Science News for Students firar 50-årsdagen av månlandningen, som passerade i juli, med en serie i tre delar om jordens måne. I del ett besökte Science News reportern Lisa Grossman stenar som tagits tillbaka från månen. Del två utforskade vad astronauter lämnade kvar på månen. Och kolla in våra arkiv för den här historien om Neil Armstrong och hans banbrytande månpromenad 1969.
Två gånger i månaden från mars till augusti, eller så, samlas massor av människor på stränderna i södra Kalifornien för ett vanligt kvällsspektakel. När åskådare tittar kastar tusentals silvriga sardiner som ser likadana ut så långt in på stranden som möjligt. Snart mattar dessa små slingrande grunion stranden.
Honorna gräver ner sina svansar i sanden och släpper sedan sina ägg. Hanar lindar sig runt dessa honor för att frigöra spermier som kommer att befrukta dessa ägg.
Denna parningsritual är tidsbestämd av tidvattnet. Så även kläckningarna, cirka 10 dagar senare. Uppkomsten av larver från dessa ägg, varannan vecka, sammanfaller med högvatten. Det tidvattnet kommer att skölja babygrynionen ut till havet.
Att koreografera grunionens parningsdans och masshachfest är månen.
Många vet att månens gravitationsdragkraft på jorden driver tidvattnet. Dessa tidvatten utövar också sin egen makt över livscyklerna för många kustnära varelser. Mindre känd, månen påverkar också livet med sitt ljus.
Förklarare: Påverkar månen människor?
För människor som bor i städer som brinner med konstgjorda ljus kan det vara svårt att föreställa sig hur dramatiskt månskenet kan förändra nattlandskapet. Långt ifrån något konstgjort ljus, skillnaden mellan en fullmåne och en nymåne (när månen verkar osynlig för oss) kan vara skillnaden mellan att kunna navigera utomhus utan ficklampa och att inte kunna se handen framför din ansikte.
I hela djurvärlden kan närvaron eller frånvaron av månljus, och de förutsägbara förändringarna i dess ljusstyrka över måncykeln, forma en rad viktiga aktiviteter. Bland dem finns reproduktion, födosök och kommunikation. “Ljus är möjligen – kanske precis efter tillgängligheten av . . . mat — den viktigaste miljöfaktorn bakom förändringar i beteende och fysiologi, säger Davide Dominoni. Han är ekolog vid University of Glasgow i Skottland.
Forskare har katalogiserat månskenets effekter på djur i decennier. Och detta arbete fortsätter att skapa nya kontakter. Flera nyligen upptäckta exempel avslöjar hur månsken påverkar beteendet hos lejonbytesdjur, navigering av dyngbaggar, fiskars tillväxt – till och med fågelsång.
Akta dig för nymånen Lions of the Serengeti i den östafrikanska nationen Tanzania är nattförföljare. De är mest framgångsrika på att överfalla djur (inklusive människor) under de mörkare faserna av månens cykel. Men hur dessa byten reagerar på föränderliga rovdjurshot när nattens ljus förändras under en månad har varit ett mörkt mysterium.Lejon (överst) jagar bäst under det mörkaste nätter i månmånaden. Gnuer (mitten), undvik platser där lejon vandrar när det är mörkt, visar kamerafällor. Afrikansk buffel (nederst), ett annat lejonbyte, kan bilda flockar för att vara säkra på månbelysta nätter.M. Palmer, ögonblicksbild Serengeti/Serengeti Lion Project
Meredith Palmer är ekolog vid Princeton University i New Jersey. Hon och kollegor spanade på fyra av lejonens favoritbytesarter under flera år. Forskarna installerade 225 kameror över ett område nästan lika stort som Los Angeles, Kalifornien. När djur kom förbi, löste de en sensor. Kamerorna svarade med att ta sina bilder. Volontärer med ett medborgarvetenskapligt-projekt som heter Snapshot Serengeti analyserade sedan tusentals bilder. Bytet – gnuer, zebror, gaseller och bufflar – är alla växtätare. För att tillgodose sina födobehov måste sådana arter leta ofta, även på natten. De uppriktiga ögonblicksbilderna avslöjade att dessa arter reagerar på förändrade risker under måncykeln på olika sätt.
