Städte werden nicht nur von Menschen, sondern auch von Pflanzen, Tieren und Insekten bewohnt. Einmal in der Natur bewohnt, passen sie sich alle irgendwie an künstlich geschaffene Bedingungen an. In dem von Polina Inozemtseva ins Russische übersetzten Buch Darwin in the City: How Evolution Continues in the Urban Jungle (Bombora Publishing House) beschreibt der niederländische Evolutionsbiologe Menno Schilthuizen, wie evolutionäre Kräfte neue urbane Ökosysteme formen und wie das Leben neben einer Person ändert ihre Bewohner. N + 1 lädt seine Leser ein, eine Passage über die Wirkung künstlicher Beleuchtung auf Vögel und nachtaktive Insekten zu lesen.
Helle Lichter, große Stadt
Einmal im Jahr sehen New Yorker und Besucher gleichermaßen die Lichtinstallation Dedication in the Light - gespielt wird sie zum Gedenken an die Opfer des Terroranschlags vom 11. September 2001. Achtundachtzig Xenon-Fluter mit einer Leistung von jeweils 8.000 Watt erzeugen zwei strahlend blaue Lichtstrahlen, die in den Nachthimmel im Süden Manhattans strömen, wo einst die Zwillingstürme aufragten. Diese Strahlen erinnern an die Tragödie, die sich an diesem schicksalhaften Tag ereignete. Der Produzent der Installation, der verstorbene Michael James Ahern, sagte einmal über sie: „Sie weckt viele Gefühle, Erinnerungen und Gedanken darüber, wonach wir streben – wofür es keine Widersprüche und Meinungsverschiedenheiten gibt.“
Dennoch führt dieses immaterielle Denkmal selbst, wie fast jedes menschliche Großunternehmen, immer wieder ins Unglück. Einmal im Jahr werden Zehntausende von Zugvögeln, die normalerweise nachts fliegen, in einem Lichtkäfig gefangen. Der Herbstzug erreicht Mitte September seinen Höhepunkt, und der Süden Manhattans dient als Bezugspunkt für Arten aus der Baumfamilie, um nach Süden zu fliegen. Jedes Jahr am 11. September umkreisen Schwärme verwirrter Vögel die Gedenksäulen des Lichts. Sie fliegen von einem Strahl zum anderen und zirpen erschrocken. Jedes Mal, wenn die Installation gestartet wird, sind Freiwillige der National Audubon Society anwesend - sie retten vor Erschöpfung gefallene amerikanische Gartenrotschwänze, goldköpfige Drosselsänger, gescheckte Sänger und weißäugige Segel und zeigen auch an, wann das Licht für einen kurzen Moment ausgeschaltet werden soll Zeit, damit sie sich erholen und ihre Migration fortsetzen können. Und doch führt die Installation jedes Mal zum Tod von Vögeln, die vom langen Flug erschöpft sind oder sie zumindest stressen und ermüden.
Lichtverschmutzung hat die Massenwanderung von Tieren stark beeinflusst und beim Finale der Fußball-Europameisterschaft ein ebenso groß angelegtes Ereignis, das ganz andere Gefühle auslöst. Im riesigen Stadion "Stade de France" in Paris war am 10. Juli 2016 ein Spiel zwischen den Mannschaften Frankreichs und Portugals angesetzt. In einer warmen Nacht vor dem Spiel machte das Personal aus Sicherheitsgründen das Licht nicht aus, und dann strömten unzählige Mottenschwärme in das leere Stadion, beleuchtet von hellen Scheinwerfern, meist Gamma-Kugeln (Autographa gamma), so genannt wegen das weiße γ-Symbol auf den dunkelgrauen vorderen Kotflügeln. Jedes Frühjahr wandert die Gammaschaufel und hält dabei eine Höhe von mehreren hundert Metern. Hunderte Millionen Schmetterlinge fliegen aus Südeuropa auf Kohl-, Kartoffel- und andere Felder im Norden, wo die Ernten zurückbleiben. Manchmal ziehen mitten im Sommer zusätzliche Migrationswellen durch den Westen und Norden Europas. Es war während einer solchen Welle, dass die Motten, wie sie sollten, in das Licht der Stadionscheinwerfer stürzten. Tausende Menschen flogen zu nahe an heißen Lichtquellen und starben. Der Rest der Motten ging verwirrt zum Fußballplatz hinunter. Als am nächsten Morgen das Licht ausgemacht wurde, versteckten sie sich im Gras und blieben dort sitzen.
