Нове дослідження показує, як забруднювачі від діяльності людини впливають на їхню здатність знаходити квіти
Уздовж будь-якої жвавої дороги в повітрі зависають залишки вихлопних газів автомобілів, серед яких оксиди азоту та озон. Ці забруднювачі, які також викидаються багатьма промисловими підприємствами та електростанціями, зависають у повітрі від годин до років. Вченим давно відомо, що ці хімічні речовини шкідливі для здоров'я людини. Але тепер все більше доказів свідчать про те, що ці ж забруднювачі також ускладнюють життя комах-запилювачів та рослин, які від них залежать.
Різні типи забруднювачів повітря реагують з хімічними речовинами, що складають аромат квітки, змінюючи кількість і склад цих сполук таким чином, що це перешкоджає здатності запилювачів знаходити квіти. Окрім пошуку візуальних ознак, таких як форма чи колір квітки, комахи залежать від «карти запаху» – комбінації молекул запаху, унікальних для кожного виду квітки, щоб знайти потрібну рослину. Приземний озон та оксиди азоту реагують з молекулами квіткового аромату, створюючи нові хімічні речовини, які функціонують по-іншому.
«Це докорінно змінює запах, який шукає комаха», — сказав Бен Ленгфорд, вчений-атмосферник з Британського центру екології та гідрології, який досліджує це питання.
Запилювачі вчаться пов'язувати унікальну комбінацію хімічних речовин, які виділяє квітка, з цим конкретним видом та пов'язаною з ним цукровою винагородою. Коли ці тендітні сполуки контактують з високореактивними забруднювачами, реакції змінюють кількість молекул квіткового аромату, а також відносну кількість кожного типу молекул, докорінно змінюючи аромат.
Дослідникам відомо, що озон атакує тип вуглецевого зв'язку, що міститься в молекулах квіткового аромату. З іншого боку, оксиди азоту є дещо загадковими, і поки що точно незрозуміло, як молекули квіткового аромату хімічно реагують з цим типом сполуки. «Ця карта запахів дуже важлива для запилювачів, особливо для активних літаючих запилювачів», — сказав Джеймс Райаллс, науковий співробітник Університету Редінга. «Наприклад, є деякі джмелі, які можуть бачити квітку лише тоді, коли вони знаходяться на відстані менше одного метра від неї, тому запах дуже важливий для них для пошуку їжі».
Ленгфорд та інші члени його команди вирішили зрозуміти, як саме озон змінює форму ароматичного шлейфу квітки. Вони використали аеродинамічну трубу та датчики, щоб виміряти структуру ароматичної хмари, яку створюють квіти, коли випромінюють свій фірмовий аромат. Потім дослідники випустили озон у двох концентраціях, одна з яких подібна до тієї, що спостерігається у Великій Британії влітку, коли рівень озону вищий, у тунель з молекулами квіткового аромату. Вони виявили, що озон роз'їдає краї шлейфу, скорочуючи його ширину та довжину.
Потім дослідники скористалися рефлексом медоносної бджоли, відомим як висування хоботка. Подібно до собаки Павлова, яка слиновиділа на дзвінок обіду, медоносні бджоли висувають частину свого рота, яка діє як годівнична трубка, відому як хоботок, у відповідь на запах, який вони асоціюють із винагородою у вигляді цукру. Коли вчені пред'явили цим бджолам запах, який вони зазвичай відчувають за шість метрів від квітки, вони виставили свій хоботок у 52 відсотках випадків. Для запаху, який представляє запах за 12 метрів від квітки, цей показник зменшився до 38 відсотків випадків.
Однак, коли вони застосували ті ж зміни до запаху, що й у шлейфі, деградованому озоном, бджоли реагували лише у 32 відсотках випадків на позначці шести метрів та у 10 відсотках випадків на позначці 12 метрів. «Ви бачите ці досить різкі падіння кількості бджіл, які потім можуть розпізнати запах», – сказав Ленгфорд.
Значна частина досліджень з цієї теми проводилася в лабораторних умовах, а не в польових умовах чи в природному середовищі існування комах. Щоб заповнити цю прогалину в знаннях, вчені з Університету Редінга встановили насоси, які прокачують озон або вихлопні гази дизельного палива в ділянки пшеничного поля. Експерименти, проведені у відкритих кільцях діаметром 26 футів, допомагають дослідникам оцінити вплив забруднення повітря на різні види запилювачів.
Команда дослідників спостерігала за парниками гірчиці на ділянках на предмет відвідування запилювачами. У деякі камери вихлопні гази дизельного палива подавалися на рівнях, нижчих за стандарти якості навколишнього повітря, встановлені Агентством з охорони навколишнього середовища США (EPA). У цих місцях спостерігалося зниження здатності комах знаходити квіти, які є для них їжею, до 90 відсотків. Крім того, рослини гірчиці, використані в дослідженні, незважаючи на те, що вони самозапилюються, також зазнали зниження деяких показників розвитку насіння до 31 відсотка, ймовірно, в результаті зменшення запилення через забруднення повітря.
Ці висновки свідчать про те, що комахи-запилювачі самі стикаються з унікальними проблемами через поточний рівень забруднення повітря. Але разом з іншими проблемами, з якими стикаються ці комахи, забруднення повітря, ймовірно, створить проблеми...
Ми можемо надати датчики для вимірювання широкого спектру газів
Час публікації: 08 серпня 2024 р.