Disclaimer: This article was originally written for UKrant / Dutch version below

Just like people, geese get less sleep when it’s light outside. But geese also sleep less during cloudy nights. Sjoerd van Hasselt wondered why. The answer? Light pollution.

Geese researcher Sjoerd van Hasselt starts smiling widely the moment he walks into the animal testing facility at the Linnaeusborg and sees all the cages and aviaries. He can hear the loud singing and twittering coming from the starling aviary, which means he’s nearing his goal: the much quieter geese.

There are thirteen barnacle geese, divided across two large aviaries. It’s not exactly the Hilton hotel: there’s food and water, and one side of the aviary had fresh air and light. More interestingly, though, each goose has a little gizmo on its head.

Lego brick

It almost looks a little silly, as though someone glued grey Lego bricks to their heads, but it doesn’t appear the animals are troubled by it in any way. ‘They’re not’, Van Hasselt says. ‘The geese are big enough that the device doesn’t bother them.’

That being said, the geese did have to undergo a small surgery to install the data logger. Five small holes were drilled into their skulls to insert electrodes, which measure the animals’ brain activity. ‘But they recover from the surgery perfectly well’, Van Hasselt explains. ‘With no discernible behavioural changes.’ That, he knows, means the device doesn’t bother them. 

There’s a big lack of knowledge when it comes to sleep

That’s a good thing, because the devices provide Van Hasselt with data on when the birds are awake and when they’re asleep. It’s information that’s sorely needed. ‘We know very little about how sleep works in birds’, says Van Hasselt. 

REM sleep

‘We know that mammals need a lot of REM sleep and a lot of non-REM sleep’, says Van Hasselt. REM means rapid eye movement, which is what happens during this stage of sleep. But the need for REM sleep varies quite a lot in birds, Van Hasselt says. ‘It ranges from almost no need for REM to a need that’s equal to that of mammals.’

But why is this? And what does it mean? ‘What we know about sleep changes from species to species’, says Van Hasselt. ‘There’s a big lack of knowledge when it comes to sleep.’ 

But the post-doctoral researcher has already made a surprising discovery: When he analysed his data, he saw that geese slept less during cloudy nights. And that’s weird.

Full moon

‘We already knew that geese sleep less during a full moon’, Van Hasselt says. ‘There’s more light during those nights than during a new moon, for example.’ The extra light means they can see their enemies better, and they use the advantage to eat more.

Van Hasselt expected the geese to sleep more during cloudy nights because, he reasoned, it would be darker. ‘Except it turned out I was wrong. The cloud cover reflects the artificial light from streetlights or the letters on the Linnaeusborg, which means there’s just as much light at night as during a full moon’, he explains.

We don’t know if the birds will suffer any long-term negative effects 

Is this a bad thing? Van Hasselt doesn’t really know. The light means the geese can eat more, and more food means more energy. It doesn’t appear to have any negative short-term effects.

Unnatural

However, Van Hasselt worries it might affect them on the long term. He knows that people who miss out on sleep over a longer period of time suffer ill effects, both physically and mentally. ‘Light pollution is unnatural. We should have as little of it as possible.’ 

‘But we don’t know nearly as much about birds. We simply don’t know anything about the long-term negative effects of artificial light on the health of birds.’

Van Hasselt has since moved on to a new topic, although it’s still in the realm of geese and their sleeping patterns. He’s currently trying to find out more about how the moon influences his geese’s sleep.

Magnetic field

Geese are probably able to perceive the earth’s magnetic field, which they use to navigate during their spring and fall migrations. But the moon can disrupt this magnetic field, and this could mean that geese adjust their sleeping to this.

I had to climb all the way on top of the aviaries sometimes. It was pretty tricky

‘There’s a lot of light pollution in our current society. I want to know if the geese need to only see the moon or other light sources just to change their behaviour’, says Van Hasselt. ‘Or perhaps there’s more going on, and they also need to perceive changes in the earth’s magnetic field before making any changes?’

In order to answer that question, he covered the geese cages with large pieces of plastic during the full moon and on the new moon. He used black plastic to block out the moon and make it dark, and see-through plastic to let the light in. ‘I had to climb all the way on top of the aviaries sometimes’, he says, laughing. ‘It was pretty tricky.’

Summer

Right now, Van Hasselt is working on processing the results of this study. He already has inkling about the results, though. While the geese slept less at night during a full moon in winter, they actually slept less during the day in summer. The fact that they sleep less during a full moon therefore can’t be due to the moonlight alone. 

Since geese are also able to perceive the earth’s magnetic field, Van Hassel thinks this also plays an important role in the geese’s sleeping patterns. Now he just has to wait and see if the results confirm this.

---

Slapeloze gansen: lichtvervuiling houdt ze wakker

Net als mensen, slapen ook ganzen slechter als het buiten licht is. Maar ganzen slapen ook minder als het bewolkt is. Rara hoe kan dat? vroeg bioloog Sjoerd van Hasselt zich af. Het antwoord: lichtvervuiling.

Op het gezicht van ganzenonderzoeker Sjoerd van Hasselt verschijnt een glimlach als hij de dierproeffaciliteit van de Linnaeusborg binnenloopt, langs de kooien en volières. Hij hoort het luide gefluit en gekwetter uit het verblijf van de spreeuwen en dus is hij bijna bij zijn doel: de veel zwijgzamere ganzen.

Dertien brandganzen zitten er, verdeeld over twee grote volières. Het is geen luxe onderkomen. Er is voedsel en water, en aan een kant van de volière komt er frisse lucht en licht binnen. Maar wat vooral opvalt: elke gans heeft een klein apparaatje op zijn kop.

