Summary
Искусственное освещение в ночное время (ALAN) имеет широкие биологические эффекты. В этой статье описывается система для манипулирования ALAN внутри гнездовых ящиков при мониторинге поведения, состоящая из светодиодных индикаторов, соединенных с батареей, таймером и инфракрасной видеокамерой с поддержкой звука. Исследователи могли бы использовать эту систему для изучения многих нерешенных вопросов, касающихся влияния ALAN на организмы.
Abstract
Животные эволюционировали с естественными узорами света и тьмы. Тем не менее, искусственный свет все чаще внедряется в окружающую среду из человеческой инфраструктуры и рекреационной деятельности. Искусственное освещение ночью (ALAN) может оказать широкое влияние на поведение животных, физиологию и приспособленность, что может привести к более широкомасштабному воздействию на популяции и сообщества. Понимание влияния ALAN на животных, находящихся на свободном выгуле, нетривиально из-за таких проблем, как измерение уровней света, с которыми сталкиваются мобильные организмы, и отделение эффектов ALAN от эффектов других факторов антропогенного нарушения. Здесь мы описываем подход, который позволяет нам изолировать эффекты искусственного воздействия света на отдельных животных путем экспериментального манипулирования уровнями освещенности внутри гнездовых ящиков. С этой целью может быть использована система, состоящая из светодиодного (светодиодного) света (светодиодов), прикрепленного к пластине и подключенного к системе батареи и таймера. Установка позволяет подвергать особей внутри гнездовых ящиков различной интенсивности и продолжительности ALAN при одновременном получении видеозаписей, которые также включают аудио. Система была использована в исследованиях свободных синиц (Parus major) и синих синиц (Cyanistes caeruleus), чтобы получить представление о том, как ALAN влияет на сон и паттерны активности у взрослых, а также на физиологию и динамику теломер у развивающихся птенцов. Система или ее адаптация могут быть использованы для ответа на многие другие интригующие исследовательские вопросы, такие как то, как ALAN взаимодействует с другими факторами возмущения и влияет на биоэнергетический баланс. Кроме того, подобные системы могут быть установлены в гнездовых ящиках, гнездах или норах различных видов или рядом с ними для манипулирования уровнями ALAN, оценки биологических реакций и работы над созданием межвидовой перспективы. Особенно в сочетании с другими передовыми подходами к мониторингу поведения и передвижения свободно живущих животных, этот подход обещает внести постоянный вклад в наше понимание биологических последствий ALAN.
Introduction
Животные эволюционировали с естественными паттернами света и тьмы, которые определяют день и ночь. Таким образом, циркадные ритмы в гормональных системах организуют режимы отдыха и активности и позволяют животным максимизировать физическую форму 1,2,3. Например, циркадный ритм в глюкокортикоидных гормонах с пиком в начале повседневной активности заставляет позвоночных вести себя надлежащим образом в течение 24-часового периода через влияние на метаболизм глюкозы и реакцию на стрессоры окружающей среды4. Аналогичным образом, шишковидный гормон мелатонин, который высвобождается в ответ на темноту, интегрально участвует в управлении паттернами циркадной ритмичности, а также обладает антиоксидантными свойствами 5,6. На увлечение многими аспектами циркадной ритмичности, такими как высвобождение мелатонина, влияет фоторецепция уровней света в окружающей среде. Таким образом, внедрение искусственного света в окружающую среду для поддержки человеческой деятельности, отдыха и инфраструктуры может оказать широкомасштабное воздействие на поведение, физиологию и приспособленность животных свободного выгула 7,8. Действительно, различные эффекты воздействия искусственного света в ночное время (ALAN) были задокументированы 9,10, и ALAN был выделен в качестве приоритета для исследований глобальных изменений в21-м веке10.
Измерение воздействия ALAN на животных свободного выгула создает нетривиальные проблемы по ряду причин. Во-первых, подвижные животные, перемещающиеся по окружающей среде, постоянно испытывают различные уровни света. Таким образом, как количественно оценить уровень света, которому подвергаются отдельные животные? Даже если уровни света на территории животного могут быть количественно определены, животное может использовать стратегии избегания, которые влияют на модели воздействия, тем самым требуя одновременного отслеживания местоположения животного и уровня освещенности. Действительно, в большинстве полевых исследований среднее значение и изменение уровней воздействия света неизвестны11. Во-вторых, воздействие ALAN часто коррелирует с воздействием других антропогенных факторов возмущения, таких как шумовое загрязнение, химическое воздействие и деградация среды обитания. Например, животные, занимающие места обитания вдоль краев дорог, будут подвергаться воздействию света от уличных фонарей, шума от автомобильного движения и загрязнения воздуха от автомобильных выбросов. Как же тогда эффективно изолировать эффекты ALAN от эффектов смешанных переменных? Тщательные полевые эксперименты, которые позволяют эффективно измерять как уровни воздействия света, так и переменные реакции, имеют важное значение для оценки серьезности биологических эффектов ALAN и для разработки эффективных стратегий смягчения последствий11.
В данной статье описывается экспериментальный подход, который, хотя и не без ограничений (см. раздел обсуждения), помогает смягчить, если не устранить трудности, указанные выше. Этот подход предполагает экспериментальное манипулирование уровнями ALAN внутри гнездовых ящиков свободно живущего суточного вида птиц, большой синицы (Parus major), с использованием системы светодиодных (LED) огней и инфракрасной (ИК) камеры, установленной в гнездовых ящиках. Настройка позволяет одновременно получать видеозаписи, включая аудио, что позволяет исследователям оценивать влияние на поведение и вокализацию. Большие сиськи используют гнездовые ящики для размножения и спят в гнездовых ящиках в период с ноября по март. Самки также спят внутри гнездовых ящиков во время12 сезона размножения. Система также была использована в меньшей степени для изучения влияния ALAN на синих синиц (Cyanistes caeruleus). Первая трудность, связанная с знанием уровней освещенности, с которыми сталкивается животное, смягчается тем, что, учитывая, что особь готова войти в гнездовой ящик (или уже находится в гнездовом ящике в случае неподвижных птенцов), уровни освещенности могут быть точно определены исследователем. Вторая трудность, связанная с корреляциями со смешанными переменными, может контролироваться с помощью гнездовых ящиков в аналогичных средах и/или измерения уровней смешения переменных вблизи гнездовых ящиков. Кроме того, у птиц, гнездящихся в полостях, принятие экспериментального подхода является мощным, поскольку гнездовые ящики или естественные полости могут защитить птенцов и взрослых особей от ALAN13, что может объяснить, почему некоторые коррелятивные исследования обнаруживают небольшой эффект ALAN (или антропогенного шума)14, тогда как экспериментальные исследования чаще обнаруживают явные эффекты (см. Ниже). Более того, при повторных мерах может быть принята экспериментальная конструкция, в которой индивиды служат в качестве собственного контроля, что еще больше увеличивает статистическую мощность и вероятность обнаружения значимых биологических эффектов. Разделы ниже: (1) объясняют детали проектирования и внедрения системы, (2) обобщают важные результаты, которые были получены до сих пор с использованием системы, и (3) предлагают будущие направления исследований, которые могут быть продолжены, как у синиц, так и у других животных.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Все приложения этой системы к экспериментам на животных были одобрены этическим комитетом Университета Антверпена и проводились в соответствии с бельгийскими и фламандскими законами. Методология придерживалась руководящих принципов ASAB/ABS по использованию животных в поведенческих исследованиях. Бельгийский королевский институт естественных наук (Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen; KBIN) предоставил лицензии всем исследователям и персоналу.
