Temná stránka světla

Kdo by si pomyslel, že noční osvětlení, které kdysi přispělo k rozvoji civilizace, se může proměnit v noční můru? Když se umělé světlo začalo masově rozšiřovat, umožnilo noční práci a akcelerovalo rozvoj průmyslu těžkého, lehkého i zábavního. Dnes ale odhaluje svou temnou stránku – znečišťuje. Noční umělé světlo je jako plastový sáček: užitečné, dokud se nepromění v odpad. Proč ohrožuje citlivé druhy živočichů a rostlin a narušuje přirozené rytmy všeho živého? Je načase naučit se venku zhasínat?

Při úvahách o dopadu umělého světla na životní prostředí necháváme stranou vliv tepelného i UV záření a soustředíme se na viditelné spektrum, jehož vlnové délky se pohybují v rozmezí 400–700 nm. Světlo v tomto rozsahu plní v přírodě řadu funkcí. Živočichům umožňuje obrazové, ale také tzv. neobrazové vidění; slouží jako informace o čase pro cirkadiánní hodiny či o intenzitě a spektru světla pro struktury mozku řídící pupilární reflex a také náladu či intelektuální výkon.

Cirkadiánní hodiny jsou vrozený systém vnitřních „časovačů“, který najdeme u všech organismů. Slouží k tomu, aby udržel fyziologické procesy v souladu s přirozeným čtyřiadvacetihodinovým cyklem dne a noci. Informaci o přesném čase po nich vyžadují i imunitní, kardiovaskulární a reprodukční systémy, kosterní svaly, a dokonce i trávicí trakt.

1. Vodní živočichové jsou na světelné znečištění extrémně citliví. Tzv. architekturní osvětlení mostu, a to ještě bílým světlem, je to nejhorší, co můžeme rybám udělat. Osvětlení Trojského mostu v Praze navíc skvěle splňuje i kritéria pro rušivé světlo – svítidla na pilířích mostu dokonale oslňují chodce na protějším břehu.

Snímek Pavel Hošek

Cirkadiánní hodiny sice tikají samy, ale ne vždy přesně podle slunečního cyklu – některé se trochu předbíhají, jiné trochu zpožďují. Proč tomu tak je, zatím nevíme, jedno je však jisté: aby fungovaly správně, je třeba je každý den sladit se solárním cyklem. O to se strají fotoreceptory, obvykle v očích, které zachycují změny intenzity a spektra světla během svítání a soumraku a předávají tuto informaci hodinám. Cirkadiánní hodiny hrají klíčovou roli také v rozpoznávání ročních období. Sledují změny v délce dne a noci a umožňují živočichům správně načasovat migraci, dormanci a reprodukční cykly.

I pro rostliny je světlo nejen zdrojem energie, ale i informací. Nemají sice oči a nervovou soustavu jako živočichové, zato každá jejich buňka má hned několik skupin fotoreceptorů, které jí umožňují citlivou orientaci v čase a prostoru. Tyto receptory mapují hlavně modrou a červenou oblast spektra a kvantitu, ale i směr záření. Podobně jako živočichové vnímají i fotoperiodu, tedy délku světla v denním cyklu (Vesmír 75, 27, 1996/1). Noční tma je klíčová pro regeneraci rostlin po denní dřině zaměřené na energetický zisk – fotosyntézu. Rostliny v noci např. odbourávají reaktivní formy kyslíku a další nebezpečné látky.

