El ciclo diario de luz y oscuridad que surge de la rotación de la tierra es de vital importancia para la biología. Los organismos marinos, en particular los arrecifes de coral, dependen de los ciclos de luz natural de la luz solar y la luz de la luna para regular varios procesos fisiológicos, biológicos y de comportamiento.
La luz artificial producida por potentes farolas, vallas publicitarias, instalaciones deportivas e industriales, hoteles y edificios de oficinas extiende efectivamente el día para el trabajo y las actividades de ocio. Pero mientras que la luz artificial por la noche ALAN es uno de los avances tecnológicos humanos más importantes, la alteración de los ciclos de luz natural tiene muchos efectos indeseables en los ecosistemas de la tierra. Estos incluyen resplandor del cielo, traspaso de luz, deslumbramiento y sobreiluminación, denominados colectivamente contaminación lumínica.
Debido a la alta tasa de desarrollo urbano en las áreas costeras marinas de todo el mundo, la contaminación lumínica podría amenazar aún más las poblaciones de las comunidades de coral, que ya se encuentran bajo una severa degradación. Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad Bar-Ilan en Israel demuestra cómola contaminación lumínica está afectando negativamente el ciclo reproductivo de dos especies de coral.
El ciclo reproductivo del coral el desarrollo de espermatozoides y óvulos está controlado por un ritmo biológico algunos meses durante el año en armonía con las condiciones ambientales naturales. Al final, los gametos espermatozoides y óvulos se liberan en el agua para la fertilización externa. Se cree que el mecanismo que conduce al desove sincronizado está controlado por un aparato exógeno es decir, ambiental y endógeno es decir, un reloj biológico. La producción y fertilización exitosas de gametos, el desarrollo de descendencia viable y la supervivencia de nuevos reclutas de coral sonposiblemente el proceso más importante para reponer los arrecifes degradados. Además, la reproducción sexual mantiene las poblaciones de coral y apoya los procesos evolutivos que pueden mejorar la aptitud.
Para este estudio, recién publicado en la revista Biología actual, Los investigadores recolectaron y rastrearon dos especies de coral, Acropora millepora y Acropora digitifera, del Océano Indo-Pacífico. Noventa colonias fueron transferidas al Laboratorio Marino de Bolinao, ubicado en un área de Filipinas sin contaminación lumínica. Las colonias se colocaron entanques al aire libre, expuestos a la luz del sol natural, la luz de la luna y el agua de mar. La exposición solar se ajustó a los niveles equivalentes experimentados por los corales en su profundidad de colección de cinco metros. Las colonias de coral se dividieron en tres grupos: dos experimentales y un control. Cada grupo estaba compuesto por15 colonias de cada especie de Acropora divididas al azar en tres tanques. Los grupos experimentales fueron tratados con lámparas LED que poseían espectros tanto fríos amarillentos con menos luz azul como cálidos blancos con más luz azul.
Durante tres meses, las lámparas LED se activaron todos los días desde la puesta del sol hasta el amanecer. Los grupos de control se expusieron a las mismas condiciones que las colonias experimentales luz solar natural, fases de luz de la luna pero sin luz suplementaria durante la noche. Se evaluó el rendimiento de fluorescencia de clorofilamensualmente como indicador de la salud de la colonia.
Los resultados mostraron claramente que la contaminación lumínica provocó un retraso en la gametogénesis y la liberación de gametos no sincronizados, enfatizando la importancia de la iluminación periódica natural, tanto solar como lunar, como un factor crítico para indicar la sincronicidad del desove y el proceso gametogénico. "Ambas especies de coral clave se vieron afectadas.por contaminación lumínica ecológica. Mostraron asincronía en el estado reproductivo que se reflejó en el número de ovocitos por pólipo, gametogénesis y maduración de gametos ", dice el autor principal del estudio, el profesor Oren Levy, de la Facultad de Ciencias de la Vida Mina y Everard Goodmanen la Universidad de Bar-Ilan. "Esto se reflejó aún más en el nivel de la población donde solo los corales expuestos a los ciclos de luz natural lograron sincronizar el desove. El tratamiento de la luz con LED fríos y cálidos tuvo un impacto similar en el ciclo de gametogénesis", agregó Levy. Levydirigió el estudio Bar-Ilan con la participación del Instituto Interuniversitario de Ciencias Marinas en Eilat y Tel Aviv UnLos miembros del equipo universitario Inbal Ayalon y la Dra. Yaeli Rosenberg, y en colaboración con el líder del equipo Patrick Cabaitan, del Instituto de Ciencias Marinas de la Universidad de Filipinas, y los especialistas en contaminación lumínica Dr. Christopher Kyba y Dra. Helga Kuechly del Centro de Investigación Alemán.para Geociencias GFZ.
Para arrojar luz sobre la relevancia de sus hallazgos a escala mundial, los investigadores crearon un mapa mundial único en su tipo que destaca las áreas más amenazadas por ALAN, incluidos el mar Caribe y los océanos Pacífico e Índico. Un ejemplo sorprendentees el Golfo de Aqaba / Eilat en el norte del Mar Rojo, donde hay una iluminación urbana considerable cerca de la costa. Aquí, el área menos afectada es un 47% más brillante que un cielo nocturno natural, y esto se eleva a un máximo de 60 veces más brillante.
Con la transición global hacia la iluminación LED, que tiende a tener emisiones más altas en el espectro azul, los arrecifes de coral más cercanos a la costa podrían verse afectados por la luz artificial, ya que la luz azul penetra más profundamente en el agua. Se espera que este cambio espectral se amplifiquepor el rápido crecimiento actual de la población en las regiones costeras. Levy y los resultados del equipo demuestran que la luz artificial debe ser considerada en los planes de conservación de los arrecifes de coral cerca de áreas de actividad humana y su evaluación del impacto de la contaminación lumínica puede ayudar a incorporar una variable importante en la planificación de la conservación de los arrecifes de coral.
En la investigación de seguimiento, Levy espera determinar si hay corales más adaptados a la contaminación lumínica y, de ser así, qué mecanismo subyace a su resiliencia.
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Materiales proporcionado por Universidad de Bar-Ilan . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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