1. Создание экспериментальной системы
- Получите светодиоды широкого спектра действия для использования при создании ALAN. Возьмите светодиодный свет (ы) от светодиодной фары. Используйте либо один светодиодный индикатор, либо несколько (например, 4) светодиодных фонарей широкого спектра для более рассеянного освещения (рисунок 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве модификации могут использоваться светодиоды с различными спектральными свойствами (например, красный и синий), но их необходимо будет получить из другого источника (см. Дополнительный материал Grunst et al. 201915 для спектральных свойств светодиодов, используемых в прошлых исследованиях с использованием этой системы). - Разработайте систему для установки светодиодов вместе с ИК-камерой, чтобы обеспечить поведенческий мониторинг. Исследователи могут достичь этой цели несколькими способами.
- Вариант 1. Вставьте один светодиод широкого спектра действия в гнездовой ящик отдельно в пластиковой трубке, прилегающей к ИК-камере, установленной с помощью клея на пластиковой или металлической пластине, которая помещается в гнездовой ящик (рисунок 1A, B).
- Вариант 2. Установите ИК-камеру в центральном положении на пластиковую или металлическую пластину, а затем установите светодиодные фонари в фиксированных положениях на пластине, окружающей ИК-камеру (рис. 1С).
- Спроектируйте средство для подключения системы к источнику питания (аккумулятору) и таймеру.
- Используйте нож или дрель, чтобы сделать рощи в боковой части гнездового ящика, через которые могут протянуться проводные разъемы для подключения системы к Fe-батарее (12 В; 120 Втч) и самодельному таймеру (12 В).
- Спроектируйте темно-зеленый деревянный корпус, который соответствует гнездовому ящику по цвету, длине и ширине (например, гнездовые ящики, используемые в прошлых исследованиях, имели размеры: 120 мм х 155 мм х 250 мм), и с одним боковым отверстием через шарнир для размещения батареи, регистратора для видео и системы таймера для светодиодов (рисунок 2; Дополнительный рисунок 1 и дополнительный рисунок 2).
- Разработайте средство, с помощью которого можно регулировать интенсивность ALAN.
- Получите резистор (значение зависит от напряжения батареи и освещенности) и подключите его последовательно к светодиоду (светодиодам).
- Спроектируйте «фиктивные» коробки с теми же размерами, что и корпуса, в которых размещаются таймер и аккумулятор для использования при приучении птиц к системе (т.е. как на рисунке 2А, но без внутренней электроники).
ПРИМЕЧАНИЕ: В разделах 2 и 3 обсуждаются пошаговые методы, используемые для изучения воздействия ALAN на фокальный организм.
Рисунок 1: Две системы, состоящие из ИК-камер и светодиодных фонарей, используемых для манипулирования ALAN внутри гнездовых ящиков. (A) Вид сверху гнездового ящика с пластиной, удерживающей старую систему на месте. (B) Старая система с 1 светодиодом широкого спектра для управления ALAN и центральной камерой с 10 ИК-светодиодами (c) Более новая система с 4 светодиодами широкого спектра и центральной ИК-камерой с 4 ИК-светодиодами. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Самодельный аккумулятор и таймер, используемый для манипулирования поведением ALAN и видеозаписи. (A) Устройство заключено в деревянный ящик, который установлен поверх гнездового ящика. (B) Вид электроники внутри устройства. Разъемы простираются от гнездового ящика до деревянного корпуса для подключения электроники к ИК-камере и светодиодам широкого спектра. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
2. Планирование эксперимента и регулировка интенсивности и времени ALAN
- Определите желаемую интенсивность света, которой будут подвергаться животные.
- Тщательно продумайте, какую экспериментальную интенсивность света использовать, чтобы получить значимые результаты, которые отвечают на вопрос исследования. В целом, это будет означать выбор экологически значимой интенсивности света, с которой могут столкнуться свободно выгуливающие животные (см. Таблицу 1 для руководства).
- Отрегулируйте светодиодные лампы на желаемую интенсивность света (например, 1-3 люкса, как это использовалось в прошлых исследованиях; Таблица 1 и Таблица 2).
- Перед размещением в полевых условиях поместите систему на гнездовой ящик, взятый в лабораторию, чтобы откалибровать интенсивность света. Подключите светодиоды к источнику питания, как описано ниже (раздел протокола 3).
- Отрегулируйте свет, излучаемый светодиодами, до желаемой интенсивности (люкс), поместив измеритель освещенности на уровне птицы в гнездовом ящике (~ 8 см от дна) и одновременно отрегулировав резистор последовательно со светодиодами.
ПРИМЕЧАНИЕ: Можно достичь очень низкой интенсивности света (например, уровни свечения сельского неба; 0,01 люкса).
- Определите временные рамки, в течение которых животные будут подвергаться воздействию ALAN.
- Определите продолжительность и время воздействия в течение ночи. Например, можно подвергать животных воздействию ALAN в течение всей ночи, только часть ночи, или оставить период темноты посреди ночи, чтобы уменьшить степень возмущения.
- В тех случаях, когда животное должно войти в гнездовой ящик (или определенную область), чтобы подвергнуться воздействию ALAN, также подумайте, следует ли включать свет до или после того, как произойдет событие входа.
- Установите таймер для управления периодом освещения в ночное время.
- Установите таймер, подключенный к светодиодам широкого спектра, таким образом, чтобы свет включался и выключался в определенные периоды времени (например, не менее чем за 2 часа до захода солнца; выключался через 2 часа после восхода солнца).
ПРИМЕЧАНИЕ: ИК-камера позволяет записывать поведение животного одновременно в течение всего времени воздействия света и будет включена до тех пор, пока оно подключено к заряженной батарее.
- Установите таймер, подключенный к светодиодам широкого спектра, таким образом, чтобы свет включался и выключался в определенные периоды времени (например, не менее чем за 2 часа до захода солнца; выключался через 2 часа после восхода солнца).
