En ny studie avslöjar hur föroreningar från mänsklig aktivitet påverkar deras förmåga att hitta blommor
Längs alla trafikerade vägar hänger rester av bilavgaser i luften, bland annat kväveoxider och ozon. Dessa föroreningar, som också släpps ut från många industrianläggningar och kraftverk, svävar genom luften i timmar till år. Forskare har länge vetat att dessa kemikalier är skadliga för människors hälsa. Men nu tyder en växande mängd bevis på att samma föroreningar också gör livet svårare för insektspollinatörer och de växter som är beroende av dem.
Olika typer av luftföroreningar reagerar med de kemikalier som utgör en blommas doft, vilket förändrar mängden och sammansättningen av föreningarna på ett sätt som hindrar en pollinatörs förmåga att lokalisera blommor. Förutom att leta efter visuella signaler som en blommas form eller färg, är insekter beroende av en doftkarta, en kombination av luktmolekyler som är unika för varje blomart, för att lokalisera sin önskade växt. Marknära ozon och kväveoxider reagerar med blomdoftmolekylerna och skapar nya kemikalier som fungerar annorlunda.
"Det förändrar fundamentalt den doft som insekten letar efter", säger Ben Langford, atmosfärsforskare vid UK Centre for Ecology and Hydrology som forskar i denna fråga.
Pollinatörer lär sig att associera en unik kombination av kemikalier som blomman släpper ut med den specifika arten och dess tillhörande sockerbelöning. När dessa ömtåliga föreningar kommer i kontakt med mycket reaktiva föroreningar förändrar reaktionerna antalet blomdoftmolekyler såväl som den relativa mängden av varje typ av molekyl, vilket fundamentalt förändrar doften.
Forskare vet att ozon angriper en typ av kolbindning som finns i blomdoftmolekylerna. Å andra sidan är kväveoxider lite av en gåta, och det är ännu inte klart exakt hur blomdoftmolekyler reagerar kemiskt med denna typ av förening. ”Denna luktkarta är mycket viktig för pollinatörer, särskilt aktiva flygande pollinatörer”, säger James Ryalls, forskare vid University of Reading. ”Det finns till exempel humlor som bara kan se en blomma när de är mindre än en meter från blomman, så lukt är mycket viktig för dem för att söka föda.”
Langford och andra medlemmar i hans team försökte förstå exakt hur ozon förändrar formen på en blommas doftplym. De använde en vindtunnel och sensorer för att mäta strukturen på det doftmoln som blommor skapar när de avger sin signaturdoft. Forskarna släppte sedan ut ozon i två koncentrationer, varav en liknar den som Storbritannien upplever under sommaren när ozonnivåerna är högre, in i tunneln med blomdoftmolekylerna. De fann att ozon fräter bort kanterna på plymen, vilket förkortar bredden och längden.
Forskarna utnyttjade sedan en reflex hos honungsbin som kallas proboscisförlängning. Precis som Pavlovs hund, som dreglade vid ringning av en middagsklocka, sträcker honungsbin ut en del av munnen som fungerar som ett matningsrör, en så kallad proboscis, som svar på en lukt de förknippar med en sockerbelöning. När forskare presenterade doften de normalt skulle känna sex meter från blomman, stack de ut sin proboscis i 52 procent av fallen. Detta minskade till 38 procent av fallen för doftföreningen som representerar lukten 12 meter från blomman.
Men när de tillämpade samma förändringar på doften som skulle uppstå i en plym som bryts ner av ozon, reagerade bina bara 32 procent av tiden vid sexmetersstrecket och 10 procent av tiden vid tolvmetersstrecket. "Man ser dessa ganska dramatiska minskningar i antalet bin som sedan kan känna igen lukten", sa Langford.
Mycket av forskningen i detta ämne har gjorts i laboratoriemiljöer, inte ute i fält eller i en insekts naturliga livsmiljö. För att åtgärda denna kunskapslucka har forskare vid University of Reading installerat pumpar som pumpar in ozon eller dieselavgaser i delar av ett vetefält. Experiment som utförs i de 7,6 meter långa öppna ringarna hjälper forskare att utvärdera effekterna av luftföroreningar på olika typer av pollinatörer.
Ett forskarteam övervakade grupper av senapsplantor i områdena för att upptäcka pollinatörer. Vissa kammare hade dieselavgaser som pumpades in på nivåer under EPA:s luftkvalitetsstandarder. På dessa platser minskade insekternas förmåga att hitta blommor de är beroende av för föda med upp till 90 procent. Dessutom upplevde de senapsplantor som användes i studien, trots att de är självpollinerande blommor, en minskning med upp till 31 procent i vissa mått på fröutveckling, troligen som ett resultat av minskad pollinering från luftföroreningar.
Dessa resultat tyder på att insektspollinatörer själva står inför unika utmaningar på grund av de nuvarande nivåerna av luftföroreningar. Men i samverkan med andra utmaningar som dessa insekter står inför är det sannolikt att luftföroreningar skapar problem i
Vi kan tillhandahålla sensorer för att mäta ett brett spektrum av gaser
Publiceringstid: 8 augusti 2024