ข้อมูล

ตัวต่อถูกดึงดูดให้ปล่อยแสงยูวีหรือไม่?

ตัวต่อถูกดึงดูดให้ปล่อยแสงยูวีหรือไม่?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ฉันจำได้ว่าเคยดูสารคดีที่แสดงให้เห็นว่าผึ้งและตัวต่อดึงดูดส่วนประกอบ UV ของสีดอกไม้ (โปรดแก้ไขฉันถ้าฉันผิด)

นี่หมายความว่าอาจถูกดึงดูดด้วยแสงนีออน (ที่ฉันสงสัยว่าจะเปล่งแสงในส่วน UV ของสเปกตรัมด้วย) หรือไม่?

ฉันถามเพราะฉันมีไฟนีออนในออฟฟิศ และถ้าฉันเปิดไฟไว้ ฉันก็ไม่สามารถเปิดหน้าต่างได้ มิฉะนั้น ตัวต่อจะเข้ามาในออฟฟิศเกือบจะในทันที ฉันได้ทดลองไปบ้างแล้ว และการปิดไฟทำให้ตัวต่อออกไปค่อนข้างเร็ว จึงเป็นที่มาของสมมติฐานของฉัน

ฉันอยู่ในยุโรป หากนั่นสร้างความแตกต่างให้กับสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง นอกหน้าต่างมีต้นไม้สูงอยู่บ้าง เราจึงเปิดไฟไว้บ้างแม้ในเวลาที่แสงแดดส่องถึง


การปรับสเปกตรัมแสงสีขาวของหลอดไดโอดเปล่งแสงเพื่อลดแรงดึงดูดของสัตว์ขาปล้องออกหากินเวลากลางคืน

แสงประดิษฐ์ช่วยให้มนุษย์เคลื่อนไหวได้ในเวลากลางคืน แต่มีผลลัพธ์ที่ไม่ได้ตั้งใจมากมาย รวมถึงการรบกวนกระบวนการทางนิเวศวิทยา การหยุดชะงักของจังหวะชีวิต และการเพิ่มการสัมผัสกับแมลงพาหะนำโรค แม้ว่าแสงอัลตราไวโอเลตและแสงสีน้ำเงินมักจะดึงดูดสัตว์ขาปล้องได้มากที่สุด แต่ระดับความดึงดูดใจก็แตกต่างกันไปตามคำสั่ง ด้วยการมุ่งเน้นที่การใช้งานแสงในร่มในอนาคต เราได้ปรับสเปกตรัมของหลอดไฟสีขาวเพื่อตรวจสอบอิทธิพลขององค์ประกอบสเปกตรัมต่อจำนวนสัตว์ขาปล้องที่ดึงดูด เราเปรียบเทียบจำนวนสัตว์ขาปล้องที่จับได้จากหลอดไฟ LED (light-emitting diode) 3 ดวง (3510, 2704 และ 2728 K) หลอดไฟ LED เชิงพาณิชย์ 2 ดวง (2700 K) หลอดประหยัดไฟเชิงพาณิชย์ 2 ดวง (CFL 2700 K) และตัวควบคุม เรากำหนดค่าไฟ LED แบบกำหนดเองสามดวงเพื่อลดการดึงดูดสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังโดยพิจารณาจากเส้นโค้งดึงดูดใจที่เผยแพร่สำหรับผึ้งและแมลงเม่า โคมไฟถูกวางด้วยกับดักกระทะที่สถานที่ศึกษาในเมืองหนึ่งและในชนบทสองแห่งในลอสแองเจลิส รัฐแคลิฟอร์เนีย สำหรับคำสั่งซื้อที่ไม่มีกระดูกสันหลังทั้งหมดรวมกัน การกำหนดค่า LED แบบกำหนดเองของเรามีความน่าสนใจน้อยกว่าหลอดไฟ LED เชิงพาณิชย์หรือ CFL ที่มีอุณหภูมิสีใกล้เคียงกัน ดังนั้น การปรับองค์ประกอบสเปกตรัมของแสงสีขาวเพื่อลดการดึงดูดสัตว์ขาปล้องออกหากินเวลากลางคืนจึงเป็นไปได้ ไม่ใช่ว่าแสงทั้งหมดที่มีอุณหภูมิสีเท่ากันจะดึงดูดสัตว์ขาปล้องได้เท่ากัน

1. บทนำ

แสงไฟประดิษฐ์ในตอนกลางคืนเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญในสังคมสมัยใหม่ เนื่องจากขอบเขตการส่องสว่างในตอนกลางคืนช่วยให้มนุษย์มีเวลาตื่นตัวได้อย่างปลอดภัยมากขึ้น แม้จะนำไปใช้ได้จริง แต่การจัดแสงกลางคืนแบบร่วมสมัยก็มีความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์และระบบนิเวศ [1,2] จังหวะของ Circadian เป็นวัฏจักรทางชีววิทยาที่ทำงานเป็นวัฏจักรรายวันและสามารถถูกรบกวนได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับความยาวคลื่นบางช่วงของแสงในเวลากลางคืน [3–5] การส่องสว่างในเวลากลางคืนช่วยให้มนุษย์มีความกระตือรือร้นมากขึ้นในเวลากลางคืน ในขณะเดียวกันก็ดึงเวกเตอร์เข้ามาใกล้มนุษย์มากขึ้นด้วย [6] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Arthropods ได้รับผลกระทบจากแสงในเวลากลางคืน และจำนวนชนิด phototactic เพิ่มขึ้นใกล้กับแหล่งกำเนิดแสงตลอดทั้งคืน [7–10] ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับกับดักแสงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกีฏวิทยา [11] การดึงดูดแมลงต่อแสงประดิษฐ์ยังมีส่วนเกี่ยวข้องในการเปลี่ยนแปลงในการกระจายพันธุ์ของแมลง [12] และเป็นปัจจัยที่น่าสงสัยแต่ส่วนใหญ่ไม่ได้รับการตรวจสอบในการลดลงของชนิดพันธุ์กลางคืน [13]

องค์ประกอบสเปกตรัมของแสงมีอิทธิพลต่อระดับโฟโตแทกซิสเชิงบวกสำหรับแมลง [14–17] ความแตกต่างของความยาวคลื่น ความอิ่มตัวของสี และความสว่างของแสงเป็นคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อการดึงดูดแมลงต่อแสง [18] ความคล้ายคลึงกันในโฟโตแทกซิสเชิงบวกมีอยู่ในลำดับ [19]: ตัวอย่างเช่น ยุงและคนแคระ (Diptera) ถูกดึงดูดด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) แสงสีน้ำเงินและสีเขียว [20-23] แมลงวันบ้าน (Glossina morsitans morsitans และ Musca domestica Diptera) แสดงการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย โดยแสดง phototaxis เชิงบวกต่อแสงสีเขียวและสีแดง นอกเหนือจาก UV [24] Lepidoptera ดึงดูด UV และสีน้ำเงินอย่างมาก [22-29] โดยมีจุดสูงสุดอยู่ที่ 400 นาโนเมตร [3] แมลงจูบ (Hymenoptera) ถูกดึงดูดด้วยแสงสีน้ำเงินและถูกนำทางด้วยแสงสีขาวที่มีความเข้มต่ำ [30] ในขณะที่ผึ้ง (Hymenoptera) มีโฟโตแทกซิสสูงสุดในช่วงแสงยูวีและสีน้ำเงิน [31]

แนวโน้มของเทคโนโลยีแสงสว่างในปัจจุบันคือการแทนที่หลอดไฟรุ่นเก่าด้วยหลอด LED (Light-emitting Diode) ที่ประหยัดพลังงานสำหรับแสงทั้งในร่มและกลางแจ้ง หลอดไฟ LED แรกสุดที่มีไว้สำหรับให้แสงสว่างในพื้นที่ประกอบด้วย LED สีน้ำเงินที่เคลือบด้วยสารเรืองแสงเพื่อสร้างแสงสีขาวแบบเต็มสเปกตรัมซึ่งมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสูงมากในส่วนสีน้ำเงินของสเปกตรัม (เช่น อุณหภูมิสีสูง >5000 K อุณหภูมิสีสูง ปรากฏ 'เย็น' ในขณะที่อุณหภูมิสีต่ำปรากฏ 'อบอุ่น') การพัฒนาที่ตามมาได้นำไปสู่ ​​LED ที่มีช่วงอุณหภูมิสีสำหรับการใช้งานกลางแจ้งและในร่ม (2700–5000 K) แต่หลอดไฟทุกประเภทเหล่านี้มีการปล่อยแสงสีฟ้ามากกว่าซึ่งโดยทั่วไปแล้วแมลงที่บินได้จะดึงดูดมากกว่าเทคโนโลยีที่เก่ากว่าบางอย่าง (เช่น สูง -หลอดโซเดียมความดันและหลอดโซเดียมความดันต่ำ) [32]. การศึกษาทดลองเกี่ยวกับการดึงดูดแมลงต่อ LED ได้รับการผสมผสาน โดยการศึกษาหนึ่งแสดงให้เห็นการดึงดูดแมลงต่อ LED ที่มีช่วงอุณหภูมิสีต่ำกว่าโซเดียมความดันสูงและหลอดไฟประเภทอื่นๆ [9] และการศึกษาอื่นแสดงแรงดึงดูดที่ 4000 K มากกว่า LED มากกว่าหลอดโซเดียมความดันสูงและไม่มีการดึงดูดของแมลงกับ LED ที่มีอุณหภูมิสีต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ เนื่องจากลักษณะเต็มสเปกตรัมของแสงกลางแจ้งที่มีประสิทธิภาพสูงเช่น LED นักวิทยาศาสตร์ได้เตือนถึงผลกระทบทางนิเวศวิทยาที่เพิ่มขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการปล่อยแสงสีน้ำเงินที่มากขึ้น โดยชี้ไปที่ผลกระทบต่อค้างคาว [34] แมลง [33] จังหวะการหมุนเวียนทั่ว สปีชีส์ [35,36] และปฏิสัมพันธ์ทางนิเวศวิทยา [37–39]

แม้จะมีความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบขององค์ประกอบสเปกตรัมของแสงกลางคืนที่มีต่อสัตว์ป่าที่เกิดจากเทคโนโลยีการให้แสงที่ใหม่กว่า แต่ก็มีเครื่องมือบางอย่างที่สามารถทำนายความน่าดึงดูดใจของแหล่งกำเนิดแสงที่ให้มากับแมลง การศึกษาส่วนใหญ่ทำการทดสอบตัวแทนของคำสั่งแมลงต่างๆ กับความยาวคลื่นเฉพาะของแสงที่กระจัดกระจายไปตามสเปกตรัมหรือเปรียบเทียบความดึงดูดสำหรับโคมไฟนอกชั้นวางประเภทต่างๆ และอุณหภูมิสี [7,9,15,33] ตามคำกล่าวของ Van Grunsven และคณะ [14] มีเพียงสองการศึกษาเท่านั้นที่มีสเปกตรัมการดึงดูดอย่างต่อเนื่องซึ่งให้ความน่าดึงดูดสัมพันธ์ของแต่ละความยาวคลื่นสำหรับกลุ่มแมลง (เช่น [40] สำหรับผีเสื้อกลางคืนและ [31] สำหรับผึ้ง) ด้วยเส้นโค้งเหล่านี้ ความน่าดึงดูดใจของแหล่งกำเนิดแสงที่ระบุสามารถคำนวณได้โดยการคูณเอาท์พุตสัมพัทธ์ของหลอดไฟที่กำหนดที่ความยาวคลื่นแต่ละช่วงด้วยความแรงของปฏิกิริยาที่กำหนดสำหรับความยาวคลื่นนั้นในแบบจำลอง จากนั้นจึงรวมผลลัพธ์ที่ได้ [14] ในผลงานล่าสุดของพวกเขา Van Grunsven และคณะ [14] พบว่าเส้นโค้งความน่าดึงดูดใจเหล่านี้ทำงานได้ไม่ดีเมื่อไม่ได้รวมหลอดไฟที่มีการปล่อยรังสี UV สูง (กล่าวคือ หลอดที่วัดได้ว่ามีความน่าสนใจสูงในทั้งสองรุ่น) ไม่รวมอยู่ในการประเมิน

ในการศึกษานี้ เรามุ่งเน้นที่แสงในอาคารที่ต้องเต็มสเปกตรัมเพื่อให้สามารถแสดงสีได้ เราใช้ประโยชน์จาก LED ที่สร้างแสงเต็มสเปกตรัมโดยใช้ไดโอดหลายสี (แดง น้ำเงิน เขียว RBG) ร่วมกับไดโอดสีขาว เพื่อให้สามารถปรับเปลี่ยนในลักษณะที่ตั้งใจจะลดแรงดึงดูดของแมลงให้น้อยที่สุด เราใช้ดัชนีตามเส้นโค้งแรงดึงดูดของแมลงที่มีอยู่เพื่อพัฒนาการกำหนดค่า LED แบบกำหนดเอง และเปรียบเทียบกับ LED เชิงพาณิชย์และหลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัดที่มีอุณหภูมิสีใกล้เคียงกันซึ่งมีไว้สำหรับใช้ภายในอาคาร ผลลัพธ์ควรใช้กลางแจ้งที่ต้องการแสงเต็มสเปกตรัมและเทคโนโลยี LED ช่วยให้สามารถปรับคลื่นความถี่ได้ อย่างไรก็ตาม เราทราบในตอนแรกว่าการติดตั้งภายนอกอาคารมักไม่ต้องการแสงแบบเต็มสเปกตรัม และแม้แต่อุณหภูมิสีที่ต่ำกว่าและตัวกรองเพื่อหลีกเลี่ยงความยาวคลื่นที่ละเอียดอ่อนก็ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม [36,41]

2. วัสดุและวิธีการ

(ก) การออกแบบทดลอง

เราจับสัตว์ขาปล้องในกับดักแสงในตอนกลางคืนระหว่างวันที่ 17 กุมภาพันธ์ 2014 ถึง 14 พฤษภาคม 2014 ที่ไซต์สามแห่งใน Los Angeles County รัฐแคลิฟอร์เนีย (รูปที่ 1) เว็บไซต์ในเมืองตั้งอยู่ในสวนพฤกษศาสตร์ UCLA Mildred E. Mathias (34.066°N 118.441°W, Los Angeles, Los Angeles County) พื้นที่ชนบทสองแห่งคือ UCLA La Kretz Center Field Station (34.097°N, 118.816°W, Malibu, Los Angeles County) และ UCLA Stunt Ranch Santa Monica Mountains Reserve (34.093°N, 118.657°W, Calabasas, Los Angeles County) เราสร้างกับดักหกแห่งในแต่ละไซต์ในแต่ละคืน โดยมีระยะห่างระหว่างกับดักอย่างน้อย 11 เมตร กับดักแต่ละอันมีแหล่งกำเนิดแสงแยกต่างหาก—ไฟ LED ที่ปรับแต่งได้สามดวงประกอบด้วยไดโอด RGB และ W ที่ผลิตโดย Philips Research Laboratories ในไอนด์โฮเวน ประเทศเนเธอร์แลนด์ หนึ่งในสองหลอด LED เชิงพาณิชย์ที่มีไดโอด W เท่านั้น หนึ่งในสองหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์เชิงพาณิชย์ (CFL) และเรือนไฟว่างเป็นตัวควบคุม 'ไม่มีแสง' (ตารางที่ 1)

ตารางที่ 1. ลักษณะของโคมไฟที่ใช้สำหรับดักแสง A, B และ C เป็นไฟ LED ที่ปรับแต่งได้ LED1 และ LED2 เป็นหลอด LED เชิงพาณิชย์สองดวง และ CFL1 และ CFL2 เป็นหลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัด คาดการณ์ความน่าดึงดูดใจของแมลงเม่า [40] และผึ้ง [31] อยู่ในรายการ (ดู§2c)

รูปที่ 1 ที่ตั้งของกับดักแมลงและตำแหน่งวางในแต่ละพื้นที่สำหรับการรวบรวมในเดือนมีนาคม-พฤษภาคม 2014 ในลอสแองเจลิสเคาน์ตี้ แคลิฟอร์เนีย ไซต์สองแห่ง (La Kretz และ Stunt Ranch) อยู่ในสภาพแวดล้อมในชนบท และแห่งที่สาม (สวนพฤกษศาสตร์ Mildred E. Mathias) อยู่ในสภาพแวดล้อมในเมือง (เวอร์ชั่นออนไลน์เป็นสี)