Legoblokje

Het ziet er een beetje potsierlijk uit, alsof er grijze legoblokjes op hun kop zijn gelijmd, maar verder lijkt het niet alsof de dieren er last van hebben. ‘Nee hoor’, beaamt Van Hasselt. ‘De ganzen zijn groot genoeg om dit apparaatje bij zich te dragen zonder dat ze er last van  hebben.’

Toch moesten de ganzen wel een kleine operatie ondergaan om de logger te plaatsen. Daarvoor zijn vijf kleine gaatjes in hun schedels geboord, waar elektroden doorheen lopen. Die meten vervolgens de hersenactiviteit. ‘Maar na de operatie herstellen ze goed’, legt Van Hasselt uit. ‘En dan gedragen ze zich precies hetzelfde als daarvoor.’ En dat, weet hij, is het bewijs dat het apparaatje hen niet hindert. 

Er is een groot gat in de kennis over slaap

Gelukkig maar, want de kastjes geven Van Hasselt informatie over wanneer de vogels wakker zijn en wanneer ze slapen. En dat is nodig ook. ‘Over slaap bij vogels is maar heel weinig  bekend’, vertelt Van Hasselt. 

REM-slaap

‘Van zoogdieren weten we dat ze veel REM-slaap én veel non-REM-slaap nodig hebben’, zegt Van Hasselt. REM staat dan voor rapid eye movement, naar het snelle bewegen van de ogen in die slaapstand. Maar bij vogels is die behoefte nogal wisselend, zegt hij. ‘Die hebben een veel grotere variatie aan REM-slaap nodig, van bijna geen tot net zo veel als zoogdieren.’

Maar hoe dat komt? En wat dat betekent? ‘Dat wat we weten over slaap, kan voor elke diersoort wel anders zijn’, vertelt Van Hasselt. ‘Er is een groot gat in de kennis over slaap.’ 

De eerste verrassende vondst heeft de postdoc al gedaan. Bij het analyseren van de data ontdekte hij dat ganzen korter slapen tijdens bewolkte nachten. En dat is gek.

Volle maan

‘Eerder hadden we al ontdekt dat ganzen korter slapen bij volle maan’, vertelt Van Hasselt. ‘Tijdens deze nachten is het namelijk lichter dan bij bijvoorbeeld nieuwe maan.’ Dat extra licht zorgt ervoor dat ze hun vijanden beter kunnen zien en ze gebruiken dat voordeel om extra te eten.

Van Hasselt had dan ook verwacht dat de ganzen méér zouden slapen tijdens bewolkte nachten. Want, dacht hij, ook dan is het donkerder. ‘Alleen bleek dat helemaal niet het geval. Het wolkendek weerkaatst namelijk het kunstlicht van bijvoorbeeld lantaarnpalen of de letters van de Linnaeusborg, waardoor het ’s nachts net zo licht is als tijdens volle maan’, legt hij uit.

We weten niet wat bij vogels op de lange termijn de negatieve effecten zijn 

Is dat erg? Van Hasselt weet het eigenlijk niet. Het licht zorgt ervoor dat de ganzen meer kunnen eten en meer eten betekent meer energie. Op korte termijn lijkt het daarom geen kwaad te kunnen.

Onnatuurlijk

Maar op de lange termijn zou dat wel eens anders kunnen zijn, vreest Van Hasselt. Hij weet namelijk al dat als mensen langere tijd minder slapen, dit nadelige effecten heeft. Zowel lichamelijk als geestelijk. ‘Lichtvervuiling is iets onnatuurlijks. Het is altijd het beste om zo min mogelijk lichtvervuiling te hebben.’ 

‘Maar over vogels is veel minder bekend. We weten gewoonweg nog niet wat de negatieve effecten van kunstlicht op de gezondheid van vogels zijn op de lange termijn.’

Van Hasselt is inmiddels overgestapt naar een volgend onderwerp, al blijft hij bij de slaap van ganzen. Hij wil nu meer weten over de invloed van de maan op het slaappatroon van zijn ganzen.

Aardmagnetisch veld

Ganzen kunnen namelijk waarschijnlijk ook het aardmagnetisch veld waarnemen, dat ze gebruiken om te navigeren tijdens hun migratie in het voorjaar en de herfst. Maar dat aardmagnetisch veld kan verstoord raken door de maan en ganzen kunnen daar mogelijk hun slaapgedrag op aanpassen.

Ik moest helemaal op de volières klimmen. Best lastig soms

‘In onze huidige maatschappij is er behoorlijk wat lichtvervuiling. Ik wil weten of de ganzen alleen de maan, of andere lichtbronnen, moeten zíen om zich anders te gaan gedragen’, zegt Van Hasselt. ‘Of is het zo dat er meer speelt en ze ook veranderingen in het aardmagnetisch moeten waarnemen voor ze hun gedrag veranderen?’

Om die vraag te kunnen beantwoorden dekte hij de kooien van de ganzen tijdens volle en nieuwe maan af met grote stukken plastic. Zwart om het donker te maken en de maan te verbergen, doorzichtig om juist licht door te laten. ‘Ik moest helemaal op de volières klimmen’, lacht hij. ‘Best lastig soms.’

Zomer

Op dit moment is Van Hasselt druk bezig de resultaten van dit experiment te verwerken. Maar hij heeft al wel een aardig idee van de uitkomsten. Want hoewel de ganzen in de winter vooral ’s nachts minder slapen tijdens volle maan, slapen de ganzen in de zomer overdag juist minder. Dus dat ze minder slapen tijdens volle maan, kan dan niet alleen door het maanlicht komen. 

En omdat ganzen ook het aardmagnetisch veld kunnen waarnemen, denkt Van Hasselt dat dit ook een belangrijke rol kan spelen in het slaapgedrag van de ganzen. Het is alleen nog even afwachten of de resultaten dit idee ook bevestigen.