- Определите подходящий экспериментальный дизайн для использования в целевом исследовательском вопросе (вопросах).
ПРИМЕЧАНИЕ: Для некоторых вопросов повторные измерения экспериментального дизайна будут наиболее мощным вариантом (например, Как воздействие ALAN влияет на поведение сна?). Для других потребуются парные контрольные и экспериментальные группы (например, как воздействие ALAN влияет на потерю теломер у развивающихся птенцов?).
| Уровень источника/воздействия | Интенсивность (люкс) |
| Полный солнечный свет | 103000 |
| Полный лунный свет | 0.05–1 |
| Городское свечение неба | 0.2–0.5 |
| Разоблачение свободноживущих европейских черных дроздов | 0.2 (0.07–2.2) |
| Прошлые экспериментальные исследования с использованием системы | 1–3 |
| Светодиодные уличные фонари | ~10 |
| Натриевые уличные фонари низкого давления | ~10 |
| Натрий высокого давления | ~10 |
| Флуоресцентное освещение | 300 |
| Металлогалогенные | 400–2000 |
Таблица 1: Характерная интенсивность света в окружающей среде 3,9, уровни воздействия птиц свободного выгула41 и интенсивности, использовавшиеся в прошлых исследованиях с использованием этой системы (ссылки в таблице 2).
3. Реализация воздействия ALAN
- Приучите животных к экспериментальной установке.
- Если возможно в контексте эксперимента, приучите животных к установке, разместив фиктивные ящики в верхней части гнездовых ящиков по крайней мере за 1 день до эксперимента, чтобы свести к минимуму последствия неприятия новизны.
- Опрос основных лиц.
- Поместите животных в исследуемую популяцию с пассивными интегративными транспондерными метками (PIT), чтобы можно было идентифицировать их в гнездовых ящиках, не беспокоя птиц.
- В экспериментах, связанных с влиянием ALAN на поведение во сне, посетите гнездовые ящики в ночь перед экспериментом и отсканируйте коробки с помощью считывателя радиочастотной идентификации (RFID), чтобы определить, какие птицы гнездятся внутри.
- В экспериментах во время сезона размножения, связанных с воздействием аланов на развивающихся птенцов, последовательно контролируйте (например, через день) гнездовые ящики и проверяйте содержимое гнезда и личность взрослых особей. Тщательно отбирайте гнездовые ящики, содержащие выводки с определенными характеристиками (т.е. модальный размер расплода, присутствуют оба родителя и кормятся) для использования в эксперименте.
- Выберите и реализуйте эксперимент.
- Для экспериментов, связанных с поведением во сне, реализуйте повторные меры, разработанные путем предварительной регистрации лиц, спящих в условиях темноты в течение по крайней мере одной ночи, для регистрации ненарушенного сна в отсутствие ALAN (контрольная обработка) после шагов 3.3.2-3.3.21.
- С этой целью обязательно синхронизируйте время на ИК-камерах с местным временем, прежде чем выводить их в поле.
- Вставьте SD-карту в слот SD в мини-регистраторе DVR, расположенном рядом с батареей (рисунок 2B; Дополнительный рисунок 2). Убедитесь, что SD-карта пуста, а если нет, удалите содержащиеся на ней данные.
- По крайней мере, за 2 часа до наступления темноты снимите фиктивную коробку сверху гнездового ящика.
- Откройте крышку гнездового ящика.
- Поместите пластину с ИК-камерой внутрь гнездового ящика, а объектив камеры ориентирован вниз.
- Вытяните электронные разъемы из рощи в гнездовом ящике.
- Закройте крышку гнездового ящика.
- Поместите корпус, содержащий батарею, рекордер и таймер, поверх гнездового ящика.
- Подключите разъемы питания аккумулятора. Подключите красный разъем от рекордера к белому разъему от камеры (аудио), желтый разъем от рекордера к желтому разъему от камеры (видео) и черный разъем от батареи к красному разъему от камеры (питание) (дополнительный рисунок 1 и дополнительный рисунок 2).
- Нажмите кнопку записи, чтобы начать запись с камеры.
ПРИМЕЧАНИЕ: Таймер не будет установлен и/или питание не будет подключено к таймеру, управляющему светодиодами, так что в контрольные ночи не будет производиться ALAN. - Проверьте с помощью небольшого экрана TFT, чтобы убедиться, что запись началась и что изображение правильное. Порт для подключения tft-экрана расположен под рекордером (дополнительный рисунок 2).
- Примерно через 1 ч после наступления темноты вернитесь в гнездовой ящик и проверьте личность птицы, спящей внутри, переместив считыватель транспондера RFID по дну и сторонам гнездового ящика и записав уникальный идентификационный номер, сообщенный с метки PIT.
- Утром после контрольной записи, по крайней мере, через 2 часа после восхода солнца, вернитесь в гнездовой ящик и соберите аккумуляторную систему и ИК-камеру.
- Опять же, поместите фиктивный ящик поверх гнездового ящика.
- В лаборатории или офисе зарядите аккумулятор, извлеките и загрузите SD-карту с диктофона для сбора поведенческих данных.
ПРИМЕЧАНИЕ: Батареи имеют срок службы ~ 30 ч в холодных условиях, чтобы обеспечить запись в течение всей ночи, но должны быть полностью перезаряжены между последовательными ночами записи. - После успешной загрузки данных сотрите данные с SD-карты, а затем снова вставьте их в мини-регистратор DVR.
- В последующую ночь применяют обработку световым воздействием (например, 1-3 люкса, как это использовалось в прошлых экспериментах с использованием системы; Таблица 1 и Таблица 2).
- Установите систему таймера на нужный период времени освещенности.
- Выполните те же действия (3.3.2-3.3.17), описанные выше для контрольной записи, а также подключите таймер к источнику питания, а светодиоды к таймеру (дополнительный рисунок 1 и дополнительный рисунок 2).
- При желании повторите контрольную запись (поведения во сне в условиях темноты, т.е. отсутствия АЛАНА) на третью ночь.
- Для экспериментов, связанных с воздействием АЛАН на птенцов, используйте контрольные и экспериментальные выводки, как описано в шагах 3.3.23-3.3.25.
- Поместите фиктивные ящики (без электроники) поверх гнездовых ящиков контрольных выводков и обрабатывайте как контрольных, так и экспериментальных птенцов эквивалентными способами.
- Реализуйте экспериментальную экспозицию ALAN для экспериментальных коробок. В течение экспериментального периода установите светодиодную систему и ИК-камеру внутри гнездового ящика, как описано выше, и установите таймер для управления желаемым периодом воздействия света.