Am Abend nahmen 80.000 Zuschauer ihre Plätze ein, das Licht im Stadion wurde wieder eingeschaltet und weckte die im Gras schlafenden Gäste. Während sich die Spieler aufwärmten, flatterten hier und da tief über dem Spielfeld erwachte Motten, und zu Beginn des Spiels - um 21:00 Uhr - kreisten Tausende von Insekten um die Spieler. Fotos vom Spiel zeigen, wie verärgerte UEFA-Mitarbeiter Schmetterlinge aus ihren Marineanzügen jagen, wie Motten Kameralinsen blockieren und Fußballtore umkleben, wie Arbeiter vergeblich versuchen, die Linien auf dem Spielfeld mit Staubsaugern zu reinigen und schließlich in der 24. Minute Sie weint aus - wegen einer Knieverletzung bei Cristiano Ronaldo, und eine Motte trinkt Tränen im Gesicht.
Vögel in einer Lichtinstallation und Mottenschwärme bei der Fußballmeisterschaft sind nur zwei bemerkenswerte Beispiele dafür, wie künstliche Beleuchtung nachtaktive Tiere anlockt. Dasselbe passiert immer und überall, wenn wir Glühbirnen, LED-Displays, Gasentladungslampen und andere Lichtquellen einschalten, um die Dunkelheit der Nacht fernzuhalten. Dass ein solches Licht das Verhalten und die biologische Uhr nachtaktiver Tiere und sogar Pflanzen beeinflussen würde, war den Erfindern kaum in den Sinn gekommen.
Motten und andere nachtaktive Insekten fliegen bekanntlich sorglos ins Licht. Wenn Sie in einer warmen Sommernacht auf die Veranda gehen und eine Kerze anzünden, werden sie in die Flamme strömen, sie umkreisen, ihre Flügel verbrennen und schließlich direkt in das geschmolzene Paraffin fliegen. Wissenschaftler fragen sich immer noch, warum sie sich so verhalten. Im Laufe von Millionen von Jahren haben sich Motten entwickelt, ohne künstliches Licht zu kennen, daher muss ihre Anziehungskraft auf Glühbirnen in direktem Zusammenhang mit ihrer Reaktion auf natürliches Licht stehen. Nach einer populären Theorie navigieren Tiere, die nachts fliegen, mit dem Mond und den Sternen durch den Weltraum. Diese Leuchten sind weit entfernt und bewegen sich, von der Erde aus betrachtet, sehr langsam. Durch die Beibehaltung eines konstanten Winkels zum Mond oder einem hellen Stern kann das Insekt sicher in einer geraden Linie fliegen. Nachdem sie zum ersten Mal eine künstliche Lichtquelle gesehen hatten, betrachteten die Motten sie wahrscheinlich als weiteres Leitzeichen. Dabei sind bodengebundene Lichtquellen im Vergleich zu Himmelskörpern sehr nah dran, können also nicht als stationäre Landmarken dienen. Um einen konstanten Winkel relativ zu einer Glühbirne oder einer brennenden Kerze beizubehalten, muss die Motte sie umkreisen und immer näher fliegen, um zu verbrennen oder ganz im Feuer zu verschwinden. Wie geht es Shakespeare? "Eine Motte ist in eine Kerze geflogen …"
Jedenfalls begannen die Insekten zu sterben, ohne sie zu zählen, seit die Menschen die Nacht mit Freudenfeuern, Fackeln, Öllampen und elektrischen Lampen erhellten. Einige sind verbrannt oder stark verbrannt, fliegen zu nah an der Lichtquelle, andere warten dort auf Fledermäuse, Eulen und Geckos, die an leichte Beute gewöhnt sind. Wer es schafft, ein trauriges Schicksal zu vermeiden, verbringt unschätzbare Zeit damit, nicht nach Nahrung oder einem Paarungspartner zu suchen, sondern gedankenlos um die Lichtquelle zu kreisen. Selbst das kann sie auf Dauer den Sieg in ihrem Überlebenskampf kosten.
Wenn Sie darüber nachdenken, wie viele Insekten täglich in den Lichtstrahlen von Scheinwerfern stecken bleiben, unter den Lampenspitzen stecken bleiben und von Straßenlaternen stecken bleiben, müssen Sie nur raten, wie stark künstliche Beleuchtung lebende Organismen im Allgemeinen beeinflusst - auf Insekten, Säugetiere, Zugvögel, Schildkröten, Amphibien, Fische, Schnecken und sogar Pflanzen. Sie alle üben im Schutz der Nacht eine Aktivität aus, so dass das Licht auch sie verwirrt.