Když noc přestává být temná

Narušení tmy umělým světlem (ALAN; z angl. artificial light at night) rostlinu vyčerpává. Snižuje se výtěžek fotosyntézy a je oslabena metabolická regenerace, což ovlivňuje zdraví nejen konkrétní rostliny, ale celé populace a ekosystému. Noční světlo navíc mate rostliny falešnou informací o délce dne – narušuje růst, vývoj nebo ochranu pupenů před mrazem. Víme také, že u fotoperiodicky citlivých rostlin, tedy těch, které vykvétají v reakci na měnící se délku dne během roku, rozhoduje právě nepřerušovaná noc, nikoliv délka dne. Noční světlo narušuje i mezidruhové vztahy. Například může zvýhodňovat některé invazní druhy, které pak vytlačují druhy původní. Nebo mění dobu kvetení, což narušuje přirozené opylovací cykly a snižuje reprodukční úspěch rostlin i potravní zisk opylovačů. Výsledkem je snižení druhové rozmanitosti, oslabený ekosystém a narušená rovnováha, protože rostliny tvoří základ potravní sítě.

I živočichové potřebují tmu. V roce 1971 Helena Illnerová zjistila, že jediná minuta nočního světla dokáže potkanům zvýšit hladinu serotoninu a snížit hladinu melatoninu. Další výzkumy přinesly podrobnější údaje o vlivu různých vlnových délek a různé doby osvětlení na hladinu melatoninu u řady obratlovců od ryb po člověka (obr. 2). Mnoha živočichům stačí k potlačení tvorby melatoninu o desítky procent pouhých několik minut slabého světla (s intenzitou v řádu desetin či jen setin luxu) nebo sekundové bliknutí světla jasnějšího (1000 luxů). V devadesátých letech vědci objevili, že cirkadiánní systém si krátké záblesky světla „pamatuje“ – u křečků zůstával melatonin snížený několik nocí. I slabé světlo tedy může výrazně narušit noční produkci melatoninu.

Upraveno podle Grubisic M. et al.: Sustainability, 2019, DOI: 10.3390/ su11226400

Proč je melatonin tak důležitý? Tento „hormon noci“ vzniká jen v noci a pouze za tmy a signalizuje tělu, že je čas na regenerační procesy. Funguje také jako biologický kalendář, který informuje o změnách délky noci během roku, což je zásadní pro sezonní adaptace. Pokud však ALAN melatonin potlačí, ať již na celou noc, nebo jen maskuje přirozené svítání a soumrak, narušuje i sezonní rytmy. Například křečíci džungarští (Phodopus sungorus) vystavení slabému nočnímu světlu nepřecházejí na zimní režim, nezhoustne jim srst, nezvýší svou hmotnost a neproběhnou u nich změny imunitního systému, které jim přirozeně pomáhají přežít chladné období. U klokanů dama (Notamacropus eugenii) ALAN zpožďuje narození mláďat, u řady ptáků, např. kosů černých a sýkor koňader, naopak urychluje reprodukční procesy, což se mnohdy neslučuje s nárůstem teplot optimálních pro odchov mláďat. Zajímavá německá studie například ukazuje, že už 0,3 luxu v noci – o málo více světla než dává úplněk – může bránit jarnímu růstu pohlavních žláz kosů [1].

ALAN však ovlivňuje víc než reprodukci. U myší způsobuje přejídání, překvapivě hlavně u samců, změny v metabolismu glukózy a produkci inzulinu, tvoří tedy základ pro vznik diabetu 2. typu [2]. Zasahuje také imunitní systém a ovlivňuje schopnost organismu bojovat s infekcemi. Výzkum na pěvcích ukázal, že ALAN snižuje odolnost ptáků vůči malárii a současně zvyšuje aktivitu komárů, což naznačuje, že umělé noční světlo může mít vliv také na šíření nemocí [3].

3. Kampus Masarykovy univerzity Bohunice. Příkladná neznalost či ignorování vlivu světla, jednoho ze základních abiotických faktorů prostředí, na biologické systémy.

