Künstliche Beleuchtung kann bei Pflanzen dazu führen, dass das Signal der Tageslänge, das für die Vorbereitung auf den Winter notwendig ist, nicht mehr wahrgenommen wird. Die Pflanze lässt das Laub zu spät fallen und bildet zu früh Knospen aus. Dadurch kann es zu Schädigungen durch Frost kommen und die Blüte einsetzen, bevor die Blütenbestäuber aktiv sind (Matzke 1936, Kwach et al. 2018, Masetti 2018, Friulla & Varone 2025).
Poren (Stomata) bleiben länger geöffnet, wodurch das Risiko der Schädigung durch Luftschadstoffe und Trockenheit erhöht wird (Chaney 2002).
Dunkelheit ist wichtig für die Ausschüttung des Hormones Melatonin, das die Regenerationsphase in der Nacht einleitet. Künstlich beleuchtete Pflanzen haben z. B. eine geringere Regenerationskraft, um Ozonschäden zu heilen (Bennie et al. 2016, Vollsnes et al. 2009).
Der Stress, der durch den verschobenen Tag-Nacht-Rhythmus entsteht, erzeugt oxidativen Stress, es werden Radikale angesammelt und die nächtliche Atmung wird vermindert. Das durch die künstliche Beleuchtung nicht ausgeschüttete Melatonin steuert nicht nur das zirkadiane System, sondern dient auch als Radikalfänger und Antioxidationsmittel (Mc Clung 2006, Arnao und Hernández-Ruiz 2006, 2015, Tan et al. 2007).
Bei Bäumen scheint eine verlängerte Vegetationszeit Einfluss auf die Fitness und das Altern zu haben (Pretsch et al. 2017).
Photosynthese betreibende Kieselalgen und Cyanobakterien reichte ein Jahr künstlicher Beleuchtung aus, um in anschließenden Laborversuchen mit Beleuchtung während der Nacht Photosynthese betreiben zu können. Nach einem Jahr Exposition hatte das künstliche Licht die natürlichen Zeitgeber Tageslänge und Temperatur so weit überlagert, dass sich die Sommer- und Winterlebensgemeinschaften nicht mehr in ihrer Zusammensetzung unterschieden (Hölker et al. 2015).
Für Pflanzen ist neben der Tageslänge auch die Umgebungstemperatur ein saisonaler Zeitgeber. Werden bestimmte Schwellenwerte durch einen Anstieg der Temperatur im Zuge der Klimaerhitzung nicht mehr erreicht, könnte der Zeitgeber für saisonales Verhalten sogar komplett entfallen (Schroer & Hölker 2018).
Weitere Auswirkungen künstlicher Beleuchtungen auf die Flora werden indirekt durch lichtinduzierte Verhaltensänderungen der Fauna verursacht (Knop et al. 2017). Künstliche Beleuchtung verändert, wie Arten interagieren und sich Artengemeinschaften zusammensetzen. Wenn der Dunkelheit weniger Raum bleibt, dürfte die Biodiversität abnehmen und die Homogenisierung weiter fortschreiten (Knop 2022, Fontaine et al. 2006, Bucher et al. 2023).
Beeinträchtigungen durch künstliches Licht sind für viele unterschiedliche Taxa nachweisbar. Es ist derzeit nicht möglich, wissenschaftlich gesicherte Aussagen zur Auswirkung der voranschreitenden Ausbreitung künstlichen Lichts auf der Ebene von Populationen, Lebensgemeinschaften oder Ökosystemen zu treffen. Allerdings verdeutlicht die Anzahl der vorliegenden Nachweise, dass die gegenwärtig zu beobachtende Ausbreitung künstlicher Beleuchtung möglichst reduziert werden sollte.