กับดักแสงเป็นขาตั้งท่อพีวีซีซึ่งแหล่งกำเนิดแสงถูกแขวนไว้เหนือที่เก็บสะสม (รูปที่ 2) ไฟถูกบังไว้อย่างสมบูรณ์และมุ่งไปที่กับดักกระทะ เราสร้างกับดักกระทะจากก้นถังพลาสติกสีขาว (26 × 7 ซม.) ที่เราแขวนด้วยลวดหนา 2 มม. ใต้แหล่งกำเนิดแสง 10 ซม. และเติมด้วยน้ำสบู่เพื่อดักสัตว์ขาปล้องที่บินได้ กับดักควบคุมที่ไม่ติดไฟเป็นถาดเก็บของที่เหมือนกันกับตัวเรือนเดียวกัน แต่ไม่มีหลอดไฟ (รูปที่ 2)

ภาพที่ 2 แผนผังการออกแบบกับดักแสง แสดงความสูงรวม (2.5 ม.) ความสูงของจานสะสม (1.8 ม.) ระยะห่างของแหล่งกำเนิดแสงถึงจานเก็บ (10 ซม.) ความสูงของจานสะสม (7 ซม.) เส้นผ่านศูนย์กลางของจานสะสม (26 ซม.) และระยะห่างขั้นต่ำระหว่างกับดักแสงสองดวง (11 ม.) กับดักถูกนำไปใช้ในเดือนมีนาคม–พฤษภาคม 2014 ในลอสแองเจลิสเคาน์ตี้ แคลิฟอร์เนีย (เวอร์ชั่นออนไลน์เป็นสี)

หลังจากคอลเลกชั่น 19 ชุด เรายืนยันด้วยการวัดว่าหลอดไฟ LED เชิงพาณิชย์และ CFL ของเราไม่ได้ให้แสงสว่างตามที่ระบุ และเราเปลี่ยนหลอดไฟทั้งสองนั้นเป็นรุ่นที่มีเอาต์พุตมากกว่า ความสว่างที่เกิดจากหลอดแต่ละดวงวัดที่พื้นผิวของถาดรองกระทะ และที่ระยะ 2 เมตรจากกับดักในแนวนอนด้วยเครื่องวัดแสง ExTech (รุ่น 401027) แสงจากตะเกียงแต่ละดวงจะส่องลงมาที่กับดักกระทะในลักษณะเดียวกัน

เราเก็บตัวอย่างในช่วง 32 คืน โดย 16 คืนที่พื้นที่ในเมือง และอีก 8 ตัวอย่างในแต่ละพื้นที่ในชนบท อย่างน้อยหนึ่งคืนถูกข้ามระหว่างคอลเลกชันที่ต่อเนื่องกันที่ไซต์ภาคสนามเพื่อลดผลกระทบใด ๆ จากคอลเล็กชันก่อนหน้าและเพื่อหลีกเลี่ยงการลดจำนวนอาร์โทรพอด

ในแต่ละคืนของการรวบรวม เราบันทึกอุณหภูมิ ความชื้น และความเร็วลมที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของแต่ละช่วงเวลาของการรวบรวม นอกจากนี้ เรายังได้บันทึกระยะข้างขึ้นข้างแรมและตำแหน่งของกับดักภายในแต่ละไซต์เพื่อพิจารณาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจส่งผลต่อจำนวนสัตว์ขาปล้องที่เก็บรวบรวมในแต่ละแสง เราบันทึกอุณหภูมิแวดล้อม (±0.1°C) ด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิตอลและความเร็วลม (±0.1 m s -1 ) ด้วยเครื่องวัดความเร็วลมแบบใช้มือถือ

เราเปิดไฟเวลาพระอาทิตย์ตกและปิดตอนพระอาทิตย์ขึ้นเพื่อเก็บในช่วงเวลานี้ เวลาพระอาทิตย์ตกแตกต่างกันไปตั้งแต่ 17 : 39 ถึง 19 : 47 และเวลาพระอาทิตย์ขึ้นเปลี่ยนแปลงจาก 06 : 13 ถึง 07 : 06 ระหว่างการศึกษา เราหมุนตำแหน่งของกับดักแต่ละทรีตเมนต์ตามเข็มนาฬิกาที่ไซต์แต่ละแห่งในคืนการรวบรวมที่ต่อเนื่องกัน เพื่อให้แต่ละตำแหน่งมีคืนอย่างน้อยหนึ่งคืน ตัวอย่างทั้งหมดที่รวบรวมได้จะถูกลบออกจากกับดักทันทีหลังจากผ่านไปหนึ่งคืนของการรวบรวมและนำไปที่ห้องปฏิบัติการเพื่อคัดแยก

(b) ขั้นตอนการจัดเรียง

เราล้างแต่ละตัวอย่างผ่านตาข่าย 255 µm และเนื้อหาที่เก็บรักษาไว้ในเอทานอล 95% จากนั้นเราย้ายตัวอย่างไปยังจานเพาะเชื้อที่เติมเอธานอล 95% และสังเกตพวกมันภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบผ่า เราจัดเรียงตามลำดับอนุกรมวิธานพร้อมคำแนะนำจากตัวเลขอ้างอิงและคำอธิบาย [42,43] แต่ละคำสั่งจากการรวบรวมแต่ละคืนจะถูกจัดเตรียมแยกกันและฝากไว้ที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งลอสแองเจลีสเคาน์ตี้

(c) การเลือกสเปกตรัมแสง

เป็นที่ทราบกันดีว่าหลอดไฟที่มีอุณหภูมิสีต่ำสามารถดึงดูดแมลงได้น้อยลง [8,9] ดังนั้นเราจึงใช้การกำหนดค่าหลอดไฟ LED สองแบบที่มีอุณหภูมิสีประมาณ 2700 K (2704 และ 2728 K) และตัวควบคุมที่มีอุณหภูมิสี 2700 K สำหรับการเปรียบเทียบ เราได้รวมการกำหนดค่า LED แบบกำหนดเองหนึ่งรายการซึ่งมีอุณหภูมิสี 3510 K

หลอดไฟ LED ที่ปรับแต่งได้สามดวงสามารถปรับให้เป็นแบบใดแบบหนึ่งจากหกแบบ โดยแต่ละแบบมีเส้นโค้งการปล่อยมลพิษที่ผู้ผลิตจัดเตรียมไว้ให้ ปรับเปลี่ยนแนวทางของ van Grunsven . เล็กน้อย และคณะ [14] เราคำนวณความน่าดึงดูดใจสัมพัทธ์ของแต่ละโครงแบบโดยการคูณเปอร์เซ็นต์เอาท์พุตทั้งหมดที่ความยาวคลื่นแต่ละช่วงด้วยเปอร์เซ็นต์ความน่าดึงดูดใจรวมสำหรับแต่ละความยาวคลื่นสำหรับผีเสื้อกลางคืน [40] และผึ้ง [31] ในลักษณะนี้ หลอดไฟที่ตามเส้นโค้งการตอบสนองแต่ละเส้นจะมีความน่าดึงดูดใจของความสามัคคี ในขณะที่หลอดที่หลีกเลี่ยงความยาวคลื่นเหล่านั้นทั้งหมดจะมีความน่าดึงดูดใจเป็นศูนย์ เส้นโค้งดึงดูดแมลงทั้งสอง [31,40] ได้รับในรูปแบบดิจิทัลจากคณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยการส่องสว่าง จากนั้นเราเลือกการกำหนดค่าของหลอดไฟที่ลดความน่าดึงดูดของทั้งสองเส้นโค้งที่อุณหภูมิสี 3510 K (หนึ่งหลอด กำหนด A) และที่อุณหภูมิสีประมาณ 2700 K (สองหลอด B และ C)

สำหรับ CFL และ LED เชิงพาณิชย์ (ทั้ง 2700 K) เราใช้สเปกโตรมิเตอร์น้ำแดง USB650 (Ocean Optics) เพื่อวัดโปรไฟล์สเปกตรัมแล้วคำนวณดัชนีความน่าดึงดูดใจสำหรับสเปกตรัมการปล่อยมลพิษแต่ละสเปกตรัม

(ง) วิธีการทางสถิติ

เราใช้แบบจำลองเชิงเส้นตรงทั่วไป (GLM) ที่มีฟังก์ชันการกระจายปัวซองและล็อกลิงก์เพื่อวิเคราะห์จำนวนสัตว์ขาปล้องที่จับได้ เราทดสอบและปรับการกระจายตัวของจำนวนที่มากเกินไปโดยการประเมินปัจจัยการกระจายเกินและปรับฟังก์ชันความน่าจะเป็นและช่วงความเชื่อมั่นตามนั้นใน JMP P ro v. 11.2 (SAS Inc., Cary, NC) ตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อม ตำแหน่ง การส่องสว่างของกระทะ และประเภทหลอดไฟถูกใช้เพื่อทำนายจำนวนชิ้นงานทดสอบที่ติดอยู่ในแต่ละคำสั่งที่มีขนาดตัวอย่างเพียงพอ โดยคำสั่งที่เหลือจะถูกรวมเข้าด้วยกัน ความสว่างที่วัดในแนวนอนจากกับดักมีความสัมพันธ์สูงกับการส่องสว่างในแนวตั้งที่ถาด (Pearson's NS = 0.97) และไม่รวมอยู่ในรุ่นใดๆ เรากำหนดมาตรฐานตัวแปรสภาพแวดล้อมด้วยค่าเฉลี่ยและช่วง เพื่อให้พารามิเตอร์ทั้งหมดมีค่าตั้งแต่ศูนย์ถึงเอกภาพ ดังนั้นจึงสามารถเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์ในแบบจำลองได้ เราประเมินแบบจำลองทางเลือกด้วยคะแนนเกณฑ์ข้อมูลของ Akaike ที่แก้ไขสำหรับขนาดตัวอย่าง (AICc) [44]

เรายังดำเนินการด้วยแบบจำลองความน่าจะเป็นแบบเบย์ โดยเปรียบเทียบผลของประเภทหลอดไฟต่อจำนวนสัตว์ขาปล้องที่จับได้ วิธีการแบบเบย์ช่วยลดความเสี่ยงในการค้นหาความแตกต่างที่มีนัยสำคัญอย่างไม่ถูกต้องเมื่อทำการเปรียบเทียบหลายคู่ เราคำนวณการแจกแจงความน่าจะเป็นภายหลังของผลกระทบของประเภทหลอดไฟที่ปรับสภาพตามข้อมูลที่สังเกตได้จากการจำลองห่วงโซ่ Markov ของ Monte Carlo ด้วยโปรแกรมซอฟต์แวร์ JAGS v. 3.3.0 และ R v. 3.0.1 เราแยกตัวอย่างจากห้าสายโซ่ และใช้ระยะเวลาเบิร์นอินซ้ำ 5,000 ครั้งเพื่อเจือจางอิทธิพลของค่าเริ่มต้นในผลลัพธ์ ตัวอย่างถูกทำให้บางลงในห้าขั้นตอนเพื่อลดความสัมพันธ์ของเวลาระหว่างตัวอย่าง ตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างตัวอย่างที่ต่อเนื่องกันด้วยแผนภาพความสัมพันธ์อัตโนมัติ เรากำหนดตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมให้เป็นมาตรฐานด้วยค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการผสมของโซ่ นอกจากนี้เรายังเปลี่ยนตัวแปรที่คาดการณ์โดยการเพิ่ม 1 ในแต่ละค่าของสัตว์ขาปล้องที่จับได้เพื่อหลีกเลี่ยงการบันทึกค่าศูนย์ในแบบจำลอง

นอกจากนี้เรายังคำนวณที่สหสัมพันธ์ (Pearson's NS) ระหว่างค่าสัมประสิทธิ์ GLM ของหลอดไฟแต่ละประเภทกับค่าความน่าดึงดูดใจที่คำนวณสำหรับหลอดไฟ และทำเช่นเดียวกันกับค่าสัมประสิทธิ์แบบจำลองเบย์เซียน

ชุดข้อมูลที่สนับสนุนบทความนี้มีไว้เป็นเอกสารประกอบอิเล็กทรอนิกส์

3. ผลลัพธ์

(ก) ลักษณะของหลอดไฟ

เอาต์พุตสเปกตรัมของ LED ที่ปรับได้ 2700 K (B และ C) แตกต่างอย่างมากจาก LED เชิงพาณิชย์ (รูปที่ 3) ไฟ LED 2700 K ที่ปรับแต่งได้นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการปล่อยสูงสุดที่ 450 และ 525 นาโนเมตร โดยมีเอาต์พุตสูงสุดที่ 675 นาโนเมตร ในขณะที่ไฟ LED เชิงพาณิชย์จะให้เอาต์พุตที่สูงกว่าในช่วงความยาวคลื่นที่สั้นกว่า 3500 K LED มีพีคการแผ่รังสีคล้ายกับหลอด 2700 K แต่ก็มีเอาต์พุตที่มากกว่าในทุกความยาวคลื่นระหว่างพีคเหล่านั้น ไฟ LED เชิงพาณิชย์สองดวงและ CFL สองดวงที่ใช้เป็นตัวควบคุมมีเอาต์พุตที่คล้ายคลึงกันมากจนถือว่าเป็นวิธีเดียวกันสำหรับการคำนวณที่เหลือ (รูปที่ 3) หลอด B และ C มีความคล้ายคลึงกันมาก ยกเว้นว่า C มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากกว่าเล็กน้อยในส่วนสีแดงของสเปกตรัม

รูปที่ 3 แรงดึงดูดของแมลงและเส้นโค้งเอาต์พุตของหลอดไฟตามความยาวคลื่น ด้านบน: กราฟการตอบสนองของผีเสื้อกลางคืน (Cleve) [40] และผึ้ง (Menzel) [31] กลาง: เอาต์พุตจาก LED แบบกำหนดเอง 3500 K (A), LED แบบกำหนดเอง 2700 K (B,C ซึ่งมีความแตกต่างเล็กน้อยจนมองไม่เห็นในระดับนี้) และ LED 2700 K เชิงพาณิชย์ (LED แสดงถึงหลอดไฟสองดวงที่มีความแตกต่างเล็กน้อย) ด้านล่าง: เอาต์พุตจากหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ 2700 K เชิงพาณิชย์ (CFL แทนหลอดสองหลอดที่มีความแตกต่างเล็กน้อย) (เวอร์ชั่นออนไลน์เป็นสี)

(b) การรวบรวมแมลง

เรารวบรวมสัตว์ขาปล้อง 5579 ตัว ตลอด 32 คืน จำนวนเฉลี่ยของสัตว์ขาปล้องแตกต่างกันอย่างมากตามคำสั่งและประเภทหลอดไฟ (รูปที่ 4) Diptera คิดเป็น 67.5% ของตัวอย่าง Lepidoptera คิดเป็น 12.0% และคำสั่งซื้อที่เหลือทั้งหมดสำหรับ 20% ที่เหลือโดย Collembola (7.5%) และ Hymenoptera (4.4%) ทำให้สัดส่วนมากที่สุด

รูปที่ 4 ค่าเฉลี่ยของจำนวนตัวอย่างที่จับได้ต่อคืนสำหรับตัวอย่างทั้งหมด Diptera, Lepidoptera และคำสั่งอื่น ๆ รวมกันสำหรับโคมไฟแต่ละประเภท (NS = 32 คืน) สำหรับคอลเล็กชั่นเดือนมีนาคม–พฤษภาคม 2014 ในลอสแองเจลิสเคาน์ตี้ แคลิฟอร์เนีย ช่วงความเชื่อมั่น 95% คำนวณจากแบบจำลองเชิงเส้นทั่วไปสำหรับการจัดกลุ่มแต่ละกลุ่ม (ดู §2d) A, 3510 K LED แบบกำหนดเอง B, 2704 K LED แบบกำหนดเอง C, 2728 K LED CFL แบบกำหนดเอง, 2700 K หลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัด LED, LED 2700 K เชิงพาณิชย์ NO, การควบคุม (เวอร์ชั่นออนไลน์เป็นสี)

(ค) สภาวะแวดล้อม

อุณหภูมิค้างคืนอยู่ระหว่าง 9.60°C ถึง 23.25°C ความชื้นอยู่ระหว่าง 19 ถึง 89% และลมอยู่ในช่วงสงบถึง 1.6 m s -1 อุณหภูมิ ความเร็วลม และความชื้นสัมพันธ์กัน แต่ไม่เกินค่าสัมบูรณ์ 0.55 และรวมอยู่ในการวิเคราะห์หลายตัวแปร เปอร์เซ็นต์ดวงจันทร์ที่มองเห็นได้อยู่ในช่วง 9.9 ถึง 99.8 แต่เราไม่ได้รวมไว้ในแบบจำลอง เพราะมันสัมพันธ์กับตัวแปรสภาพอากาศ ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นเรื่องหลอกลวง: มลภาวะทางแสงในระดับสูงในเขตลอสแองเจลีสจะทำให้ระดับแสงจากดวงจันทร์ต่างกันสับสนอย่างแน่นอน ระยะโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้เมฆปกคลุม [45] และเวลาพระจันทร์ขึ้นอาจเกิดขึ้นหรือไม่เกิดขึ้นในช่วงที่มีเที่ยวบินที่มีสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังสูงสุด

