Скотобиология — это изучение биологии , на которую темнота оказывает непосредственное и специфическое влияние , в отличие от фотобиологии , которая описывает биологические эффекты света .
Наука скотобиология объединяет под одним описательным заголовком широкий спектр подходов к изучению биологии темноты. Это включает в себя работу по влиянию темноты на поведение и метаболизм животных, растений и микробов . Часть этой работы продолжается уже более столетия и закладывает основу для понимания важности темного ночного неба не только для людей, но и для всех биологических видов.
Подавляющее большинство биологических систем развивалось в мире чередующихся дня и ночи и стали необратимо адаптированными и зависимыми от ежедневных и сезонных изменений света и темноты. Свет необходим для многих биологических видов деятельности, таких как зрение и фотосинтез . Они находятся в центре внимания науки фотобиологии. Но наличие непрерывных периодов темноты, а также их чередование со светом, так же важно для биологического поведения. Скотобиология изучает положительные реакции биологических систем на присутствие темноты, а не только отрицательные эффекты, вызванные отсутствием света.
Многие биологические и поведенческие действия растений , животных (включая птиц и земноводных ), насекомых и микроорганизмов либо подвергаются неблагоприятному воздействию светового загрязнения ночью, либо могут эффективно функционировать только во время или вследствие ночной темноты. Такие действия включают в себя поиск пищи , размножение и социальное поведение у высших животных, земноводных и насекомых, которые все по-разному подвергаются влиянию, если в их среде обитания происходит световое загрязнение. [1] Это не просто фотобиологические явления; световое загрязнение действует, прерывая критические процессы, требующие темноты.
Но, возможно, самые важные скотобиологические явления связаны с регулярным периодическим чередованием света и темноты. К ним относятся поведение при размножении у ряда животных, контроль цветения и индукция зимнего покоя у многих растений, а также оперативный контроль иммунной системы человека . Во многих из этих биологических процессов критической точкой является продолжительность темного периода, а не светового. Например, растения «короткого дня» и «длинного дня» на самом деле являются «длинно-ночными» и «коротко-ночными» соответственно. То есть растения измеряют не продолжительность светового периода, а продолжительность темного периода. [2] Одним из последствий искусственного светового загрязнения [3] является то, что даже короткие периоды относительно яркого света в течение ночи могут помешать растениям или животным (включая людей) измерить продолжительность темного периода и, следовательно, вести себя нормальным или требуемым образом. Это критический аспект скотобиологии и одна из основных областей в изучении реакций биологических систем на темноту.
При обсуждении скотобиологии важно помнить, что темнота (отсутствие света) редко бывает абсолютной. Важным аспектом любого скотобиологического явления является уровень и качество ( длина волны ) света, который находится ниже порога обнаружения для этого явления и в любом конкретном организме. Эта важная переменная в скотобиологических исследованиях не всегда должным образом отмечается или изучается. Существуют значительные уровни естественного светового загрязнения ночью, из которых лунный свет обычно является самым сильным. Например, растения, которые полагаются на длину ночи для программирования своего поведения, обладают способностью игнорировать свет полной луны во время темной ночи. Если бы эта способность не развилась, растения не смогли бы реагировать на изменение длины ночи для таких поведенческих программ, как начало цветения и наступление покоя. С другой стороны, некоторые поведенческие модели животных сильно реагируют на лунный свет. Таким образом, в любом скотобиологическом исследовании наиболее важно определить пороговый уровень света, который может потребоваться для вмешательства или отмены нормальной модели активности темной ночи .
В 2003 году на симпозиуме по экологии ночи, состоявшемся в Мускоке , Канада , обсуждение было сосредоточено вокруг многочисленных эффектов ночного светового загрязнения на биологию широкого спектра организмов, но оно вышло далеко за рамки этого, описав темноту как биологическую необходимость для функционирования биологических систем. [1] Доклады были сосредоточены на абсолютной необходимости темноты для многих аспектов нормального поведения и метаболизма многих организмов и для нормального течения их жизненных циклов . Поскольку не было подходящего термина для описания основного направления симпозиума, был введен термин скотобиология . Слово происходит от греческого scotos , σκότος, «темный», и относится к фотобиологии , которая описывает биологические эффекты света (φῶς, phos ; корень: φωτ-, phot- ). Термин «скотобиология», по-видимому, ранее не использовался, хотя в литературе появлялись такие родственные термины, как «скототропизм» [4] и «скотофил» [5] .
