2024-09-07 23:25:28
受污染的空气不仅对我们有害,还会破坏蜜蜂高度协调的寻花感官。
蜜蜂、食蚜蝇、飞蛾、蝴蝶或其他昆虫试图获取黄色小花中的花粉或花蜜。
一些芥菜植物被管道包围,这些管道会释放臭氧和氮氧化物——发电厂和传统汽车周围产生的污染气体。其他地块有管道释放正常空气。
结果让科学家们感到震惊。被污染物窒息的植物被总体昆虫数量减少了 70%,它们的花朵的访问量减少了 90%与未受污染的样地相比。污染物浓度远低于安全水平。
越来越多的研究表明,污染会破坏昆虫对植物的吸引力——而此时许多昆虫种群数量已经严重下降由于农用化学品、栖息地丧失和气候变化。约 75% 的野生开花植物和约 35% 的粮食作物依靠动物移动花粉,以便植物可以相互施肥并形成种子。即使是实验中使用的可以自我施肥的黑芥菜植物,根据种荚的数量、每个豆荚的种子和被肮脏空气吞噬的植物的种荚重量,成功授粉也下降了 14% 至 31%。
科学家们仍在研究污染的这些影响有多强和广泛,以及它们是如何运作的。他们了解到,污染可能会产生令人惊讶的多种影响,从改变吸引昆虫到花朵的气味,到扭曲生物的嗅觉、学习和记忆能力。
昆虫通常依靠气味来四处走动。当它们在附近嗡嗡作响时,它们学会了将作为花蜜和花粉良好来源的花朵与它们的气味联系起来。尽管有些物种,如蜜蜂,也使用来自蜂巢伙伴的指示和树木等视觉地标为了导航,即使是它们也严重依赖嗅觉从远处嗅出最喜欢的花朵。夜间传粉媒介,例如飞蛾是特别有才华的嗅觉者。他们可以在一公里外闻到这些花丛的味道。
污染的影响之一是它如何扰乱这些花香。每种香水都是数十种化合物的独特混合物,这些化合物在空气中具有化学反应和降解性。臭氧或氮氧化物等气体会迅速与这些分子发生反应,导致气味比平时更快地消失。对于非常敏感的气味,羽流只能传播三分之一的距离而不是在没有污染的情况下实际传播。
如果某些化合物比其他化合物降解得更快,昆虫与特定植物相关的气味就会发生变化,从而可能使它们无法辨认。
用化学探测器观察了花香羽流随着臭氧在边缘的侵蚀而缩短和狭窄,一些化合物完全下降,而另一些化合物则持续存在。
空气污染会导致蜜蜂出现神经系统障碍,从而影响它们形成记忆、嗅觉等感官体验的能力
科学家们接受过培训蜜蜂通过让它们暴露在气味中,然后给它们提供糖水来检测原来的花香——直到它们在闻到香味时自动伸出舌头状的喙来品尝。但是,当蜜蜂用代表气味羽流边缘的臭氧气味进行测试时,距离源头 6 米(19.8 英尺)或 12 米(39.6 英尺),分别只有 32% 和 10% 的蜜蜂伸出了它们的喙。这只蜜蜂“在那时嗅到了完全不同的气味,”兰福德说。
研究人员还观察到条纹黄瓜甲虫和棕尾大黄蜂难以识别超过一定水平臭氧的寄主植物。一些最引人注目的观察是在夜间,此时称为硝酸盐自由基的极强反应性污染物会积累。最近发现被淡色月见草吸引的烟草角虫蛾减少了约 50%当植物的香气被这些污染物改变时,白色的狮身人面像飞蛾根本无法识别这种气味。这使得种子和果实的数量减少了 28%。它对植物产生种子的能力产生了非常大的影响。
昆虫能学会识别这些转化的气味吗?为了让昆虫辨别出新的气味是有益的,它们需要在以甜蜜为食时闻到它们——但问题是,花的气味只会在离花一定距离的地方发生变化。也许有些昆虫在接近花朵时可以学会追踪被污染的气味,但到目前为止,这只针对烟草鹰蛾进行了证明。
污染也会使昆虫更难学习。首先训练蜜蜂使用糖水长鼻法识别气味。然后,他们将蜜蜂暴露在柴油机尾气中。后来,他们对蜜蜂进行了测试,看看有多少蜜蜂保留了训练,并且仍然通过伸出长鼻对气味混合物做出反应。显著与未暴露的蜜蜂相比,在柴油暴露后 44 小时能够回忆起气味的蜜蜂减少了 72%。
看起来他们可能无法形成这些记忆并保留这些记忆。原因尚不清楚;也许这种气体以某种方式在蜜蜂的大脑中造成了生理压力,从而导致神经系统障碍。这可能假设意味着,在受污染的空气中,蜜蜂可能会忘记花朵的原始气味——或者如果它们设法学会了这些气味,它们可能会忘记被污染的香气。
肮脏的空气甚至会影响昆虫的嗅觉。将昆虫暴露在臭氧中通常会使这些气味感应器官对气味的反应要慢得多。暴露于中等水平臭氧下的蜜蜂和黄蜂漫无目的地四处移动,而不是朝着寄主植物的气味移动。
在高臭氧水平下,甚至无花果黄蜂避免气味。他们的嗅觉系统正在发生一些事情。
空气污染物在植物吸收时也会产生影响:它们可以改变植物的新陈代谢,从而改变花朵散发的气味化合物的混合物。根据物种的不同,臭氧可以增加或减少花的数量可能还有花蜜或花粉的质量和数量。臭氧也会影响开花的时间。如果开花和昆虫活动完全不匹配,那么可能根本没有植物繁殖。
一般来说,人们会预期城市的影响最大,这些城市自工业时代以来就首当其冲地受到污染的影响——尽管这也可能导致了适应。对非城市植物和昆虫的研究可能与我们研究已经暴露于城市污染物数百年的植物和昆虫种群的情况不同。
同样不清楚的是污染对昆虫的影响。当昆虫无法检测到花朵时,它们就会错过为自己、幼崽或蜂巢获取花蜜或花粉的机会。他们必须走得更远才能寻找花香,消耗了他们的精力。
花香的转变可能只是众多因素中的一个。污染颗粒会干扰家蝇闻食物的能力和臭氧会改变雄性果蝇的信息素,使它们闻起来更像雌性,导致雄性追逐其他雄性。
污染也会更普遍地影响昆虫的繁殖和生存;综合所有这些影响,最近的一项研究估计空气污染导致传粉媒介性能降低 30% 以上.科学家们需要对不同物种、它们对污染的敏感性以及它们与植物的相互作用进行更多研究,尤其是在像南半球这样研究不足的地区。
源:BBC
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