(d) ตัวแบบเชิงเส้นทั่วไป

ด้วย GLM เราเปรียบเทียบหลอดไฟทุกประเภทเพื่อตรวจสอบผลกระทบต่อจำนวนชิ้นงานทดสอบทั้งหมด Diptera, Lepidoptera และคำสั่งซื้ออื่นๆ รวมกัน แบบจำลองที่เสนอได้แก่ อุณหภูมิเฉลี่ย ความชื้นสัมพัทธ์ ความเร็วลมสูงสุด ประเภทของหลอดไฟ ตำแหน่งหลอดไฟในสนาม และแสงสว่างจากหลอดไฟเป็นตัวแปรอธิบาย

รุ่นที่ดีที่สุด (AICc ต่ำสุด) สำหรับแต่ละกลุ่มรวมเฉพาะประเภทหลอดไฟ (ตารางที่ 2) สำหรับ Lepidoptera ค่าสัมประสิทธิ์สำหรับ 2700 K CFL นั้นยิ่งใหญ่ที่สุด รองลงมาคือ LED เชิงพาณิชย์, LED 3500 K และ LED 2700 K สองตัว (ตารางที่ 3) สำหรับ Diptera และรุ่นสั่งอื่นๆ 3500 K LED นั้นน่าดึงดูดใจมากกว่า LED เชิงพาณิชย์ แต่ CFL นั้นน่าดึงดูดที่สุดและ LED 2700 K ที่ปรับแต่งได้นั้นน่าดึงดูดน้อยที่สุด

ตารางที่ 2 ตัวแบบเชิงเส้นทั่วไปที่ประเมินการมีส่วนร่วมของประเภทหลอดไฟ การส่องสว่าง ตำแหน่งและสภาวะแวดล้อมต่อจำนวน Diptera, Lepidoptera และลำดับอื่นๆ ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่จับได้ต่อคืนในชนบทสองแห่ง (NS = 8 แต่ละคน) และหนึ่งเมือง (NS = 16) ไซต์ในลอสแองเจลิสเคาน์ตี้ แคลิฟอร์เนีย มีนาคม–พฤษภาคม 2014

ตารางที่ 3 ค่าสัมประสิทธิ์สำหรับแบบจำลองเชิงเส้นทั่วไปที่ดีที่สุดที่อธิบายแรงดึงดูดของชิ้นงานทดสอบทั้งหมด Diptera, Lepidoptera และคำสั่งอื่นๆ (ค่าเฉลี่ยช่วงความเชื่อมั่น 95% และไคสแควร์ NS-ค่า) ข้อมูลที่รวบรวมได้มากกว่า 32 คืนในพื้นที่ชนบทสองแห่งและเมืองหนึ่งแห่งในลอสแองเจลีสเคาน์ตี้ แคลิฟอร์เนีย มีนาคม–พฤษภาคม 2014

(จ) การเปรียบเทียบความน่าดึงดูดใจแบบเบย์

โดยใช้แบบจำลองปัวซองเชิงเส้นล็อกเบย์ เราประเมินนัยสำคัญทางสถิติของความแตกต่างของผลกระทบที่เกิดจากประเภทหลอดไฟต่อจำนวนสัตว์ขาปล้องที่จับได้ ตัวแปรที่รวมอยู่ในแบบจำลองได้แก่ อุณหภูมิเฉลี่ย ความชื้นสัมพัทธ์เฉลี่ย ประเภทของหลอดไฟ ตำแหน่งหลอดไฟในสนาม และความเร็วลมสูงสุด จากแบบจำลองทางสถิตินี้ เราคำนวณชุดของการแจกแจงความน่าจะเป็นภายหลังของตัวแปรสุ่มที่แสดงถึงผลต่างของหลอดไฟสองประเภทต่อจำนวนสัตว์ขาปล้องที่จับได้ ค่าบวกสำหรับความแตกต่างนี้บ่งชี้ว่ากับดักที่ส่องสว่างโดยหลอดไฟดวงแรกคาดว่าจะจับสัตว์ขาปล้องได้มากกว่ากับดักที่มีหลอดไฟดวงที่สอง การย้อนกลับจะใช้ได้หากผลต่างเป็นลบ ความแตกต่างจะถือว่ามีนัยสำคัญทางสถิติหากช่วงความหนาแน่นสูงสุด 95% (HDI) ของข้อมูลการแจกแจงหลังไม่มีค่าเป็นศูนย์ ค่าเฉลี่ยและ HDI 95% สำหรับชุดการเปรียบเทียบแบบคู่ระหว่างประเภทหลอดไฟ (ตารางที่ 4) แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า LED แบบกำหนดเองดึงดูดแมลงได้น้อยกว่า LED เชิงพาณิชย์ที่มีอุณหภูมิสีเดียวกันอย่างมีนัยสำคัญ

ตารางที่ 4. ความแตกต่างของผลกระทบของหลอดไฟประเภทต่างๆ ต่อจำนวนสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ถูกจับในกับดัก ข้อมูลที่รวบรวมได้ทั้งหมด 32 คืน โดยแบ่งเป็นพื้นที่ชนบทสองแห่ง (แต่ละคืนแปดคืน) และเขตเมืองหนึ่งแห่ง (16 คืน) ในลอสแองเจลิสเคาน์ตี้ แคลิฟอร์เนีย มีนาคม-พฤษภาคม 2014

(f) ประสิทธิภาพของดัชนีความน่าดึงดูดใจ

ดัชนีความน่าดึงดูดใจแบบจำลองสำหรับผึ้งมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับค่าสัมประสิทธิ์แบบจำลอง GLM สำหรับ Lepidoptera (NS = 0.99 NS = 0.0003) ดัชนีความน่าดึงดูดใจแบบจำลองสำหรับผีเสื้อกลางคืนมีความสัมพันธ์กับค่าสัมประสิทธิ์ GLM สำหรับ Diptera (NS = 0.89, NS = 0.04), ผีเสื้อกลางคืน (NS = 0.91 NS = 0.02). เมื่อไม่รวมข้อมูลจาก CFL (ตามคำแนะนำของ van Grunsven et al. [14]) ดัชนีความน่าดึงดูดใจของผึ้งจำลองมีความสัมพันธ์ไม่ดีกับความดึงดูดของผีเสื้อกลางคืน (n.s.) แต่มีความดึงดูดอย่างมากกับ Lepidoptera (NS = 0.98 NS = 0.015) และอ่อนแรงด้วยแรงดึงดูดสำหรับคำสั่งอื่น ๆ (n.s.) พบผลลัพธ์ที่คล้ายกันสำหรับความสัมพันธ์กับค่าสัมประสิทธิ์จากการวิเคราะห์แบบเบย์

4. การอภิปราย

หลอดไฟทุกประเภทดึงดูดสัตว์ขาปล้องมากกว่าการควบคุมแสง ดังนั้นในเรื่องนี้ การลดสัตว์ขาปล้องที่ดึงดูดแสงด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบัน มักจะเป็นเรื่องของการบรรเทาผลกระทบ ซึ่งเป็นความจริงสำหรับผลกระทบหลายอย่าง ของไฟกลางคืนประดิษฐ์ [1,46,47]. แม้ว่าแสงทั้งหมดจะดึงดูดสัตว์ขาปล้อง การค้นพบของเราว่าโดยทั่วไปแล้ว LED จะดึงดูดแมลงเม่าและสัตว์ขาปล้องอื่นๆ ได้น้อยกว่า CFL ที่มีอุณหภูมิสีเท่ากัน ซึ่งสอดคล้องกับการวิจัยก่อนหน้านี้ [9,14,15,26,27] มันขัดกับคำกล่าวอ้างในวงกว้างของ Pawson & Bader [33] ว่า LED ทำให้มลพิษทางแสงในระบบนิเวศแย่ลงเสมอ ซึ่งได้มาจากการเปรียบเทียบ LED 4000 K กับไฟโซเดียมไอโซเดียมความดันสูง (ซึ่งมีอุณหภูมิสีต่ำกว่า) อุณหภูมิสีมีความสำคัญในผลลัพธ์ของเรา ซึ่งแตกต่างจาก Pawson & Bader [33] อีกครั้ง โดยที่ LED ที่ปรับแต่งได้ 3500 K ของเราโดยทั่วไปจะดึงดูดกลุ่มสัตว์ขาปล้องได้ดีกว่า LED 2700 K เชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตาม LED 3500 K นั้นน่าสนใจสำหรับ Diptera เช่นเดียวกับ 2700 K CFL ความแตกต่างในการตอบสนองของ Diptera อาจสะท้อนสเปกตรัมการตอบสนองที่แตกต่างกันสำหรับแมลงวันเมื่อเทียบกับแมลงเม่าและแมลงอื่น ๆ แมลงวันแสดงแรงดึงดูดต่อแสงสีเขียวและสีแดงตลอดจนความยาวคลื่นที่สั้นกว่า [24] และ LED 3500 K มีการปล่อยมลพิษผ่านสีเขียวและ เป็นสีแดง

เราพบว่า LED 2700 K ที่ปรับแต่งได้ทั้งสองของเรามีความน่าสนใจน้อยกว่า 20% และ 21% สำหรับคำสั่งซื้อทั้งหมดรวมกันน้อยกว่า LED 2700 K เชิงพาณิชย์ในรุ่น Bayesian เนื่องจากความแตกต่างเล็กน้อยในตัวเรือนของหลอดไฟ ปริมาณแสงที่ส่งไปยังกับดักกระทะจึงสูงกว่าสำหรับ LED แบบกำหนดเองมากกว่าสำหรับ LED เชิงพาณิชย์ ดังนั้นผลลัพธ์นี้จึงแนะนำว่าสเปกตรัมเป็นตัวแปรหลักในความแตกต่างที่สังเกตพบ—a เข้มข้นขึ้น สเปกตรัมที่กำหนดเองคือ มีเสน่ห์น้อยลง กับสัตว์ขาปล้องมากกว่าสเปกตรัมที่มีจำหน่ายทั่วไปที่อุณหภูมิสีเดียวกัน แม้จะมีผลลัพธ์ล่าสุด [33] การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า LED อุณหภูมิสีที่ต่ำกว่าดึงดูดสัตว์ขาปล้องน้อยกว่าอุณหภูมิสีที่สูงขึ้น [9] ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกอย่างดีที่สุดที่เรารู้ ว่าการปรับองค์ประกอบสเปกตรัมแม้ในอุณหภูมิสีเดียวกันก็อาจส่งผลต่อการดึงดูดของแมลงได้ ตัวอย่างเช่น LED แบบกำหนดเอง 2700 K สองตัวดึงดูด Hemiptera น้อยกว่า LED 2700 K เชิงพาณิชย์ประมาณสามเท่า (ตารางที่ 4)

อาจทำให้บางคนประหลาดใจที่พบว่าแสงสว่างไม่มีความสำคัญในการทำนายการดึงดูดของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังไปยังแหล่งกำเนิดแสงต่างๆ อย่างไรก็ตาม จำนวนแมลงที่จับได้จากกับดักแสงจะไม่เพิ่มขึ้นแบบเส้นตรงเมื่อมีการส่องสว่าง แต่จะเพิ่มขึ้นตามรากที่สองของอัตราส่วนการส่องสว่างจากหลอดไฟต่อแสงพื้นหลัง [48] หรือเป็นฟังก์ชันของลอการิทึมของ ความส่องสว่างตามที่แนะนำโดยกฎกำลังของสตีเวนส์ [49] และการประยุกต์ใช้กับปรากฏการณ์ทางประสาทสัมผัสในแมลง [50] กล่าวคือ การเพิ่มความเข้มของแสงเป็นสองเท่าไม่ได้ส่งผลให้แมลงจับที่กับดักแสงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ซึ่งหมายความว่าอิทธิพลของความเข้มของหลอดไฟที่มีต่อแรงดึงดูดของแมลงนั้นคาดว่าจะน้อยกว่าความแตกต่างโดยสิ้นเชิงของความสว่างหรือการส่องสว่างที่จะแนะนำ ในผลลัพธ์ของเรา ดังนั้น องค์ประกอบสเปกตรัมของหลอดไฟจึงมีความสำคัญมากกว่าช่วงแสงที่ผลิตได้ (275–1830 ลักซ์) อย่างมีนัยสำคัญ

การทดลองนี้ออกแบบมาเพื่อเน้นที่สเปกตรัมและไม่ได้เน้นที่ความเข้มของแสง เนื่องจากผลกระทบของความเข้มจะไม่เหมือนกันในประเภทหลอดไฟ—หลอดไฟทุกดวงในองค์ประกอบสเปกตรัมจะมีเส้นโค้งของตัวเองซึ่งสัมพันธ์กับความเข้มของแสงต่อการดึงดูดของแมลง ตัวอย่างเช่น หากสเปกตรัมของหลอดไฟบางชนิดไม่ดึงดูดแมลง การดึงดูดและความเข้มของแมลงจะเป็นตัวแปรอิสระ และความชันของเส้นโค้งจะเป็นศูนย์ ในทางกลับกัน ความชันนี้คาดว่าจะเป็นผลบวกต่อสเปกตรัมการปล่อยหลอดไฟที่แตกต่างกันซึ่งดึงดูดแมลงได้ ดังนั้น โมเดลของแรงดึงดูดของแมลงใดๆ ที่รวมเอาความเข้มของแสงจะต้องรวมการแผ่รังสีของปฏิสัมพันธ์และความเข้มของแสงด้วย และแบบจำลองเหล่านี้น่าจะแตกต่างกันสำหรับกลุ่มอนุกรมวิธาน การออกแบบเชิงทดลองของเราไม่ได้รวมการสุ่มตัวอย่างที่ความเข้มของแสงที่แตกต่างกันซึ่งจำเป็นต่อการสร้างแบบจำลองดังกล่าว (หลอดไฟ A, B, C ได้รับการทดสอบที่ความเข้มเพียงหนึ่งแต่ละ และ CFL และ LED เชิงพาณิชย์ที่ความเข้มเพียงสองระดับเท่านั้น)

ผลลัพธ์ของเราควรสนับสนุนให้มีการวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับประโยชน์ของกราฟการตอบสนองสเปกตรัมของแมลงเพื่อทำนายจำนวนสัตว์ขาปล้องที่ดึงดูดแสง ในการวิจัยก่อนหน้านี้ เมื่อไม่รวมหลอดไฟที่มีการปล่อยรังสียูวี เส้นโค้งความน่าดึงดูดใจไม่ได้อธิบายจำนวนแมลงที่จับได้จากกับดักแสงที่เหลืออยู่ [14] ในทางตรงกันข้าม เราพบว่าสำหรับคำสั่งซื้อบางรายการ ดัชนีความน่าดึงดูดใจมีความสัมพันธ์ที่ดีกับสัตว์ขาปล้องที่จับได้จากหลอดไฟ LED สี่ดวง หลายปัญหาเกิดขึ้นกับผลลัพธ์เหล่านี้ ประการแรก แม้ว่าสเปกตรัมความน่าดึงดูดใจของผึ้งจะมีความสัมพันธ์กันอย่างมาก [31] และสัมประสิทธิ์แบบจำลองที่บ่งบอกถึงแรงดึงดูดของ Lepidoptera ทั้งที่มีและไม่มี CFL ความสัมพันธ์เหล่านี้มีค่าเพียงสี่หรือห้าค่าเท่านั้น และควรเปรียบเทียบหลอดอื่นๆ อีกจำนวนมาก แนวคำถามนี้เป็นแนวทางที่สำคัญสำหรับการวิจัยในอนาคต ประการที่สอง เราขาดคำอธิบายหรือกลไกในการอธิบายประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของเส้นโค้งแรงดึงดูดของผึ้ง [31] เมื่อเทียบกับเส้นโค้งแรงดึงดูดของมอด [40] ในการทำนายแรงดึงดูดของมอด ประการที่สาม เส้นโค้งตอบสนองแสงบางส่วนสำหรับช่วงของแมลงแนะนำว่านอกรูปแบบทั่วไป (เช่น แมลงส่วนใหญ่จะดึงดูดด้วยสีน้ำเงินและ UV แต่บางคำสั่งก็ดึงดูดด้วยสีแดงและสีเขียวด้วย) กลุ่มสปีชีส์แต่ละกลุ่มอาจมีรูปแบบการดึงดูดที่แตกต่างกัน ต่อแสงและอาจไม่ฉลาดที่จะแสวงหาเส้นโค้งการตอบสนองหนึ่งเส้นเพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาหลอดไฟเพื่อลดแรงดึงดูดของแมลงทุกกลุ่ม นอกเหนือจากการลดสีน้ำเงินและกำจัด UV แล้ว การที่มนุษย์สัมผัสกับแมลงพาหะอาจต้องการการทดลองโดยตรงกับเวกเตอร์แต่ละสายพันธุ์

