У людей есть внутренние лунные часы, но световое загрязнение нарушает их работу

У большинства животных, включая человека, есть главные лунные часы, настроенные на 29,5-дневный лунный ритм. Они управляют сном, размножением и миграцией многих видов. Но в эпоху искусственного света этот древний сигнал постепенно угасает, затмеваемый сиянием городов, экранами и спутниками.

Подобно тому, как циркадный ритм соответствует 24-часовому вращению Земли, многие организмы также отслеживают более медленный ритм Луны. Обе системы опираются на световые сигналы, и недавнее исследование, посвященное анализу менструальных циклов женщин, показывает, что по мере того, как планета становится ярче из-за искусственного освещения, естественные контрасты, когда-то структурировавшие биологическое время, размываются.

Множество исследований показывают, что лунный цикл по-прежнему влияет на сон человека. Исследование 2021 года показало, что в общинах коренных народов тоба (также известных как кум) в Аргентине люди ложились спать на 30–80 минут позже и спали на 20–90 минут меньше в течение трёх-пяти ночей перед полнолунием.

Аналогичные, хотя и более слабые, правила наблюдались у более чем 400 студентов из Ситлы, участвовавших в том же порядке, даже в условиях сильного светового загрязнения города. Это говорит о том, что механизм света может ослабить, но не полностью использовать этот лунный эффект.

Исследователи обнаружили, что режим сна меняется не только в зависимости от фазы полнолуния, но также от новолуния и полумесяца. Этот 15-дневный ритм может отражать влияние меняющегося гравитационного притяжения Луны, которое достигает пика дважды за лунный месяц, как во время полнолуния, так и новолуния, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются в одну линию. Такие гравитационные циклы могут тонко влиять на биологические ритмы наряду со световыми сигналами.

Лабораторные исследования подтвердили эти результаты. В эксперименте 2013 года, проведённом во время полнолуния, участникам требовалось примерно на пять минут больше времени для засыпания, они спали на 20 минут меньше и вырабатывали меньше мелатонина (гормона, регулирующего цикл сна и бодрствования). У них также наблюдалось 30%-ное снижение активности медленноволнового мозга на ЭЭГ — индикатора глубокого сна.

За их сном наблюдали в течение нескольких недель, охватывая лунный цикл. Участники также сообщали о ухудшении качества сна в период полнолуния, хотя и не знали, что их данные анализируются с учётом фаз Луны.

Возможно, самое поразительное доказательство существования лунного ритма у людей получено в недавнем исследовании, в котором анализировались долгосрочные данные о менструальном цикле 176 женщин из Европы и США.

Примерно до 2010 года, когда светодиодное освещение и смартфоны получили широкое распространение, менструальные циклы многих женщин, как правило, начинались в период полнолуния или новолуния. Впоследствии эта синхронность практически исчезла, сохранившись только в январе, когда гравитационное взаимодействие Луны, Солнца и Земли наиболее сильно.

Исследователи предполагают, что у людей все еще могут существовать внутренние лунные часы, но их связь с фазами Луны ослабла из-за искусственного освещения.

Луна действует как метроном для других видов. Например, коралловые рифы точно координируют массовый нерест, выбрасывая икру и сперму при определённых фазах лунного света.

В лабораторном исследовании 2016 года ученые, работавшие с рифообразующими кораллами (например, A. millepora), заменили естественный ночной цикл светового дня режимами постоянного света или постоянной темноты. Они обнаружили, что нормальный цикл работы часовых генов (таких как криптохромы) был сглажен или утрачен, а высвобождение сперматозоидов и яйцеклеток стало рассинхронизированным. Эти результаты свидетельствуют о том, что сигналы лунного света являются неотъемлемой частью генетических и физиологических ритмов, лежащих в основе синхронизированного размножения.

Другие виды, например, морская мошка Clunio marinus, используют внутренний «детектор совпадений», который объединяет циркадные и лунные сигналы, чтобы точно приурочить своё размножение к отливам. Генетические исследования показали, что этот лунный ритм связан с несколькими генами, связанными с циферблатами, что позволяет предположить, что влияние лунных циклов распространяется на молекулярный уровень.

Однако исследование 2019 года показало, что синхронность нереста диких кораллов нарушается. Учёные полагают, что это может быть связано с загрязняющими веществами и повышением температуры морской воды, а также со световым загрязнением. Однако мы знаем, что световое загрязнение нарушает жизнедеятельность многих видов диких животных, которые используют Луну для навигации или определения времени своих перемещений.

На протяжении большей части истории человечества лунный свет был самым ярким ночным светом. Сегодня он конкурирует с искусственным свечением, видимым из космоса. Согласно Всемирному атласу искусственной яркости ночного неба, более 80% населения Земли — и почти все жители Европы и США — живут под засветкой неба (достаточно яркой, чтобы скрыть Млечный Путь).

В некоторых странах, таких как Сингапур или Кувейт, практически нет ни одного уголка без значительного светового загрязнения. Постоянное свечение от плотного городского освещения делает небо настолько ярким, что ночь никогда не становится настолько темной.

Эта почти постоянная яркость — побочный эффект высокой плотности населения этих стран, обширного внешнего освещения и отражения света от зданий и атмосферы. Даже в отдалённых национальных парках, вдали от городов, свечение далёких огней можно заметить за сотни километров.

В когнитивной нейронауке восприятие времени часто описывается моделями пейсмейкера-аккумулятора, в которых внутренний «кардиостимулятор» испускает регулярные импульсы, которые мозг подсчитывает для оценки их длительности. Стабильность этой системы зависит от ритмичных внешних факторов — дневного света, температуры, социальных привычек, — которые помогают регулировать частоту этих импульсов.

Потеря медленного, ежемесячного сигнала лунного света может означать, что наши внутренние часы теперь работают в более плоском временном ландшафте, где меньше естественных колебаний, которые могли бы их закрепить. Предыдущие психологические исследования показали, что оторванность от природы может искажать наше чувство времени.

Лунные часы всё ещё тикают внутри нас — слабо, но измеримо. Они создают приливы, сон и ритмы бесчисленных видов. Однако по мере того, как ночное небо становится светлее, мы в меньшей степени рискуем потерять не только звёзды, но и тихий ритм, который когда-то связывал жизнь на Земле с вращением Луны.