fue menor en un 25% y su actividad de vuelo fue 70% más alta. Las polillas son polinizadores nocturnos significativos.
Las luces de la calle atraen polillas, por lo que vuelan hacia arriba cerca de la fuente de luz y lejos de las plantas. Solo el 23% de las polillas llevaban polen en el estudio, lo que resultó en un flujo de polen reducido y, en consecuencia, un conjunto de frutas reducido. El estudio concluyó que, además de la reducción de la polinización nocturna, las luces de la calle condujeron a una disminución general de las poblaciones de polillas.
Otros estudios han demostrado que las luces artificiales atraen a más polinizadores de insectos, pero no estaba claro si esto se tradujo en más polinización. Sin embargo, las luces artificiales redujeron la actividad sexual de algunos insectos, como la polilla y las arañas, lo que conducirá a una disminución de las poblaciones a largo plazo.
Además, cuando menos polinizadores visitan plantas, las plantas comienzan a producir menos polen, un problema que también afecta las visitas diurnas de los polinizadores.
La luz nocturna puede desorientarse a las aves en sus rutas de migración. Esto tiene un efecto sobre la polinización de las aves y la dispersión de las semillas de aves.
Moths Polinate Flowers por la noche (Créditos: Ruslan Batiuk/Freepik)
Conclusión
Las luces artificiales en las áreas urbanas a menudo se consideran signos de modernización y desarrollo. Muchas áreas urbanas ya no tienen acceso a cielos oscuros con estrellas brillantes. Las luces artificiales no solo nos privan de las cosas más finas de la vida (como la mirada de las estrellas), sino que también tienen un impacto negativo significativo en las plantas cercanas y los ecosistemas circundantes.
Referencias (haga clic para expandir)
- MacGregor, CJ, Evans, DM, Fox, R. y Pocock, MJO (2016, 12 de julio). El lado oscuro del iluminación de la calle: impactos en las polillas y la evidencia de la interrupción del transporte de polen nocturno. Biología del cambio global. Wiley.
- Falchi, F., Cinzano, P., Duriscoe, D., Kyba, CCM, Elvidge, CD, Baugh, K., … Furgoni, R. (3 de junio de 2016). El Atlas del Nuevo Mundo del brillo artificial del cielo nocturno. Avances científicos. Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS).
- Falcón, J., Torriglia, A., Attia, D., Viénot, F., Gronfier, C., Behar-Cohen, F., … Hicks, D. (2020, 16 de noviembre). Exposición a la luz artificial por la noche y las consecuencias para la flora, la fauna y los ecosistemas. Fronteras en neurociencia. Frontiers Media SA.
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- La contaminación lumínica daña las plantas en el medio ambiente.
- Cómo la contaminación lumínica interrumpe los sentidos de las plantas.