รูปแบบการดึงดูดของบุคคลตามคำสั่งมีความคล้ายคลึงกับที่บันทึกไว้ก่อนหน้านี้ในเขตอบอุ่นมากกว่าในเขตร้อน ลำดับที่พบบ่อยที่สุดในการศึกษานี้คือ Diptera ซึ่งคล้ายกับผลการเปรียบเทียบหลอดไฟประเภทต่างๆ รวมถึง LED ในสภาพแวดล้อมทางการเกษตรในเนเธอร์แลนด์ [14] ริมแม่น้ำในเยอรมนี [9] และระหว่างป่าสนกับทุ่งหญ้าชายฝั่งในนิวซีแลนด์ [33] ในขณะที่การศึกษาที่คล้ายกันในที่อยู่อาศัยเขตร้อนในเมืองในบราซิลถูกครอบงำโดย Isoptera [15] การมีส่วนร่วมที่สัมพันธ์กันของคำสั่งต่างๆ จะแตกต่างกันไปตามประเภทของหลอดไฟ ซึ่งสนับสนุนการวิเคราะห์เฉพาะลำดับของแรงดึงดูด ความแตกต่างระหว่างคำสั่งมีแนวโน้มที่จะมีความสำคัญเมื่อเทียบกับการจัดการแมลงพาหะ ซึ่งแรงดึงดูดของ Hemiptera และ Diptera มีความสำคัญมากกว่าการดึงดูดของ Lepidoptera การกำจัดความยาวคลื่นที่น่าสนใจสำหรับแมลงเม่าอาจไม่เพียงพอต่อการลดความเสี่ยงในการดึงดูดเวกเตอร์ และในการศึกษานี้ LED 3500 K แบบกำหนดเองนั้นน่าสนใจสำหรับ Diptera เกือบเท่ากับ 2700 K CFL ในขณะที่ LED แบบกำหนดเองแบบเดียวกันนั้นน้อยกว่ามาก ดึงดูด Lepidoptera ได้มากกว่า CFL

โดยรวม ผลลัพธ์ของเราแนะนำว่าแหล่งกำเนิดแสงในร่มที่มีแสงเต็มสเปกตรัมสามารถออกแบบเพื่อลดการดึงดูดของแมลง การแลกเปลี่ยนดัชนีการแสดงสีและประสิทธิภาพของหลอดไฟอาจจำเป็นเพื่อลดแรงดึงดูดของแมลง แต่ค่าของตัวอย่างต้นแบบของเราเป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานในร่ม ไฟ LED ของเราสามารถปรับแต่งได้โดยใช้ไดโอด RGB และ W ดังนั้นการปรับลดประสิทธิภาพตามปกติที่เกี่ยวข้องกับหลอด RGB จะถูกชดเชยโดยใช้ W เพื่อให้ได้อุณหภูมิสีที่ต้องการ การใช้ไดโอดสีขาวร่วมกับ RGB จะช่วยปรับปรุงดัชนีการแสดงสี เนื่องจากการแสดงสีเกี่ยวข้องกับความต่อเนื่องของสเปกตรัม

แม้ว่าเราจะไม่ได้ระบุสายพันธุ์และด้วยเหตุนี้จึงไม่ได้จัดทำเอกสารพาหะนำโรคแต่ละชนิด แต่ผลที่ได้แสดงถึงความคืบหน้าในการพัฒนาแสงในร่มที่ประหยัดพลังงาน ซึ่งสัญญาว่าจะลดโรคที่เกิดจากแมลงในขณะเดียวกันก็ให้แสงที่มีคุณภาพสูง อันตรายที่อาจเกิดกับมนุษย์เกิดจากแมลงพาหะนำโรคที่แพร่โรคที่คุกคามชีวิตซึ่งมีการบันทึกไว้ทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมเขตร้อนที่การป้องกันแมลงหายากและแสงสว่างในเวลากลางคืนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการอยู่อาศัย [51] มาลาเรีย ลิชมานาเอซิส และโรคชากัสเป็นโรคสำคัญที่เกิดจากสายพันธุ์ Diptera และ Hemiptera ซึ่งได้รับอิทธิพลจากแสงประดิษฐ์ [52] การแพร่กระจายของโรคเหล่านี้แตกต่างกันไปตามชนิดของแมลงที่เกี่ยวข้อง เช่นเดียวกับความเข้มและสเปกตรัมของแสง [6] ชนิดของแมลงวัน (โลหิตออก spp.) ที่รับผิดชอบในการแพร่เชื้อ leishmaniasis นั้นถูกดึงดูดด้วยแสง ให้หลักฐานว่าแสงจากภายนอกควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นปัจจัยเสี่ยง [53] และพาหะนำโรคอัมพาตครึ่งซีกของ Chagas (Triatoma เอสพีพี, Paratiatoma เอสพีพี Reduviidae) เป็นโฟโตแทคติกในเชิงบวก ดังนั้นความสำคัญของการให้แสงที่เป็นหัวข้อการวิจัยอย่างต่อเนื่องสำหรับโรคที่เกิดจากพาหะนำโรคจึงเป็นที่ยอมรับกันดี [6,52] ความสัมพันธ์ระหว่างโรคมาลาเรียกับแสงกลางคืนยังไม่เป็นที่เข้าใจโดยสมบูรณ์ อาจเป็นเพราะกับดักแสงด้วยเทคนิคการเก็บสะสมแบบพาสซีฟ (เช่น กับดักกระทะ) มักไม่ค่อยจับยุง อย่างไรก็ตาม ยุงแสดงโฟโตแทกซิสในเชิงบวก และถูกจับที่แสงด้วยกับดักดูด [6,54,55] ดังนั้นการแพร่กระจายของโรคโดยยุงอาจเพิ่มขึ้นด้วยแสงประดิษฐ์ [6] แต่ด้านนี้ยังไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างครบถ้วน การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างสเปกตรัมเอาต์พุตของหลอดไฟและแมลงพาหะนำโรคเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้เห็นถึงศักยภาพในการลดการรับแสงผ่านแสงในร่ม (และกลางแจ้ง) ที่ดีขึ้น

นัยของการให้แสงในเวลากลางคืนเพื่อดึงดูดพาหะนำโรค [6] เมื่อรวมกับการวิจัยที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของแสงต่อจังหวะชีวิตและการทำงานของระบบนิเวศ [38,56–58] อาจชักชวนวิศวกรแสงสว่างให้ปฏิบัติตามมาตรฐานใหม่ ที่ขยายออกไปนอกเหนือจากการแสดงผล ราคา และความทนทาน ซึ่งรวมถึงผลลัพธ์ด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ที่ดีขึ้นด้วย ลักษณะสเปกตรัมที่ลดการดึงดูดของแมลงก็อาจลดผลกระทบต่อจังหวะชีวิตด้วยการตอบสนองต่อแสงสีน้ำเงินสูงสุด [2] เราได้สาธิตแนวทางการพิสูจน์แนวคิดเพื่อลดผลกระทบต่อระบบนิเวศน์ของการติดตั้งแสงทั้งในร่มและกลางแจ้งโดยการปรับแต่งแสงเพื่อหลีกเลี่ยงส่วนที่ละเอียดอ่อนของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ตามที่ได้แนะนำไว้สำหรับเหตุผลทางนิเวศวิทยาและตามลำดับเวลา [36,41, 46. อย่างไรก็ตาม แสงกลางแจ้งอาจต้องถูกจำกัดเพิ่มเติมเพื่อหลีกเลี่ยงการให้แสงแบบเต็มสเปกตรัมทั้งหมด เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ การสังเกตทางดาราศาสตร์ และระบบนิเวศ [36,41]


บทนำ

วิวัฒนาการของการตรวจจับแสงทำให้สัตว์ต่างๆ สามารถตรวจสอบความสว่างโดยรอบสำหรับจังหวะของ circadian กำหนดความเข้มของแสงจากทิศทางต่างๆ สำหรับโฟโตแทกซิส และสร้างภาพสำหรับการมองเห็นเชิงพื้นที่ที่เหมาะสม 1 เมื่อใช้รูปภาพ สัตว์จะติดตามและแก้ไขการเคลื่อนไหว กำหนดเป้าหมายหรือหลีกเลี่ยงวัตถุ และบางครั้งก็สรุปคุณสมบัติที่เข้าใจยากของฉาก เช่น ความใกล้ของวัตถุหรือเวลาจนกว่าจะเกิดการชนกัน แม้ว่าสัตว์บางชนิดจะมีการมองเห็นเชิงพื้นที่โดยไม่มีโครงสร้างเฉพาะ เช่น การเปิดรับแสงแบบกระจายของเม่นทะเล 2 ความรุนแรงนั้นถูกจับได้ด้วยตา อวัยวะที่มีความหลากหลายและวิวัฒนาการมาบรรจบกันที่จัดเรียงเม็ดสีคัดกรอง เลนส์ออพติคอล และตัวรับแสง เพื่อโฟกัสและถ่ายภาพ 3 . เมื่อแสงเพียงพอ การประมาณองค์ประกอบความยาวคลื่นบางส่วนสามารถปรับปรุงการเลือกปฏิบัติของวัตถุได้แม้ภายใต้แสงที่หลากหลายหรือไม่สม่ำเสมอ 4 . การรับรู้สีนี้ต้องใช้ตัวรับแสงที่มีความไวต่อความยาวคลื่นต่างกัน จากนั้นสัญญาณจะถูกเปรียบเทียบโดยกระบวนการของฝ่ายตรงข้าม 5

ความไวต่อความยาวคลื่นส่งผลให้เกิดส่วนใหญ่ (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) จากเม็ดสีที่มองเห็นของตัวรับแสง ซึ่งเกิดขึ้นจากการรวมโครโมฟอร์ที่มีเรตินตามเรตินที่ไวต่อแสงเข้ากับออปซิน ซึ่งเป็นโปรตีนตัวรับโปรตีนควบคู่กับโปรตีนเจ็ดโดเมนเมมเบรน G เมื่อ chromophore ตอบสนองต่อการดูดซึมโฟตอนที่เปลี่ยนรูปแบบ opsin จะแปลงสัญญาณนี้เป็นสัญญาณที่มีความหมายทางชีวภาพโดยเปิดใช้งานการส่งสัญญาณการส่งสัญญาณโปรตีน G ภายใน การวิเคราะห์สายวิวัฒนาการขนาดใหญ่พบความซ้ำซ้อนและการสูญเสียจำนวนมากในตระกูลโปรตีน opsin ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง 6,7 หมัดน้ำ, Daphnia pulex ครอบครอง 46 opsins 8 แมลงปอมี 15–33 opsins 9,10,11 และตั๊กแตนตำข้าวมี 12–33 opsins 12 อย่างไรก็ตาม ช่องสเปกตรัมมากกว่าสี่ช่องให้ผลตอบแทนที่ลดลงในการดึงข้อมูลจากฉากธรรมชาติ 13,14 ดังนั้นทำไมสัตว์บางตัวจึงมีความคิดเห็นมากมาย?

เนื่องจากพวกมันควบคุมการถ่ายทอดแสงที่มองเห็นได้ opsins จึงมีวิวัฒนาการแบบปรับตัวที่แข็งแกร่ง แต่พวกมันยังสามารถพัฒนาผ่านกลไกที่ไม่ปรับเปลี่ยนได้ แรงที่ไม่ปรับตัวมักจะทำให้เกิดการวิวัฒนาการของลำดับแบบสุ่ม และยกเว้นว่า opsins ที่ซ้ำกันจะถูกเลือกใช้ร่วมกันสำหรับการมองเห็น พวกมันมักจะกลายเป็นเทียม แรงวิวัฒนาการที่ปรับเปลี่ยนได้มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดรูปแบบการคงอยู่และการกระจาย opsin ที่สม่ำเสมอ ซ้ำซาก และต่อเนื่อง 15 เช่น การเลือกคู่ครองในปลาหางนกยูงและผีเสื้อ 16,17 การหาดอกไม้ในผึ้งและตัวต่อ 18 และสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มของแสงที่เปลี่ยนไปด้วยการออกหากินเวลากลางคืนจำนวนมาก สัตว์ 19,20 .

รังสีทางประสาทสัมผัส เช่น กลิ่น การรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และการสัมผัส สามารถเชื่อถือได้มากกว่าการมองเห็นในที่มืด 19 การแลกเปลี่ยนการจัดสรรทรัพยากรอาจทำให้สูญเสียการเลือกยีนของระบบประสาทสัมผัสที่ไม่มีประสิทธิภาพ ส่งผลให้การควบคุมลดลงหรือกลายเป็นยีนเทียม พบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมออกหากินเวลากลางคืน 21 กั้งที่อาศัยอยู่ในถ้ำ 22 และสิ่งมีชีวิตในทะเลลึก 23,24,25 หากความพร้อมใช้งานของแสงที่ลดลงทำให้เกิดการแสดงออกและการสูญเสีย opsin ที่ลดลง แสงที่เพียงพอ ในทางกลับกัน อาจทำให้เกิดการแสดงออกของ opsin ที่สูงขึ้น หรือป้องกันการสูญเสีย opsin ที่ซ้ำกันและในที่สุดก็นำไปสู่การทำงานที่แตกต่างกัน การเปรียบเทียบยีนที่มองเห็นระหว่าง Lepidoptera ในเวลากลางวันและกลางคืนเผยให้เห็นการแสดงออกของ opsin ที่เพิ่มขึ้นในสปีชีส์รายวัน 26 ในทำนองเดียวกัน การศึกษาวิวัฒนาการของ opsin ในหิ่งห้อยพบอัตราการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนที่สูงขึ้นในหิ่งห้อยรายวัน ผ่านสวิตช์ diel อิสระสี่ตัว 27

ความหลากหลายของ Lepidoptera opsin ได้รับการศึกษาในแบบจำลองแท็กซ่าจำนวนหนึ่งซึ่งส่วนใหญ่เป็นผีเสื้อกลางวัน 26,28,29 แต่ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างครอบคลุมทั่วทั้งลำดับและหลายช่อง Opsins มีลักษณะความยาวคลื่นที่ตอบสนองสูงสุด (λmax). λmax เพียงพอที่จะประมาณเส้นโค้งการตอบสนองของ opsins 30 ส่วนใหญ่ Lepidoptera opsins มักถูกจำแนกเป็น UV/RH4, Blue/RH5 และ LW/RH6 opsins โดยมีการตอบสนองสูงสุดที่สอดคล้องกัน (λmax) ในความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลต (UV) (300–400 นาโนเมตร) สีน้ำเงิน (400–550 นาโนเมตร) และความยาวคลื่นสีเขียว/แดง (450–620 นาโนเมตร) (LW) RH4-6 มีส่วนเกี่ยวข้องในการมองเห็นสี แต่ Lepidoptera ยังมี RH7 ที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ซึ่งสัมพันธ์กับการตรวจจับแสงที่จำเป็นเพื่อรักษาจังหวะชีวิต 31

การศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับวิวัฒนาการของ Lepidoptera opsin รวมถึงงานของ Briscoe 28 ผู้วิเคราะห์ยีนที่มองเห็นของ Lepidoptera 8 สายพันธุ์รวมถึงผีเสื้อกลางคืนสองตัว Xu et al 32 ที่วิเคราะห์ 30 สปีชีส์รวม 12 ผีเสื้อกลางคืนและ Feuda et al. 31 ที่วิเคราะห์ 10 สายพันธุ์รวมทั้งสี่ผีเสื้อกลางคืน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกลุ่มตัวอย่างมีขนาดเล็ก การศึกษาเหล่านี้จึงมีกำลังทางสถิติจำกัด พวกเขาใช้ยีนต้นไม้แทนต้นไม้สายพันธุ์สำหรับการวิเคราะห์การคัดเลือก ซึ่งหากแตกต่างจากโทโพโลยีของต้นไม้สปีชีส์ก็สามารถให้ผลอคติได้ 33 การศึกษาบางส่วนที่ตรวจสอบความหลากหลายของออปซินและความสัมพันธ์เฉพาะกลุ่ม 31,32 เปรียบเทียบผีเสื้อและผีเสื้อกลางคืน โดยใช้สวิตช์ไดเอลเพียงตัวเดียวอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ Lepidoptera มีการเปลี่ยน diel ที่บันทึกไว้มากกว่า 100 รายการ 34 และโดยการตรวจสอบสวิตช์เฉพาะกลุ่มที่เป็นอิสระหลายตัวเท่านั้น เราจึงจะเข้าใจได้ว่าสภาพแวดล้อมที่มีแสงและช่องไดเอลเฉพาะขับเคลื่อนวิวัฒนาการของระบบการมองเห็นของพวกมันได้อย่างไร เพื่อทดสอบว่าสภาพแวดล้อมที่สดใสขับเคลื่อนการกระจายของ Opsin หรือไม่ เราขุดจีโนมและทรานสคริปโตมของ Lepidoptera 175 สปีชีส์สำหรับการมองเห็น ผสมผสานคำอธิบายประกอบของเราเข้ากับประวัติศาสตร์ธรรมชาติ diel-niche จากวรรณกรรมและจับคู่ลักษณะเหล่านี้บนต้นไม้ 35 ที่มีการแก้ไขอย่างดีเพื่อตรวจสอบวิวัฒนาการของพวกมัน


