新研究发现城市光污染导致蜘蛛大脑萎缩

Josiah02 · 发表于 2024-9-5 16:40:11

夜幕降临，夜行动物王国的一半成员开始了新的一天。夜行动物完全适应了存在了数百万年的黑夜，能够找到路并生存下来。
当这些生物赖以生存的黑暗被路灯和其他人工夜间照明所取代时，它们会发生什么呢？
在《生物学快报》发表的新研究中，我们研究了光污染如何影响澳大利亚园蛛的发育。我们发现光污染会使它们的大脑变小，尤其是负责视觉的区域，这对它们的行为有何影响尚不明确。
光污染对动物意味着什么
人造光是人类污染世界最快的方式之一，它对动物、植物和生态系统有着巨大的影响。最近的证据表明，生活在光污染中的压力可能会损害一些鸟类和哺乳动物的大脑生长和发育。
这可能是灾难性的。为了在光污染最为普遍的新环境中生存，比如城市，动物实际上可能需要更大、更复杂的大脑。
但昆虫、蜘蛛和其他生活在夜间的小型生物又如何呢？光污染是否也会对它们的大脑生长发育产生类似的影响呢？
我们对夜行性澳大利亚圆织蛛的研究表明确实如此。
昆虫数量增加，但后代减少
澳大利亚园蛛是探索这个问题的完美物种。它们快乐地生活在城市和乡村地区，每晚都在开阔的地方（甚至在路灯下）结网。
在之前的研究中，我们发现在路灯下结网的城市蜘蛛能捕获更多的昆虫猎物。我们还发现，夜间的光线是有代价的，因为它会加速幼蛛的发育，导致成年蜘蛛体型较小，繁殖的后代也较少。
在当前的研究中，我们调查了夜间在灯光下发育是否也会影响男性和女性的大脑大小。
为了探究这个问题，我们从澳大利亚墨尔本相对较暗的公园里取出幼年蜘蛛，并在实验室中饲养它们，直至它们成年。
在饲养期间，我们让一半的蜘蛛在夜间处于黑暗环境中，另一半则暴露在相当于路灯亮度的夜间照明下。
大脑变小了，但是为什么呢？
蜘蛛完全长大几周后，我们评估了夜间光线是否影响了它们的大脑发育。由于蜘蛛的大脑大约相当于圆珠笔笔尖的大小（不到一立方毫米），我们使用微型 CT 成像技术来观察里面的情况。
我们发现，夜间短时间暴露在光线下会导致蜘蛛的大脑体积整体变小。最明显的变化发生在蜘蛛主眼中与视觉相关的大脑区域。
这些结果对于无脊椎动物（没有脊椎的动物，如昆虫和蜘蛛）来说是首次，但它们反映了脊椎动物中所描述的情况。我们只能推测这些差异是如何产生的。
有可能夜间的灯光会营造一种压力环境，从而扰乱与生长发育相关的激素过程。然而，如果真是这样，我们可能认为大脑的所有部分都会受到影响，但事实并非如此。
另一种解释是，被迫在夜间光照下发育的蜘蛛改变了它们对大脑不同部位的“投入”。正常的大脑功能对于动物在环境中导航至关重要，因此在压力条件下，有限的资源可能会被引导到大脑更重要的部分。对于不依赖视觉的蜘蛛，如圆蛛，它们可能会通过减少对大脑视觉部分的投入来补偿，正如我们在这里发现的那样。
其他无脊椎动物，例如沙漠蚂蚁（Cataglyphis fortis），当它们从地下筑巢转移到地上基于视觉的觅食时，其大脑视觉中心也会表现出类似的“神经可塑性转变”。
蜘蛛及其大脑为何如此重要
所有这些都很有趣，但你可能想知道为什么我们应该关心光污染对蜘蛛大脑大小的影响。
嗯，蜘蛛在生态系统中非常重要。它们吃其他无脊椎动物，包括苍蝇和蚊子等许多害虫。蜘蛛也是其他捕食者（如鸟类和蜥蜴）的重要猎物。
如果蜘蛛的大脑变小，可能会影响它们的认知功能和发挥这些重要作用的能力。我们从其他鸟类和哺乳动物身上了解到，较大的大脑可以帮助个体在陌生的城市环境中生存，蜘蛛也可能有同样的情况。
这项研究还表明，光污染对大脑发育的影响不仅影响鸟类和哺乳动物，还影响无脊椎动物。人类对人造照明的热爱所带来的全面影响可能比我们目前所了解的要大得多。

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