Insectos y la luz: Descubriendo los fundamentos detrás de esta enigmática relación

En las cálidas noches de verano es común observar insectos revoloteando alrededor de las luces de nuestros hogares. Este fenómeno, aunque puede resultar incómodo, nos lleva a preguntarnos la razón detrás de este comportamiento. Muchos creen que se trata de una atracción innata, la que guía al insecto directo hacia la luz. Por lo mismo, diversas teorías han intentado explicar este fenómeno.

Algunas de las más prominentes incluyen la idea de que los insectos son atraídos por la luz como mecanismo de escape de depredadores, que utilizan la luna como brújula celeste, o incluso que la atracción se produce por culpa de la radiación térmica que emiten algunas fuentes luminosas.

Sin embargo, investigaciones recientes revelan que esta idea de la atracción no es del todo precisa. Un estudio publicado en la revista Nature Communications sugiere que las polillas, y muchos otros insectos más, en realidad giran su parte superior hacia ella, generando vuelos perpendiculares a la fuente.

Esto se debe a que los insectos han aprendido a usar la parte más brillante de su entorno, que generalmente es el cielo, como un indicador de dirección. Este comportamiento, conocido como respuesta a la luz dorsal (DLR), les permite mantener una orientación adecuada, siendo así similar a cuando nosotros nos guiamos por la estrella polar, que está en un lugar determinado. Por lo mismo, al estar cerca de fuentes artificiales, esta respuesta puede producir un direccionamiento continuo alrededor de la luz.

Respecto a esto, el modelo de guía utilizado en el estudio demuestra que esta inclinación dorsal es suficiente para crear las trayectorias de vuelo aparentemente erráticas de los insectos cerca de las luces y es el modelo más plausible de por qué los insectos voladores se reúnen cerca de luces artificiales.

«Así como a nosotros nos afecta la luz, más de lo que incluso pensamos, todos los insectos y artrópodos, como los arácnidos, se ven muy afectados también. Por poner un caso, a algunos les ayuda como sistema de navegación, como se da también con algunas aves. También les da ciertos impulsos. Por ejemplo, si son nocturnos o diurnos, les da un indicador de actividad, y ya yendo un poquito más profundo, hay algo que se llama fotoperiodos, que es la cantidad de luz que hay en un día, y eso sí que afecta a muchas funciones fisiológicas de los insectos en general. Un caso es el de las chinches verdes (Nezara viridula), las que son de color verde en verano y, en invierno, cuando se acorta la duración del día, se vuelven cafés, para camuflarse con las hojas», profundiza Eduardo Faúndez, doctor en Entomología y científico del departamento de Entomología de la Escuela de Ciencias en Recursos Naturales de la Universidad del Estado de Dakota del Norte, del Instituto de la Patagonia de la Universidad de Magallanes, y del Centro Internacional Cabo de Hornos (Chic).

La investigación en profundidad

Durante el estudio antes mencionado, los investigadores — liderados por Samuel T. Fabian, del departamento de Bioingeniería, del Imperial College London— llevaron a cabo experimentos en entornos controlados y naturales. Por ejemplo, se realizaron grabaciones de insectos volando cerca de luces de diferentes longitudes de onda, incluyendo bombillas LED, UV y tubos actínicos. Asimismo, emplearon captura de movimiento de alta resolución y estereovideografía, para reconstruir de esta forma la cinemática 3D de los vuelos de los insectos cerca de luces artificiales.

A través de estos métodos, lograron demostrar que, al volar en proximidad a estas luces, los insectos no solo tienden a volar de manera perpendicular, sino que también pueden caer o dar volteretas, lo que indica una clara falta de control sobre su vuelo. Esto debido a que la mayoría de los insectos no tienen sistemas vestibulares que les ayuden a mantener la orientación espacial.

«Han evolucionado negativamente, pues como sabemos, los insectos son “atraídos a la luz”, en especial a las luces de baja presión de sodio en el espectro de luz naranjo-amarillo y las lámparas de vapor de mercurio, las cuales emiten luces más blancas. Ha habido entonces un cambio conductual muy particular que explica y dilucida muy bien Fabian et al. 2024 y es que los insectos son atraídos a estas luces porque su sistema de vuelo, en especial la zona dorsal, se orienta hacia el lado más brillante, el cual está representado por la luz artificial. Como consecuencia, la teoría de que las “polillas” (aplíquese al menos a 10 ordenes de insectos nocturnos) vuelan directo a la luz no se sustenta, sino que tiene al menos tres tipos de conductas modificadas por la luz artificial: a) la orbitación, es decir que los insectos vuelan en elipses alrededor de la luz artificial en condiciones ambientales estables; b) el estancamiento de vuelo que ocurre de forma ascendente y c) y el comportamiento de inversión, el cual ocurre al sobrevolar la fuente de luz y al descender, golpearse con el suelo», ahonda Rodrigo Barahona, Dr. en Ciencias Silvoagropecuarias y Veterinarias, académico del departamento de Ciencias Biológicas y Biodiversidad de la Universidad de los Lagos.