Polistes chinensis antennalis (ตัวต่อกระดาษเอเชีย)

ตัวต่อกระดาษเอเชีย (Polistes chinensis antennalis) มีถิ่นกำเนิดในพื้นที่ของญี่ปุ่นและจีน และปัจจุบันเป็นสายพันธุ์ที่ได้รับการแนะนำอย่างแพร่หลายในนิวซีแลนด์ ยังขาดการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบที่มีต่อสัตว์พื้นเมือง

ไม่ต้องการรายงานทั้งหมดหรือ

สร้างเวอร์ชันที่เป็นมิตรกับการพิมพ์ซึ่งมีเฉพาะส่วนที่คุณต้องการ

รูปภาพ

ชื่อผู้ใหญ่
คำบรรยายPolistes chinensis antennalis (ตัวต่อกระดาษเอเชีย) มุมมองระยะใกล้ของตัวเต็มวัยในรัง
ลิขสิทธิ์©ฟิลิป Spradbery
ชื่อรัง
คำบรรยายPolistes chinensis antennalis (ตัวต่อกระดาษเอเชีย) มุมมองทั่วไปของรังที่มีผู้ใหญ่อยู่
ลิขสิทธิ์©ฟิลิป Spradbery
ชื่อผู้ใหญ่
คำบรรยายPolistes chinensis antennalis (ตัวต่อกระดาษเอเชีย) ตัวเต็มวัยบนรัง
ลิขสิทธิ์©โคจิ สึชิดะ/มหาวิทยาลัยกิฟุ เมืองยานางิโดะ ประเทศญี่ปุ่น

ตัวตน

ชื่อวิทยาศาสตร์ที่ต้องการ

ชื่อสามัญที่ต้องการ

ชื่อวิทยาศาสตร์อื่นๆ

รหัส EPPO

บทสรุปของการรุกราน

ตัวต่อกระดาษเอเชีย (Polistes chinensis antennalis) มีถิ่นกำเนิดในพื้นที่ของญี่ปุ่นและจีน และปัจจุบันเป็นสายพันธุ์ที่ได้รับการแนะนำอย่างแพร่หลายในนิวซีแลนด์ ยังขาดการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบต่อสัตว์พื้นเมือง แต่เนื่องจากมันกินแมลง อาจเป็นอันตรายต่อสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังพื้นเมือง นอกจากนี้ยังอาจแข่งขันกับสัตว์พื้นเมืองเพื่อหาทรัพยากรที่ไม่มีกระดูกสันหลังและน้ำหวาน

ต้นไม้อนุกรมวิธาน

  • โดเมน: Eukaryota
  • ราชอาณาจักร: Metazoa
  • ไฟลัม: Arthropoda
  • ไฟลัมย่อย: Uniramia
  • คลาส: Insecta
  • คำสั่ง: Hymenoptera
  • ครอบครัว: Vespidae
  • ประเภท: Polistes
  • สายพันธุ์: Polistes chinensis antennalis

คำอธิบาย

ตัวต่อกระดาษนั้นแตกต่างจากตัวต่อ vespulid ตามรูปร่างของพวกมัน มีลำตัวสีน้ำตาลแดงถึงดำเรียว 13 มม. ถึง 25 มม. มีวงแหวนสีเหลืองและบริเวณหน้าท้องสีแดง ปีกของพวกมันมีสีแดงหรือสีน้ำตาลอำพัน และมีขายาวที่สังเกตเห็นได้ชัดเจนเมื่อบินโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อห้อยลงมา
โปรดดู PaDIL (ห้องสมุดภาพศัตรูพืชและโรค) ตัวต่อ: ตัวต่อกระดาษเอเชีย Polistes chinensis antennalis Perez สำหรับภาพการวินิจฉัยและภาพรวมคุณภาพสูง

การกระจาย

เนทีฟเรนจ์: เอเชียตะวันออก รวมทั้งบางส่วนของญี่ปุ่นและจีน ( Valentine and Walker 1991 )
ช่วงแนะนำที่รู้จัก: ตัวต่อกระดาษเอเชียแพร่หลายในนิวซีแลนด์ ( Toft and Harris 2004 )

ตารางการจัดจำหน่าย

การแจกแจงในตารางสรุปนี้อ้างอิงจากข้อมูลทั้งหมดที่มี เมื่อมีการอ้างอิงหลายรายการ พวกเขาอาจให้ข้อมูลที่ขัดแย้งกันเกี่ยวกับสถานะ อาจมีรายละเอียดเพิ่มเติมสำหรับการอ้างอิงแต่ละรายการในส่วนรายละเอียดตารางการแจกจ่าย ซึ่งสามารถเลือกได้โดยไปที่สร้างรายงาน

โอเชียเนีย

ที่อยู่อาศัย

ตัวต่อกระดาษเอเชียมักสร้างรังบนโครงสร้างที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น บ้านหรืออาคารอื่นๆ ( Clapperton และ Lo 1999) มักสร้างรังบนต้นไม้หรือพุ่มไม้ โดยปกติแล้วจะอยู่ที่กิ่ง แต่บางครั้งก็บนลำต้นและใบ บ่อยครั้งที่รังซ่อนอยู่ในพุ่มไม้หนาทึบ ทำให้หาได้ยาก (Toft and Harris 2004)
ประชากรจำนวนมากมีแนวโน้มที่จะพัฒนาในพื้นที่ที่ราบลุ่มที่อบอุ่นและอบอุ่น เช่น พุ่มไม้พุ่ม หนองน้ำ และทุ่งหญ้าเกลือ (Clapperton et al. 2539) แม้ว่าตัวต่อกระดาษในเอเชียชอบที่จะตั้งรกรากที่อยู่อาศัยในเมือง แต่ก็อาจเจาะเข้าไปในป่าทึบเพื่อสร้างรังใกล้กับที่โล่งของป่า (Clapperton, Tilley and Pierce 1996 )
ถิ่นกำเนิดของตัวต่อกระดาษเอเชียในจีนและตอนเหนือของญี่ปุ่นรวมถึงพื้นที่ที่ฤดูหนาวอาจรุนแรงถึงเกณฑ์ขั้นต่ำสำหรับการพัฒนาไข่ อย่างไรก็ตาม คือ 14.8°C ซึ่งอาจเป็นปัจจัยจำกัดการเติบโตของประชากร (โยชิกาวะ 1962 วาเลนไทน์และวอล์คเกอร์ 1991 , มิยาโนะ 1981 ใน Clapperton et al. 1996).

รายชื่อที่อยู่อาศัย

หมวดหมู่หมวดหมู่ย่อยที่อยู่อาศัยการมีอยู่สถานะ
ภาคพื้นดิน
ภาคพื้นดิน จัดการเขตเมือง/ปริมณฑล ปัจจุบันไม่มีรายละเอียดเพิ่มเติม เป็นอันตราย (ศัตรูพืชหรือรุกราน)
ภาคพื้นดิน ธรรมชาติ / กึ่งธรรมชาติพื้นที่ชุ่มน้ำ ปัจจุบันไม่มีรายละเอียดเพิ่มเติม เป็นอันตราย (ศัตรูพืชหรือรุกราน)
ภาคพื้นดิน ธรรมชาติ / กึ่งธรรมชาติสครับ / พุ่มไม้ ปัจจุบันไม่มีรายละเอียดเพิ่มเติม เป็นอันตราย (ศัตรูพืชหรือรุกราน)

เลี้ยงสัตว์

ชีววิทยาและนิเวศวิทยา

โภชนาการ
ตัวต่อกระดาษเอเชียเป็นเหยื่อของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและเก็บน้ำหวานและน้ำหวานจากดอกไม้ ตัวต่อกระดาษในเอเชียพึ่งพาตัวอ่อนและตัวหนอนของแมลง Lepidopteran (ผีเสื้อกลางคืนและผีเสื้อ) เป็นอย่างมากสำหรับแหล่งโปรตีนของพวกมัน ( Rabb and Lawson 2500 Rabb 1960)

การสืบพันธุ์
ตัวต่อตัวเมียที่อยู่กลางฤดูหนาว (ซึ่งผสมเทียมในฤดูใบไม้ร่วงก่อนหน้านี้) จะโผล่ออกมาในฤดูใบไม้ผลิและเริ่มสร้างเซลล์รังและวางไข่ ( Kasuya 1983 Clapperton และ Lo 1999 ) ลูกแรกเกิดในปลายฤดูใบไม้ผลิหรือต้นฤดูร้อนประกอบด้วยลูกเมียเท่านั้น ( Clapperton and Dymock 1997 ) ไม่มีการแบ่งแยกที่ชัดเจนระหว่างคนงานและราชินี และผู้หญิงทุกคน แม้แต่ตัวเล็กก็สามารถเจริญพันธุ์ได้ (คัมเบอร์ 1951) อย่างไรก็ตาม การผลิตไข่ในอาณานิคมนั้นถูกครอบงำโดยตัวเมียหนึ่งหรือเพียงไม่กี่ตัว ( Clapperton และ Lo 1999 ) ตัวผู้ผลิตจากไข่เดี่ยวตั้งแต่ต้นฤดูร้อนเป็นต้นไป และหลังจากเริ่มมีการผลิตแรงงานชายแล้วจะไม่มีการผลิตลูกหลานที่เป็นเพศหญิงสำหรับฤดูกาลอีกต่อไป ( Cumber 1951 Clapperton และ Dymock 1997 Clapperton และ Lo 1999) ตัวต่อตัวผู้จะมีลักษณะเด่นเป็นพิเศษในต้นฤดูใบไม้ร่วงเมื่อพวกมันแสดงพฤติกรรมการเกี้ยวพาราสี (Dymock 2000)

วิธีการเคลื่อนไหวและการกระจาย

เส้นทางแนะนำสถานที่ใหม่
การกระจายตัวตามธรรมชาติ: ตัวต่อกระดาษเป็นใบปลิวที่อ่อนแอ ระยะทางบินสูงสุดที่บันทึกไว้คือ 72 ม. ( Suzuki 1978 )
เรือ: ตัวต่อกระดาษในเอเชียอาจสร้างรังบนตู้คอนเทนเนอร์ เรือ หรือเรือประมง ซึ่งอาจเดินทางไปที่ใดก็ได้ในโลก (Dymock 2000)

วิธีการกระจายเฉพาะที่
เรือ: ตัวต่อกระดาษในเอเชียอาจสร้างรังบนตู้คอนเทนเนอร์ เรือ หรือเรือประมง ซึ่งอาจเดินทางไปที่ใดก็ได้ในโลก (Dymock 2000)
การแพร่กระจายตามธรรมชาติ (ท้องถิ่น)

เวกเตอร์เส้นทาง

สรุปผลกระทบ

ผลกระทบ

ตัวต่อกระดาษในเอเชียอาจกินเหยื่อที่ไม่มีกระดูกสันหลังจำนวนมาก ทำให้สายพันธุ์เหยื่อมีความเสี่ยงโดยตรงที่ประชากรจะลดลง และคุกคามสัตว์กินแมลงพื้นเมืองโดยอ้อมด้วยแรงกดดันด้านการแข่งขัน (ซึ่งอาจรวมถึงสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังพื้นเมืองหรือสัตว์เลื้อยคลาน) ( Clapperton 1999, Kleinpaste 2000 , ใน Toft and Harris 2004 ) ตัวอย่างเช่น มันอาจกินตัวอ่อนของสายพันธุ์ Lepidoptera พื้นเมือง เช่น ผีเสื้อพระมหากษัตริย์ (Danais plexippus) ลดขนาดประชากรลงอย่างมาก ตัวต่อกระดาษในเอเชียอาจแข่งขันกับผึ้งและนกพันธุ์พื้นเมืองเพื่อหาทรัพยากรน้ำหวานและน้ำหวานที่มีอยู่ (Clapperton et al. 2539) ผลกระทบการไหลลงทุติยภูมิก็เป็นไปได้เช่นกันจากการหยุดชะงักเหล่านี้ไปสู่กระบวนการของระบบนิเวศ (เช่น: การหยุดชะงักของการผสมเกสรเนื่องจากการลดลงของจำนวนประชากรผึ้ง)
ตัวต่อกระดาษเอเชียเป็นสิ่งที่สร้างความรำคาญให้กับสาธารณชนอย่างมาก ต่อยผู้คนเมื่อถูกรบกวน และสร้างรังในบ้านตามการสำรวจหนึ่งครั้ง พวกมันต้องรับผิดชอบต่อเหล็กไนจำนวนมากที่สุดที่ได้รับในโอ๊คแลนด์ (Dymock et al. 1994 ใน Clapperton et al. 1996).

ความคล้ายคลึงกับสายพันธุ์/เงื่อนไขอื่นๆ

ตัวต่อกระดาษออสเตรเลีย (นักการเมือง humilis (Fab.)) อยู่ในนิวซีแลนด์ตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1880 ( Miller 1984 ) มันอาจจะขยายขอบเขตออกไปแล้ว เว้นแต่จะมีการเปลี่ยนแปลงทางภูมิอากาศหรือสิ่งแวดล้อม ทั้งสองสายพันธุ์สามารถแยกแยะได้ง่าย พี.ซี. เสาอากาศ เป็นสีดำมีแถบสีเหลืองในขณะที่ P. humilis มีสีน้ำตาลแดง ( Clapperton et al. 1996 )

การป้องกันและควบคุม

เนื่องจากกฎระเบียบที่เปลี่ยนแปลงได้เกี่ยวกับ (ยกเลิก)การลงทะเบียนยาฆ่าแมลง คุณควรปรึกษารายชื่อสารกำจัดศัตรูพืชที่ขึ้นทะเบียนในประเทศของคุณหรือหน่วยงานที่เกี่ยวข้องเพื่อพิจารณาว่าผลิตภัณฑ์ใดได้รับอนุญาตให้ใช้ในประเทศของคุณอย่างถูกกฎหมายเมื่อพิจารณาถึงการควบคุมสารเคมี ควรใช้สารกำจัดศัตรูพืชอย่างถูกต้องตามกฎหมาย โดยสอดคล้องกับฉลากของผลิตภัณฑ์

มาตรการป้องกัน: การตรวจหากลุ่มประชากรตั้งแต่เนิ่นๆ มีความสำคัญในฐานะแนวป้องกันถัดไปหลังขั้นตอนการกักกันเบื้องต้น Landcare Research ได้ดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับเทคนิคการเฝ้าระวังสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังโดยทั่วไปเพื่อรับรู้ถึงช่องว่างในการเฝ้าระวังความปลอดภัยทางชีวภาพ เหล่านี้รวมถึงกับดักที่ไม่สบาย, กับดักขนาดเล็ก, กับดักหน้าต่าง, กับดักเหนียว, กับดักหลุมพราง, กับดักแสงยูวี, กับดักมดแบน, หม้อมดเหยื่อ, กับดักเดือย, กับดักขวดพื้น, กับดักกระทะสีเหลืองและการตี กับดักเหล่านี้ กับดักที่ไม่สบาย กับดักขนาดเล็ก กับดักหน้าต่าง กับดักเหนียว (สำหรับตัวต่อขนาดเล็ก) กับดัก UV กับดักเดือยเดือย และกับดักขวดพื้นดินพบว่ามีประสิทธิภาพในการจับตัวต่อ โปรดไปที่ลิงก์นี้เพื่อดูคำอธิบายวิธีการดักจับ: http://www.landcareresearch.co.nz/research/biocons/invertebrates/id_surveillance.asp .