- Перезарядите батарейки. Для экспериментов, включающих несколько ночей воздействия света и видеозаписи, собирайте системы каждое утро, чтобы заряжать батареи в течение дня, а затем заменяйте систему вечером.
- Сбор данных об интересующей переменной (переменных) ответа.
- Если интересующей переменной является поведение в гнездовом поле, ИК-камера позволит одновременно документировать поведение (например, поведение во сне; Рисунок 3).
- Сбор любых других данных, представляющих интерес, с помощью дополнительных методов мониторинга, при этом отбор проб происходит в различные моменты времени (например, образцы крови, взятые до и после воздействиясвета 15).
Рисунок 3: Инфракрасное изображение большой синицы внутри гнездового ящика, подверженного воздействию ALAN. (A) Спящий и (B) Alert great tit Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Рецензируемые научные статьи, опубликованные с использованием этой системы, обобщены в таблице 2. Несколько других рукописей находятся в стадии разработки. В этих исследованиях рассматриваются три основных набора исследовательских вопросов. Во-первых, система была использована для изучения влияния воздействия света на поведение во сне и уровни активности у взрослых. С этой целью была использована экспериментальная конструкция с повторными мерами, в которой одна и та же особь сначала регистрировалась спящим в естественных условиях, а затем регистрировала сон в освещенном гнездовом ящике. Все люди, использованные в этих исследованиях, были оснащены метками PIT, что позволило исследователям проверить, что один и тот же человек спит в гнездовом ящике между последующими ночами, используя портативный транспондер-считыватель, не беспокоя птиц.
Драматические эффекты воздействия ALAN на поведение во сне были задокументированы. Например, большие синицы, подвергшиеся воздействию ALAN с интенсивностью 1,6 люкс, относительно низкой интенсивности, которая, вероятно, будет испытана животными свободного выгула, проснулись на полчаса раньше, покинули гнездовой ящик на 20 минут раньше и спали на 40 минут меньше, чем контрольные птицы (рисунок 4)16. Интересно, что влияние ALAN на сон может зависеть от других переменных, таких как интенсивность света и сезон. В соответствии с этой гипотезой, влияние ALAN на поведение сна самок больших синиц было намного больше в период птенцов, чем зимой, причем влияние на потерю сна было более чем в два раза больше, а влияние на время пробуждения было более чем в четыре раза больше17. С другой стороны, было мало различий в эффекте воздействия света при интенсивности 1,6 против 3 люкс, предполагая, что даже низкоинтенсивный ALAN может иметь вредные эффекты12. Система также использовалась для документирования отскока сна после нарушения сна ALAN, в котором люди реагировали на вызванное ALAN лишение сна, спало больше на следующую ночь17. Кроме того, наблюдались значительные индивидуальные различия в степени, в которой сон нарушается ALAN, что может быть важно для прогнозирования реакций популяции и возможности выбора17, хотя влияние ALAN на сон не было изменено исследовательским типом личности18. Существенное влияние ALAN на сон, вероятно, будет иметь каскадные эффекты на поведение бодрствования, физиологию и физическую форму. Однако исследования на сегодняшний день были относительно короткими по продолжительности. Изучение более широких последствий и долгосрочных последствий имеет решающее значение для выяснения последствий ALAN для животных, находящихся на свободном выгуле, и является важной областью для дальнейших исследований (см. Ниже).
Рисунок 4: Размеры эффекта и 95% доверительные интервалы, сравнивающие поведение сна больших синиц в первую ненарушенную ночь и во вторую ночь. Во вторую ночь птиц либо снова оставили нетронутыми (управление; верхняя панель), либо подвергли воздействию 1,6 люкс ALAN (свет; нижняя панель). Размеры эффекта указаны в минутах, за исключением «времени на входе», которое дается в секундах. Подробности см. в Raap et al. (2015)16. Эта цифра была адаптирована с разрешения Raap et al.16. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Во-вторых, система была использована для изучения того, как воздействие ALAN влияет на развивающихся птенцов, используя ряд физиологических переменных реакции (таблица 2). Эти эксперименты подвергали птенцов воздействию ALAN в течение части стадии птенца, в диапазоне от 2 до 7 дней, в зависимости от целей исследования. Документально подтвержденные эффекты воздействия света на птенцов включают воздействие на массу тела или состояние19, уровни перьевого кортикостерона20, концентрации гаптоглобина21 и уровни оксалата22. Однако это исследование также предполагает, что некоторые параметры, такие как скорость деградации теломер и окислительный стресс15,19, могут не зависеть от воздействия ALAN (таблица 2). В целом, эти исследования показывают, что воздействие ALAN в раннем возрасте может изменить ход развития и потенциально иметь устойчивые последствия во взрослой жизни, но необходимы дополнительные исследования, чтобы определить степень, в которой характеристики развивающихся организмов чувствительны или устойчивы к воздействию света.
В-третьих, система использовалась для оценки воздействия на физическую форму, включая репродуктивный успех и показатели выживаемости. До сих пор не появилось убедительных доказательств таких последствий. Тем не менее, что важно, эта работа все еще продолжается, поскольку эффективная оценка эффектов приспособленности требует долгосрочного мониторинга людей, подвергшихся воздействию света.
Наконец, была проведена работа по сравнению с влиянием воздействия ALAN на поведение во сне больших синиц и синих синиц. ALAN оказал гораздо меньшее влияние на поведение синих синиц во сне по сравнению с большими сиськами, что привлекает внимание к потенциалу межвидовых различий в светочувствительности, даже между близкородственными видами (таблица 2)23 . Примечательно, что другие исследовательские группы также недавно начали применять этот подход манипулирования уровнями освещенности в гнездовых ящиках, иллюстрируя силу методологии и потенциал для ее более широкого применения24,25.
