Насекомые являются неотъемлемой частью экосистемы. Существуют миллионы видов насекомых, которые приносят пользу окружающей среде и людям разными способами — как опылители, борцы с вредителями, переработчики, редуценты и т. д. С другой стороны, некоторые насекомые могут наносить вред, когда становятся сельскохозяйственными вредителями.
Известно, что насекомых привлекают разные цвета света. Их зрение и светочувствительность отличаются от человеческих. Понимание зрения насекомых и световых предпочтений может помочь разработать системы освещения, которые будут полезны или вредны для насекомых в зависимости от цели.
У насекомых сложные глаза, состоящие из нескольких светочувствительных единиц, называемых омматидиями. Каждый омматидий действует как отдельный зрительный рецептор. Количество омматидиев варьируется в зависимости от вида насекомых: у пчел их около 5000, а у стрекоз — до 30 000.
Омматидии оптимизированы для обнаружения движения и различения темных и светлых участков. В отличие от людей, большинство насекомых видят ультрафиолетовый (УФ) свет вместе с видимым спектром света. Они, как правило, более чувствительны к УФ, синему и зеленому свету по сравнению с красным светом.
Несколько факторов определяют, привлекаются ли насекомые разными цветами света и насколько сильно:
Исследования последних десятилетий сравнивали притяжение насекомых по всему световому спектру от УФ до инфракрасного. В целом, УФ-излучение и коротковолновый видимый свет привлекают значительно больше насекомых по сравнению с длинноволновым.
В сравнительном исследовании проверялось привлечение света для различных отрядов насекомых с использованием УФ-излучения (длина волны 350–400 нм), синего (420–490 нм), желтого (530–590 нм) и красного (610–690 нм) света. Результаты обобщены в таблице ниже:
| Порядок насекомых | Наиболее привлекательный цвет света |
|---|---|
| Чешуекрылые (мотыльки, бабочки) | УФ |
| Двукрылые (мухи, комары) | Синий, УФ |
| Жесткокрылые (жуки) | УФ, синий |
| Перепончатокрылые (пчелы, осы, муравьи) | Синий, УФ |
| Полужесткокрылые (цикады, тли, цикады) | Синий |
В другом исследовании тестировались различные диапазоны длин волн и было обнаружено, что наибольшее количество моли привлекают УФ-волны с длиной волны от 330 до 380 нм. Более короткие пиковые длины волн УФ около 350 нм были более привлекательными, чем более длинные волны около 400 нм.
Для большинства основных изученных групп насекомых УФ и фиолетово-синий свет около 350-450 нм привлекают значительно больше насекомых по сравнению с более длинными волнами желтого, оранжевого и красного света.
Существует две основные причины, по которым насекомых больше привлекает ультрафиолетовый и синий свет:
У сложных глаз насекомых есть специализированные фоторецепторные клетки, называемые УФ- и синими рецепторами, которые чувствительны к более коротким длинам волн света. УФ-образцы на цветах дают сигналы, помогающие опыляющим насекомым, таким как пчелы, находить нектар. Некоторые ночные насекомые могут ориентироваться, используя УФ-шаблоны в лунном свете.
Искусственное ночное освещение, богатое короткими длинами волн, может сбить с толку поведение этих насекомых и привлечь больше насекомых к источникам света.
Основной стратегией снижения привлекательности для насекомых является использование более длинноволнового освещения с дефицитом УФ и синего света. Вот некоторые рекомендации:
Длинноволновый желтый, янтарный и красный свет привлекает значительно меньше насекомых. Красный свет позволяет человеку видеть на улице ночью, сводя к минимуму экологическое воздействие на насекомых. Активируемое движением освещение и направленный свет только туда, где это необходимо, также помогают снизить световое загрязнение.
УФ- и насыщенный синий свет можно использовать для привлечения полезных насекомых, таких как опылители, или отлова нежелательных вредителей для мониторинга или контроля. Вот некоторые примеры:
И наоборот, желтый, янтарный и красный свет можно использовать для наружного освещения, где требуется минимальное привлечение насекомых. Последние достижения в области светодиодного освещения позволили создать настраиваемые, индивидуализируемые спектры освещения для специализированных приложений, нацеленных на привлечение насекомых или избегающих его.
Насекомых больше всего привлекает ультрафиолетовый и синий свет в диапазоне длин волн 350-500 нм, и меньше - более длинноволновый желтый, янтарный и красный свет.
Это связано с рецепторами ультрафиолетового и синего света в глазах насекомых и сходством с естественными сигналами, которым насекомые научились следовать. Целевое использование коротковолнового или длинноволнового освещения может соответственно привлекать полезных насекомых или уменьшать привлечение вредных вредителей к наружному освещению.
Достижения в области настраиваемого светодиодного освещения открывают гибкость в проектировании безопасного для насекомых наружного освещения, сводя к минимуму нарушение экологии, сохраняя при этом видимость и полезность.