光变:夜不眠的生态效应
地球的自转带来了日夜交替,在演化的过程中,各类生物均适应了这种周期性变化。从宏观角度来看,地球上白昼与黑夜的时间大致相等。然而,随着科技的进步,人类通过各种方式延长了光照时间。如今,城市和乡村的照明设施日益完善,许多国家的都市地区已经实现了全天候的照明,几乎消除了黑夜。然而,持续的夜间光照对人类和其他生物演化的影响尚未被充分理解。
最近,中国科学院大学的研究人员进行了一项研究,发现北京城市路灯旁的树木叶片遭受的虫害损失比农村地区的树木要少。为了更准确地评估这一现象,研究人员对北京30个不同地点的180棵受路灯照明影响的树木进行了观察和研究。他们测量了每棵树接收到的光照量,其中一些树靠近发出特有橙色光芒的钠路灯,还有一些树在夜晚几乎完全处于黑暗中。接着,研究人员分析了近5500片叶子的多种特性,如叶片的韧性、氮含量、鞣质含量和水分含量等。
通过研究这些植物的特性,研究人员可以更好地理解植物如何适应环境并维持生存。鞣质,又名单宁,是植物细胞中的一种防御性化学物质,能够封锁蚜虫的口腔,阻止它们侵害植物,同时也能保护植物免受紫外线的伤害。在自然光照条件下,植物会将能量投入到自我防御中,变得更坚韧,并增加鞣质等化学物质以进行化学防御。研究发现,夜间人工光照越强,城市树木的叶片就越坚韧。在人工光照最强烈的地区,树木的叶片最为坚韧,并且没有被昆虫食用的迹象。
这种现象得到了其他科学研究证据的支持。例如,日本科学家发现,槐树的叶子在有路灯照射的区域受损率仅为2.1%,而在黑暗区域则高达5.3%。同样,美国科学家发现,宾夕法尼亚州的绿梣树在路灯附近的叶子的受损率为2%,而在黑暗区域则为4.1%。
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本文刊登于《百科知识》2024年20期
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