Écologie comportementale et de population

La pollution lumineuse écologique a des effets démontrables sur l'écologie comportementale et de population des organismes en conditions naturelles247_{. Dans} l'ensemble, ces effets dérivent des changements d'orientation, désorientation, et attraction ou répulsion à cause d’un environnement altéré par la lumière artificielle, ce qui alternativement peut affecter la prédation, la reproduction, la migration et la communication.

3.2.2.1 Orientation/désorientation, attraction/répulsion

L'orientation et la désorientation sont les réponses à l'illumination ambiante (c’est à dire la quantité de lumière incidente sur des objets dans un environnement). En revanche, l'attraction et la répulsion se produisent en réponse aux sources lumineuses elles-mêmes et sont donc des réponses à la luminance ou à l'éclat de la source de lumière.

Les effets de perturbation de l’orientation

L'illumination accrue peut prolonger des comportements journaliers ou crépusculaires dans l'environnement de nuit en améliorant la capacité d'un animal à s'orienter. Beaucoup d'oiseaux habituellement journaliers248_{, ainsi que de nombreux reptiles par exemple,} chassent sous les lumières artificielles. Cette prédation accrue semble être un bénéfice pour les espèces qui peuvent l'exploiter, mais pas pour leurs proies249_.

En plus d’une prédation accrue, l’exposition à l’éclairage artificiel peut induire d'autres comportements, tels que « le chant marqueur de territoire » chez les oiseaux250_{. Pour le} Mimus polyglottos, les mâles chantent la nuit avant de s’accoupler ; un mâle accouplé chante seulement durant la Pleine Lune ou dans une zone artificiellement éclairée251_.

246 _B

UCHANAN B.W., 1993, « Effects of enhanced lighting on the behaviour of nocturnal frogs », Animal Behaviour,

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249 _S

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251 _{DERRICKSON K.C. (1988). « Variation in repertoire presentation in northern mockingbirds », Condor, n° 90, p. 592-}

L'éclairage artificiel nocturne constant peut également désorienter des espèces habituées à la navigation dans un environnement sombre. L'exemple le plus connu est la désorientation des tortues de mer sortant des nids sur les plages sablonneuses. Dans des conditions normales, les tortues s’éloignent des formes et silhouettes sombres (historiquement, celles de la végétation dunaire), et rampent ainsi rapidement en direction de l'océan, plus clair (réflexion de la Lune, des étoiles). Avec l'éclairage côtier, les silhouettes sombres qui servent de référence pour se diriger vers l’océan ne sont plus perçues, désorientant complètement les tortues qui vont finir leur courte vie au pied des éclairages artificiels252_. L’éclairage affecte également le comportement des tortues de mer femelles lors de la ponte253_.

Des changements légers d’intensité d’éclairage peuvent perturber l'orientation chez les animaux nocturnes. La gamme des adaptations anatomiques pour permettre la vision de nuit est large254_{, et les augmentations rapides de la lumière peuvent aveugler des animaux.} Pour des grenouilles, une augmentation rapide de l'illumination cause une réduction des possibilités visuelles pour lesquelles le temps de rétablissement peut aller de quelques minutes à plusieurs heures. Après un ajustement à une forte lumière, les grenouilles peuvent êtres attirées vers elle255_.

Les oiseaux peuvent être désorientés et « enfermés » par des lumières artificielles256_{. Une} fois qu'un oiseau est dans une zone éclairée la nuit, il peut devenir « emprisonné », ne pouvant s’échapper de la zone éclairée. Un grand nombre d'oiseaux migrateurs sont donc affectés quand les conditions météorologiques les conduisent près des lumières, par exemple par mauvais temps, ou tard la nuit quand ils tendent à voler plus bas. Dans une sphère de lumière artificielle, les oiseaux peuvent se heurter les uns contre les autres, ou à une structure ; ils s’épuisent et deviennent des proies faciles. Les oiseaux qui sont attirés, en zone urbaine, par des bâtiments aux fenêtres éclairées la nuit meurent à la suite de collisions répétées contre les vitres, comme s’ils essayaient, comme en plein jour, de s’échapper. L'éclairage artificiel attire les oiseaux vers les cheminées industrielles éclairées, vers les phares côtiers257_{, les tours d'émission, les bateaux}258_{, les serres, les plateformes}

252 _{SALMON M., TOLBERT M.G. et PAINTER D.P. (1995). Behavior of loggerhead sea turtles on an urban beach. II. Hatchling}

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256 _O

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258 _{DICK M.H. et DONALDSON W., 1978, « Fishing vessel endangered by crested auklet landings », Condor, n° 80, p.}

pétrolières259_{, et vers d'autres structures éclairées la nuit. En résultent une surmortalité} directe, et une perturbation des itinéraires des migrations.

Attraction et répulsion

Beaucoup de groupes d'insectes – les mites sont un exemple bien connu260 _{– sont attirés} par la lumière artificielle261_{. L'attraction exercée par une source lumineuse sur les insectes} dépend de ses caractéristiques spectrales – la lumière UV utilisée dans les collecteurs d'insectes en raison de ses qualités attrayantes en est un bon exemple – et des autres sources lumineuses à proximité.

Les arthropodes ont des réactions variées à la lumière : quelques araignées nocturnes sont repoussées par la lumière, tandis que d'autres l’exploiteront quand elle sera disponible262_. Certains insectes sont attirés par la lumière de façon très forte, et d’autre sont fortement repoussés quelles que soient les conditions263_{, mais chez les arthropodes, ces} comportements face à la lumière sont corrélés avec l'humidité et la température.

