I ricercatori risolvono il mistero del perché gli insetti volanti si radunano alla luce artificiale – Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light-physics-world-3.jpg" data-caption="Monitoraggio del volo degli insetti Una falena lunare africana è intrappolata mentre vola attorno a un tubo attinico UV nel laboratorio di Neuromechanics & Bioinspired Technologies (NBIT) dell'Imperial College di Londra. (Per gentile concessione: Thomas Angus)”>

Lo abbiamo sperimentato tutti. Sei seduto fuori, magari in campeggio con una lanterna, magari rilassandoti nel tuo giardino o magari tornando a casa con una torcia, e poi all'improvviso ci sono sciami di insetti che si radunano intorno alla luce. È un fenomeno osservato da molti anni e un approccio utilizzato per intrappolare gli insetti sin dall'epoca romana. Ma fino ad ora, il motivo per cui gli insetti mostrano questo comportamento è sfuggito agli scienziati.

Sam Fabiano dell'Imperial College di Londra, Yash Sondhi dalla Florida International University, e i loro gruppi di ricerca più ampi hanno ora risolto questo mistero. Alla domanda sul perché ci sia voluto così tanto tempo, Fabian e Sondhi concordano che "c'è stata una difficoltà tecnica nel cercare di seguire le tracce degli animali in rapido movimento, soprattutto di notte".

“Una mosca domestica viaggia a centinaia di lunghezze corporee al secondo. Considerando le sue dimensioni, si tratta di un ordine di grandezza superiore a quello degli aerei da combattimento più veloci”, afferma Fabian. "In un certo senso si trattava della convinzione che fosse una domanda così difficile, che non avesse molto senso cercare di rispondere, perché così tante persone ci avevano provato e avevano sbagliato", aggiunge Sondhi.

Sono state avanzate molte teorie su come e perché gli insetti si radunano attorno alla luce artificiale e rimangono lì, dalla Luna che funge da bussola celeste, alla radiazione termica che attira gli insetti, ai loro occhi che vengono accecati dalla luce artificiale. Tuttavia, Sondhi racconta Mondo della fisica, "l'idea che tutti gli insetti, soprattutto le falene, dovessero volare in linea retta e usare la posizione della Luna per spostarsi sembrava ignorare gran parte dell'ecologia di base e non sembrava che dovesse spiegare una gamma così ampia di comportamenti . La traiettoria 3D e i dati video potrebbero far luce su ciò che potrebbe accadere”.

Fino a poco tempo fa, il tracciamento 3D di piccoli insetti volanti in ambienti scarsamente illuminati era tecnicamente impegnativo e non c’erano gli strumenti disponibili per ottenere un quadro realistico di ciò che stava accadendo. Tuttavia, comprendere come e perché gli insetti interagiscono con la luce artificiale è diventata una questione più urgente negli ultimi anni a causa dell’aumento dell’inquinamento luminoso urbano che sta contribuendo al declino degli insetti.

Da che parte va?

Molti insetti volanti mostrano una risposta alla luce dorsale, un comportamento in cui il loro lato dorsale (superiore) è rivolto verso la regione più luminosa. Comprendendo ciò, i ricercatori hanno utilizzato la motion capture ad alta risoluzione in laboratorio e la stereo-videografia ad alto frame rate sul campo per catturare gli effetti della luce artificiale sulle diverse traiettorie di volo degli insetti durante la notte.

I ricercatori hanno catturato dati di volo sia sulle traiettorie di volo degli insetti selvatici vicino a una fonte di luce artificiale sul campo, sia sugli orientamenti del corpo in volo libero degli insetti in cattività. Hanno utilizzato i dati di questi due processi per ricostruire la cinematica 3D dei voli degli insetti attorno alle luci artificiali.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light-physics-world-1.jpg" data-caption="Nel campo Il team ha utilizzato un lenzuolo di cotone bianco sopra una luce UV protetta per creare un corridoio con un soffitto luminoso e diffuso. Questa fonte di luce diffusa si abbina all'effetto del cielo, consentendo agli insetti di volare sotto senza rimanere intrappolati. (Per gentile concessione: Sam Fabian)” title=”Fai clic per aprire l'immagine nel popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying- insetti-raccolgono-at-artificial-light-physics-world-1.jpg”>

Sebbene molte teorie siano state incentrate sull'attrazione, il team ha scoperto che gli insetti non si dirigono direttamente verso la luce, ma invece ruotano il loro dorso verso la luce. Alla luce naturale, questa inclinazione aiuta gli insetti a mantenere il corretto assetto e controllo del volo. Tuttavia, i modelli sviluppati dai ricercatori hanno dimostrato che l’inclinazione dorsale crea traiettorie di volo irregolari attorno alla luce artificiale, facendo sì che gli insetti virino continuamente attorno alla luce e rimangano intrappolati in un movimento costante.

“Si tratta dell’idea che l’intrappolamento della luce a corto raggio non sia un’interruzione della navigazione, ma piuttosto un sovvertimento di un riflesso di base della stabilità del volo, prevedendo che i requisiti per un volo stabile possano spiegare questo fenomeno”, afferma Sondhi.

"Il risultato più sorprendente è che le luci artificiali confondono gli insetti su quale sia la direzione verso l'alto", spiega Fabian Mondo della fisica. “Sul campo, lo troviamo ovvio. In aria, questo è molto più impegnativo. Le accelerazioni in volo sono indistinguibili dall'accelerazione dovuta alla gravità. Basta prendere la direzione della luce come se fosse il cielo e funziona, anche di notte. Di notte c'è molta meno luce, ovviamente, ma il contrasto tra cielo e terra è altrettanto forte. Questo è un modo bello ed efficace per capire da che parte sta, finché non abbiamo iniziato a illuminare la notte”.

Quello che viene dopo?

Sebbene questa ricerca sia riuscita a risolvere una questione annosa, c’è ancora molto lavoro da fare. Interrogati sul futuro di questa ricerca, Fabian e Sondhi sottolineano che “non sappiamo cosa succede più lontano dalle fonti luminose, poiché il nostro studio si è concentrato sugli insetti entro pochi metri dalla luce, quindi vorremmo migliorare il tracciamento tecnologia per vedere se possiamo rispondere a questa domanda, nonché per vedere come varia la loro risposta con illuminazione diversa”.

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Oltre a ciò, Fabian afferma che il team vorrebbe “utilizzare questa risposta per comprendere meglio il controllo del volo degli insetti. Possiamo usare le luci per far sì che gli insetti adattino la loro postura in volo e, così facendo, conoscere i movimenti delle ali e del corpo che creano questa risposta”.

“Vorremmo esaminare come il meccanismo di ciò si è evoluto tra diversi insetti e quali meccanismi non visivi possono prevalere o agire in modo ridondante quando il rilevamento della verticalità visiva viene interrotto”, afferma Sondhi. Chiaramente, c'è ancora molta ricerca in cantiere.

La ricerca è stata pubblicata in Nature Communications.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light/