Este comportamiento es particularmente evidente en especies que normalmente no se asocian con el atrapamiento de luz, como algunas libélulas. En comparación, otras especies, como las moscas del vinagre, parecen menos afectadas, lo que sugiere que puede haber variaciones específicas entre especies en lo relativo a cómo responden a la luz.

«Entre los insectos que probamos, solo las moscas del vinagre (Drosophila spp.) y las polillas de la adelfa (Daphnis nerii) volaron sin interrupciones sobre la luz ultravioleta orientada hacia arriba, pero no está claro por qué. Curiosamente, la iluminación artificial en el campo atrapa fácilmente a las adelfas y otras polillas. Además, hay evidencia de polillas halcón maduras que buscan alimento mientras ignoran las luces artificiales brillantes. Esto implica una supresión de DLR mediada por el estado, o un ajuste de longitud de onda específico entre especies», se lee en el estudio titulado “¿Por qué los insectos voladores se reúnen con luz artificial?”.

Esta interferencia con los patrones de luz no solo afecta a los insectos voladores, sino que tiene ramificaciones más amplias para los ecosistemas, dado que estos insectos desempeñan roles cruciales en la polinización y el control de plagas. La disminución de poblaciones de insectos, exacerbada por la iluminación artificial, plantea serias preocupaciones sobre la salud de los ecosistemas.

«Hay 10 ordenes de insectos que se ven afectados con la luz artificial. Los más vulnerables son aquellos grupos estrictamente nocturnos o crepusculares, como polillas, luciérnagas, gusanos de luz (Keroplatidae) y algunas especies de Elateridae (las mal llamadas luciérnagas chilenas, por ejemplo, que son de esta familia). Algunos de estos, como luciérnagas y gusanos de luz tienen sistemas de comunicación basados en luz y la contaminación lumínica es una grave amenaza a su existencia. De hecho, algunas especies de luciérnagas están amenazadas por la pérdida de su hábitat y la contaminación lumínica. Si a esto le sumas, que varias de estas especies se congregan atraídas a la luz que actúa como trampa ecológica o “atracción fatal”, sus poblaciones se pueden reducir al ser alimento de predadores y especies invasoras, disminuyendo poblaciones de las especies más vulnerables, lo cual se puede medir año a año y generar una alarma a los tomadores de decisiones», afirma Barahona.

Efectos de la contaminación lumínica

De acuerdo con datos registrados por satélites, el uso de luz artificial ha sufrido un aumento exponencial en la última década, por lo que el mundo es un 2% más luminoso cada año. En este sentido, para poder comprender los impactos de este fenómeno creciente, es fundamental conocer en primera instancia la naturaleza de la luz.

La luz es una forma de radiación, caracterizada por su longitud de onda, que se expresa en nanómetros. Dentro del espectro electromagnético, la parte visible abarca longitudes de onda de aproximadamente 400 a 700 nanómetros, mientras que las radiaciones infrarroja y ultravioleta se encuentran fuera de este rango.

Por su parte, los insectos en su mayoría poseen dos tipos de órganos fotorreceptores: los ocelos y los ojos compuestos. Los segundos se forman por numerosas unidades ópticas llamadas omatidios, las que permiten a los insectos percibir longitudes de onda, las que tienden a inclinarse más hacia la radiación UV, que es invisible para los humanos. Esto significa que muchos insectos son particularmente atraídos por esta luz, lo que influye en su comportamiento y desarrollo de diversas maneras.

«Si bien, humanos e insectos reaccionan a la luz (esto es, captar energía óptica y transformarla en energía eléctrica), lo hacemos en maneras distintas. En humanos la percepción de la luz se da gracias a las células fotorreceptoras ubicadas en la retina en los ojos (conos y bastones, que proporcionan la sensación de color y brillo). Los insectos, por el contrario, usan ocelos para entender la luz y su intensidad, mientras que el espacio e imágenes están asociados a los ojos compuestos. Así, ante cambios en la intensidad de la luz, los ocelos (2 o 3, en insectos voladores) captan las variaciones y son procesados por un único ganglio o neurona. Esto sugiere que los ocelos son más importantes que los ojos (en insectos) para la navegación», comenta Barahona.

En este sentido, las respuestas de los insectos a la luz artificial pueden clasificarse en varias categorías. Por un lado, encontramos la fototaxis positiva, que describe la “atracción” hacia la fuente de luz, como sucede con muchos insectos nocturnos. Por otro lado, está la fototaxis negativa, donde los insectos se alejan de la luz, como ocurre con las cucarachas. Además, se observa la adaptación a la luz, que hace que los insectos nocturnos expuestos a la luz permanezcan inmóviles, como si fuese de día.

