Melatonin styr kroppsklockan - höga melatoninnivåer får oss att känna oss trötta på kvällen. Dock, hormonet spelar också en viktig roll i djurens biologiska rytmer. Artificiellt ljus på natten - ljusföroreningar - kan undertrycka produktionen av melatonin i fisk, även vid mycket låga ljusintensiteter, ett fynd som fastställts av forskare från Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB).

Melatonin reglerar dag-natt-rytmen hos människor och ryggradsdjur. Organ, vävnad och celler ställer sin inre klocka beroende på nivån av detta hormon. Som ett resultat, melatonin styr också processer som reproduktion och tillväxt. Ryggradsdjur och människor upptäcker skillnader i omgivningens ljusstyrka via fotoreceptorer, t.ex. på ögats näthinna. Kraftigt ljus som uppfattas av dessa receptorer undertrycker produktionen av melatonin, medan hormonnivån är förhöjd under den mörka fasen. Artificiellt ljus på natten kan störa melatoninnivåerna.

Teamet av IGB -forskare undersökte melatoninproduktion i europeisk abborre. Under dagen, alla fiskar utsattes för dagsljus. På natten, belysningen varierade beroende på gruppen:kontrollgruppen tillbringade natten i fullständigt mörker, medan de andra tre grupperna utsattes för ljusintensiteter vid 0,01, 0,1 och 1 lux. Efter tio dagar, forskarna mätte melatoninnivåerna med tre timmars intervall under en period av 24 timmar. Resultatet:även den lägsta ljusintensiteten på 0,01 lux var tillräckligt för att undertrycka melatoninproduktionen; högre ljusintensiteter ledde till en allt starkare gradvis minskning av melatonin.

För jämförelse, ljusintensiteter som organismer utsätts för på natten:en kristallklar natt, belysningsintensiteten är mindre än 0,001 lux. På en fullmånenatt, den mäter max 0,3 lux. Himlen glöder över en stad kan nå ljusintensiteter på upp till 1 lux och mer, och gatubelysning kan vara så mycket som 150 lux.

Även nattlig urban sky glow undertrycker melatoninbildning

"Det häpnadsväckande är att intensiteten i stadens skyglöd är tillräckligt för att undertrycka melatoninproduktion i fisk, "uppgav huvudförfattaren Franziska Kupprat från IGB. Stora områden över hela världen påverkas av denna typ av ljusföroreningar. Detta beror på att ljus som avges från belysningsinstallationer strålar ut i himlen, och reflekterar från moln och partiklar, skapar betydande himmelsken som sträcker sig längre än ljuskällans faktiska ljusradie.

Ljusintensiteten hade ingen inverkan på melatoninproduktionens rytm. Alla prover upplevde en ökning av melatoninbildningen under eftermiddagen, toppar på natten.

"Tidigare studier har visat att högre intensitet av nattljus, som 10 och 100 lux, påverkar också melatoninrytmen i abborre. Detta beror på att melatoninet som produceras på natten hade minskat i en sådan omfattning att det inte längre skilde sig från låga värden uppmätta under dagen, "förklarade IGB:s Dr. Franz Hölker.

Fisk tillbringar mycket av sitt liv i sömn, även om detta inte är uppenbart eftersom de inte har några ögonlock. Som med allt levande, fisk behöver sömn för att regenerera. IGB:s professor Werner Kloas, ledande utredare av studien, förklarade effekterna av störda melatoninnivåer:"Våra tidigare forskningsmetoder gör det inte möjligt för oss att bedöma om urbana fiskar upplever brist på sömn på grund av ljusföroreningar. Men vi antar att detta är fallet eftersom melatonin är en viktig faktor som påverkar sömn hos ryggradsdjur, inklusive fisk. En sak är säker att andra kroppsfunktioner som immunförsvar, tillväxt och reproduktion kan störas av förändrad melatoninproduktion. "