Ces capacités d’orientation/désorientation des animaux offertes par la lumière artificielle sont parfois exploitées par l’homme dans différents domaines. Ainsi les lumières sont parfois employées pour attirer les poissons vers des « échelles » qui leur permettent de remonter les barrages des centrales hydrauliques264_{. Beier suggère d’installer des lumières} pour décourager les pumas de venir chasser à l’intérieur des zones d’habitat humain265_.

3.2.2.2 Reproduction et communication

Une perturbation des comportements reproductifs

Les comportements reproductifs peuvent être changés par l'éclairage artificiel nocturne. Les grenouilles femelles Physalaemus pustulosus, par exemple, sont moins sélectives sur le choix de leur compagnon quand la luminosité est augmentée, préférant vraisemblablement s’accoupler rapidement et ainsi éviter le risque accru de prédation durant l’accouplement266_{. L'éclairage nocturne peut également empêcher le mouvement des}

259 _W

IESE F.K., MONTEVECCHI W.A. et DAVOREN G.K., 2001, « Seabirds at risk around offshore oil platforms in the

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260 _{FRANK K.D., 1988, « Impact of outdoor lighting on moths: an assessment », Journal of the Lepidopterists’ Society,}

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261 _{EISENBEIS G. et HASSEL F., 2000, « Attraction of nocturnal insects to street lights – a study of municipal lighting}

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262 _{NAKAMURA T. et YAMASHITA S., 1997, « Phototactic behavior of nocturnal and diurnal spiders: negative and positive}

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263 _{SUMMERS C.G., 1997, « Phototactic behavior of Bemisia argentifolii (Homoptera: Aleyrodidae) crawlers », Annals of}

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264 _H

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265 _{BEIER P., 1995, « Dispersal of juvenile cougars in fragmented habitat », The Journal of Wildlife Management, n° 59,}

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266 _{RAND A.S., BRIDAROLLI M.E., DRIES L. et RYAN M.J., 1997, « Light levels influence female choice in Tungara frogs:}

amphibiens : Buchanan constate que des grenouilles, dans une clôture expérimentale, cessent de s’accoupler quand des lumières augmentent la luminosité du ciel. Les parades amoureuses ne reprennent que quand la clôture est recouverte pour protéger les grenouilles de la lumière.

Chez les oiseaux, l'éclairage artificiel nocturne affecte le choix de l'emplacement du nid. De Molenaar et al.267 _{ont étudié les effets de l'éclairage des routes sur le barge à queue noire}

dans les habitats des prairies humides. Une multiplication de la densité des barges a été enregistrée sur 2 ans, en comparant des zones éclairées, à proximité d’une route, à des zones sombres, loin de l’influence de la route. La densité des nids s’est avérée inférieure (mais statistiquement significative) dans une zone de 300 mètres de part et d’autre de la route, tout autre facteur étant pris en compte. Les chercheurs ont également noté que les oiseaux nichant plus tôt dans l'année choisissent des emplacements éloignés de l'éclairage artificiel, alors que ceux arrivant plus tardivement doivent se contenter d’emplacements plus près des lumières.

Des modes de communication dépendant des niveaux d’éclairement

La communication visuelle intra et inter-espèces peut être influencée par l'éclairage artificiel nocturne. Quelques espèces emploient la lumière pour communiquer, et sont donc particulièrement sensibles à des variations d’intensités lumineuses. La larve de mouche noire femelle attire le mâle jusqu'à 45 mètres grâce à des flashs bioluminescents ; la présence de lumière artificielle réduit la visibilité de ce mode de communication. De même, le système de communication visuelle complexe des lucioles pourrait être altéré par la lumière parasite268_.

L'éclairage artificiel peut également changer des modèles de communication de façon secondaire. Les coyotes, en groupe, hurlent davantage pendant les périodes autour de la Nouvelle Lune, quand la luminosité est moindre. Cette communication est nécessaire pour réduire les risques de prédation ou pour, au contraire, rassembler la meute pour la chasse de grandes proies les nuits sombres269_{. La lueur du ciel engendrée par l’éclairage artificiel} peut augmenter l'illumination ambiante et ainsi éliminer ce mode de prédation.

En raison du rôle central de la vision dans l'orientation et le comportement de la plupart des animaux, il n’est pas étonnant que l'éclairage artificiel change leur comportement. Ceci cause un souci immédiat de conservation pour quelques espèces (perturbation des comportements de reproduction), alors que pour d'autres espèces l'influence peut sembler être positive. De tels effets « positifs », cependant, peuvent avoir des conséquences négatives dans le contexte plus vaste de l'écologie de la communauté.

267 _D

E MOLENAAR J.G., JONKERS D.A., et SANDERS M.E., 2000, Road illumination and nature. III. Local influence of road

lights on a black-tailed godwit (Limosa l. limosa) population, Wageningen, The Netherlands , Alterra.

268 _{LLOYD J.E., 1994, « Where are the lightningbugs ? », Fireflyer Companion, n° 1, p. 1, 2, 5 et 10.}

269 _{BENDER D.J., BAYNE E.M. et BRIGHAM R.M., 1996, « Lunar condition influences coyote (Canis latrans) howling »,}