«La luz artificial altera el comportamiento de los insectos “atrayéndolos” a la fuente de emisión, alterando el comportamiento y, por lo general, causando agotamiento, gasto de reservas energéticas y la muerte de los individuos. Esta alteración del comportamiento se debe al fototaxismo o fototaxia positiva que tienen los insectos por la luz. Como en el entorno natural no existen fuentes lumínicas de gran intensidad, los insectos nocturnos usan otras estrategias de navegación nocturna como la presencia de la luna, feromonas en el aire para guiar a los machos u otros químicos naturales, incluso aumentos de humedad o temperatura pueden ayudar en la navegación natural de los insectos», explica Barahona.

La luz también puede alterar el ritmo circadiano de los insectos (procesos naturales), afectando sus actividades diarias como el vuelo y el cortejo. Asimismo, la fotoperiodicidad, que regula respuestas fisiológicas como la dormancia —ciclo biológico de un organismo en el que el crecimiento, desarrollo y actividad física se suspenden temporalmente — se ve alterada por cambios en la duración del día provocados por la iluminación artificial.

La toxicidad lumínica es otro efecto, donde las retinas de los insectos pueden dañarse por la exposición a luz UV o azul, lo que limita su movilidad y supervivencia. Además, hay efectos como la invisibilidad, que se logra cubriendo objetos o plantas con materiales que bloquean la luz UV, y la alteración de la orientación, que ocurre al percibir reflejos de luz en superficies reflectantes. Esto último puede confundir a los insectos en su búsqueda de espejos de agua, fundamentales para su alimentación y reproducción. Estas alteraciones del comportamiento migratorio y reproductor pueden llevar a una disminución de sus poblaciones, convirtiendo las ciudades en entornos hostiles para ellos.

«Se ha señalado que la contaminación lumínica es un gran problema para la biodiversidad nocturna porque atrae desde áreas naturales a espacios urbanos a individuos de diferentes especies, que, por lo general, no cumplen su ciclo y terminan muriendo, convirtiéndose en una trampa ecológica. Además, altera el sistema de navegación de muchas especies, no solo insectos. Se me viene a la mente el caso de las golondrinas de mar que usan la luna como navegador cuando vuelven a sus nidos, pero varias de ellas terminan en algunas ciudades confundidas por la luz artificial. La luz artificial (no solo de las casas) también causa paralización de muchos animales como es el caso de los atropellos de fauna y o atrae a presas de algunos depredadores que terminan atropellados. Volviendo a los insectos los impactos negativos que más se han mencionan en la literatura especializada son: a) desorientación temporal, b) desorientación espacial, c) atracción artificial, d) desensibilización a la intensidad de la luz y e) impactos en el reconocimiento de fenómenos naturales», afirma Barahona.

«Ahora, muchas veces en las ciudades no hay muchos insectos nativos, sino que, como nosotros hemos ido ocupando el espacio y le vamos “quitando su hábitat”, a veces tienden a ser más los insectos urbanos los que se ven afectados. Aun así, por ejemplo, el tema de las luces, que suele “atraer polillas”, significa que las personas las maten, por lo que se habla de que hay un efecto en las poblaciones. Por otro lado, también tenemos las luces en lugares que son más naturales, como en carreteras, por ejemplo. Esto tiende a ser un poco complejo, por la fauna nativa que a veces tiende a ir hacia estos puntos de luz. En Chile no tenemos muy bien medido eso, pero sí en otras partes de Europa y Estados Unidos, donde se han hecho estudios y se ve que hay un efecto más o menos grande en las poblaciones de algunos insectos», menciona Faúndez por su parte.

Para mitigar este problema, los científicos sugieren una serie de intervenciones en la iluminación artificial. Por ejemplo, medidas como la reducción de la luz innecesaria y la implementación de luces orientadas hacia abajo, que minimicen el deslumbramiento, podrían ayudar a disminuir el impacto negativo en los insectos nocturnos. El uso de iluminación difusa que imite el brillo del cielo nocturno también podría restablecer la respuesta adecuada a la luz dorsal, permitiendo que los insectos vuelen de manera más natural, así como la utilización de bombillas de vapor de sodio, cuya longitud de onda de la luz resulta mucho menos atractiva para los insectos.

«Empezar a preferir luces que no contengan UV, que sean más cálidas. Los insectos dependen mucho de eso, entonces, hay tipos de luces que podemos empezar a preferir. Ahora, lo que puede pasar es que a veces las luces que no afecten tanto a los insectos pueden ser un poquito más caras para nosotros y gastar un poquito más de energía», señala Faúndez.

«Por ejemplo, se puede optar por cambios en las intensidades de los focos artificiales, restringir luminarias en espacios naturales y seminaturales, restringir horarios de uso de señaléticas o luces, disminuir el consumo de luz y educarse de los impactos negativos que usar inadecuadamente la luz trae a la fauna», comenta Barahona por su parte.