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Keywords:

  • evolutionary trap;
  • habitat selection;
  • maladaptation;
  • polarized light pollution
  • contaminación por luz polarizada;
  • inadaptación;
  • selección de hábitat;
  • trampa evolutiva

Abstract: Human-made objects (e.g., buildings with glass surfaces) can reflect horizontally polarized light so strongly that they appear to aquatic insects to be bodies of water. Insects that lay eggs in water are especially attracted to such structures because these insects use horizontal polarization of light off bodies of water to find egg-laying sites. Thus, these sources of polarized light can become ecological traps associated with reproductive failure and mortality in organisms that are attracted to them and by extension with rapid population declines or collapse. Solar panels are a new source of polarized light pollution. Using imaging polarimetry, we measured the reflection–polarization characteristics of different solar panels and in multiple-choice experiments in the field we tested their attractiveness to mayflies, caddis flies, dolichopodids, and tabanids. At the Brewster angle, solar panels polarized reflected light almost completely (degree of polarization d ≈100%) and substantially exceeded typical polarization values for water (d ≈30–70%). Mayflies (Ephemeroptera), stoneflies (Trichoptera), dolichopodid dipterans, and tabanid flies (Tabanidae) were the most attracted to solar panels and exhibited oviposition behavior above solar panels more often than above surfaces with lower degrees of polarization (including water), but in general they avoided solar cells with nonpolarizing white borders and white grates. The highly and horizontally polarizing surfaces that had nonpolarizing, white cell borders were 10- to 26-fold less attractive to insects than the same panels without white partitions. Although solar panels can act as ecological traps, fragmenting their solar-active area does lessen their attractiveness to polarotactic insects. The design of solar panels and collectors and their placement relative to aquatic habitats will likely affect populations of aquatic insects that use polarized light as a behavioral cue.

Resumen: Objetos construidos por humanos (e. g., edificios con superficies de vidrio) pueden reflejar luz polarizada horizontalmente tan potentemente los insectos acuáticos los confunden por cuerpos de agua. Los insectos que ovopositan en el agua son especialmente atraídos por tales estructuras porque estos insectos utilizan la polarización horizontal de luz de los cuerpos de agua para encontrar sitios para la puesta de huevos. Por lo tanto, estas fuentes de luz polarizada pueden convertirse en trampas ecológicas asociadas con el fracaso reproductivo y mortalidad de organismos que son atraídos a ellas y por extensión, con declinaciones poblacionales rápidas o colapso. Las placas solares son una fuente de contaminación por luz polarizada. Utilizando polarimetría de imágenes, medimos las características de reflexión-polarización de diferentes placas solares y, en experimentos de opción múltiple en el campo, probamos su atracción en efemerópteros, tricópteros, dolicopódidos y tabánidos. Las placas solares polarizaron la luz reflejada casi totalmente (nivel de polarización d ≈100%) y excedieron sustancialmente los valores típicos de polarización del agua (d ≈30–70%). Los efemerópteros, tricópteros, dípteros dolicopódidos y tábanos fueron los más atraídos a las placas solares y exhibieron comportamiento de ovoposición sobre las placas solares más a menudo que sobre superficies con niveles de polarización más bajos (incluyendo agua), pero en general evitaron las celdas solares con bordes blancos no polarizadores y rejillas blancas. Las superficies alta y horizontalmente polarizadoras que tenían celdas blancas no polarizadoras fueron entre 10 y 26 veces menos atractivas para insectos que las mismas placas sin divisiones blancas. Aunque las placas solares pueden actuar como trampas ecológicas, la fragmentación de su área solar activa no disminuye su atracción de insectos polarotácticos. El diseño de placas y colectores solares y su colocación en relación con hábitats acuáticos muy probablemente afectará poblaciones de insectos acuáticos que utilizan luz polarizada como una señal conductual.