Vanliga gnuer, som utgör en tredjedel av lejonets diet, var de mest anpassade till månens cykel. Dessa djur verkade sätta sina planer för hela natten baserat på månens fas. Under de mörkaste delarna av månaden, säger Palmer, “skulle de parkera sig på ett säkert område.” Men när nätterna blev ljusare, konstaterar hon, var gnuer mer villiga att ge sig in på platser där det var troligt att lejon skulle springa in.
Med en vikt på så mycket som 900 kilogram (nästan 2 000 pund), är den afrikanska buffeln ett lejons mest skrämmande byte. De var också minst benägna att ändra var och när de sökte föda under hela måncykeln. “De gick liksom bara dit maten var,” säger Palmer. Men när nätterna blev mörkare var det mer sannolikt att bufflarna bildade flockar. Att beta på detta sätt kan erbjuda säkerhet i antal.
Slättens zebror och Thomsons gaseller ändrade också sina kvällsrutiner med månens cykel. Men till skillnad från de andra byten, reagerade dessa djur mer direkt på ändrade ljusnivåer över en kväll. Gaseller var mer aktiva efter att månen hade kommit upp. Zebror “var ibland uppe och gjorde saker innan månen hade gått upp”, säger Palmer. Det kan tyckas vara ett riskabelt beteende. Hon noterar dock att att vara oförutsägbar kan vara en zebras försvar: Fortsätt bara att gissa de där lejonen.
Palmers team rapporterade sina resultat för två år sedan i Ecology Letters. Dessa beteenden i Serengeti visar verkligen månskenets vidsträckta effekter, säger Dominoni. “Det är en vacker historia”, säger han. Den erbjuder “ett mycket tydligt exempel på hur närvaron eller frånvaron av månen kan ha grundläggande effekter på ekosystemnivå.”
Nattnavigatorer
Vissa dyngbaggar är aktiva på natten. De är beroende av månsken som kompass. Och hur bra de navigerar beror på månens faser.
I sydafrikanska gräsmarker är en dyngklapp som en oas för dessa insekter. Den erbjuder knappa näringsämnen och vatten. Inte konstigt att denna spillning drar en skara dyngbaggar. En art som kommer ut på natten för att greppa och gå är Escarabaeus satyrus. Dessa skalbaggar skulpterar dynga till en boll som ofta är större än skalbaggarna själva. Sedan rullar de bort bollen från sina hungriga grannar. Vid det här laget kommer de att begrava sin boll – och sig själva – i marken.Vissa dyngbaggar (en visas) använder månsken som kompass. På denna arena testade forskare hur bra insekterna kunde navigera under olika natthimlens förhållanden. Chris Collingridge
För dessa insekter är den mest effektiva tillflyktsorten en rak linje till en lämplig gravplats, som kan vara många meter (yards) bort, säger James Foster. Han är synforskare vid Lunds universitet i Sverige. För att undvika att gå i cirklar eller landa tillbaka vid matningsvansinnet, ser skalbaggar till polariserat månsken. En del månljus sprider gasmolekyler i atmosfären och blir polariserat. Termen betyder att dessa ljusvågor tenderar att nu vibrera i samma plan. Denna process producerar ett mönster av polariserat ljus på himlen. Folk kan inte se det. Men skalbaggar kan använda denna polarisering för att orientera sig. Det kan låta dem ta reda på var månen är, även utan att se den direkt.
I de senaste fälttester utvärderade Foster och hans kollegor styrkan hos den signalen över dyngbaggars territorium. Andelen ljus på natthimlen som är polariserat under en nästan fullmåne liknar den för polariserat solljus under dagen (som många daginsekter, som honungsbin, använder för att navigera). När den synliga månen börjar krympa under kommande dagar, mörknar natthimlen. Den polariserade signalen försvagas också. När den synliga månen liknar en halvmåne kommer skalbaggar att ha svårt att hålla kursen. Polariserat ljus under denna månfas kan vara på gränsen för vad dyngskördarna kan upptäcka.
Forskare säger: Ljusföroreningar
Fosters team beskrev sina resultat i januari förra året i Journal of Experimental Biology. Vid denna tröskel kan ljusföroreningar bli ett problem, säger Foster. Artificiellt ljus kan störa mönster av polariserat månljus. Han genomför experiment i Johannesburg, Sydafrika, för att se om stadsljus påverkar hur bra dyngbaggar navigerar.
