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17. April 2020

Lichtverschmutzung unter Wasser?

Lesezeit: ca. 2 Minuten
Flussbarsche reagieren empfindlich auf Lichtverschmutzung. (Foto: Michael Feierabend)

Melatonin taktet die innere Uhr, dank eines hohen Melatoninspiegels werden wir Menschen abends müde. Melatonin beeinflusst jedoch auch den Biorhythmus bei Tieren. Künstliches Licht bei Nacht kann die Bildung von Melatonin bei Fischen schon bei sehr niedrigen Lichtintensitäten unterdrücken, fanden Forschende des IGB heraus.

Melatonin prägt den Tag-Nacht-Rhythmus beim Menschen und bei Wirbeltieren. Organe, Gewebe und Zellen stellen abhängig von der Konzentration dieses Hormons ihre innere Uhr. Dadurch steuert Melatonin auch Prozesse wie Fortpflanzung und Wachstum. Über Lichtrezeptoren, beispielsweise auf der Netzhaut im Auge, nehmen Wirbeltiere und der Mensch Unterschiede in der Helligkeit ihrer Umgebung wahr. Wenn viel Licht auf die Rezeptoren trifft, wird die Bildung von Melatonin unterdrückt, bei Dunkelheit hingegen wird viel Melatonin gebildet. Künstliches Licht bei Nacht kann den Melatoninhaushalt stören.

Das Team vom IGB untersuchte die Melatoninbildung von Europäischen Flussbarschen. Tagsüber herrschte für alle Tiere Tageslicht, nachts variierte die Beleuchtung je nach Gruppe: Die Kontrollgruppe verbrachte die Nacht in vollkommener Dunkelheit, die anderen drei Gruppen waren Lichtintensitäten von 0,01, 0,1 und 1 Lux ausgesetzt. Nach zehn Tagen bestimmten die Forschenden die Melatoninkonzentrationen im Abstand von drei Stunden über 24 Stunden hinweg.

Das Ergebnis: Schon die geringste Beleuchtungsintensität von 0,01 Lux verringerte die Melatoninbildung, bei den höheren Beleuchtungsintensitäten reduzierte sich Melatonin stufenweise immer stärker. Dazu im Vergleich die Beleuchtungsstärken, die Lebewesen in der Nacht erfahren:

  • In einer sternenklaren Nacht liegt die Beleuchtungsstärke bei weniger als 0,001 Lux.
  • In einer Vollmondnacht erreicht sie ein Maximum von 0,3 Lux.
  • Die Lichtglocke einer Stadt kann Beleuchtungsstärken bis zu 1 Lux und mehr, eine Straßenbeleuchtung sogar bis zu 150 Lux erreichen.
Illustration der Melatoninunterdrückung. (Illustration: IGB)

Schon die nächtliche Lichtglocke von Städten unterdrückt die Melatoninbildung

»Das Erstaunliche ist, dass die Intensitäten der Lichtglocke einer Stadt ausreichen, um die Melatoninbildung bei Fischen zu unterdrücken«, sagt Erstautorin Franziska Kupprat vom IGB. Von dieser Art Lichtverschmutzung sind weltweit große Areale betroffen. Denn das Licht von künstlicher Beleuchtung strahlt in den Himmel und wird an Wolken und Partikeln reflektiert, wodurch eine große Lichtglocke entsteht, die über den eigentlichen Beleuchtungsradius der Lichtquelle hinausgeht. Fische verschlafen einen Großteil ihres Lebens, man sieht es nur nicht, da sie keine Augenlider haben. Wie auch bei anderen Lebewesen dient ihnen der Schlaf zur Regeneration.

Ob Stadt-Fische durch Lichtverschmutzung unter einem Schlafdefizit leiden, sei mit den bisherigen wissenschaftlichen Methoden nicht zu bewerten. Sicher sei, dass andere Körperfunktionen wie die Immunabwehr, das Wachstum und die Fortpflanzung durch eine veränderte Melatoninbildung gestört werden können.

www.igb-berlin.de