Bis vor kurzem hatte die Wissenschaft dazu nichts zu sagen. Es wurden nur Einzelfälle beschrieben. Auf dem Luftwaffenstützpunkt Warner Robins im Hauptquartier von Georgia starben 1954 50.000 Vögel - sie stürzten zu den Landescheinwerfern und stürzten auf den Boden. 1981 stürzten über 10.000 Vögel in einer einzigen Nacht in einer Industrieanlage in der Nähe von Kingston, Ontario, Kanada, in beleuchtete Schornsteine. Was Insekten betrifft, so fingen in der Nacht des 20. August 1949 zwei Entomologen mehr als 50.000 Motten an einer Laterne in England, und etwa eineinhalb Millionen Eintagsfliegen wurden einst auf einer beleuchteten Brücke in Deutschland gefunden.
Seit fünfzehn Jahren sammeln mehrere Wissenschaftler genaue Daten über die Wirkung künstlicher Nachtbeleuchtung1 auf lebende Organismen. Der deutsche Forscher Gerhard Eisenbeis von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz beschäftigt sich beispielsweise intensiv mit dem sogenannten Staubsaugereffekt. Sobald künstliches Licht in einen dunklen Ort eindringt, schreibt er, "ist es, als ob ein Staubsauger Insekten aus ihren Lebensräumen reißt und lokale Populationen erschöpft sind." An den beleuchteten Tankstellen, die abseits der Siedlungen entlang der Autobahnen gebaut werden, gibt es zunächst viele Insekten, doch nach einigen Jahren sinkt ihre Zahl stark. Basierend auf Daten zur Zahl der Insekten, die durch verschiedene Arten von künstlichem Licht in mondlosen und mondlosen Nächten sowie in verschiedenen Arten von städtischen Umgebungen getötet wurden, schlug Eisenbeis vor, dass künstliche Beleuchtung in Deutschland jeden Sommer etwa hundert Milliarden Insekten tötet. Ja, die Zahl ist riesig, aber vergleichbar mit der geschätzten Zahl von Insekten, die unter den Füßen von Passanten, auf Windschutzscheiben und unter den Rädern von Autos sterben.
1In der englischsprachigen Umweltliteratur ist die Abkürzung ALAN – Artificial Light At Night, für künstliches Licht fest verankert. - Ca. Hrsg.
Vögel werden aktiver beobachtet als Insekten, aber auch ihre Sterblichkeitsrate durch künstliche Beleuchtung ist schwierig zu bestimmen. Zu diesem Thema gibt es kaum verlässliche Daten. Sie werden zum Beispiel am Long Point Observatory in der Nähe des Eriesees in Kanada gesammelt. Seit Jahrzehnten werden täglich tote Vögel gezählt, die an einem Leuchtturm-Suchscheinwerfer am äußersten Rand der 24 Kilometer langen Long Point-Halbinsel gefunden wurden. Von den 1960er bis 1980er Jahren starben bei jedem Herbstzug etwa 400 Vögel und beim Frühjahrszug halb so viele, obwohl es manchmal vorkam, dass zweitausend Vögel pro Nacht starben. 1989 wurde am Leuchtturm ein weniger leistungsstarker Suchscheinwerfer installiert, der den Lichtstrahl stark verengt, und die Zahl der Todesfälle verzehnfachte sich.
Wir haben Kevin Gaston, einen Stadtökologen, in Kapitel 5 kennengelernt, als wir uns die Artenvielfalt urbaner Gärten angeschaut haben. Auch er interessierte sich für das Thema künstliche Nachtbeleuchtung und führte eine Reihe von Experimenten durch. Er sieht freundlich, aber sympathisch aus, und seine sonnengebräunten Gesichtszüge wären eher für einen New Yorker Feuerwehrmann geeignet als für einen Umweltwissenschaftler. Jetzt hält er eine Gastvorlesung an der Universität Leiden, an der ich auch teilnehme. „Die Leute begannen, künstliches Licht dort einzusetzen, wo sie noch nie zuvor gesehen wurden und wann es nicht sein sollte“, sagt er. „Wir bewegen uns von einem schmalen Spektrum an Natriumlampen zu einem viel breiteren Spektrum, zum Beispiel zu LED-Displays. Die meisten biologischen Sensorsysteme reagieren auf ein breites Spektrum an Beleuchtung. Es betrifft fast alles."
