Tại sao côn trùng bị thu hút bởi ánh sáng nhân tạo?

Một nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng ánh sáng nhân tạo gây ra sự rối loạn trong khả năng định hướng không gian của côn trùng. Điều này phủ định giả thuyết phổ biến rằng côn trùng nhầm lẫn ánh sáng với tín hiệu hướng dẫn từ thiên thể.

Cụm từ 'như một con thiêu thân lao vào ngọn lửa' bắt nguồn từ thói quen của loài bướm đêm (và hầu hết các loài côn trùng khác) bay về phía bất kỳ nguồn ánh sáng nào trong đêm.

Mặc dù hiện tượng này được nhiều người biết đến, trước đây các nhà khoa học chỉ đưa ra những dự đoán về lý do tại sao điều này lại xảy ra.

Vào tháng 1 năm 2024, các nhà nghiên cứu từ Anh, Mỹ và Costa Rica đã công bố một nghiên cứu mang tính đột phá trên tạp chí Nature về lý do tại sao côn trùng bị thu hút và mắc kẹt bởi các nguồn sáng trong đêm.

Lí do vì sao côn trùng bay tới ánh sáng

Ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các sinh vật. Nó ảnh hưởng đến việc bạn thức dậy hay ngủ, có thể tạo ra thức ăn (đối với thực vật) và cung cấp chất dinh dưỡng cho cơ thể (vitamin D) của bạn.

Đối với côn trùng, ánh sáng quyết định một số hành vi của chúng. Các nhà khoa học sử dụng những hành vi này để giải thích hành vi có vẻ phi logic của loài côn trùng này.

Một giả thuyết cho rằng côn trùng bay về phía ánh sáng như một cơ chế trốn thoát, tương tự như cách chúng bay về phía một điểm sáng từ giữa bụi lá. Giả thuyết thứ hai cho rằng nhiệt từ ánh sáng thu hút côn trùng chứ không phải chính ánh sáng.

Tuy nhiên, giả thuyết phổ biến nhất là côn trùng nhầm ánh sáng với Mặt Trăng.

Giống như chúng ta sử dụng Sao Bắc Đẩu làm hướng dẫn điều hướng, nhiều loài côn trùng sống về đêm sử dụng các thiên thể như Mặt Trăng, các ngôi sao và Dải Ngân hà làm la bàn để giúp định hướng trong đêm khuya. Các nhà khoa học đã đề xuất rằng ánh sáng nhân tạo, sáng hơn các thiên thể, đã làm rối loạn hệ thống định vị của chúng và khiến chúng bay lơ lửng xung quanh ánh sáng.

Và thực tế, hầu hết những lời giải thích này có rất ít dữ liệu để hỗ trợ chúng.

Để nghiên cứu hành vi của côn trùng, các nhà nghiên cứu Samuel T. Fabian từ Imperial College London và Yash Sondhi từ Đại học Quốc tế Florida, cùng với các đồng nghiệp của họ từ Hội đồng Trao đổi Giáo dục Quốc tế ở Costa Rica và Đại học Quốc tế Florida, đã sử dụng công nghệ camera mới nhất để theo dõi hành vi của côn trùng, đường bay của côn trùng và tạo mô hình 3D về chuyển động của chúng.

Dữ liệu họ thu thập được khiến ngay cả các nhà nghiên cứu cũng ngạc nhiên. Nó chỉ ra rằng tất cả các giả thuyết trên đều không chính xác. Khi những con côn trùng bay quanh vùng ánh sáng, đường bay của chúng bộc lộ những hành vi bất ngờ.

Côn trùng sử dụng ánh sáng để định hướng trong không gian

Trong phần lớn lịch sử Trái Đất, bầu trời sáng hơn bất kỳ vật thể nào trên hành tinh, điều này khiến nó trở thành một dấu hiệu đáng tin cậy để các loài côn trùng nhận biết vị trí 'lên - xuống'. Côn trùng và nhiều loài động vật khác hướng lưng hoặc hai bên lưng lên trời khi chúng bay xung quanh. Hành vi này được gọi là phản ứng ánh sáng lưng.

Các nhà nghiên cứu đã theo dõi đường bay của 30 loài côn trùng thuộc bốn loài khác nhau: chuồn chuồn thông thường (Sympetrum striolatum), chuồn chuồn Migrant Hawker (Aeshna mixta), loài chuồn chuồn cánh lớn màu vàng (Noctua pronuba) và bướm đêm Atlas Lorquin (Attacus lorquinii).

Những con côn trùng này thể hiện ba hành vi bay riêng biệt: chúng quay quanh ánh sáng, chúng bay lên trên, vượt qua ánh sáng và chúng lao xuống dưới. Trong mỗi hành vi, côn trùng luôn quay lưng về phía ánh sáng.

Các nhà nghiên cứu cũng thực hiện loạt thí nghiệm thứ hai để xác nhận phát hiện của họ. Họ thực hiện loạt thí nghiệm thứ hai với ong và ruồi—những loài côn trùng quá nhỏ để ghi lại chuyển động—và tìm thấy kết quả tương tự.

Nhưng còn giả thuyết kia thì sao? Phản ứng trốn thoát không thể giải thích hành vi này vì thay vì bay thẳng về phía ánh sáng, côn trùng bay vuông góc với nó.

Giải thích về nguồn nhiệt cũng không đúng vì các nhà nghiên cứu nhận thấy côn trùng bị thu hút bởi đèn LED, loại đèn tỏa ra rất ít nhiệt.

Cuối cùng, giả thuyết điều hướng thiên thể phổ biến cũng sai. Để giả thuyết điều hướng thiên thể có hiệu quả, côn trùng phải giữ ánh sáng như một nguồn không đổi. Những con côn trùng sẽ phải xoay quanh ánh sáng khi đối mặt với ánh sáng, nhưng các nhà nghiên cứu đã không quan sát thấy điều này trong mọi trường hợp.

Bài báo đưa ra lời giải thích cụ thể đầu tiên về lý do tại sao côn trùng bị thu hút bởi ánh sáng nhân tạo, nhưng vẫn còn rất nhiều câu hỏi chưa được giải đáp.

Bướm đêm Oleander Hawkmoths và ruồi dấm ít bị ảnh hưởng bởi ánh sáng nhân tạo hơn các loài côn trùng khác. Trong vài năm qua, ánh sáng nhân tạo và ô nhiễm ánh sáng đã trở thành mối quan tâm lớn của các nhà sinh thái học. Bằng chứng cho thấy ánh sáng nhân tạo ở các thành phố có thể làm gián đoạn hành vi và quần thể côn trùng, đáng chú ý nhất là ở bướm đêm, điển hình cho hiện tượng này.

Bằng chứng mới này có thể đưa đến những khuyến nghị tốt hơn về chiếu sáng ở các thành phố. Các nhà nghiên cứu lưu ý: “Việc giảm ánh sáng chói, không được che chắn và hướng lên trên sẽ giảm thiểu tác động đến côn trùng bay vào ban đêm”.

 Tham khảo: Scienceabc