เคมี: มีสองวิธีในการลดปัญหาตัวต่อในพื้นที่: การค้นหาและทำลายรังทั้งหมดในพื้นที่ หรือใช้เหยื่อพิษ ( Landcare Research 2007 ) การทำลายรังด้วยตนเองบนพื้นที่ขนาดใหญ่ของพุ่มไม้พุ่มมักจะเป็นเรื่องยากและต้องใช้แรงงานมาก (Toft and Harris 2004) ข้อดีของเหยื่อพิษคือ ตัวต่อที่หาอาหารจะนำพิษกลับรัง ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องหารังหรือเข้าใกล้รังที่มีขนาดใหญ่มากหรือเข้าถึงได้ยาก (Landcare Research 2007) ไม่เหมือน เวสปูลา ตัวต่อ นักการเมือง ตัวต่อไม่ดึงดูดเหยื่อที่ตายแล้ว (เช่น เนื้อไก่ หรือเนื้อปลา) ปัจจัยนี้จำเป็นต้องได้รับการพิจารณาในกลยุทธ์การควบคุมใดๆ (Toft and Harris 2004) ในทางกลับกัน การใช้เหยื่อจากคาร์โบไฮเดรตมีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบในทางลบต่อสายพันธุ์ที่ไม่ใช่เป้าหมาย เช่น ผึ้ง (แมลงผสมเกสรที่สำคัญ) หรือสัตว์พื้นเมืองอื่นๆ ( Spurr 1996 , ใน Toft and Harris 2004 ) การทำลายรังด้วยตนเองในพื้นที่ขนาดใหญ่ของพุ่มไม้นั้นยากและต้องใช้แรงงานมาก (Toft and Harris, 2004 )
ทั้งสองวิธีจะช่วยบรรเทาปัญหาสำหรับฤดูกาลปัจจุบันเท่านั้น และคนงานที่หาอาหารจะบุกเข้าไปในพื้นที่อีกครั้ง พื้นที่จะถูกบุกรุกอีกครั้งในฤดูกาลหน้าโดยราชินีตัวต่อ ซึ่งสามารถบินได้ไกลถึง 30 กิโลเมตรเพื่อค้นหาสถานที่ทำรังที่เหมาะสม ( Landcare Research 2007 )

บรรณานุกรม

Clapperton, B. K. และ Dymock, J. J. 1997. การเติบโตและการอยู่รอดของอาณานิคมของตัวต่อกระดาษเอเชีย Polistes chinensis antennalis (Hymenoptera: Vespidae) ในนิวซีแลนด์ วารสารสัตววิทยานิวซีแลนด์ 24: 9-15. http://www.rsnz.org/publish/nzjz/1997/2.php

Clapperton, B. K. และ Lo, P. L. 2000. Nesting Biology of Asian Paper Wasps Polistes chinensis antennalis Perez และ Australian Paper Wasps P. humilis (Fab.) (Hymenoptera: Vesipade) ในภาคเหนือของนิวซีแลนด์ วารสารสัตววิทยานิวซีแลนด์, 27: 189-195. http://www.rsnz.org/publish/nzjz/2000/22.pdf

Clapperton, B. K. , Tilley, J. A. V. และ Pierce, R. J. 1996. การแพร่กระจายและความอุดมสมบูรณ์ของตัวต่อกระดาษในเอเชีย Polistes chinensis antennalis Perez และตัวต่อกระดาษออสเตรเลีย P.humilis (Fab.) (Hymenoptera: Vespidae) ในแหล่งอาศัยต่างๆในนิวซีแลนด์ วารสารสัตววิทยานิวซีแลนด์ 23: 19-25 http://www.rsnz.org/publish/nzjz/1996/92.php

Clapperton, บี.เค. 2542. ความอุดมสมบูรณ์ของตัวต่อและการบริโภคเหยื่อของตัวต่อกระดาษ (Hymenoptera, Vespidae: Polistinae) ในนอร์ทแลนด์ นิวซีแลนด์ วารสารนิเวศวิทยานิวซีแลนด์ 23: 11-19 http://www.nzes.org.nz/nzje/free_issues/NZJEcol23_1_11.pdf

Cumber, R. A. 1951. ข้อสังเกตบางประการเกี่ยวกับชีววิทยาของตัวต่อออสเตรเลีย, Polistes humilis Fabr. (Hymenoptera: Vespidae) ในโอ๊คแลนด์เหนือ (นิวซีแลนด์) โดยมีการอ้างอิงพิเศษถึงธรรมชาติของวรรณะคนงาน การดำเนินการของ Royal Entomological Society, London (A) 26: 11-16

Dymock, J. J. 2000. การประเมินความเสี่ยงสำหรับการจัดตั้ง Polistine (Polistes spp.) และ Vespine (Vespula spp.) Wasps บนเกาะ Three Kings ทางตอนเหนือของนิวซีแลนด์ วิทยาศาสตร์เพื่อการอนุรักษ์ 156:18 http://www.doc.govt.nz/upload/documents/science-and-technical/sfc156.pdf

Dymock, J. J. Forrgic, S. A. Ameratuga, R. 1994: การสำรวจอาการบาดเจ็บต่อยตัวต่อในเมืองโอ๊คแลนด์ตั้งแต่เดือนธันวาคมถึงเมษายนในปี 1991/2 และ 1992/3 วารสารการแพทย์นิวซีแลนด์ 9 กุมภาพันธ์: 32-33

Harris, A., 2002 Paper Wasp มุ่งหน้าไปทางใต้, ในจดหมายข่าว Stowaway ฉบับที่ 2 ตุลาคม 2002, Landcare Research, New Zealand http://www.landcareresearch.co.nz/publications/newsletters/stowaways/stowaways2002.pdf

Harris, R J. และ P.E.C. อ่าน., 2542. ปรับปรุงการควบคุมทางชีวภาพของตัวต่อ. วิทยาศาสตร์เพื่อการอนุรักษ์ 115 http://www.doc.govt.nz/upload/documents/science-and-technical/Sfc115.pdf

Ito, Y. 1986. Spring Behavior of an Australian Paper Wasp, Polistes humilis synoecus: Colony Founding โดย haplometrosis และการใช้ประโยชน์ของรังเก่า คอนทยู 54: 191-202.

Kasuya, E. , Hibino, Y. และ Ito, Y. 1980. เรื่อง “Intercolonial” Cannibalism in Japanese paper Wasps, Polistes chinensis antennalis Pérez and P. Jadwigale Dalla Torre (Hymenoptera: Vespidae) งานวิจัยด้านนิเวศวิทยาของประชากร 22: 255-262.

คาซึยะ, E.1983. พฤติกรรมทางสังคมของเพศผู้เกิดใหม่ของตัวต่อกระดาษญี่ปุ่น Polistes chinensis antennalis (Hymenoptera: Vespidae) งานวิจัยเกี่ยวกับนิเวศวิทยาของประชากร 25:143-149.

Kudo, K. 2000. การลงทุนผันแปรในการผลิตรังและคนงานโดยผู้ก่อตั้ง Polistes chinensis (Hymenoptera : Vespidae). วารสารจริยธรรม, 18, 37-41.

Kudo, K. 2005. ผลของมวลกายต่อการพัฒนารังและตัวต่อของตัวต่อกระดาษ, Polistes chinensis (Hymenoptera : Vespidae). สังคมวิทยา, 46, 647-654.

การวิจัยการดูแลที่ดิน. 2550ก. หน้าแรก > การวิจัย > ความหลากหลายทางชีวภาพและการอนุรักษ์ > สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่รุกราน > การระบุและการเฝ้าระวังแอมป์ http://www.landcareresearch.co.nz/research/biocons/invertebrates/id_surveillance.asp

การวิจัยการดูแลที่ดิน. 2550ข. หน้าแรก > การวิจัย > ความหลากหลายทางชีวภาพและการอนุรักษ์ > สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังรุกราน > ตัวต่อ > การกระจาย> การแพร่กระจายของตัวต่อสังคมในนิวซีแลนด์ http://www.landcareresearch.co.nz/research/biocons/invertebrates/Wasps/distribution.asp

การวิจัยการดูแลที่ดิน. ค.ศ.2007 หน้าแรก > การวิจัย > ความหลากหลายทางชีวภาพและการอนุรักษ์ > สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังรุกราน > ตัวต่อ > ผลกระทบในนิวซีแลนด์ http://www.landcareresearch.co.nz/research/biocons/invertebrates/Wasps/impacts_intro.asp

การวิจัยการดูแลที่ดิน. พ.ศ. 2550 หน้าแรก > การวิจัย > ความหลากหลายทางชีวภาพและการอนุรักษ์ > สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังรุกราน > ตัวต่อ > การควบคุมตัวต่อ http://www.landcareresearch.co.nz/research/biocons/invertebrates/Wasps/wasp_control.asp

Rabb R.L. 1960. การศึกษาทางชีวภาพของ Polistes ใน North Carolina (Hymenoptera: Vespidae). พงศาวดารของสมาคมกีฏวิทยาแห่งอเมริกา 53:111–121. ค้นหาบทความนี้ออนไลน์

Rabb, R. L. & amp F. R. Lawson, 2500. ปัจจัยบางประการที่มีอิทธิพลต่อการปล้นสะดมของ Polistes ต่อหนอนยาสูบ เจ อีคอน. เอนโทมอล 50: 778–784.

Spurr, E.B. , 1996. ความชอบเหยื่อคาร์โบไฮเดรตของตัวต่อ (Vespula vulgaris และ V. germanica) (Hymenoptera: Vespidae) ในนิวซีแลนด์ วารสารสัตววิทยานิวซีแลนด์ 23: 315–324 http://www.rsnz.org/publish/nzjz/1996/120.php

Suzuki, T. 1978. พื้นที่ ประสิทธิภาพ และการหาเวลาใน Polistes chinensis antennalis Perez (Hymenoptera, Vespidae). วารสารนิเวศวิทยาญี่ปุ่น, 28, 179-189.

Toft, R. J. และ Harris, R. J. 2004. Short Communication: การดักจับสามารถควบคุมประชากรตัวต่อกระดาษของเอเชีย (Polistes chinensis antennalis) ได้หรือไม่? นิวซีแลนด์. วารสารนิเวศวิทยานิวซีแลนด์ 28(2): 272-282. http://www.newzealandecology.org/nzje/free_issues/NZJEcol28_2_279.pdf

Valentine, E. W. และ Walker, A. K. 1991. แคตตาล็อกที่มีคำอธิบายประกอบของ New Zealand Hymenoptera รายงานการคุ้มครองพืช DSIR ครั้งที่ 4

Walker, K. 2007. ตัวต่อกระดาษเอเชีย (Polistes chinensis antennalis) Pest and Diseases Image Library http://www.padil.gov.au/viewPestDiagnosticImages.aspx?id=756

อ้างอิง

แหล่งอ้างอิง

CABI ไม่ระบุ บันทึกย่อ Wallingford สหราชอาณาจักร: CABI

CABI ไม่ระบุ CABI Compendium: สถานะอนุมานจากการกระจายภูมิภาค Wallingford สหราชอาณาจักร: CABI

CABI ไม่ระบุ ข. CABI Compendium: สถานะตามที่บรรณาธิการของ CABI กำหนด Wallingford สหราชอาณาจักร: CABI

แหล่งที่มาหลัก

ผู้ร่วมสมทบ

 รีวิวโดย: Jacqueline Beggs School of Biological Sciences วิทยาเขตทามากิ มหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ นิวซีแลนด์


การอภิปราย

ผลลัพธ์ของเราแนะนำว่าการสะสมของไข่โดยแมลงเพนทาโทมิด น. วิริดูลา กระตุ้นการผลิตของ synomones ที่เกิดจากโฮสต์ที่ดึงดูด parasitoid ไข่ ต. บาซาลิส. synomones ที่เกิดจากการวางไข่ได้รับการอธิบายไว้ในระบบ tritrophic อีกสองระบบเท่านั้น ขั้นแรกให้วางไข่โดยด้วงใบเอล์ม Xanthogaleruca luteola มุลเลอร์กระตุ้นใบเอล์ม(อุลมุสไมเนอร์ มิลเลอร์) เพื่อผลิตสารระเหยที่ดึงดูดตัวต่อยูโลฟิด Oomyzus gallerucae (Fonscolombe)(ไมเนอร์สและฮิลเกอร์, 1997). ประการที่สอง การวางไข่โดยขี้เลื่อยไม้สน Diprion pini (L.) กระตุ้นการผลิตกลิ่นในเข็มของ Pinus sylvestris ล. เพื่อดึงดูดตัวต่อยูโลฟิด Chrysonotomyia ruforum (ครัสส์)(Hilker et al., 2002b). แม้ว่าผลลัพธ์ของเราจะยังไม่ครอบคลุมและมีรายละเอียดมากเท่ากับในสองระบบนี้ แต่ความเหมือนและความแตกต่างหลายประการก็ปรากฏให้เห็นแล้ว

ผลลัพธ์จากระบบไตรทรอปิกของเราแสดงให้เห็นว่าพืชประจำปีสามารถก่อให้เกิดอาการคล้ายคลึงที่เกิดจากการวางไข่ได้เป็นครั้งแรก ตามที่ Hilker et al แนะนำ (2002a) พืชประจำปีที่มีวงจรชีวิตสั้นและชีวมวลที่ค่อนข้างเล็ก อาจได้รับประโยชน์มากกว่าไม้ยืนต้นที่มีขนาดใหญ่กว่าจากกิจกรรมกาฝากไข่ ซึ่งลดจำนวนตัวอ่อนที่กินอาหารโดยอ้อม

อาการคล้ายคลึงที่เกิดจากการวางไข่โดยด้วงใบเอล์มและแมลงปอสนซึ่งมีช่วงโฮสต์ที่จำกัด มีลักษณะเฉพาะโดยการตอบสนองจำเพาะสูงในปรสิตไข่ของพวกมัน (Hilker et al., 2002a) ตรงกันข้าม, น. วิริดูลา เป็นโพลีฟากัสสูง พัฒนามากกว่า 150 สปีชีส์ภายใน ∼30 ตระกูลพืช แม้ว่าจะมีความชอบที่แตกต่างกันสำหรับพืชตระกูลถั่ว (Todd, 1989 Panizzi et al., 2000) เราพิสูจน์แล้วว่า น. วิริดูลา เห็นได้ชัดว่าการตกไข่ทำให้เกิด Synomones ในพืชตระกูลถั่วสองชนิดที่แตกต่างกัน เพราะว่า น. วิริดูลาช่วงโฮสต์ที่กว้างของ เราคาดการณ์ว่าคำพ้องความหมายที่เกิดจาก น. วิริดูลา การวางไข่จะพบได้ในพืชอาศัยประจำปีและไม้ยืนต้นอื่นๆ

ไม่เหมือนด้วงใบเอล์มและขี้เลื่อยสน น. วิริดูลา ตัวเมียจะไม่ตัดหรือทำลายพื้นผิวของโฮสต์ในระหว่างการวางไข่ แทนที่จะวางไข่บนผิวใบในกลุ่มที่เกาะติดกันและเกาะกับต้นด้วยการหลั่งของท่อนำไข่ที่เหนียวเหนอะหนะ สารคัดหลั่งนี้จะสะสมอยู่ที่โคนของไข่ในขณะที่มันลงมาที่รังไข่ และเมื่อสัมผัสกับอากาศ การคัดหลั่งจะเกิดออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วจนกลายเป็นฟิล์มสีน้ำตาลอ่อนที่ขยายออกไปเหนือขอบมวลไข่ (Bin et al., 1993) ตัวเมียของด้วงใบเอล์มและแมลงปอสนยังเคลือบไข่ของพวกมันด้วยการหลั่งของท่อนำไข่ โดยมีผลสองประการ อย่างแรก การหลั่งจะกระตุ้นการผลิตของ synomones ในพืชเจ้าบ้านเมื่อสัมผัสกับเนื้อเยื่อของโฮสต์ที่ได้รับบาดเจ็บระหว่างการตกไข่ (Meiners and Hilker, 1997 Hilker et al., 2002b) ด้วงใบเอล์ม ตัวเมียจะกำจัดพื้นผิวด้านล่างของใบก่อนที่จะวางไข่ด้วยปากของพวกมัน และ ไพน์ขี้เลื่อยตัวเมียกรีดเข็มสนเพื่อสอดไข่(Meiners and Hilker, 2000 Hilker et al., 2002b) ประการที่สอง สารคัดหลั่งถูกใช้เป็นไคโรโมนติดต่อที่กระตุ้นพฤติกรรมการยอมรับของโฮสต์ในปรสิตในไข่ (Bin et al., 1993 Meiners and Hilker, 1997)

