Misteri berusia ribuan tahun tentang serangga dan cahaya di malam hari akhirnya terpecahkan

Para ilmuwan telah menemukan bahwa serangga selalu membelakangi sumber cahaya di malam hari, sebuah perilaku yang menunjukkan bahwa cahaya buatan mengganggu navigasi alami mereka. Temuan ini, berdasarkan rekaman kamera berkecepatan tinggi, menantang keyakinan lama dan menyoroti dampak pencahayaan buatan terhadap perilaku dan konservasi serangga.

Pada malam hari di hutan awan Kosta Rika, tim kecil ilmuwan internasional menyalakan lampu dan menunggu. Segera serangga besar dan kecil turun dari kegelapan. Kupu-kupu dengan bintik-bintik menyerupai mata yang tidak berkedip di setiap sayapnya. Kumbang lapis baja yang mengkilap. Dia terbang. Sekali, bahkan belalang sembah. Masing-masing dari mereka melakukan tarian yang sama menghipnotis dan memusingkan mengelilingi lampu seolah-olah mereka terhubung dengannya oleh benang yang tak terlihat.

Kegembiraan menyebar di antara kelompok peneliti, meskipun fenomena ini bukanlah hal baru bagi mereka. Bedanya, mereka kini memiliki teknologi canggih dan kamera berkecepatan tinggi — yang mampu menangkap orbit yang cepat dan hingar-bingar — untuk memetakan pergerakan ratusan serangga yang sulit dilacak dan mengungkap rahasia seputar alasan kejenakaan mereka di sekitar cahaya. Pada malam hari.

Proyek penelitian dimulai di lab Lin tempat Fabian bekerja, yang memiliki arena penangkapan gerak seperti yang digunakan di film, hanya seukuran serangga. Kredit: Sam Fabian

Deteksi perilaku serangga

Detail mengejutkan muncul dalam data: Saat terbang, serangga tersebut tetap membelakangi sumber cahaya buatan.

“Anda menonton video gerak lambat dan melihatnya terjadi berulang kali,” kata Yash Sondhi, seorang Ph.D. dalam ilmu biologi di Florida International University. Lulusan dan peneliti pascadoktoral saat ini di Museum Sejarah Alam Florida. “Mungkin saat orang melihatnya, seperti di sekitar lampu teras atau lampu jalan, mereka seolah langsung terbang ke arahnya, tapi bukan itu masalahnya.”

Perilaku ini, yang belum pernah didokumentasikan sebelumnya, dipublikasikan di jurnal Komunikasi AlamHal ini memberikan penjelasan baru, dan meskipun menegaskan bahwa cahaya dapat menonaktifkan serangga, hal ini juga memberikan pandangan baru mengenai masalah konservasi.

Label kecil berbentuk L ditempel di punggung banyak ngengat dan capung, sehingga ketika mereka terbang mengelilingi cahaya, mereka juga mengumpulkan data tentang bagaimana mereka berguling, berputar, dan bergerak melalui ruang tiga dimensi. Kredit: Sam Fabian

Selama jutaan tahun, serangga telah berevolusi untuk menguasai penerbangan dengan mengandalkan hal paling terang yang dapat mereka lihat: langit. Saat ini, dunia yang menyala-nyala membuang nalurinya. Serangga percaya bahwa “langit” palsu yang mereka temukan adalah langit nyata dan terjebak dalam siklus melelahkan yang berusaha untuk tetap berorientasi. Ini adalah upaya sia-sia yang menghasilkan manuver canggung dan sesekali bertabrakan dengan cahaya.

Gravitasi, penerbangan, dan cahaya buatan

Pemahaman yang baik tentang gravitasi adalah wajib bagi semua hewan.

Terutama yang terbang, seperti serangga yang melakukan tugas terbang melebihi yang dilakukan oleh pilot manusia. Saat terbang, mereka merasakan percepatan yang sangat cepat sehingga penginderaan gravitasi mereka menjadi tidak dapat diandalkan. Mereka membutuhkan langit, bahkan di malam hari, untuk mengetahui arah mana yang harus diputar dan dinavigasi, sambil tetap mempertahankan kendali di udara. Namun cahaya buatan mengacaukan sistem ini.

Sondhi mulai menghubungkan titik-titik antara penglihatan serangga, cahaya, dan penerbangan ketika ia bergabung dengan laboratorium Jamie Theobald, asisten profesor biologi di Florida International University, pada tahun 2017.

Namun, pekerjaannya sebenarnya dimulai ketika ia menemukan sekelompok spesialis di bidang penerbangan serangga dan sistem sensorik yang bertekad untuk mengumpulkan dan mempelajari banyak data penerbangan 3D untuk melihat apa yang terungkap.