Snímek Radim Václavíček

ALAN mění i chování živočichů. Ohrožuje noční tvory závislé na tmě pro hledání potravy či únik před predátory. Světlo narušuje křehkou rovnováhu mezi predátory a kořistí, mění pářicí rituály, prodlužuje aktivitu denních živočichů na úkor spánku a zkracuje aktivitu nočních živočichů, což vede k jejich vyčerpání a zhoršení zdravotního stavu. I jedna špatně nakloněná lampa veřejného osvětlení může vytvořit světelnou bariéru, kterou nepřekoná sova ani netopýr, což zmenšuje jejich teritoria a loviště. Osvětlené mosty, dálnice, laserové show či zářící výškové budovy dezorientují druhy migrující podle hvězd nebo měsíce, což tříští jejich populace a často vede k smrti značného množství migrujících jedinců.

Z pomocníka se stává znečištění

Noční světlo můžeme rozdělit do dvou základních kategorií, které se někdy směšují. První z nich je světlo interiérové, které si každý z nás rozsvítí doma nebo v práci, a za jeho intenzitu i složení si sami neseme odpovědnost. Můžeme mluvit o tzv. světelné hygieně, do níž spadá například i otázka, jak (ne)zdravé je koukat do mobilu těsně před spaním. Ale to není předmětem tohoto textu.

Druhou kategorií je venkovní osvětlení. Města i státy si pomalu uvědomují, že je z ekonomických i ekologických důvodů nutné začít je regulovat. Nejprve však je třeba položit si základní otázku: proč vlastně v noci svítíme? Především kvůli bezpečnému pohybu ve večerním a nočním prostředí města. Musíme vidět, kde končí chodník, kde chybí dlažba nebo kolik lidí se pohybuje v našem okolí. Minimální úroveň veřejného osvětlení je tedy ve městech nezbytná. Nutné je i osvětlení na staveništích nebo jiných místech, kde se v noci pracuje, ale to je světlo dočasné. Ostatní druhy osvětlení, např. osvětlování kostelů, hradů, zámků či sjezdovek, slouží hlavně pro potěšení a zábavu, a můžeme je proto považovat za „zbytné světlo“.

Klasifikace negativních vlivů venkovního osvětlení je stále nepřehledná, což má své historické kořeny. První termín „rušivé světlo“ původně označoval svícení do ložnic pouličními lampami a rušení spánku. S rozvojem technologií LED začalo noční světlo „modrat“, šířit se více do atmosféry, astronomové přestali vidět na hvězdy a do debaty přinesli pojem „světelné znečištění“. Když se navíc prokázaly vážné dopady nočního světla na ekosystémy, připojili se biologové, kterým termín „světelné znečištění“ dával smysl jako míra nočního světla, která má biologický účinek, bez ohledu na jeho zdroj. A tak mezioborová debata mezi světelnými techniky, biology a astronomy v Česku nakonec vedla v říjnu 2023 k dohodě na definici světelného znečištění (viz rámeček na s. 169). Rušivé světlo zatím obecně přijímanou definici nemá, ale jde o „rušivý“ vliv každého jednoho svítidla, které svítí do ložnic, na ptačí hnízda, stromy či vodní plochy (obr. 1), oslňuje chodce, řidiče, sovy, netopýry nebo migrující ptáky, přitahuje hmyz či líhnoucí se mořské želvy. Rušivé světlo může být trvalé, například z reklamních poutačů, nebo přechodné – z reflektorů aut.

Rušivé světlo přispívá k světelnému znečištění, to však v sobě zahrnuje i unikající světlo z relativně kvalitních instalací „nezbytného světla“, protože světlo se vždy od něčeho odráží a uniká mimo osvětlovanou oblast.

Nezanedbatelná část světelného znečištění pochází i z interiérů. Odstrašujícím příkladem jsou polské skleníky – desetihektarový areál u Bogatyně, jehož světlo v roce 2016 způsobilo česko-polský spor. Výsledkem bylo pořízení nákladných rolet, které únik světla omezily. Jiným příkladem mohou být zářící prosklené budovy, které dokážou zastínit biologicky přijatelné veřejné osvětlení (obr. 3). 