Som en odlingslampaI det öppna havet hjälper månskenet att fiskar växer.
Många revfiskar tillbringar sin barndom till havs. Det kan bero på att djupa vatten gör en säkrare plantskola än ett rev med rovdjur. Men det är bara en gissning. Dessa larver är för små för att spåra, konstaterar Jeff Shima, så forskarna vet inte mycket om dem. Shima är marinekolog vid Victoria University of Wellington i Nya Zeeland. Han har nyligen kommit på ett sätt att observera månens inflytande på dessa småfiskar.
Den vanliga trippelfinen är en liten fisk på Nya Zeelands grunda steniga rev. Efter cirka 52 dagar till havs är dess larver äntligen tillräckligt stora för att gå tillbaka till revet. Lyckligtvis för Shima har vuxna ett arkiv av sin ungdom i sina inre öron.Månsken ökar tillväxten hos vissa unga fiskar, som den vanliga trippelfinen (en vuxen visas, botten). Forskare upptäckte detta genom att studera fiskens otoliter – strukturer i inre örat som har trädringliknande tillväxt. Ett tvärsnitt, ungefär en hundradels tum brett, visas under ett ljusmikroskop (överst).
Daniel McNaughtan; Becky FochtFiskar har vad som kallas öronstenar eller otoliter (OH-toh-liths). De är gjorda av kalciumkarbonat. Individer växer ett nytt lager om detta mineral varje dag. På ungefär samma sätt som trädringar registrerar dessa öronstenar tillväxtmönster. Varje lagers bredd är en nyckel till hur mycket fisken växte den dagen.
Shima arbetade med marinbiolog Stephen Swearer från University of Melbourne i Australien för att matcha otoliter från mer än 300 trippelfiner med en kalender och väderdata. Detta visade att larverna växer snabbare under ljusa, månbelysta nätter än under mörka nätter. Även när månen är ute, men ändå täckt av moln, växer inte larverna lika mycket som på klara månbelysta nätter.
Och denna måneffekt är inte trivial. Det är ungefär lika med effekten av vattentemperaturen, som är känd för att i hög grad påverka larvertillväxten. Fördelen med en fullmåne i förhållande till en ny (eller mörk) måne liknar fördelen med en ökning av vattentemperaturen med 1 grad Celsius (1,8 grader Fahrenheit). Forskarna delade detta fynd i januari Ecology. Dessa småfiskar jagar plankton, små organismer som driver eller flyter i vattnet. Shima misstänker att ljusa nätter gör det möjligt för larverna att bättre se och äta ner planktonet. Som ett barns lugnande nattljus kan månens sken göra att larverna “slappnar av lite”, säger han. Sannolika rovdjur, som lanternfiskar, skyr månsken för att undvika de större fiskarna som jagar dem med ljus. Utan att inget jagar dem, kanske larverna kan fokusera på att äta.
Men när unga fiskar är redo att bli revboende kan månsken nu utgöra en risk. I en studie av unga sexbar leppefisk anlände mer än hälften av dessa fiskar som kom till korallreven i Franska Polynesien under nymånens mörker. Endast 15 procent kom under en fullmåne . Shima och hans kollegor beskrev sina fynd förra året i Ecology. Eftersom många rovdjur i korallrev jagar genom synen, kan mörkret ge dessa unga fiskar den bästa chansen att bosätta sig i ett rev oupptäckt. Faktum är att Shima har visat att vissa av dessa läppfiskar verkar stanna till sjöss flera dagar längre än normalt för att undvika en hemresa under fullmånen.
Dålig måne stiger
Moonlight kan vrida omkopplaren i den dagliga migrationen av några av havets minsta varelser.
Forskare säger: Zooplankton
Vissa plankton – känd som djurplankton – är djur eller djurliknande organismer. Under årstiderna när solen går upp och går ner i Arktis, störtar djurplankton ner i djupet varje morgon för att undvika rovdjur som jagar på sikt. Många forskare hade antagit att djurplankton i hjärtat av den sollösa vintern skulle ta en paus från sådana dagliga upp-och-nedvandringar.