Serangga tersebut terbang dalam lingkaran rumit di sekitar sumber cahaya buatan, membelakangi lampu yang tampaknya tidak dapat mereka bedakan dari langit malam. Kredit: Sam Fabian

Penemuan perintis dan pertimbangan masa depan

Kelompok ini termasuk Sundy dan Theobald, serta Sam Fabian dan Huai Ti Lin dari Perguruan Tinggi Kekaisaran Londondan Pablo Allen dari Dewan Pertukaran Pendidikan Internasional di Monteverde, Kosta Rika.

Proyek penelitian dimulai di lab Lin tempat Fabian bekerja, yang memiliki arena penangkapan gerak seperti yang digunakan di film, hanya seukuran serangga.

Kredit: Museum Florida

Label kecil berbentuk L ditempel di punggung banyak ngengat dan capung, sehingga ketika mereka terbang mengelilingi cahaya, mereka juga mengumpulkan data tentang bagaimana mereka berguling, berputar, dan bergerak melalui ruang tiga dimensi.

“Dalam salah satu percobaan pertama, saya membiarkan kupu-kupu kuning besar di bawah sayap lepas dari tangan saya dan terbang langsung di atas lampu UV dan kupu-kupu itu langsung terbalik,” katanya. “Tetapi saat itu kami tidak mengetahui apakah perilaku yang kami lihat dan ukur di laboratorium juga dapat dilihat di alam liar.”

Memasang pelacak pada serangga kecil membutuhkan kesabaran, ketangkasan, dan latihan. Kredit: Foto Museum Florida oleh Jeff Gage

Pendanaan National Geographic membantu tim melakukan perjalanan ke Kosta Rika – negara yang kaya akan beragam kehidupan serangga – dengan kamera mereka untuk mencari tahu.

Secara total, mereka mengumpulkan lebih dari 477 video yang mencakup lebih dari 11 ordo serangga, kemudian menggunakan peralatan komputer untuk merekonstruksi titik-titik di sepanjang jalur penerbangan dalam 3D. Dikombinasikan dengan data penangkapan gerak, para peneliti menemukan semuanya Menggolongkan Faktanya, mereka terbalik ketika terkena cahaya, seperti sayap kuning besar di laboratorium.

Untuk menguji teori mereka di alam liar, tim melakukan perjalanan ke Estación Biológica Monteverde di Kosta Rika, di mana mereka memasang lampu di bawah kanopi hutan hujan tropis. Kredit: Yash Sondhi

“Ini adalah pertanyaan prasejarah. Pada tulisan-tulisan awal, orang-orang akan memperhatikan hal ini di sekitar api,” kata Theobald. “Semua spekulasi kami tentang mengapa hal ini terjadi ternyata salah, jadi ini jelas merupakan proyek paling keren yang pernah saya lakukan.” menjadi bagiannya.”

Meskipun penelitian ini menegaskan bahwa cahaya menonaktifkan serangga, penelitian ini juga menunjukkan bahwa arah cahaya itu penting. Yang terburuk adalah lampu sorot atau hanya bohlam kosong. Menyelubungi atau melindungi mungkin merupakan kunci untuk mengimbangi dampak negatif terhadap serangga.

Jenis cahaya yang paling mengganggu serangga berasal dari bohlam yang mengarah ke atas dan yang kurang berteduh. Menyelubungi atau melindungi mungkin merupakan kunci untuk mengimbangi dampak negatif terhadap serangga. Kredit: Sam Fabian

Tim juga memikirkan warna yang lebih terang, seolah warna sejuk versus warna hangat memiliki efek berbeda. Tentu saja, misteri yang masih belum dapat dijelaskan seputar ketertarikan terhadap cahaya, dan bagaimana hal itu terjadi dalam jarak yang begitu jauh.

“Saya sudah diberitahu sebelumnya bahwa Anda tidak boleh bertanya mengapa pertanyaan seperti itu, dan tidak ada gunanya bertanya,” kata Sondhi. “Tetapi melalui ketekunan kami dan menemukan orang yang tepat, kami menemukan sebuah jawaban yang belum terpikirkan oleh siapa pun, namun hal ini sangat penting untuk meningkatkan kesadaran tentang bagaimana cahaya mempengaruhi populasi serangga dan menginformasikan perubahan yang dapat membantu mereka.”

Referensi: “Mengapa Serangga Terbang Berkumpul di Bawah Cahaya Buatan” oleh Samuel T. Fabian, Yash Sondhi, dan Pablo E. Allen, dan Jimmy C. Theobald, Huai Ti Lin, 30 Januari 2024, Komunikasi Alam.
doi: 10.1038/s41467-024-44785-3