Kdy se tedy umělé světlo, zrozené s ušlechtilým cílem usnadnit lidem noční život, zajistit bezpečí a prodloužit den, proměnilo v toxický odpad? Zajímavý pohled na tuto otázku přináší práce dvou uznávaných odborníků na osvětlování, která mapuje historii norem pro veřejné osvětlení ve městech [4]. Autoři docházejí k závěru, že intenzita světla potřebná pro bezpečný pohyb ve velkých městěch západního světa byla dosažena již v polovině 20. století. Přesto se od té doby intenzita osvětlení dále zvyšuje. Na obhajobu tohoto trendu stále zaznívají argumenty o bezpečnosti, ale ve skutečnosti se ve velkých aglomeracích jedná o nadužívání světla a plýtvání energií.

ALAN: Co s ním?

Provozovatelé sjezdovek, billboardů, nákupních center a veřejného osvětlení stále ještě hledají způsoby, jak více a lépe osvětlit své plochy a objekty. Negativní důsledky pociťují i lidé, kteří nečtou přírodovědné a lékařské studie. Možná vás např. překvapí, že 60 % Evropanů dnes nemá šanci vidět Mléčnou dráhu. Počet vědeckých důkazů o negativních dopadech nevhodného svícení na člověka i na přírodu roste, ale stejně tak roste i míra světelného znečištění – globálně o téměř 50 % za 25 let, v posledních letech přibližně o 10 % ročně [5].

Dobrá zpráva je, že tento problém už dnes málokdo z klíčových aktérů úplně ignoruje. Ale stále stojíme před otázkou, jak jej řešit. Návrat k osvětlení jako v minulém století je možná utopie… Nebo snad ne? Například Berlín od letošního dubna vypíná osvětlení na městkých dálnicích. Po zvážení bezpečnostních aspektů, světelného znečištění a potenciálních úspor CO₂ se přiklonil k ekologickému řešení. Podobný přístup k osvětlování silnic zvolili i v britském Norfolku. I u nás již víme, že regulace nočního světla je nezbytná. Staré normy bohužel nepočítaly s tím, že světlo může škodit, takže žádná nestanovila horní limity intenzity ani spektrum, které by se tolik nerozptylovalo do okolí. Až nová norma ČSN 36 0459, platná od března 2023, poukazuje na to, že bílé světlo do noci nepatří a že jsou oblasti, kam v noci světlo nepatří vůbec. Zatím však chybí závazná legislativa.

Světlo ale nezná hranice, a proto je nutná mezinárodní spolupráce. Ministerstvo životního prostředí se v tomto ohledu skvěle angažuje a jeho Brněnská výzva [6] už propojila celou EU. Dokud ale nevznikne pořádný plán, budeme si na pozorování Mléčné dráhy muset zajet do některé ze tří oblastí tmavé oblohy [7].

Jak správně svítit

4. Příklad veřejného osvětlení, které svým spektrem i intenzitou plně vyhovuje lidskému zraku a zároveň zůstává relativně šetrné k okolní přírodě.

Snímek Hynek Medřický

1. Světlo jen tam, kde ho opravdu potřebujeme. Osvětlujme jen to, co musí být vidět – nesviťme zbytečně nahoru ani do stran. V kopcovité krajině je obzvlášť důležité dbát na správný sklon svítidel, aby světlo zbytečně nerušilo okolí na kilometry daleko.

2. Když není světlo potřeba, zhasněme. Noční osvětlení prázdných parkovišť, skladů nebo ulic během spánku je zbytečné. Pohybová čidla nebo časovače nám mohou pomoci šetřit energií i přírodou.

3. Méně je více. Používejme světla s minimální intenzitou a teplejším (oranžovým) odstínem – stačí našim očím a je šetrnější k přírodě (obr. 4).

4. Pomozme ostatním pochopit, že umělé světlo není hračka ani hlídač majetku. Je to nepřirozený zásah do našeho prostředí – podobně jako plastový sáček v moři.