| Вид | Жизненный этап | Используемая интенсивность ALAN (люкс) | Переменные ответа | Эффект АЛАНА | Ссылка | |||
| Большая синица (Парус мажор) | Птенец | 1 | Перьевой кортикостерон (fCORT), состояние тела, длина теломер, успех оперения, набор | (+) fCORT | 19 См. Grunst et al. 2020. Окружающая среда загрязняет. 259:113895. doi: 10.1016/j.envpol.2019.113895 | |||
| (-) Состояние организма | ||||||||
| 0) Другие переменные ответа | ||||||||
| Большая сиська | Птенец | 1 | Длина теломер, состояние тела, успех оперения, оксид азота | (-) Состояние организма | 14 См. Grunst et al. 2019. Sci Tot Environ. 662:266-275. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.12.469 | |||
| (0) Длина теломер, другие переменные отклика | ||||||||
| Большая сиська | Взрослый | 1.6, 3 | Сон личности (исследовательское поведение) - зависимая реакция? | (-) Поведение во сне | 17 См. Raap et al. 2018. Окружающая среда загрязняет. 243:1317-1324. doi: 10.1016/j.envpol.2018.09.037 | |||
| Не изменяется личностью | ||||||||
| Большая сиська | Птенец | 3 | Оксалат и изменяется ли реакция в зависимости от пола | (+) Оксалат, кобели | 21 См. Raap et al. 2018. Консервация Физиол. 6: coy005. doi: 10.1093/conphys/coy005 | |||
| (0) Оксалат, суки | ||||||||
| Большая сиська | Птенец | 1.6, 3 | Поведение во сне и изменение реакции в зависимости от сезона или интенсивности света | (-) Поведение во сне | 11 См. Raap et al. 2017. Бехав Прок. 144:13-19. doi: 10.1016/j.beproc.2017.08.011 | |||
| Небольшой эффект сезона Наступление сна откладывается только за счет высокой интенсивности ALAN | ||||||||
| Большая синица/синица голубая (Cyanistes caeruleus) | Взрослый | 3 | Поведение во сне | Меньшее (-) влияние на сон у синих сисек | 22 См. Sun et al. 2017. Окружающая среда загрязняет. 231:882-889. doi: 10.1016/j.envpol.2017.08.098 | |||
| Большая сиська | Взрослый | 1.6 | Поведение самок во сне | (-) Поведение во сне Восстановление сна после воздействия ALAN | 16 См. Raap et al. 2016. Окружающая среда загрязняет. 215:125-134. doi: 10.1016/j.envpol.2016.04.100 | |||
| Больше (-) эффекта в период птенцов | ||||||||
| Большая сиська | Птенец | 3 | Изменение массы тела, окислительный статус крови, успех оперения | (-) Масса тела | 18 См. Raap et al. 2016. Sci Rep. 6:35626. doi: 10.1038/srep35626 | |||
| (0) Окислительный статус, успех оперения | ||||||||
| Большая сиська | Птенец | 3 | Гаптоглобин (Hp), оксид азота (NO) | (+) Л.п. | 20 См. Raap et al. 2016. Окружающая среда загрязняет. 218:909-914. doi: 10.1016/j.envpol.2016.08.024 | |||
| (-) НЕТ | ||||||||
| Большая сиська | Взрослый | 1.6 | Поведение во сне | (-) Поведение во сне | 15 См. Raap et al. 2015. Sci Rep. 5:13557. doi: 10.1038/srep13557 | |||
| Примечание: 0 = отсутствие влияния ALAN на переменную ответа. Номера, следующие за справочными записями, относятся к порядку в списке литературы. | ||||||||
Таблица 2: Резюме опубликованных исследований, основанных на воздействии ALAN с использованием экспериментальной системы. Примечание: 0 = отсутствие влияния ALAN на переменную ответа.
Дополнительный рисунок 1: Пластина, содержащая инфракрасную (ИК) камеру и светодиодные (LED) огни, дополнительно показывающая кабели, которые соединяют систему с источником питания. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный рисунок 2: Внутренний вид камеры, содержащей батарею, регистратор и самодельную систему времени, дополнительно показывающий кабели, соединяющие различные части системы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Эта система светодиодных фонарей и парная ИК-камера позволили исследователям оценить ряд интригующих вопросов, касающихся биологических эффектов ALAN. Кроме того, существует гораздо больше направлений исследований, которые могут быть продолжены с системой. Кроме того, расширение использования системы на другие виды может способствовать пониманию межвидовых различий в чувствительности к ALAN. Ниже представлены некоторые неисчерпывающие возможности для будущих исследований в надежде, что эта статья поможет мотивировать исследования в этой важной области. В заключении кратко подтверждаются сильные стороны этого экспериментального подхода и рассматриваются ограничения системы.
Эта система может быть использована для ответа на многие нерешенные вопросы о том, как ALAN влияет на животных свободного выгула или животных в полуневоле. Во-первых, исследования на сегодняшний день включали относительно короткие периоды воздействия ALAN и краткосрочный мониторинг биологических эффектов. Следовательно, мало что известно о долгосрочных последствиях краткосрочного воздействия ALAN или о том, что произойдет, если птицы будут подвергаться воздействию ALAN в течение многих дней, многих недель или всей своей жизни (см.26 для недавней статьи, демонстрирующей важность долгосрочного воздействия ALAN у сверчков, Gryllus bimaculatus). Например, оказывает ли краткосрочное воздействие ALAN долгосрочные последствия для состояния здоровья и темпов биологического старения? Приводит ли долгосрочное воздействие ALAN к физиологическому стрессу и ускоренному старению, и являются ли эффекты аналогичными или отличными от эффектов краткосрочного воздействия ALAN? Эта система может быть использована для решения этих вопросов. Действительно, многие большие сиськи и синие сиськи (а также другие виды) используют один и тот же гнездовой ящик на протяжении всей своей жизни.
Во-вторых, необходимо изучить интерактивные эффекты ALAN с другими факторами антропогенных возмущений (например, принятие мультистрессорной перспективы, как в27) и дифференциальные эффекты ALAN с различными свойствами. Эта система может использоваться в сочетании с другими экспериментальными манипуляциями или в сочетании с естественными изменениями уровней антропогенных возмущений для изучения того, как различные факторы антропогенных возмущений (например, свет, шум, химическое загрязнение) могут взаимодействовать, влияя на целый ряд переменных реакции. Например, птенцы могут одновременно подвергаться воздействию ALAN и антропогенного шума, чтобы проверить, оказывают ли эти два фактора возмущения аддитивное или синергетическое воздействие на уровни кортикостерона или укорочение теломер. Система также может быть модифицирована для изучения эффектов ALAN с различными свойствами путем корректировки характеристик используемых светодиодов. Например, было бы интересно использовать систему для изучения того, как ALAN разных длин волн (например, красные и синие длины волн) влияют на поведение сна или развитие птенцов. Было выдвинуто предположение и экспериментально подтверждено, что различные длины волн света могут вызывать биологические реакции, которые различаются по интенсивности 28,29. Например, в недавнем исследовании белый и зеленый свет дифференцированно влияли на инкубационное поведение больших синиц29.
