Když se instinkty nočního hmyzu srazí s LED žárovkou

Lampa místo měsíce

Noční opylovači, jako jsou můry, neodvádějí v naší krajině menší kus práce než včely a čmeláci přes den.Pokud chceme pochopit, proč je umělé světlo pro noční hmyz tak devastující, musíme se ponořit hlouběji do hmyzího mozku a oka. Jde o fenomén zvaný fototaxe. Tento termín popisuje vrozený, automatický pohybový reflex organismu v reakci na světelný podnět. V zásadě se jedná o fyziologicky naprogramovanou odpověď, nikoliv o vědomé rozhodnutí, která živočicha nutí pohybovat se buď směrem ke zdroji světla (pozitivní fototaxe), nebo od něj pryč (negativní fototaxe).

U nočního hmyzu se setkáváme především s pozitivní fototaxí. Hmyz je světlem, zejména tím o krátkých vlnových délkách (ultrafialové, modré a studené bílé), přitahován. Z evolučního hlediska mělo toto chování smysl, neboť světlo v noci znamenalo volný prostor nebo únikovou cestu.

Jedním miliony let osvědčeným mechanismem, který hmyz v tomto směru využívá, je transverzální orientace. Můra nelétá „za Měsícem“, ale používá Měsíc nebo hvězdy jako vzdálený navigační bod. Protože jsou tato nebeská tělesa velmi vzdálená, jejich paprsky dopadají na hmyzí oko stále pod stejným úhlem. Hmyzu pak stačí udržovat tento úhel a letí rovně.

Proč hmyz předvádí u lamp takové „psí“ kusy?

Moderní pouliční lampa však tento geniální systém mění v past. Pro můru je lampa „falešným měsícem“. Stává se totiž nejjasněji svítícím objektem, který je ale hrozně blízko. Aby můra udržela úhel k nejjasnějšímu bodu, musí zatočit. Tím se k lampě přiblíží, úhel se změní ještě rychleji a hmyz začne nevědomky opisovat stále těsnější spirálu, dokud do zdroje světla nenarazí. Tato spirála smrti vede k naprostému vyčerpání, spálení křídel nebo snadné predaci netopýry, kteří se naučili, že lampy jsou prostřeným švédským stolem.

Nové výzkumy naznačují, že hlavním důvodem nemusí být jen navigace, ale i udržování orientace těla v prostoru, takzvaná dorsální světelná reakce. Tento mechanismus funguje jako vrozený gyroskop, který hmyzu umožňuje rozpoznat, kde je „nahoru“ a kde „dolů“. V přirozeném prostředí je totiž nejjasnějším bodem v prostoru vždy obloha, a hmyz se proto naučil udržovat svou hřbetní (dorsální) stranu těla neustále natočenou k tomuto zdroji světla. Díky tomu dokáže v letu automaticky korigovat náklon a udržet se ve vodorovné poloze vůči zemi, aniž by k tomu potřeboval složité vnitřní ucho jako lidé.

Problém s umělým osvětlením spočívá v tom, že pro hmyzí mozek představuje žárovka „náhradní oblohu“. Jakmile hmyz proletí kolem lampy, jeho stabilizační systém se okamžitě pokusí natočit hřbet k tomuto intenzivnímu zdroji jasu. Pokud je lampa v úrovni jeho letu nebo pod ním, hmyz se začne naklánět na stranu nebo se dokonce přetáčet na záda. Protože se však světlo u bodového zdroje šíří do všech stran a jeho poloha se vůči letícímu hmyzu vteřinu od vteřiny mění, instinktivní snaha „mít světlo nad hřbetem“ vede k totální ztrátě kontroly nad směrem letu.

V blízkosti lampy se tak hmyz dostává do pasti vlastních reflexů. Vysokorychlostní záběry ukazují, že hmyz neletí cíleně k němu, ale spíše nekontrolovaně „vypadává“ z dráhy. Jakmile se nakloní hřbetem k lampě, jeho aerodynamika ho začne automaticky stáčet do uzavřených smyček a spirál. Tento chaos, který pozorujeme jako zběsilé narážení do žárovky, je tedy ve skutečnosti zoufalým a neúspěšným pokusem hmyzu o srovnání letové hladiny v prostředí, které jeho evoluční nastavení naprosto mate.

Nejhorší je studené světlo aneb nové pražské osvětlení

Hmyz, zvířata i lidé reagují na různé vlnové délky (barvy) světla odlišně. Právě spektrální složení je klíčem k tomu, zda světlo „jen svítí“, nebo zda funguje jako neurologický toxin.Hmyz je extrémně citlivý na krátké vlnové délky – ultrafialové, modré a studené bílé světlo. Toto spektrum v nich vyvolává fototaxi.

Právě moderní modrobílé LED žárovky, které se masivně instalují do měst, vyzařují obrovské množství modré složky, kterou hmyz vnímá jako neodolatelný maják. Naopak, starší sodíkové výbojky (typické pro svou oranžovou barvu) hmyz téměř nelákají. Stejně tak i moderní „amber“ LED žárovky (jantarové), které mají minimální podíl modré složky.

Toto všechno se stalo epicentrem diskusí v Praze. Pražská modernizace osvětlení je přesně tou kauzou, kde se střetává touha po moderních LED technologiích, snaha o úsporu energií a bezpečnost s ochranou biodiverzity a historického dědictví.

V Praze je tisíce plynových lamp (které jsou ikonické a mají velmi teplé světlo) a sodíkových výbojek. Když se začalo uvažovat o jejich výměně za úspornější LED, vyvstal problém.

První modernizace v historických částech Prahy byly kritizovány za instalaci příliš studených LED (4000K), které ničí atmosféru památek a jsou ekologicky škodlivé. Ekologové, astronomové i památkáři tlačili na to, aby Praha instalovala světla s nižšími Kelviny (pod 2700K). Ideální by ale byly hodnoty kolem 2000K, velmi teplé, oranžové světlo (blízké sodíku nebo ohni), a neláká tolik hmyz.

Chytrá řešení

Město tmu mít nemůže. Potřebujeme vidět na cestu, cítit se bezpečně a udržet městský provoz. Cestou k rovnováze není zhasnutí měst, ale přechod k inteligentnímu, SMART osvětlení.

Absolutním základem je přesné směrování světla. SMART lampy musí být plně cloněné a světelný tok musí směřovat pouze dolů, na chodník nebo vozovku. Každý lumen, který unikne do stran nebo nahoru, je jen promrhanou energií a zbytečným světelným smogem.

Lampy by teoreticky nemusely svítit celou noc na sto procent. Hluboko v noci, například po druhé hodině ranní, kdy je provoz minimální, se SMART lampy dokážou automaticky ztlumit (dimmovat) na padesát procent své intenzity. To nejen šetří obrovské množství energie, ale také dramaticky snižuje světelnou expozici nočního hmyzu.

Některé SMART systémy dokonce dokážou změnit barvu světla – přepnout se ze standardního teplého bílého světla (2700K) do extrémně šetrného jantarového spektra (2000K), které je pro noční život nejmenší zátěží. Pouze tímto komplexním, spektrálně citlivým a inteligentně řízeným přístupem můžeme zajistit bezpečnost měst a zároveň vrátit noc nočním zvířatům a nakonec i sami sobě.