Onderzoekers lossen het mysterie op waarom vliegende insecten zich verzamelen bij kunstlicht - 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="Insectenvlucht volgen Een Afrikaanse maanmot zit gevangen terwijl hij rond een UV-actinisch buislicht vliegt in het Neuromechanics & Bioinspired Technologies (NBITs) laboratorium van het Imperial College London. (Met dank aan: Thomas Angus)”>

We hebben het allemaal meegemaakt. Je zit buiten – misschien kampeer je met een lantaarn, misschien ontspan je in je tuin, of loop je misschien zelfs met een fakkel naar huis – en dan verzamelen zich plotseling zwermen insecten rond het licht. Het is een fenomeen dat al vele jaren wordt waargenomen en een aanpak die al sinds de Romeinse tijd wordt gebruikt om insecten te vangen. Maar tot nu toe is de reden waarom insecten dit gedrag vertonen, wetenschappers ontgaan.

Sam Fabian van het Imperial College Londen, Yas Sondhi van de Florida International University en hun bredere onderzoeksteams hebben dit mysterie nu opgelost. Op de vraag waarom het zo lang heeft geduurd, zijn Fabian en Sondhi het erover eens dat “er een technisch probleem is geweest bij het volgen van snel bewegende dieren, vooral 's nachts”.

“Een huisvlieg reist met honderden lichaamslengtes per seconde. Voor zijn omvang is dit een orde van grootte meer dan de snelste straaljagers”, zegt Fabian. "Tot op zekere hoogte was het de overtuiging dat het zo'n moeilijke vraag was, dat het niet veel zin had om te proberen deze te beantwoorden, omdat zoveel mensen het hadden geprobeerd en het bij het verkeerde eind hadden", voegt Sondhi toe.

Er zijn veel theorieën naar voren gebracht over hoe en waarom insecten zich rond kunstlicht verzamelen en daar blijven, van de maan die als hemels kompas fungeert, tot thermische straling die insijpels aantrekt, tot het verblinden van hun ogen door kunstlicht. Sondhi vertelt het echter Natuurkunde wereld, “het idee dat alle insecten, vooral motten, in een rechte lijn moesten vliegen en de positie van de maan moesten gebruiken om te navigeren, voelde alsof het een groot deel van de fundamentele ecologie negeerde en niet het gevoel had dat het zo’n groot aantal gedragingen zou moeten verklaren . 3D-traject- en videogegevens zouden licht kunnen werpen op wat er zou kunnen gebeuren.”

Tot voor kort was het 3D-tracken van kleine vliegende insecten in omgevingen met weinig licht een technische uitdaging, en er waren niet de middelen beschikbaar om een ​​realistisch beeld te krijgen van wat er gebeurde. Het begrijpen van hoe en waarom insecten interageren met kunstlicht is de afgelopen jaren echter een urgentere kwestie geworden als gevolg van de toename van stedelijke lichtvervuiling die bijdraagt ​​aan de achteruitgang van insecten.

Welke kant is op?

Veel vliegende insecten vertonen een dorsale lichtreactie, een gedrag waarbij hun dorsale (boven)zijde naar het helderste gebied is gericht. Omdat ze dit begrepen, gebruikten de onderzoekers bewegingsregistratie met hoge resolutie in het laboratorium en stereovideografie met hoge framesnelheid in het veld om de effecten van kunstlicht op verschillende insectenvluchttrajecten 's nachts vast te leggen.

De onderzoekers hebben vluchtgegevens vastgelegd over zowel de vliegroutes van wilde insecten in de buurt van een kunstmatige lichtbron in het veld als de lichaamsoriëntaties van in gevangenschap levende insecten in vrije vlucht. Ze gebruikten de gegevens van deze twee processen om de 3D-kinematica van insectenvluchten rond kunstlicht te reconstrueren.

<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="In het veld Het team gebruikte een wit katoenen laken boven een gehuld UV-licht om een ​​gang met een diffuus, helder plafond te creëren. Deze diffuse lichtbron volgt het effect van de lucht, waardoor insecten eronder kunnen vliegen zonder vast te komen zitten. (Met dank aan: Sam Fabian)” title=”Klik om afbeelding in pop-up te openen” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying- insecten-verzamelen-bij-kunstlicht-fysica-wereld-1.jpg”>

Hoewel veel theorieën zich concentreerden op aantrekkingskracht, ontdekte het team dat de insecten niet rechtstreeks naar het licht sturen, maar in plaats daarvan hun rug naar het licht draaien. Bij natuurlijk licht helpt deze kanteling insecten om de juiste vlieghouding en controle te behouden. De door de onderzoekers ontwikkelde modellen toonden echter aan dat het kantelen van de rug de grillige vliegroutes rond kunstlicht creëert, waardoor de insecten voortdurend rond het licht sturen en vast komen te zitten in een constante beweging.

“Het is het idee dat lichtinsluiting op korte afstand geen verstoring van de navigatie is, maar in plaats daarvan een ondermijning van een fundamentele vluchtstabiliteitsreflex, waarbij wordt voorspeld dat vereisten voor een stabiele vlucht dit fenomeen kunnen verklaren”, zegt Sondhi.

“Het meest opvallende resultaat is dat kunstlicht insecten in verwarring brengt over welke kant op is”, vertelt Fabian Natuurkunde wereld. “Op het terrein vinden we dit duidelijk. In de lucht is dit een stuk uitdagender. Acceleraties tijdens de vlucht zijn niet te onderscheiden van versnelling als gevolg van de zwaartekracht. Gewoon de richting van het licht nemen zoals de lucht, werkt zelfs 's nachts. De nacht heeft uiteraard veel minder licht, maar het contrast tussen lucht en grond is net zo sterk. Dit is een mooie, robuuste manier om erachter te komen welke kant op is – totdat we de nacht begonnen te verlichten.”

Wat volgt?

Hoewel dit onderzoek erin is geslaagd een eeuwenoude vraag op te lossen, kan er nog meer werk worden gedaan. Gevraagd naar de toekomst van dit onderzoek wijzen Fabian en Sondhi erop dat “we niet weten wat er verder weg van lichtbronnen gebeurt, aangezien ons onderzoek zich richtte op insecten binnen een paar meter van het licht, dus we zouden de tracking graag willen verbeteren technologie om te zien of we dit kunnen beantwoorden, en om te zien hoe hun reactie varieert bij verschillende soorten verlichting”.

Lidar volgt het gedrag van muggen door de vleugelslagen te volgen

Daarnaast zegt Fabian dat het team “dit antwoord graag wil gebruiken om meer inzicht te krijgen in de beheersing van insectenvluchten. We kunnen licht gebruiken om insecten hun houding tijdens de vlucht aan te laten passen, en zo te leren over de vleugel- en lichaamsbewegingen die deze reactie veroorzaken.”

“We willen graag onderzoeken hoe het mechanisme hiervoor is geëvolueerd bij verschillende insecten, en welke niet-visuele mechanismen overbodig kunnen worden of overbodig kunnen werken als de visuele waarneming van verticaliteit wordt verstoord”, zegt Sondhi. Het is duidelijk dat er nog veel onderzoek in de pijplijn zit.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Communications.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light/