Un approccio sperimentale per studiare gli effetti della luce artificiale di notte sugli animali liberi: implementazione, risultati e indicazioni per la ricerca futura

Il nostro metodo per manipolare la luce artificiale di notte, o ALAN, all'interno di cassette nido, è potente per determinare gli effetti di ALAN sul comportamento, la fisiologia e la forma fisica degli animali. Questa tecnica aiuta a superare le sfide inerenti allo studio di come ALAN colpisce gli animali ruspanti, perché i ricercatori possono esporre gli animali alla luce di notte in modo controllato. Questo sistema può essere utilizzato in qualsiasi specie aviaria o mammifera che utilizza cavità per l'allevamento o il riposo, e ha anche il potenziale per essere modificato per l'uso in altri contesti.

Inizia abituando gli animali alla configurazione sperimentale posizionando una scatola fittizia sulla parte superiore della scatola del nido almeno un giorno prima dell'esperimento, per ridurre al minimo gli effetti dell'avversione alla novità. Per esaminare gli individui focali, adattare gli animali nella popolazione di studio con un transponder integrativo passivo o un tag PIT, per consentire l'identificazione all'interno della scatola del nido, senza disturbare gli uccelli. Negli esperimenti che coinvolgono l'effetto della luce artificiale durante la notte o ALAN sul comportamento del sonno, visita le cassette nido la notte prima dell'esperimento e scansiona le scatole con un'indicazione a radiofrequenza o un lettore RFID, per determinare quali uccelli si trovano all'interno.

Per registrare il sonno indisturbato in assenza di ALAN, implementare un progetto di misure ripetute registrando il sonno in condizioni di oscurità per una notte, e poi in presenza di ALAN, per una notte. Per entrambe le notti, prima di portare sul campo la telecamera a infrarossi o IR, sincronizzare l'ora con l'ora locale. Quindi, inserire una scheda MDSD nello slot SD nel mini registratore DVR adiacente alla batteria.

Almeno due ore prima dell'inizio dell'oscurità, rimuovere la scatola fittizia dalla parte superiore della scatola nido e aprire il coperchio della scatola nido per posizionare la piastra contenente la telecamera IR all'interno, con l'obiettivo della telecamera orientato verso il basso. Quindi estendere i connettori elettronici fuori dalla scanalatura nella scatola del nido. Dopo aver chiuso il coperchio della scatola del nido, posiziona l'involucro contenente la batteria, il registratore e il timer sopra la scatola del nido.

Quindi collegare il connettore rosso dal registratore al connettore bianco della fotocamera, il connettore giallo dal registratore al connettore giallo dalla fotocamera e il connettore nero dalla batteria al connettore rosso dalla fotocamera. E per la notte ALAN, i LED al timer e il timer alla fonte di alimentazione. Una volta collegati, mettere i fili all'interno delle custodie che ospitano il sistema.

All'inizio della registrazione, controllare con un piccolo schermo TFT per garantire l'immagine corretta, quindi premere registra. Un'ora dopo il tramonto, torna alla scatola del nido per verificare l'identità degli uccelli che dormono all'interno, spostando un lettore transponder RFID sul fondo e sui lati della scatola del nido e registrando il numero di identificazione univoco comunicato dal tag PIT. La mattina successiva alla registrazione di controllo, due ore dopo l'alba, raccogli il sistema di batterie dalla scatola del nido prima di restituire la scatola fittizia sopra la scatola del nido.

In laboratorio, caricare la batteria e rimuovere e scaricare la scheda SD dal registratore per raccogliere i dati comportamentali. Dopo aver scaricato correttamente i dati, cancellare i dati dalla scheda SD, quindi inserire la scheda nel mini registratore DVR. In una notte successiva, implementare il trattamento dell'esposizione alla luce impostando il sistema timer per il tempo desiderato di esposizione alla luce e controllare la registrazione come descritto in precedenza, con il timer collegato all'alimentazione e i LED collegati al timer.

Per gli esperimenti che comportano più notti di esposizione alla luce e registrazione video, raccogliere i sistemi ogni mattina per ricaricare le batterie durante il giorno e quindi sostituire il sistema la sera. Successivamente, raccogliere dati sulle variabili di risposta di interesse. Lo studio ha documentato gli effetti drammatici dell'esposizione ad ALAN sul comportamento del sonno.

Gli uccelli esposti ad ALAN ad un'intensità relativamente bassa di 1,6 lux, si sono svegliati mezz'ora prima, hanno lasciato la scatola del nido 20 minuti prima e hanno dormito 40 minuti in meno rispetto agli uccelli di controllo. Qui ci concentriamo sull'utilizzo del sistema per valutare gli effetti sul sonno, ma il sistema può anche essere utilizzato per testare gli effetti sullo sviluppo di nidiacei durante la stagione riproduttiva. Per valutare gli effetti fisiologici dell'esposizione ad ALAN, gli animali possono essere catturati, i campioni di sangue ottenuti e le misurazioni morfometriche possono anche essere prese in questo momento.

Questo sistema basato su nest box ha permesso ai ricercatori di valutare una serie di domande intriganti riguardanti gli effetti biologici di ALAN, che non potevano essere valutati in precedenza, come gli effetti sul sonno.