จนถึงปัจจุบัน การทดลองของเรายังไม่ได้ระบุลักษณะของตัวกระตุ้นที่เกี่ยวข้องกับ น. วิริดูลา การวางไข่หรือกลไกการออกฤทธิ์เฉพาะของมัน เนื่องจากไม่มีบาดแผลใดๆ ที่เด่นชัดบนพืชในขณะที่วางไข่ สารกระตุ้นอื่นๆ นอกเหนือจากที่เกี่ยวข้องกับการหลั่งของท่อนำไข่อาจเป็นไปได้ เช่น สิ่งที่เกี่ยวข้องกับเคมีพื้นผิวของไข่ เช่นเดียวกับกรณีที่มีไฮโดรคาร์บอนอยู่ในแว็กซ์พื้นผิว ของด้วงมันฝรั่งโคโลราโด (Leptinotarsa ​​decemlineata พูด) ไข่(Nelson et al., 2003) หรือแม้แต่การปรากฏตัวของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับไข่(Städler, 2002) นอกจากนี้ ในกรณีของไซโนโมนที่เหนี่ยวนำให้เกิดการตกไข่ที่ศึกษาโดย Hilker et al. อิทธิพลของกิจกรรมการให้อาหารของผู้ใหญ่ในการชักนำให้เกิดไซโนโมนไม่ได้รับการยกเว้น (เช่น ด. พินิจ ตัวเมียที่โตเต็มวัยไม่กินพืช Hilker et al., 2002a) ในการทดลองของเรา สารระเหยที่ปล่อยออกมาจากใบไม้เท่านั้นที่เสียหายโดย น. วิริดูลาการให้อาหารนั้นไม่น่าดึงดูดใจมากไปกว่าการระเหยจากใบที่ไม่เสียหาย แต่สารระเหยที่เกิดจากการรวมกันของความเสียหายจากการป้อนและการตกไข่ดูเหมือนจะทำหน้าที่เสริมฤทธิ์กัน กิจกรรมเสริมฤทธิ์กันระหว่างการให้อาหารและการตกไข่ดูเหมือนจะได้รับการยืนยันจากผลการทดลองทางเคมีและพฤติกรรมที่กำลังดำเนินอยู่เกี่ยวกับกลิ่นของต้นถั่วที่เกิดจาก น. วิริดูลา ผู้ใหญ่อันเป็นผลมาจากกิจกรรมการให้อาหารกิจกรรมการวางไข่และกิจกรรมการให้อาหารและการตกไข่รวมกัน (S. Colazza, J. S. McElfresh และ J. G. Millar, การสังเกตส่วนตัว) Synomones ที่ปล่อยออกมาเพื่อตอบสนองต่อการโจมตีโดยแมลงพืชสามารถเกิดขึ้นหรือปล่อยที่ไซต์ของการโจมตี เช่นเดียวกับระบบโดยส่วนอื่น ๆ ของพืช หรือสารประกอบสามารถเกิดขึ้นที่ไซต์ของการโจมตี ขนส่งไปยังไซต์อื่น และปล่อยตัวให้ห่างไกลจากที่เกิดเหตุ (Dicke, 1999 Turlings and Benrey, 1998) ไซโนโมนที่เหนี่ยวนำให้เกิดการตกไข่ทั้งหมดที่ตรวจสอบจนถึงปัจจุบันนั้นปล่อยออกมาจากทั้งใบที่มีไข่และจากส่วนที่ไม่มีแมลงและไข่ของพืชชนิดเดียวกัน (Hilker et al.,2002a การศึกษาปัจจุบัน) การตอบสนองที่กระตุ้นอย่างเป็นระบบอาจเป็นประโยชน์ต่อพืชที่ถูกโจมตีโดยการเพิ่มปริมาณของ synomones ที่ผลิตขึ้นและเพิ่มพื้นที่ผิวจากการที่ synomones ถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะสร้างสัญญาณที่ชัดเจนมากขึ้นซึ่งสามารถเพิ่มความดึงดูดของปรสิตได้ (Dicke and van Loon, 2000 และการอ้างอิงในนั้น ).

มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าการปลดปล่อย Synomones ที่เกิดจากโฮสต์นั้นเกิดขึ้นจากปัจจัยหลายประการ เช่น ค่าใช้จ่ายในการป้องกัน และ/หรือการประสานกับกิจกรรมของตัวต่อ (Turlings and Benrey, 1998) ทรัพยากรไข่ของโฮสต์เป็นสิ่งชั่วคราว เนื่องจากคุณภาพของไข่ของโฮสต์ลดลงอย่างรวดเร็วตามเวลาที่โฮสต์พัฒนา (Vinson,1998) ในระบบของเรา อายุของมวลไข่ของโฮสต์มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการยอมรับของ ต. บาซาลิส(Bin et al., 1993). ดังนั้นจึงคาดว่าการผลิตและ/หรือกิจกรรมของไซโนโมนที่เหนี่ยวนำให้เกิดการตกไข่ควรได้รับอิทธิพลจากอายุของมวลไข่ สอดคล้องกับสมมติฐานนี้ ใบไม้ที่มีไข่ที่มีอายุ 72-96 ชั่วโมงยังคงดึงดูดปรสิต ในขณะที่ใบที่มีไข่ฟักออกมาไม่เป็นเช่นนั้น

โดยสรุป ความรู้ของเราเกี่ยวกับอาการคล้ายคลึงกันที่เกิดขึ้นในพืชอันเป็นผลมาจากการวางไข่ของแมลงยังคงเป็นพื้นฐาน โดยที่ตัวกระตุ้นเฉพาะ ลักษณะคล้ายคลึงและกลไกการทำงานที่ยังเหลือให้ระบุ งานที่กำลังดำเนินการอยู่มีจุดมุ่งหมายเพื่อระบุคำพ้องความหมายที่เกิดจาก น. วิริดูลา การวางไข่และ/หรือการให้อาหาร และเพื่อตรวจสอบระยะเวลาในการผลิตเป็นขั้นตอนแรกในการทำความเข้าใจสัญญาณและสัญญาณที่เป็นสื่อกลางในการปฏิสัมพันธ์แบบไตรโทรฟิกในระบบนี้


พืชที่กินเนื้อเหล่านี้เรืองแสงภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตเพื่อดึงดูดเหยื่อ

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารล่อแมลงของเหยื่อได้หลายวิธี: น้ำหวานที่ไม่อาจต้านทาน สีสันสดใส และกลิ่นหอมเย้ายวนที่มีตั้งแต่ดอกกุหลาบไปจนถึงเนื้อเน่า

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันวิจัยและสวนพฤกษศาสตร์เขตร้อนชวาหระลาล เนห์รู ในอินเดียได้ค้นพบวิธีการซ่อนเร้นที่ซ่อนเร้นอยู่ท่ามกลางความเขียวขจีที่โหดเหี้ยมที่สุด พืชกินเนื้อบางชนิด พวกเขาค้นพบ ล่อแมลงให้ตายด้วยแสงฟลูออเรสเซนต์ที่มองไม่เห็นด้วยตามนุษย์

Sarracenia ชงโค, พืชที่กินเนื้อเป็นอาหารพื้นเมืองของภาคตะวันออกของสหรัฐ ยังเรืองแสงภายใต้ UV

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแมลงดึงดูดพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารด้วยกลิ่นและสีของพวกมัน แต่หลักฐานที่แน่ชัดว่าสิ่งใดที่ล่อแมลงให้ตายนั้นไม่เคยรู้มาก่อน  ในช่วงเวลาแห่งความบังเอิญ ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยนักพฤกษศาสตร์& #160Sabulal Baby นำพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารหลายชนิดที่พวกเขาใช้สำหรับการทดลองที่ไม่เกี่ยวข้องภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต รวมทั้ง หม้อข้าวหม้อแกงลิง ต้นเหยือกหายากที่มีถิ่นกำเนิดในอินเดีย และถ่ายภาพสิ่งที่พวกเขาเห็น

"เราพบวงแหวนสีน้ำเงินบนขอบเหยือก" ด้วยความประหลาดใจครั้งใหญ่ของเรา “แล้วเราก็มองคนอื่น หม้อข้าวหม้อแกงลิง สปีชีส์และกับดักเหยื่อของพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารอื่น ๆ รวมทั้งแมลงวันวีนัส และเราพบการปล่อยสีน้ำเงินที่เกิดจากรังสียูวีอย่างสม่ำเสมอ" สีเหล่านี้พบในพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารทั้งหมด 20 สายพันธุ์และได้รับการบันทึกไว้ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน & # 160ชีววิทยาพืชนับเป็นครั้งแรกที่ตรวจพบการปล่อยฟลูออเรสเซนต์ที่แตกต่างกันดังกล่าวในอาณาจักรพืช

กระถางต้นไม้ภายใต้แสงปกติ (ซ้าย) และแสงยูวี (ขวา)

ภายใต้แสงปกติ ขอบล้อที่สว่างและเรืองแสงเหล่านี้จะดูเป็นสีเขียวสำหรับมนุษย์ แต่มด—ที่มองไม่เห็นสีแดงแต่ไวต่อแสงสีน้ำเงินมาก และแสงสีม่วง— จะเห็นวงแหวนเรืองแสงสีน้ำเงินซึ่งเป็นผลมาจากสารเมแทบอลิซึมในพืชที่ดูดซับรังสี UV จากดวงอาทิตย์และปล่อยกลับออกมาเป็น แสงที่มองเห็น. การนำต้นไม้ไปไว้ใต้แสงยูวีในห้องมืดอย่างที่ทีมของเบบี้ทำ ได้ขยายเอฟเฟกต์ ทำให้มนุษย์สามารถมองเห็นการปล่อยก๊าซสีฟ้าได้ชัดเจนขึ้น

เพื่อพิสูจน์ว่าการปล่อยมลพิษเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการปล้นสะดมของพืช นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างการทดลองที่สวยงาม พวกเขาเฝ้าสังเกตพืชเหยือกที่มีชีวิตในทุ่งเป็นเวลาสิบวัน จากนั้นตัดออกหลังจากนั้นและดูว่าแต่ละตัวจับมดได้กี่ตัว พืชบางชนิดถูกทาสีด้วยสารสกัดอะซิโตนที่สกัดกั้นการปล่อยฟลูออเรสเซนต์ มันไม่ชัดเจน ทำไม มดจะถูกดึงดูดโดยแสงสีน้ำเงิน แต่ผลที่ได้เกิดขึ้นหลายครั้งและในหลายตำแหน่ง ค่อนข้างชัดเจนว่าเป็นกรณีนี้:

จำนวนแมลงที่จับได้ในช่วงสิบวันโดยต้นเหยือกที่ทาสีด้วยสารป้องกันรังสียูวี (ซ้าย) และพืชปกติ (ขวา)

เขายังไม่ได้ทดสอบแนวคิดนี้ แต่เบบี้บอกว่าพืชอาจใช้การเรืองแสงเพื่อจุดประสงค์อื่นเช่นกัน การศึกษาภาคสนามเมื่อเร็วๆ นี้ในเกาะบอร์เนียวระบุว่าเหยือกบางสายพันธุ์อาจมีความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็กที่ออกหากินเวลากลางคืน เช่น หนู ค้างคาว และปากแหลม • สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหล่านี้มาดื่มน้ำหวานจากพืช และสะสมอุจจาระที่มีคุณค่าทางโภชนาการไว้ใกล้ๆ ซึ่งทำหน้าที่เป็น ปุ๋ย. "การปล่อยสารเรืองแสงโดย หม้อข้าวหม้อแกงลิง กับดักสามารถทำหน้าที่เป็นตัวชี้นำภาพหลักที่ล่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหล่านี้เข้าหาพวกมัน," เบบี้พูด

สัญญาณที่มองไม่เห็นตามปกติเหล่านี้อาจแพร่หลายในอาณาจักรพืชมากกว่าที่เราเคยรับรู้มาก่อน ตัวอย่างเช่น การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษเปิดเผยว่าภมรสามารถตรวจจับสนามไฟฟ้าที่เกิดจากดอกไม้ได้ เพิ่มการสื่อสารอีกชั้นหนึ่งให้กับความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างสิ่งมีชีวิตทั้งสองชนิดนี้ "อาจมีสัญญาณรูปแบบอื่นอีกมากมายรอที่จะพบ" เบบี้กล่าว

เกี่ยวกับ โจเซฟ สตรอมเบิร์ก

โจเซฟ สตรอมเบิร์กเคยเป็นนักข่าวดิจิทัลของ สมิธโซเนียน.


Geodes เรืองแสง?

คุณอาจแปลกใจที่รู้ว่าบางคนพบจีโอเดสที่มีแร่ธาตุเรืองแสงอยู่ภายใน จีโอด Dugway บางส่วนที่พบในชุมชน Dugway รัฐ Utah นั้นเรียงรายไปด้วยโมราซึ่งก่อให้เกิดการเรืองแสงสีเขียวมะนาวที่เกิดจากปริมาณยูเรเนียมจำนวนเล็กน้อย

Dugway geodes นั้นน่าทึ่งด้วยเหตุผลอื่น พวกมันก่อตัวขึ้นเมื่อหลายล้านปีก่อนในถุงแก๊สของเตียงไรโอไลต์ จากนั้นเมื่อประมาณ 20,000 ปีที่แล้วพวกมันถูกคลื่นซัดกัดเซาะตามแนวชายฝั่งของทะเลสาบน้ำแข็งและขนส่งหลายไมล์ไปยังที่ซึ่งพวกมันมาพักในตะกอนในทะเลสาบในที่สุด [4] ทุกวันนี้ ผู้คนขุดมันขึ้นมาและเพิ่มลงในคอลเลกชั่นแร่ geode และ fluorescent

หลอดยูวี: โคมไฟอัลตราไวโอเลตระดับมือสมัครเล่นสามดวงที่ใช้สำหรับการดูแร่เรืองแสง ที่ด้านบนซ้ายเป็นโคมไฟสไตล์ "flashlight" ขนาดเล็กที่ผลิตแสงยูวีแบบคลื่นยาวและมีขนาดเล็กพอที่จะใส่ในกระเป๋าเสื้อได้ง่าย ด้านบนขวาเป็นโคมไฟคลื่นสั้นแบบพกพาขนาดเล็ก หลอดไฟด้านล่างให้แสงทั้งคลื่นยาวและคลื่นสั้น หน้าต่างทั้งสองบานเป็นฟิลเตอร์แก้วหนาที่ช่วยขจัดแสงที่มองเห็นได้ หลอดไฟที่ใหญ่ขึ้นก็แข็งแรงพอที่จะใช้ในการถ่ายภาพ ควรสวมแว่นตาหรือแว่นตาป้องกันรังสียูวีเมื่อทำงานกับหลอด UV


สภาพแวดล้อมที่มีแสงแตกต่างกันส่งผลกระทบต่อตัวต่อปรสิตและกิจกรรมเคลื่อนที่ของโฮสต์

ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาพแสงที่เปลี่ยนแปลงไป มีการวิจัยที่สำคัญเกี่ยวกับการมองเห็นของแมลงผสมเกสรในเวลากลางวัน อย่างไรก็ตาม ไม่ค่อยมีใครรู้จักแมลงปรสิต ในที่นี้เราศึกษาว่าการทำงานของหัวรถจักรของตัวต่อปรสิตเป็นอย่างไร Aphidius ervi และตัวหลักคือเพลี้ยอ่อน อะซิรโธซิฟอน พิสุมได้รับผลกระทบภายใต้การควบคุมแสงประดิษฐ์ ด้วยการใช้ไฟ LED ที่มีความยาวคลื่น 5 ช่วง (361, 450, 500-600, 626 และ 660 นาโนเมตร) เราจึงสร้างสเปกตรัมแสงประดิษฐ์ที่แตกต่างกันซึ่งปรสิตและเพลี้ยโฮสต์สามารถพบเห็นได้ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ รวมทั้งร่มเงาของใบไม้และแสงแดดโดยตรง เราพบว่าความน่าจะเป็นของเพลี้ยอ่อนในการเดินขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาระหว่างแสง ระยะพัฒนาการ และจีโนไทป์ที่แสดงในรูปแบบโคลน ความเข้มของแสงประดิษฐ์ไม่ส่งผลต่อความน่าจะเป็นของปรสิตในการเดินเมื่อเทียบกับความยาวคลื่น และกิจกรรมขึ้นอยู่กับเพศของบุคคล เพศผู้มีความกระฉับกระเฉงมากกว่าเพศหญิงภายใต้การทดสอบสเปกตรัมความยาวคลื่นแบบเอกรงค์ทั้งหมด หญิงพรหมจารีมีความกระฉับกระเฉงน้อยกว่ามากภายใต้แสงเงาของใบไม้เทียมและแสงแดดเทียม เมื่อเทียบกับตัวผู้และตัวเมียที่แต่งงานแล้ว ความล่าช้าก่อนเที่ยวบินสำหรับผู้หญิงได้รับการสนับสนุนโดยแสงแดดส่องถึง ในขณะที่สภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยไม่ส่งผลต่อความล่าช้าของเที่ยวบินสำหรับผู้ชาย เราแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมหัวรถจักรของ ก. พิสุม (เดิน) และของ A. ervi (การเดินและการบิน) แตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อย การศึกษานี้ควรช่วยพัฒนาความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของการให้แสงสว่างต่อปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับปรสิต ซึ่งอาจช่วยควบคุมประชากรแมลงศัตรูพืชได้

นี่คือตัวอย่างเนื้อหาการสมัครสมาชิก เข้าถึงผ่านสถาบันของคุณ


แสงจากโคมไฟถนนและต้นไม้มีอิทธิพลต่อกิจกรรมของค้างคาวในเมืองอย่างไร

แสงประดิษฐ์ถือเป็นความสำเร็จที่สำคัญทางสังคม วัฒนธรรม และเศรษฐกิจ อย่างไรก็ตาม แสงประดิษฐ์ในตอนกลางคืนยังกล่าวกันว่าเป็นภัยคุกคามต่อความหลากหลายทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่งผลกระทบต่อสายพันธุ์กลางคืนในเขตมหานคร เป็นที่ชัดเจนว่าการตอบสนองของสัตว์ป่าต่อแสงประดิษฐ์ในเวลากลางคืนอาจแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ ฤดูกาล และประเภทของโคมไฟ การศึกษาที่ดำเนินการโดยทีมงานที่นำโดยสถาบัน Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (Leibniz-IZW) ได้เผยให้เห็นว่าโคมไฟถนนที่ปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตและไม่ใช้รังสี UV มีอิทธิพลต่อกิจกรรมของค้างคาวในเขตมหานครเบอร์ลินอย่างไร ต้นไม้ที่ปกคลุมอาจลดผลกระทบจากมลพิษทางแสงหรือไม่ การศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ พรมแดนในนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ.