В-третьих, эта система может быть использована для изучения влияния ALAN на переменные реакции, которые были недостаточно изучены на сегодняшний день, включая биоэнергетику, когнитивные процессы, социальную динамику и родительскую заботу (но см.30 для воздействия на биоэнергетику). Для изучения воздействия на биоэнергетику воздействие ALAN может быть объединено с респирометрией для измерения скорости метаболизма в состоянии покоя или базальной метаболии (RMR, BMR)31, дважды меченым водным подходом для измерения скорости метаболизма в поле (FMR; также известный как ежедневный расход энергии)30,32, или акселерометрией для измерения моделей активности и расхода энергии33 . Влияние ALAN на биоэнергетику может оказывать нетривиальное влияние на приспособленность, учитывая, что скорость метаболизма и расход энергии были предложены для обоснования вариаций истории жизни и темпа жизни34. Чтобы изучить влияние ALAN на когнитивные черты, исследователи могут либо использовать полевые когнитивные тесты после воздействия ALAN, либо захватывать взрослых после воздействия и проводить когнитивные тесты в лаборатории. Система предназначена для проведения исследований на птицах свободного выгула, а удаление птиц в неволю вносит свои осложнения. Таким образом, когнитивное тестирование на диких птицах особенно привлекательно, хотя и сложно. Например, в недавней работе рассматривалась способность решать проблемы в гнездовых ящиках с использованием модифицированной ловушки35 гнездового ящика. Задумчивые самки, подвергшиеся воздействию ALAN, могут быть представлены с помощью этого когнитивного теста. Другой возможностью может быть использование «умных кормушек», предназначенных для оценки пространственной памяти или ассоциативного обучения, чтобы выяснить, влияет ли воздействие alan на спящих взрослых эти когнитивные черты36. Наконец, чтобы изучить влияние ALAN на социальные взаимодействия и родительскую заботу, исследователи могут объединить светодиодную систему с другими технологиями, некоторые из которых уже широко используются в исследованиях с использованием установки. Например, системы маркировки PIT в гнездовых ящиках позволяют регистрировать входы и выходы взрослых птиц, оснащенныхметками PIT 37. Таким образом, в течение периода размножения исследователи могли бы изучить, изменяет ли воздействие на задумчивых самок и птенцов ALAN скорость провизии птенцов или влияет на баланс родительских усилий между полами. Кроме того, различные радиотелеметрические платформы были миниатюризированы, облегчая использование у мелких животных, и могут быть использованы для оценки того, изменяет ли воздействие спящих взрослых особей на ALAN взаимодействие с конспецифичностями38.
Система, похожая на описанную здесь, может быть использована для изучения влияния ALAN на любой вид птиц, который использует гнездовые ящики для размножения. Это включает в себя несколько хорошо изученных воробьиных, таких как древесные ласточки (Tachycineta bicolor), западные и восточные синие птицы (Sialia mexicana и Sialia sialis), чикали (Poecile sp.), домашние крапивники (Troglodytes aedon), европейские крысоловки (Ficedula hypoleuca) и ошейниковые (Ficedula albicollis), а также домашние воробьи (Passer domesticus). Европейские скворцы (Sturnus vulgaris) также являются особенно подходящим видом, поскольку они могут быть изучены в неволе и дикой природе и достаточно велики для изучения поведения во сне с использованием электроэнцефалографических методов39. Хищники, такие как амбарные совы (Tyto alba) и американские пустельги (Falco sparverius), также используют гнездовые ящики и могут служить предметами исследования. Влияние ALAN на развитие птенцов может быть легко оценено у этих видов. Степень, в которой влияние ALAN на поведение во сне может быть исследовано, зависит от того, спят ли взрослые в гнездовых ящиках во время сезона размножения или не размножения, но, вероятно, есть значительные возможности для инвестирования эффектов ALAN на сон у самок на стадии инкубации.
Система также может быть адаптирована для использования у видов, отличных от гнездящихся птиц. Помимо птиц, ряд видов млекопитающих также гнездятся или спят в гнездовых ящиках. Таким образом, система может быть принята для изучения влияния ALAN на эти виды. Например, несколько видов лемуров будут занимать ящики, а искусственные гнездовые ящики уже используются для изучения их гнездового поведения40. Кроме того, несмотря на сложность, система может быть принята инновационными учеными для изучения влияния ALAN на гнездящихся птиц с открытой чашей и виды птиц или млекопитающих, которые гнездятся или спят в расщелинах или норах. Для гнездящихся птиц с открытой чашкой это будет включать в себя создание средства, с помощью которого светодиодные фонари и ИК-камеры могут быть установлены над гнездом. Учитывая необходимость закрепления светодиодной системы и камеры над гнездами, такая система, вероятно, будет наиболее легко реализована для видов, которые гнездятся на земле или рядом с ней. Для гнездящихся видов нор или расщелин исследователю необходимо будет установить светодиодную систему и камеру внутри полостей. Например, для некоторых видов, которые гнездятся в скалистых расщелинах, можно было бы удалить камень, чтобы создать пространство, в котором можно было бы закрепить систему освещения и камеру.
Как обсуждалось выше, основной силой этой методологии манипулирования уровнями ALAN внутри гнездовых ящиков является способность подвергать испытуемых заранее определенным уровням освещенности в течение определенных временных интервалов в течение ночи. Способность точно контролировать уровни и продолжительность светового воздействия позволяет исследователю преодолеть многие ограничения, присущие неэкспериментальным исследованиям в отношении биологического воздействия ALAN. Тем не менее, методология также имеет ограничения, особенно в том, что животные могут подвергаться воздействию света только во время отдыха, сна или ухода за детенышами внутри гнездового ящика. Прямое влияние ALAN на поведение, которое происходит за пределами гнездового ящика, такое как пение и собирательство, не может быть исследовано (хотя косвенные эффекты воздействия ALAN внутри гнездового ящика на это поведение могут быть исследованы). Чтобы исследовать такие прямые эффекты ALAN за пределами гнездовой коробки, исследователям необходимо будет использовать более масштабные экспериментальные сети искусственного освещения или неэкспериментальные подходы.
Кроме того, основная критика подхода манипулирования уровнями освещенности внутри гнездовых ящиков заключается в том, что гнездовые ящики или естественные полости обычно защищают особей от внешних источников антропогенного ALAN. Тем не менее, важно отметить, что не все большие сиськи будут иметь гнездовые ящики или полости, доступные для сна, так как они являются ограниченным ресурсом. Таким образом, возможно, если не вероятно, что взрослые птицы в городских районах подвергаются воздействию низких уровней (1-3 люкс) ALAN, которые использовались в прошлых исследованиях с использованием этой системы (таблица 2). Гнездовые ящики в нашей популяции подвергаются воздействию от 0,01 до 6,4 люкс в гнездовом ящике, открывающем13, что говорит о том, что птицы, спящие за пределами гнездовых ящиков, могут подвергаться воздействию уровней света, сопоставимых с теми, которые используются в манипуляциях. Действительно, хотя у другого вида, Dominoni et al. 201341 использовали легкие лесорубы для измерения уровней ALAN, испытываемых свободно выгуливающими европейскими черными дроздами (Turdus merula), и обнаружили, что городские птицы испытывали значительно более высокие уровни ALAN, чем сельские птицы, хотя уровни воздействия были очень изменчивыми (0,7-2,2 люкса)41 . Более того, в эксперименте с использованием этих низких уровней ALAN (0,3 люкса) они продемонстрировали значительное влияние этих очень низких уровней ALAN на сроки размножения и линьки41. С другой стороны, de Jong et al. 201642 обнаружили, что самцы больших синиц, размножающиеся на искусственно освещенных трансектах в лесной зоне, не испытывали более высоких уровней ALAN, чем контрольные птицы, что предполагает поведение избегания. Тем не менее они отмечают, что такое уклонение может быть труднее осуществить в городских районах с повсеместным воздействием света42. Таким образом, если эксперименты правильно спроектированы с использованием экологически значимых уровней ALAN, подход манипулирования уровнями освещенности внутри гнездовых ящиков может дать экологически значимые результаты. Предпочтительно, чтобы это включало в себя первое измерение воздействия ALAN на птиц свободного выгула в целевой исследуемой популяции (популяциях) или городской популяции того же вида.
