Skutki zanieczyszczenia środowiska sztucznym światłem są już dobrze udokumentowane w ekosystemach lądowych. Nocne oświetlenie może zaburzać aktywność owadów, zwiększać ich śmiertelność w pobliżu źródeł światła oraz zmieniać relacje między drapieżnikami i ich ofiarami, na przykład między nietoperzami a owadami. Coraz więcej uwagi zwraca się jednak również na ekosystemy wodne, gdzie sztuczne światło nocą może zakłócać naturalny rytm dobowy organizmów i wpływać na ich zachowanie, rozmieszczenie oraz wzajemne oddziaływania.

W jeziorze światło nie jest tylko sygnałem informującym o porze dnia. Dla wielu organizmów oznacza także informację o prawdopodobieństwie spotkania drapieżnika. W otwartej toni wodnej zooplankton, czyli drobne zwierzęta unoszące się w wodzie, ma niewiele możliwości ukrycia się przed drapieżnikami. Jedną z najważniejszych strategii ograniczania tego ryzyka jest więc zmiana głębokości, na której przebywa.

W ciągu dnia wiele organizmów schodzi głębiej, ponieważ w ciemniejszych warstwach są trudniejsze do zauważenia dla ryb. Nocą wiele gatunków zooplanktonu migruje ku powierzchni, gdzie w naturalnej ciemności może korzystać z zasobów powierzchniowych warstw wody przy mniejszym ryzyku wykrycia przez ryby polujące wzrokowo.

Sztuczne światło może skrócić albo zmienić czas żerowania w przypowierzchniowych warstwach wody. Jeśli nocą oświetlamy powierzchniowe warstwy jeziora, przestają one być dla zooplanktonu tak bezpieczne, jak w naturalnej ciemności. Sztuczne światło może więc zmieniać zarówno zachowanie organizmów stanowiących ofiary, jak i aktywność polujących na nie drapieżników.

Dotychczas jednak niewiele badań sprawdzało ten mechanizm bezpośrednio w naturalnych warunkach otwartej toni jeziora. Zbadali go naukowcy Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, a wyniki opublikowali w Scientific Reports. 

Badanie przeprowadzono w jeziorze Roś, na Pojezierzu Mazurskim, o maksymalnej głębokości ponad 31 m. Eksperyment prowadzono jednak w płytszej zatoce, gdzie głębokość wynosiła około siedmiu metrów. Naukowcy przeprowadzili dwie sześciodniowe kampanie badawcze, obie przypadały na okolice nowiu, aby ograniczyć wpływ naturalnego światła Księżyca. Światło było wyraźnie silniejsze od naturalnego nocnego oświetlenia, ale jednocześnie wielokrotnie słabsze od światła dziennego. Przy powierzchni odpowiadało około 4–15 luksom, przy czym wraz z głębokością słabło.

- Okazało się, że sztuczne światło nie musi powodować wyraźnego spadku liczebności zooplanktonu, aby istotnie zmienić jego relacje z drapieżnikami. Wystarczy, że zmieni pionowe rozmieszczenie organizmów w toni wodnej, a tym samym przestrzeń, w której mogą spotykać się ryby i ich ofiary – wskazała współautorka badania dr Ewa Babkiewicz.

W dzień oraz podczas naturalnie ciemnej nocy ryby nie tworzyły wyraźnego skupiska przy powierzchni. Po włączeniu sztucznego światła pod lampą pojawiało się natomiast gęste skupisko ryb w powierzchniowej warstwie wody. Sztuczne światło wyraźnie zmieniało więc ich przestrzenne rozmieszczenie.

- Warto pamiętać, że wiele ryb planktonożernych lokalizuje swoje ofiary przede wszystkim za pomocą wzroku. Jeśli więc wprowadzamy światło do toni wodnej o porze, w której naturalnie powinno być ciemno, zaburzamy jeden z podstawowych mechanizmów, na których zooplankton opiera swoje zachowanie. Przez tysiące pokoleń naturalny rytm światła i ciemności był dla tych organizmów ważną informacją o tym, kiedy i gdzie mogą bezpiecznie przebywać, a kiedy wzrasta ryzyko spotkania z drapieżnikiem. Sztuczne światło może ten swoisty system ostrzegawczy zakłócić — wyjaśnia badaczka.

Najbardziej wyraźne różnice między warunkami naturalnej ciemności a sztucznym oświetleniem stwierdzono u larw wodzienia Chaoborus flavicans oraz dużych wioślarek, szczególnie Daphnia longispina. W warunkach sztucznego oświetlenia nocą organizmy te występowały głębiej w toni wodnej niż podczas naturalnie ciemnej nocy.

W przypadku kilku analizowanych gatunków rozmieszczenie w toni wodnej zależało również od wielkości osobników. W naturalnej ciemności różnice w rozmieszczeniu osobników o różnych rozmiarach częściowo się zacierały. W obecności sztucznego światła ponownie pojawiała się zależna od wielkości stratyfikacja, czyli większe osobniki silniej ograniczały korzystanie z oświetlonych warstw powierzchniowych.

- Ma to ekologiczne uzasadnienie. Duże organizmy są zazwyczaj bardziej widoczne dla ryb polujących wzrokowo. Wraz ze wzrostem rozmiaru może więc rosnąć ryzyko, że staną się ofiarą. Sztuczne światło może dodatkowo zwiększać tę różnicę, ponieważ sprawia, że powierzchniowe warstwy wody przestają być nocą bezpiecznym miejscem — komentuje dr Babkiewicz.

Sztuczne światło wywoływało też wyraźne i konsekwentne zmiany w rozmieszczeniu samic noszących jaja. W warunkach sztucznego oświetlenia samice czterech analizowanych gatunków Bosmina longirostris, Eubosmina thersites, Daphnia cucullata i Daphnia longispina, występowały głębiej niż podczas naturalnej ciemności. Może to mieć znaczenie dla funkcjonowania populacji, ponieważ zmiana rozmieszczenia dotyczy osobników bezpośrednio zaangażowanych w rozród.

Ograniczanie światła docierającego do zbiorników wodnych może być jednym z elementów ochrony ich ekosystemów. Autorzy badania wskazują m.in. na znaczenie odpowiedniego osłaniania źródeł światła, kierowania strumienia światła tam, gdzie jest rzeczywiście potrzebne, ograniczania czasu oświetlenia oraz unikania niepotrzebnego „rozlewania się” światła nad wodą.