Световое загрязнение нарушает работу лунных часов человека

У большинства животных, включая человека, есть внутренние лунные часы, настроенные на 29,5-дневный лунный ритм. Они управляют сном, размножением и миграцией многих видов. Но в эпоху искусственного освещения этот древний сигнал ослабевает, заглушаемый светом городов, экранов и спутников.

Подобно тому, как циркадные ритмы синхронизируются с 24-часовым вращением Земли, многие организмы также отслеживают более медленный ритм Луны.

Обе системы основаны на световых сигналах, и недавнее исследование, посвященное анализу менструальных циклов женщин, показало, что по мере того, как планета становится ярче от искусственного освещения, естественные контрасты, которые когда-то структурировали биологическое время, размываются.

Многочисленные исследования показывают, что лунный цикл по-прежнему влияет на сон человека. Исследование, проведенное в 2021 году, показало, что в общинах коренного народа тоба в Аргентине (также известного как кум) люди ложились спать на 30-80 минут позже и спали на 20-90 минут меньше в течение трех-пяти ночей перед полнолунием.

Аналогичные, хотя и более слабые, закономерности наблюдались у более чем 400 студентов Сиэтла в ходе того же исследования, даже в условиях сильного светового загрязнения города. Это говорит о том, что электрический свет может ослаблять, но не полностью устранять этот лунный эффект.

Исследователи обнаружили, что режим сна меняется не только в полнолуние, но и в новолуние и в период растущей Луны. Этот 15-дневный ритм может отражать влияние изменяющегося гравитационного притяжения Луны, которое достигает пика дважды в лунный месяц, во время полнолуния и новолуния, когда Солнце, Земля и Луна находятся на одной линии.

Такие гравитационные циклы могут незаметно влиять на биологические ритмы наряду со световыми сигналами.

Лабораторные исследования подтвердили эти выводы. В ходе эксперимента, проведенного в 2013 году, во время фазы полнолуния участникам требовалось примерно на пять минут больше времени для засыпания, они спали на 20 минут меньше и у них выделялось меньше мелатонина (гормона, который помогает регулировать цикл сна-бодрствования). У них также на ЭЭГ наблюдалось 30%-ное снижение медленноволновой активности мозга, что является показателем глубокого сна.

Наблюдение за их сном проводилось в течение нескольких недель, охватывающих лунный цикл. Участники также сообщали об ухудшении качества сна в полнолуние, несмотря на то, что они не знали, что их данные анализируются в зависимости от лунных фаз.

Пожалуй, самым убедительным доказательством существования лунного ритма у людей стало недавнее исследование, в котором были проанализированы данные о менструальном цикле 176 женщин из Европы и США за длительный период.

Примерно до 2010 года, когда широкое распространение получили светодиодное освещение и смартфоны, менструальные циклы многих женщин, как правило, начинались в период полнолуния или новолуния.

Впоследствии эта синхронность в значительной степени исчезла, сохранившись только в январе, когда гравитационное взаимодействие Луны, Солнца и Земли наиболее сильно.

Исследователи предполагают, что у людей все еще могут сохраняться внутренние лунные часы, но их связь с фазами Луны ослабляется из-за искусственного освещения.

Метроном для других видов

Луна действует как метроном и для других видов. Например, коралловые рифы точно координируют массовые нерестовые циклы, выбрасывая икру и сперматозоиды в определенные фазы лунного света.

В лабораторном исследовании 2016 года исследователи, работающие с кораллами, образующими рифы (например, A. millepora), заменили естественный цикл ночного освещения режимами постоянного освещения или постоянной темноты. Они обнаружили, что нормальный цикл работы часовых генов (таких как криптохромы) был сглажен или вовсе утрачен, а выброс сперматозоидов и яйцеклеток рассинхронизирован. Эти результаты свидетельствуют о том, что сигналы лунного света играют ключевую роль в генетических и физиологических ритмах, лежащих в основе синхронизированного размножения.

Другие виды, например морская мошка Clunio marinus, используют внутренний “детектор совпадений”, который объединяет циркадные и лунные сигналы, чтобы точно приурочить своё размножение к отливам.

Генетические исследования показали, что этот лунный ритм связан с несколькими генами, отвечающими за биологические часы.

Это позволяет предположить, что влияние лунных циклов распространяется на молекулярный уровень.

Однако исследование, проведенное в 2019 году, показало, что синхронность нереста диких кораллов нарушается. Учёные полагают, что это может быть связано с загрязняющими веществами и повышением температуры морской воды, а также со световым загрязнением. Однако мы знаем, что световое загрязнение нарушает жизнедеятельность многих видов диких животных, которые используют Луну для навигации и определения времени своих перемещений.

Почти постоянная яркость

На протяжении большей части истории человечества лунный свет был самым ярким ночным светом. Сегодня он конкурирует с искусственным свечением, видимым из космоса. Согласно Всемирному атласу искусственной яркости ночного неба, более 80% населения земного шара – и почти все жители Европы и США – живут под небом, загрязненным светом (достаточно ярким, чтобы скрыть Млечный путь).

В некоторых странах, таких как Сингапур или Кувейт, буквально везде наблюдается значительное световое загрязнение.

Постоянное свечение из-за плотного городского освещения делает небо настолько ярким, что ночью никогда не становится по-настоящему темно.

Такая почти постоянная яркость является следствием высокой плотности населения в этих странах, интенсивного наружного освещения и отражения света от зданий и атмосферы. Даже в отдалённых национальных парках, вдали от городов, свечение далёких огней можно заметить за сотни километров.

В когнитивной нейробиологии восприятие времени часто описывается с помощью моделей «водителя ритма» и «аккумулятора», в которых внутренний “водитель ритма” испускает регулярные импульсы, которые мозг подсчитывает для оценки их длительности. Стабильность этой системы зависит от ритмичных сигналов окружающей среды – дневного света, температуры, социальных норм, – которые помогают регулировать частоту этих импульсов.

Потеря медленного, ежемесячного сигнала лунного света может означать, что наши внутренние часы теперь работают в более плоском временном ландшафте, где меньше естественных колебаний, на которые они могли бы опираться. Предыдущие психологические исследования показали, что оторванность от природы может исказить наше чувство времени.

Лунные часы все еще тикают внутри нас – слабо, но измеримо. Они влияют на приливы и отливы, сон и ритмы бесчисленных видов.

Однако по мере того, как ночное небо становится светлее, мы рискуем потерять не только звёзды, но и тихий ритм, который когда-то связывал жизнь на Земле с обращением Луны.