Что касается актуальности воздействия птенцов на ALAN внутри гнездовых ящиков, то верно, что уровни используемого ALAN намного выше, чем те, которые обычно наблюдаются внутри полостей (в исследуемой популяции уровни освещенности составляют ~ 0,08 люкса в нижней части гнездового ящика в течение дня и от 0 до 0,01 люкса ночью). Скорее, гнездящиеся в полости виды, такие как большие синицы и синие синицы, служат удобными модельными видами для эффектов, которые могут возникнуть для открытых гнездящихся видов, чьи птенцы будут более подвержены 14,18,20,24. В настоящее время срочно необходимы дополнительные исследования, чтобы задокументировать уровни ALAN, испытываемые птенцами гнездящихся видов с открытой чашей. Основываясь на таких исследованиях, эта система может быть адаптирована для манипулирования уровнями ALAN в гнездах с открытыми чашками, как предлагалось выше.
В заключение, подход манипулирования уровнями освещенности внутри гнездовых ящиков имеет как свои сильные, так и слабые стороны. Однако при правильном применении этот подход вносит весомый вклад в разнообразный корпус экспериментальных и корреляционных подходов, которые необходимы для построения последовательного понимания биологических эффектов ALAN.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.
Acknowledgments
Наша исследовательская программа, связанная с биологическим воздействием ALAN на птиц, получила финансирование от FWO Flanders (для M.E. и R.P., ID проекта: G.0A36.15N), Университета Антверпена и Европейской комиссии (для M.L.G, Marie Skłodowska-Curie fellowship ID: 799667). Мы признаем интеллектуальную и техническую поддержку членов исследовательской группы по поведенческой экологии и экофизиологии в Университете Антверпена, особенно Питера Шейса и Томаса Раапа.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Broad spectrum; 15 mm x 5 mm; LED headlight | RANEX; Gilze; Nederlands | 6000.217 | A similar model could also be used |
| Battery | BYD | R1210A-C | Fe-battery 12 V 120 Wh ( lithium iron phosphate battery) |
| Dark green paint | Optional. To color nest boxes/electronic enclosures | ||
| Electrical tape | For electronics | ||
| Homemade timer system | Amazon | YP109A 12V | A similar model could also be used |
| Infrared camera | Koberts-Goods, Melsungen, DE | 205-IR-L | Mini camera; a similar model could also be used |
| Light level meter | ISO-Tech ILM; Corby; UK | 1335 | To calibrate light intensity |
| Mini DVR video recorder | Pakatak, Essex, UK | MD-101 | Surveillance DVR Recorder Mini SD Car DVR with 32 GB |
| Passive integrated transponder (PIT) tags | Eccel Technology Ltd, Aylesbury, UK | EM4102 | 125 Kh; Provides unique electronic ID |
| Radio frequency identification (RFID) Reader | Trovan, Aalten, Netherlands | GR-250 | To scan PIT tags and determine bird identity |
| Resistor | RS Components | Value depending on voltage battery and illumination | |
| SD card | SanDisk | 64 GB or larger | |
| SongMeter | Wildlife Acoustics; Maynard, MA | Optional. Provides a means of monitoring vocalizations outside of nest boxes | |
| TFT Color LED Portable Test Monitor | Walmart | Allows verification that the camera is on and recording the image correctly | |
| Wood | To construct nest boxes/electronic encolsures |
References
- Gwinner, E., Brandstätter, R.
- Dominoni, D., Helm, B., Lehmann, M., Dowse, H. B., Partecke, J. Clocks for the city: circadian differences between forest and city songbirds. Proceedings of the Royal Society of London B. 280 (1763), 20130593 (2013).
- Ouyang, J. Q., Davies, S., Dominoni, D. Hormonally mediated effects of artificial light at night on behavior and fitness: linking endocrine mechanisms with function. Journal of Experimental Biology. 221, (2018).
- Mohawk, J., Pargament, J., Lee, T. Circadian dependence of corticosterone release to light exposure. in the rat. Physiology and Behavior. 92 (5), 800-806 (2007).
- Reiter, R., Tan, D., Osuna, C., Gitto, E. Actions of melatonin in the reduction of oxidative stress: a review. Journal of Biomedical Science. 7 (6), 444-458 (2000).
- Jones, T., Durrant, J., Michaelides, E., Green, M. P. Melatonin: a possible link between the presence of artificial light at night and reductions in biological fitness. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B. 370 (1667), 20140122 (2020).
- Fonken, L. K., Nelson, R. J. The effects of light at night on circadian clocks and metabolism. Endocrine Reviews. 35 (4), 648-670 (2014).
- Falcón, J., et al. Exposure to artificial light at night and the consequences for flora, fauna, and ecosystems. Frontiers in Neuroscience. 14, 602796 (2020).
- Gaston, K. J., Bennie, J., Davies, T. W., Hopkins, J. The ecological impacts of nighttime light pollution: a mechanistic approach. Biological Reviews. 88 (4), 912-927 (2013).
- Davies, T. W., Smyth, T. Why artificial light at night should be a focus for global change research in the 21st century. Global Change Biology. 24 (3), 872-882 (2017).
- Raap, T., Pinxten, R., Eens, M. Rigorous field experiments are essential to understand the genuine severity of light pollution and to identify possible solutions. Global Change Biology. 23 (12), 5024-5026 (2017).
- Raap, T., Sun, J. C., Pinxten, R., Eens, M. Disruptive effects of light pollution on sleep in free-living birds: season and/or light intensity-dependent effects. Behavioral Processes. 144, 13-19 (2017).
- Raap, T., Pinxten, R., Eens, M. Cavities shield birds from effects of artificial light at night on sleep. Journal of Experimental Zoology A. 329 (8-9), 449-456 (2018).