“Folk hade i allmänhet trott att det verkligen inte hände något på den tiden på året”, säger Kim Last. Han är marin beteendeekolog vid Scottish Association for Marine Science i Oban. Men månens ljus verkar ta över och styra dessa migrationer. Det var vad Last och hans kollegor föreslog för tre år sedan i Current Biology.
Forskare säger: Krill
Dessa vintervandringar äger rum över hela Arktis. Obans grupp hittade dem genom att analysera data från ljudsensorer stationerade utanför Kanada, Grönland och Norge, och nära Nordpolen. Instrumenten spelade in ekon när ljudvågor studsade mot svärmar av djurplankton när dessa djur rörde sig upp och ner i havet.Månen är den huvudsakliga ljuskällan för liv i Arktis under vintern. Djurplankton som dessa copepoder tar sina dagliga upp och ner turer i havet till månens schema.
Geir Johnsen/NTNU och UNIS
Normalt följer dessa migrationer av krill, copepoder och annat djurplankton en ungefär cirkadian (Sur-KAY-dee-un) – eller 24-timmars – cykel. Djuren går ner många centimeter (tum) till tiotals meter (yards) ner i havet runt gryningen. Sedan stiger de tillbaka mot ytan på natten för att beta på växtliknande plankton. Men vinterresorna följer ett lite längre schema på cirka 24,8 timmar. Den tidpunkten sammanfaller exakt med längden på en måndag, den tid det tar för månen att gå upp, gå ner och sedan börja stiga igen. Och i ungefär sex dagar runt en fullmåne gömmer sig djurplanktonet särskilt djupt, ner till 50 meter (ungefär 165 fot) eller så.
Forskare säger: Copepod Zooplankton verkar ha en inre biologisk klocka som ställer in deras solbaserade 24-timmarsvandringar. Huruvida simmarna också har en månbaserad biologisk klocka som ställer in deras vinterresor är okänt, säger Last. Men labbtester, konstaterar han, visar att krill och copepoder har mycket känsliga synsystem. De kan upptäcka mycket låga ljusnivåer.
Moonlight sonata
Månens ljus påverkar till och med djur som är aktiva på dagen. Det är vad beteendeekologen Jenny York lärde sig när hon studerade småfåglar i Sydafrikas Kalahariöknen.
Dessa vitbrynade sparvvävare lever i familjegrupper. Året runt sjunger de som en refräng för att försvara sitt territorium. Men under häckningssäsongen utför hanar också gryningssolon. Dessa tidiga morgonlåtar är det som förde York till Kalahari. (Hon arbetar nu i England vid University of Cambridge.)Manliga vitbrynade sparvvävare (vänster) sjunger i gryningen. Beteendeekologen Jenny York fick reda på att dessa solon börjar tidigare och håller längre när det är fullmåne. York (höger) visas här när han försöker fånga en sparvvävare från en höna i Sydafrika.
FRÅN VÄNSTER: J. YORK; DOMINIC CRAMYork vaknade vid 3 eller 4 på morgonen för att komma till sin plats innan en föreställning började. Men en ljus, månbelyst morgon sjöng män redan. “Jag missade mina datapunkter för dagen”, minns hon. “Det var lite irriterande.”
Så hon skulle inte missa något igen, York gick upp och ut tidigare. Och det var då hon insåg att fåglarnas tidiga starttid inte var en endagsolycka. Hon upptäckte under en sjumånadersperiod att när en fullmåne var synlig på himlen började män sjunga i genomsnitt cirka 10 minuter tidigare än när det var nymåne. Yorks team rapporterade sina resultat för fem år sedan i Biology Letters.
Klassrumsfrågor
Detta extra ljus, konstaterade forskarna, kickstartar sången. När allt kommer omkring, på dagar när fullmånen redan var under horisonten i gryningen, började hanarna att krångla på sitt normala schema. Vissa nordamerikanska sångfåglar verkar ha samma reaktion på månens ljus.
Den tidigare starttiden förlänger hanarnas genomsnittliga sångperiod med 67 procent. Vissa ägnar bara några minuter åt gryningssång; andra fortsätter i 40 minuter till en timme. Om det finns en fördel med att sjunga tidigare eller längre är okänt. Något med gryningslåtar kan hjälpa kvinnor att utvärdera potentiella kompisar. En längre föreställning kan mycket väl hjälpa kvinnorna att säga “männen från pojkarna”, som York uttrycker det.
Leave a Reply