In Anbetracht der vielen Opfer der nächtlichen künstlichen Beleuchtung und der Verbreitung des Vakuumeffekts sage ich Alan, dass Organismen als Reaktion darauf die Fähigkeit entwickeln könnten, der Anziehungskraft des Lichts zu widerstehen. Gaston ist sich da nicht sicher. „Diese Organismen sind so etwas noch nie zuvor begegnet. Nichts durchbrach ihre üblichen täglichen Zyklen. Alles ging schnell. Es ist unwahrscheinlich, dass es leicht ist, sich an künstliches Licht anzupassen: Einige Reaktionssysteme auf Licht haben zu tiefe evolutionäre Wurzeln. Allerdings habe sich noch niemand gründlich mit diesem Thema beschäftigt.
Und er hat recht. In den beeindruckenden Literaturarchiven zur Stadtbiologie gab es nur zwei Artikel, die sich der Entwicklung der Reaktion auf künstliches Nachtlicht widmeten. Warum das so ist, ist nicht klar, denn ein Experiment zu diesem Thema ist so einfach wie das Schälen von Birnen. Sie müssen nur die Tiere auswählen, die vom Licht angezogen werden, einige in dunkler Landschaft und dicht bebauten Gebieten mit viel Kunstlicht fangen und dann sehen, wie unterschiedlich sie auf Licht reagieren. Das ist das ganze evolutionäre Experiment.
So ging der Schweizer Forscher Florian Altermatt von der Universität Zürich diese Frage an. Eigentlich ist Altermatt Spezialist für die Biodiversität von Süßwasserökosystemen, aber in seiner Freizeit studiert er gerne Schmetterlinge. „Wie Nabokov sagte, meine Freuden sind die besten, die einem Menschen zur Verfügung stehen: Schreiben und Jagd auf Schmetterlinge (mit einer Kamera!)“, schreibt er auf seiner Website. Seit dem Abitur beobachtet Altermatt in Mitteleuropa Schmetterlinge und lockt sie mit Hilfe von Quecksilberentladungslampen an. Ihn interessierte schon immer, warum Licht das Gehirn von Motten so stark beeinflusst.
Er beschloss, ein einfaches Experiment durchzuführen. Sein Ziel war der Euonymus Hermelinspinner (Yponomeuta cagnagella), dessen weiße Flügel, gleichmäßig mit schwarzen Punkten bedeckt, dem königlichen Mantel von Hermelinhäuten ähneln. Eine logische Wahl: Die Raupen dieser Motte weben gewöhnliche Nester auf den Blättern des Spindelbaums, sodass sie sehr leicht zu finden sind. Wo Euonymus wächst, gibt es wahrscheinlich Spinnennester, in denen sich Raupen wohlfühlen. Kurzum, Altermatt sammelte problemlos an zehn Standorten frisch geschlüpfte Raupen – sowohl in der Schweizer Stadt Basel als auch in Frankreich im Ausland. Fünf von zehn Standorten befanden sich in der Stadt, wo es viel Kunstlicht gibt, und weitere fünf auf dem Land, wo es nachts recht dunkel ist.
Nachdem er Raupen von verschiedenen Standorten auf Plastikkisten mit Spindelblättern gesetzt hatte, begann er darauf zu warten, dass sie sich verpuppen und sich dann in Schmetterlinge verwandeln. Als dies schließlich geschah, wurde jedes Individuum einzeln markiert, damit Stadtfalter von Landfaltern unterschieden werden konnten. Dann entließ Altermatt alle Personen – 320 ländliche und 728 städtische – auf einmal in einen dunklen Raum, in dessen Ecke eine Leuchtstofffalle lauerte. So hoffte er herauszufinden, wie viele Individuen jedes Typs ins Licht fliegen würden. Die 2016 in Biology Letters veröffentlichten Ergebnisse wiesen eindeutig auf die urbane Evolution hin: 40 Prozent der ländlichen Motten stürzten sofort ans Licht, aber nur ein Viertel der städtischen. Alle anderen setzten sich dort hin, wo sie entlassen worden waren.
Dieses einfache Experiment an einer zufällig ausgewählten Mottenart zeigte genau, was zu erwarten wäre, wenn künstliches Nachtlicht wirklich die Gene für die Reaktion auf Licht in der städtischen Bevölkerung neutralisiert. Gibt es ein ähnliches Muster bei anderen Insektenarten? Vielleicht hilft die Evolution allen städtischen Insekten, die Lichter zu ignorieren? Wir werden es nicht wissen, bis jemand Altermatts Experiment an anderen Arten und in viel größerem Maßstab durchführt.