- Casasole, G., et al. Neither artificial light at night, anthropogenic noise nor distance from roads are associated with oxidative status of nestlings in an urban population of songbirds. Comparative Biochemistry and Physiology A. 210, 14-21 (2017).
- Grunst, M. L., Raap, T., Grunst, A. S., Pinxten, R., Eens, M. Artificial light at night does not affect not telomere shortening in a developing free-living songbird: a field experiment. Science of the Total Environment. 662, 266-275 (2019).
- Raap, T., Pinxten, R., Eens, M. Light pollution disrupts sleep in free-living animals. Scientific Reports. 5, 13557 (2015).
- Raap, T., Pinxten, R., Eens, M. Artificial light at night disrupts sleep in female great tits (Parus major) during the nestling period, and is followed by a sleep rebound. Environmental Pollution. 215, 125-134 (2016).
- Raap, T., Thys, B., Grunst, A. S., Grunst, M. L., Pinxten, R., Eens, M. Personality and artificial light at night in a semi-urban songbird population: no evidence for personality-dependent sampling bias, avoidance or disruptive effects on sleep behaviour. Environmental Pollution. 243 (2), 1317-1324 (2018).
- Raap, T., et al. Artificial light at night affects body mass but not oxidative status in free-living nestling songbirds: an experimental study. Scientific Reports. 6, 35626 (2016).
- Grunst, M. L., et al. Early-life exposure to artificial light at night elevates physiological stress in free-living songbirds. Environmental Pollution. 259, 113895 (2020).
- Raap, T., Casasole, G., Pinxten, R., Eens, M. Early life exposure to artificial light at night affect the physiological condition: an experimental study on the ecophysiology of free-living nestling songbirds. Environmental Pollution. 218, 909-914 (2016).
- Raap, T., Pinxten, R., Eens, M. Artificial light at night causes an unexpected increase in oxalate in developing male songbirds. Conservation Physiology. 6 (1), 005 (2018).
- Sun, J., Raap, T., Pinxten, R., Eens, M. Artificial light at night affects sleep behaviour differently in two closely related songbird species. Environmental Pollution. 231 (1), 882-889 (2017).
- Ziegler, A. -K., et al. Exposure to artificial light at night alters innate immune response in wild great tit nestlings. Journal of Expimental Biology. 224 (10), (2021).
- Dominoni, D. M., Teo, D., Branston, C. J., Jakhar, A., Albalawi, B. F. A., Feather Evans, N. P. but not plasma, glucocorticoid response to artificial light at night differs between urban and forest blue tit nestlings. Integrative and Comparative Biology. 16 (3), 1111-1121 (2021).
- Levy, K., Wegrzyn, Y., Efronny, R., Barnea, A., Ayali, A. Lifelong exposure to artificial light at night impats stridulation and locomotion activity patterns in the cricket Gryllus bimaculatus. Proceedings of the Royal Society of London B. 288 (1959), 20211626 (2021).
- Dominoni, D., Smit, J. A. H., Visser, M. E., Halfwerk, W. Multisensory pollution: artificial light at night and anthropogenic noise have interactive effects on activity patterns of great tits (Parus major). Environmental Pollution. 256, 113314 (2020).
- Ouyang, J. Q., de Jong, M., Hau, M., Visser, M. E., van Grunsven, R. H. A., Spoelstra, K. Stressful colours: Corticosterone concentrations in a free-living songbird vary with the spectral composition of experimental illumination. Biology Letters. 11 (8), 20150517 (2015).
- Van Dis, N. E., Spoelstra, K., Visser, M. E., Dominoni, D. M. Colour of artificial light at night affects incubation behaviour in the great tit, Parus major. Frontiers in Ecology and Evolution. 9, 697 (2021).
- Welbers, A. A. M. H., et al. Artificial light at night reduces daily energy expenditure in breeding great tits (Parus major). Frontiers in Ecology and Evolution. 5, 55 (2017).
- Lighton, J. R. B. Measuring metabolic rates: A manual for scientists. , Oxford University Press, Oxford Scholarship Online. (2008).
- Butler, P. J., Green, J. A., Boyd, I. L., Speakman, J. R. Measuring metabolic rate in the field: The pros and cons of the doubly labeled water and heart rate methods. Functional Ecology. 18 (2), 168-183 (2004).
- Elliott, H., Le Vaillant, M., Kato, A., Speakman, J. R., Ropert-Coudert, Y. Accelerometry predicts daily energy expenditure in a bird with high activity levels. Biology Letters. 9, 20120919 (2013).
- Pettersen, A. K., White, C. R., Marshall, D. J. Metabolic rate covaries with fitness and pace of the life history in the field. Proceedings of the Royal Society of London B. 283 (1831), 20160323 (2016).
- Grunst, A. S., Grunst, M. L., Pinxten, R., Bervoets, L., Eens, M. Sources of individual variation in problem-solving performance in urban great tits (Parus major): Exploring effects of metal pollution, urban disturbance and personality. Science of the Total Environment. 749, 141436 (2020).
- Croston, R., Kozlovsky, D. Y., Branch, C. L., Parchman, T. L., Bridge, E. S., Pravosudoy, V. V. Individual variation in spatial memory performance in wild mountain chickadees from different elevations. Animal Behaviour. 111, 225-234 (2016).
- Iserbyt, A., Griffioen, M., Borremans, B., Eens, M., Müller, W. How to quantify animal activity from radio-frequency identification (RFID) recordings. Ecology and Evolution. 8 (20), 10166-10174 (2018).
- Naef-Daenzer, B., Fruh, D., Stalder, M., Wetli, P., Weise, E. Miniaturization (0.2 g) and evaluation of attachment techniques of telemetry transmitters. Journal of Experimental Biology. 208 (21), 4063-4068 (2005).
- Van Hasselt, S. J., Rusche, M., Vyssotski, A. L., Verhulst, S., Rattenborg, N. C., Meerlo, P. Sleep time in European starlings is strongly affected by night length and moon phase. Current Biology. 30 (9), 1664-1671 (2020).
- Eberle, M., Kappeler, P. M. Family insurance: kin selection and cooperative breeding in a solitary primate (Microcebus murinus). Behavioral Ecology Sociobiology. 60 (4), 582-588 (2006).
- Dominoni, D. M., Quetting, M., Partecke, J. Artificial light at night advances avian reproductive physiology. Proceedings of the Royal Society of London B. 280, 20123017 (2013).
- De Jong, M., Ouyang, J. Q., van Grunsven, R. H. A., Visser, M. E., Spoelstra, K. Do wild great tits avoid exposure to light at night. Plos ONE. 11 (6), 0157357 (2016).