Falls Sie mehr wissen möchten:
- „Licht und Naturschutz. Arbeitshilfe zur naturschutzfachlichen Einschätzung von Licht zum Schutz der Artenvielfalt“, BUKEA, Stadt Hamburg 2022
- www.zotero.org Group -> ALAN_DB (ALAN ist die Abkürzung für Artificial Light At Night) Datenbank zu internationalen Forschungsarbeiten
- www.darksky.org „ALAN State of Science 2025“
- www.artificiallightatnight.org internationale wissenschaftliche Kongresse zu ALAN
- www.naturnacht-fulda-rhoen.de
Birgit Treuten
Literatur:
Arnao, M.; Hernández-Ruiz, J. (2006): The physiological function of melatonin in plants. Plant signaling & behavior 1 (3), S. 89 – 95. DOI: 10.4161/psb.1.3.2640
Arnao, M.; Hernández-Ruiz, J. (2015): The physiological function of melatonin in plants: A Review. Journal of Pineal Research 59, 133 – 150. DOI: 10.1111/jpi.12253
Bennie, J., Davies, T. W., Cruse, D., Gaston, K. (2016): Ecological effects of artificial light at night on wild plants. Journal of Ecology 104 (3): 610 -620
Bucher, S., Uhde, L., Weigelt, A., Cesarz, S., Eisenhauer, N., Gelber, A., Kyba, C., Römermann, C., Shatwell, T., Hines, J. (2023): ALAN decreases plant diversity and performance in experimental grassland communities. The Royal Society Publishing, Philosophical Transactions B, B 378: 20220358 https://royalsocietypublishing.org/rstb/article/378/1892/20220358/109356/Artificial-light-at-night-decreases-plant
Chaney, W. R. (2002): Does Night Lighting Harm Trees? Forestry and Natural Resources, FAQ 17, 1 – 4. Retrieved from https://www.ces.purdue.edu/extmedia/FNR/FNR-FAQ-17.pdf
Fontaine, C., Dajoz, I., Meriguet, J., Loureau, M. (2006): Functional diversity of plant-pollinator interaction webs enhances the persistence of plant communities. PLoS Biology 4 (1), 0129 – 0135. DOI: 10.1371/journal.pbio0040001
Friulla, L., Varone, L. (2025): Artificial Light at Night as an Emerging Urban Stressor for Tree Phenology and Physiology: A Review, Urban Science 10.3990/urbansci9010014, 9, 1 C 14
Hölker, F., Wurzbacher, C., Weißenborn, C., Monaghan, M. T., Holzhauer, S. I. J. & Premke, K. (2015): Microbial diversity and community respiration in fresh-water sediments influenced by artificial light at night. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B, 370, 20140130. https://doi.org/10.1098/rstb.2014.0130
Knop, E., Zoller, L., Ryser, R., Gerpe, C., Hörler M. & Fontaine, C. (2017): Artificial light at night as a new threat to pollination. Nature, 548 (7666), 206 – 209. https://doi.org/10.1038/nature23288
Knop, Eva in einem Interview auf der Website der Uni Zürich vom 29.03.2022 „Helle Nächte“
Kwak, M. J., Je, S. M., Cheng, H. C., Seo, S. M., Park, J. H., Baek, S. G., Khaine, I., Lee, T., Jang, J., Kim, H., Lee, J. K., Kim, J. & Woo, S. Y. (2018): Night Light – Adaption strategies for Photosynthetic Apparatus in Yellow-Poplar (Liriodendron tulipifera L.) exposed to Artificial Night Lighting. Forests 9 (2): 74. https://www.mdpi.com/1999-4907/9/2/74
Massetti, L. (2018): Assessing the impact of street lighting on Platanus x acerifolia phenology. Urban Forestry & Urban Greening 34: 71 – 77
Matzke, E. B. (1936): The Effect of Street Lights in Delaying Leaf-Fall in Certain Trees. Am. J. Bot., Vol. 23, Nr. 6, S. 446–452.
Mc Clung, C. R. (2006): Plant circadian rhythms. The Plant Cell, 18 (4), 792 – 803. https://doi.org/10.1105/tpc.106.040980
Pretsch, H., Biber, P., Uhl, E., Dahlhausen, J., Schütze, G., Perkins, D., Rötzer, T., Caldentey, J., Koike, T., van Con, T., Chavanne, A., du Toit, B., Foster, K. & Lefer, B. (2017). Climate change accelerates growth of urban trees in metropolises worldwide. Scientific Reports, 7(1), 15403. https://doi.org/10.1038/s41598-017-14831-w)
Schroer, S., Hölker, F. (2018): Auswirkung der Lichtverschmutzung auf Fauna und Flora. IGB – Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, Berlin. DOI: 10.48440/GFZ.1.4.2020.003
Tan, D. X., Manchester, L. C., Terron, M. P., Flores L. J., Reiter, R. J. (2007): One molecule, many derivates. A never-ending interaction of melatonin with reactive oxygen and nitrogen species? Journal of Pineal Research 42 (1), 28 -42. DOI: 10.1111/j.1600-079x.2006.0407.x
Vollsnes, A. V., Eriksen, A. B., Otterholt, E., Kvaal, K., Oxaal, U., Futsaether, C. M. (2009): Visible foliar injury and infrared imaging show that daylength affects short- term recovery after ozone stress in Trifolium subterraneum. J. Exp. Bot., Vol. 60, Nr. 13, S. 3677–3686.