แสงแดดธรรมชาติเป็นตัวกำหนดจังหวะของกลางวันและกลางคืนบนโลกของเรา กว่าล้านปีที่สัตว์ป่าและผู้คนได้ปรับให้เข้ากับจังหวะของช่วงแสงธรรมชาติ ในฐานะสิ่งมีชีวิตในเวลากลางวัน มนุษย์ได้ขยายขอบเขตทางนิเวศวิทยาไปสู่เวลากลางคืนด้วยการประดิษฐ์และใช้แสงประดิษฐ์ ทว่าสัตว์ที่ออกหากินเวลากลางคืน เช่น ค้างคาว อาจได้รับผลเสียจากแสงประดิษฐ์ที่เกิดจากโคมไฟถนน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ปัจจุบันได้รับการยอมรับว่าเป็นมลพิษทางแสง ผลปรากฎว่าการตอบสนองของค้างคาวต่อมลภาวะทางแสงนั้นซับซ้อน "เราสังเกตเห็นกิจกรรมที่สูงขึ้นของค้างคาวสองสายพันธุ์ pipistrelle คือ pipistrelle ทั่วไปและ pipistrelle ของ Nathusius ในพื้นที่ที่มีโคมไฟถนนที่ปล่อยรังสี UV จำนวนมาก" Tanja Straka นักวิทยาศาสตร์จาก Department of Evolutionary Ecology ของ IZW และเป็นผู้เขียนคนแรกของการศึกษาอธิบาย . สายพันธุ์ฉวยโอกาสเหล่านี้อาจกินแมลงที่ดึงดูดให้แสงยูวี "อย่างไรก็ตาม สปีชีส์อื่นๆ ทั้งหมดมีความกระตือรือร้นน้อยกว่าและแม้กระทั่งถูกขับไล่โดยหลอดไฟ ไม่ว่าแสงที่ปล่อยออกมาจะมีหรือไม่มีแสงยูวีหรือไม่ก็ตาม" สตรากากล่าวเสริม

ความแปลกใหม่ของการศึกษานี้คือการพิจารณาผลกระทบเหล่านี้เกี่ยวกับต้นไม้ปกคลุม ต้นไม้ไม่เพียงแต่ให้ที่พักพิงแก่ค้างคาวในเวลากลางวันเท่านั้น ต้นไม้ยังอาจให้ร่มเงาแก่ค้างคาวในบริเวณที่มีแสงสว่าง "เป้าหมายของเราคือการพิจารณาว่าต้นไม้ที่ปกคลุมมีผลต่อการตอบสนองของค้างคาวต่อแสงประดิษฐ์หรือไม่และอย่างไร" สตรากากล่าว

ทีมงานพบว่าการตอบสนองของค้างคาวต่อแสงประดิษฐ์นั้นรุนแรงขึ้นในบริเวณที่มีต้นไม้ปกคลุมสูง ตัวอย่างเช่น แรงดึงดูดของ Pipistrellus pipistrellus ต่อแสง UV นั้นเด่นชัดกว่าเมื่อมีต้นไม้จำนวนมาก อาจเป็นเพราะแสง UV ดึงดูดแมลงจากพืชพรรณ ในทางกลับกัน ค้างคาวหูหนู (Myotis spp.) ถูกบันทึกน้อยกว่าในพื้นที่ที่มีโคมไฟถนนจำนวนมาก (โดยไม่คำนึงถึงรังสี UV หรือไม่มีรังสี UV) และต้นไม้จำนวนมาก ค้างคาวหูหนูดูเหมือนจะไวต่อแสงเป็นพิเศษและหลีกเลี่ยงบริเวณที่มีแสงส่องถึงแม้จะรวมถึงต้นไม้หรือพุ่มไม้ก็ตาม ทีมงานยังพบว่าค้างคาวกินแมลงที่บินได้สูงจะกระฉับกระเฉงมากขึ้นในพื้นที่เมื่อแสงจากโคมไฟถนน LED ถูกทำให้ชื้นโดยต้นไม้ที่ปกคลุมสูงกว่าบริเวณที่มีโคมไฟ LED จำนวนมากและไม่มีต้นไม้" ไฟ LED ไม่ดึงดูดแสงจำนวนมาก แมลงจึงไม่น่าดึงดูดนักเพราะเป็นบริเวณหาอาหารสำหรับค้างคาวบินสูงพวกมันอาจถูกขับไล่ด้วยแสงที่ล้นจากหลอดไฟ LED ฝาครอบต้นไม้ดูเหมือนว่าจะช่วยลดแสงที่ส่องลงมาซึ่งทำให้ค้างคาวบินสูงสามารถบินได้ภายใต้ร่มเงาของต้นไม้ ” สตรากาอธิบาย

ผลลัพธ์เหล่านี้อิงจากการวิเคราะห์การโทรค้างคาวมากกว่า 11,000 ครั้งในช่วงสามเดือนที่ 22 แห่งในเขตเมืองเบอร์ลิน การเรียกค้างคาวถูกระบุโดยสปีชีส์และกิจกรรมของค้างคาวถูกคำนวณสำหรับแต่ละสปีชีส์และไซต์ ข้อมูลเหล่านี้ถูกเปรียบเทียบกับลักษณะของภูมิประเทศ เช่น ต้นไม้ปกคลุมและความเข้มของมลพิษทางแสงที่ประเมินโดยการสำรวจระยะไกล (เช่น ข้อมูลจากดาวเทียม) นอกจากนี้ยังใช้ตำแหน่งที่แน่นอนของโคมไฟถนนและข้อมูลการปล่อยแสงยูวีเพื่อประเมินระดับมลพิษทางแสงในพื้นที่ศึกษา

คริสเตียน วอยต์ หัวหน้าภาควิชาสรุปว่า "สิ่งที่สำคัญที่สุดคือสำหรับค้างคาวแล้ว ความสัมพันธ์ระหว่างแสงประดิษฐ์กับพืชพรรณนั้นซับซ้อนและแตกต่างกันไปตามสปีชีส์ แต่แสงประดิษฐ์โดยรวมในเวลากลางคืนก็ส่งผลเสียต่อค้างคาว" คริสเตียน วอยต์ หัวหน้าแผนกสรุป “แม้แต่สายพันธุ์ที่อาจล่าด้วยตะเกียงตามถนนโดยฉวยโอกาสก็ยังต้องทนทุกข์ทรมานในระยะยาวจากแมลงที่ตายจากโคมถนนอย่างต่อเนื่อง ต้นไม้มีความสำคัญสำหรับค้างคาวในเมือง ไม่เพียงแต่เป็นที่หลบภัย แต่ยังเป็นแหล่งของแมลงที่เป็นเหยื่อด้วย ดังนั้น ควรหลีกเลี่ยงแสงประดิษฐ์ในแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีต้นไม้จำนวนมาก” การเพิ่มต้นไม้ในบริเวณที่มีแสงสว่างมากหรือปิดไฟเมื่อไม่ได้ใช้งานพื้นที่นั้น อาจมีส่วนช่วยในการอนุรักษ์ค้างคาวและอาจเป็นสัตว์ป่ากลางคืนอื่นๆ ด้วย เนื่องจากต้นไม้ให้ร่มเงาและที่หลบภัยที่ค้างคาวต้องการอย่างเร่งด่วน


ไฟ LED มีอิทธิพลต่อกิจกรรมของค้างคาว

การเปลี่ยนหลอดไฟแบบเดิมอย่างแพร่หลายในไฟถนนโดยไดโอดเปล่งแสงประหยัดพลังงาน (LED) มีอิทธิพลอย่างมากต่อค้างคาวในฐานะนักล่ากลางคืนในเมือง ค้างคาวฉวยโอกาสสูญเสียโอกาสในการล่าสัตว์ในขณะที่สายพันธุ์ที่ไวต่อแสงได้ประโยชน์ สิ่งนี้แสดงให้เห็นในการศึกษาล่าสุดโดย Christian Voigt และ Daniel Lewanzik จากสถาบัน Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (IZW)

หลอดปรอทความดันสูงทั่วไปมีความยาวคลื่นหลากหลาย รวมถึงช่วงความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลต ด้วยเหตุนี้ แมลงจึงถูกดึงดูดด้วยไฟถนนและแสงทางอ้อมที่เล็ดลอดออกมาจากบ้านเรือนอย่างน่าอัศจรรย์ แมลงเม่า ยุง ด้วง และแมลงอื่นๆ ถูกดึงดูดเข้าหาแสงเนื่องจากสิ่งที่เรียกว่าเอฟเฟกต์เครื่องดูดฝุ่น พวกมันวนเวียนรอบตะเกียงและมักจะตกเป็นเหยื่อของนักล่ากินแมลง ตัวอย่างเช่น ค้างคาวบางสายพันธุ์ที่ทนต่อแสงมักออกหากินโดยอาศัยแมลงที่จุดไฟสำหรับพวกมัน โคมไฟถนนเป็น "บุฟเฟ่ต์" ที่จุดไฟ อย่างไรก็ตาม ไฟ LED แบบใหม่ที่ใช้ในโคมไฟถนนไม่ปล่อยแสงยูวี ดังนั้นแมลงจึงเพิกเฉยและไม่ส่งเสียงอึกทึกรอบโคมไฟอีกต่อไป นักวิทยาศาสตร์จาก IZW ได้ศึกษาว่าการใช้หลอดไฟ LED ที่เพิ่มขึ้นอาจส่งผลต่อกิจกรรมของค้างคาวในเมืองได้อย่างไร

ก่อนหน้านี้ เป็นที่ทราบกันดีว่าสายพันธุ์ฉวยโอกาส เช่น pipistrelles และ noctule ทั่วไปสามารถทนต่อแสงและการล่าได้แม้ในพื้นที่ที่มีแสงสว่างเพียงพอในเมืองตอนกลางคืน สายพันธุ์ที่ไวต่อแสงที่หลบแสง เช่น ค้างคาวหูหนูจำนวนมาก ส่วนใหญ่ล่าสัตว์ในสวนสาธารณะและป่ามืด

สำหรับการศึกษาของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์ได้ติดตั้งเครื่องบันทึกค้างคาวบนโคมไฟถนน 46 ดวงใน 6 เมืองของเยอรมนี ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงศึกษาธิการและการวิจัยแห่งสหพันธรัฐเยอรมัน (BMBF) ตะวันตกเฉียงใต้และเบอร์ลิน ด้วยการบันทึกการเรียกตำแหน่งเสียงสะท้อนของค้างคาวล่าสัตว์ เครื่องบันทึกค้างคาวจะตรวจจับการปรากฏตัวของค้างคาวที่โคมไฟถนนทั่วไปและไฟ LED โดยอัตโนมัติ

ผลลัพธ์เป็นที่น่าสนใจ: ในขณะที่กิจกรรมของ pipistrelle ทั่วไปลดลง 45% ใกล้กับหลอดไฟ LED สายพันธุ์ที่ไวต่อแสงซึ่งมักจะหลีกเลี่ยงแสงประดิษฐ์เพิ่มกิจกรรมของพวกมันถึงสี่ครึ่ง บางชนิด เช่น Nathusius pipistrelle ไม่ได้รับผลกระทบจากสเปกตรัมที่ลดลงของความยาวคลื่นของ LED "ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าค้างคาวที่ไวต่อแสงอาจได้รับประโยชน์จากการใช้ LED ที่เพิ่มขึ้น แต่สายพันธุ์ที่ฉวยโอกาสจะต้องทนทุกข์ทรมานจากมัน" Voigt กล่าว อย่างหลังอาจจะต้องเดินทางไกลกว่าเพื่อหาอาหารเพียงพอ

สิ่งหนึ่งที่ดูเหมือนจะแน่นอน: ค้างคาวจะปรับพฤติกรรมการหาอาหารของพวกมันให้เข้ากับสถานการณ์ใหม่ ดังนั้น องค์ประกอบของสายพันธุ์ภายในฝูงค้างคาวจึงมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมในเมือง "ทั้งการใช้ไฟ LED และการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมของค้างคาวจะมีผลอย่างมากต่อประชากรแมลง เนื่องจากค้างคาวเป็นสัตว์นักล่าอันดับต้นๆ สำหรับประชากรแมลงในสภาพแวดล้อมในเมือง" Voigt เน้น

ในอนาคตจะมียุงและแมลงรบกวนอื่นๆ อีกหรือไม่? “ใช่ นี่อาจเป็นด้านลบของมัน” Voigt คาดเดา "แต่จะมีแมลงเม่ามากขึ้นด้วย การถ่ายละอองเรณูมากขึ้นจะหมายถึงการผลิตเมล็ดที่สูงขึ้นเพื่อประโยชน์ของพืช - ผลกระทบที่อาจไม่มีใครคิดเมื่อจุดประสงค์คือการประหยัดพลังงานในไฟถนน

LED ใช้พลังงานน้อยมาก ค่าไฟฟ้าจึงต่ำ นอกจากนี้ยังสามารถควบคุมไดนามิกและหรี่แสงได้เมื่อไม่ต้องการความเข้มข้นเต็มที่ ฟังดูเหมือนเป็นประโยชน์อย่างมาก แต่ก็อาจกลายเป็นปัญหาได้เช่นกัน แนวโน้มที่ผู้คนจะใช้ไฟ LED เพื่อส่องสว่างทุกมุมบ้านและสวนของพวกเขา มีแนวโน้มที่จะขจัดการประหยัดพลังงานที่อาจเกิดขึ้นได้

สิ่งนี้ยังนำไปสู่การเพิ่มมลพิษทางแสงอย่างต่อเนื่อง ผลกระทบด้านลบของมลพิษทางแสงต่อสุขภาพของมนุษย์ได้รับการบันทึกไว้เป็นอย่างดีแล้ว

Voigt กล่าวว่า "มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตรายวันและจังหวะกลางวันและกลางคืนของพวกมันถูกกำหนดโดยการหลั่งฮอร์โมนเช่นเมลาโทนิน การศึกษาจำนวนมากให้หลักฐานว่าคนที่ทำงานกะกลางคืนมีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นมะเร็งบางชนิด เนื่องจากแสงประดิษฐ์รบกวนการทำงานของ biorhythm

“ในขณะเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ก็มองเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นว่าแสงประดิษฐ์ไม่เพียงส่งผลกระทบต่อผู้คน แต่ยังรวมถึงสัตว์ป่าและแม้แต่ระบบนิเวศทั้งหมดด้วย” Christian Voigt กล่าว

ในเดือนพฤศจิกายน 2559 EUROBATS กลุ่มผู้เชี่ยวชาญของสหภาพยุโรปจะประชุมกันที่ IZW ในกรุงเบอร์ลินเพื่อแบ่งปันประสบการณ์เกี่ยวกับผลกระทบของค้างคาวจากแสงประดิษฐ์ในประเทศต่างๆ ในสหภาพยุโรป โดยหวังว่าสิ่งนี้จะส่งผลให้เกิดรายการคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีใช้ประดิษฐ์ แสงในลักษณะที่เป็นมิตรต่อสัตว์ป่า "กฎทั่วไปคือ ยิ่งแสงประดิษฐ์น้อยยิ่งดี เราควรตั้งคำถามถึงความจำเป็นของหลอดไฟทุกดวง" Voigt กล่าว

ค้างคาวในเมืองต้องรับมือกับคำสาปแช่งสองครั้ง พวกมันไม่เพียงแต่สูญเสียโอกาสในการล่าเมื่อแมลงไม่ได้ถูกดึงดูดให้มาที่โคมตามท้องถนนอีกต่อไปแล้ว แต่อีกจำนวนมากยังสูญเสียที่พักอาศัยของพวกมันเนื่องจากการส่งเสริมบ้านประหยัดพลังงานในปัจจุบันและด้วยฉนวนที่มีประสิทธิภาพของผนังของพวกมัน ซึ่งทำลายที่พักค้างคาวใน อาคาร