Пчелам и бабочкам трудно учуять запах цветов в загрязненном воздухе

Исследователи обнаружили, что дизельные выхлопы и озон затрудняют опылителям поиск цветов, что снижает производительность растений.

Отредактировано 2023-15-06
Оранжево-черная бабочка на желтом цветкеЗагрязнители воздуха затрудняют поиск цветов бабочками и другими опылителями, что, в свою очередь, влияет на запасы продовольствия для людей.

Для опыления пищи, которую мы едим, и цветов в наших садах насекомые, такие как пчелы и бабочки, полагаются на острое обоняние.

"Наше обоняние ужасно по сравнению с большинством других организмов", - говорит Робби Гирлинг, доцент агроэкологии в Университете Рединга в Великобритании. "[Опылители] действительно используют запахи для навигации, передвижения и общения друг с другом".

Однако Гирлинг вместе с другими исследователями из Университета Рединга, Центра экологии и гидрологии Великобритании и Университета Бирмингема обнаружили, что загрязнители воздуха могут сбить опылителей с толку. Исследование, результаты которого они опубликовали сегодня в журнале Environmental Pollution, показывает, что озон и дизельные выхлопы значительно снижают присутствие опылителей, количество посещений опылителями растений и количество семян, производимых растениями.

Предыдущие исследования показывают, что такие распространенные загрязнители, как озон и дизельные выхлопы, изменяют цветочные запахи, что затрудняет поиск растений насекомыми-опылителями. Но до сих пор не было пролито много света на то, как это влияет на скорость опыления.

Некоторые жуки могут первыми почувствовать запах, когда химические соединения из цветка попадают на их антенны. Затем они следуют за шлейфом запаха, как по карте сокровищ, обратно к растению, говорит Джеймс Райалс, научный сотрудник Leverhulme Trust Early Career Fellow в Университете Рединга и один из авторов исследования.

По словам Гирлинга, после кормления насекомые, такие как медоносные пчелы, узнают, какие соединения приводят к самым вкусным цветам, и возвращаются к ним, как собака Павлова. Но озон, который является побочным продуктом выбросов заводов и автомобилей, а также выхлопные газы дизельных двигателей могут испортить эти ароматы.

"[Загрязняющие вещества] могут ухудшить сигнал, который они используют, поэтому они могут больше не найти цветок", - говорит Райалс.

Восемь колец на фермерском поле с зелеными деревьями на заднем плане.Исследователь установил восемь колец на поле и закачивал загрязняющие вещества с помощью генераторов.

Поэтому Гирлинг и Райалс задались целью понять влияние озона и дизельных выхлопов на насекомых и опыление в естественной среде. Ранее все исследования на эту тему проводились в лабораторных условиях. На ферме Университета Рединга исследователи установили около 26-футовых восьмиугольных колец. В каждое из колец закачивался либо озон, либо дизельные выхлопы, либо их комбинация, либо вообще ничего. В кольцах также находились растения черной горчицы; предыдущие исследования показали, что загрязняющие вещества ухудшают цветочный запах этого вида.

Кольца были открыты для окружающего воздуха, чтобы обеспечить доступ к ним местных насекомых. Затем команда наблюдала, как часто опылители, такие как пчелы, мухи, бабочки и мотыльки, входили в кольца и посещали один из цветков горчицы. Результаты были поразительными. В кольцах с комбинацией озона и дизельных выхлопов присутствие опылителей снизилось на 70 процентов по сравнению с кольцами без загрязняющих веществ; количество посещений ими цветов также снизилось на 90 процентов.

Исследователи также обнаружили 31-процентное снижение скорости опыления путем измерения количества семян в стручках, которые производили растения. Они также отметили, что загрязнители воздуха практически не оказывали прямого воздействия на сами растения. (Ученые опылили несколько растений вручную и обнаружили, что производство семян не сильно зависит от воздействия загрязняющих веществ). Таким образом, это означает, что сокращение числа посещений опылителей непосредственно привело к сокращению производства семян.

Но Гирлинг и Райалс были удивлены тем, как сильно загрязнители повлияли на опылителей, особенно потому, что из-за ограничений оборудования они не смогли закачать в кольца столько озона и дизельных выхлопов, сколько хотели. Мы думали: "О, мы ничего здесь не увидим", - говорит Гирлингс. "Поэтому, когда Джеймс вернулся с первым набором результатов, я заставил его пойти и проверить их снова".

Исследователи смогли поддерживать уровни озона и диоксида азота (содержащегося в дизельных выхлопах) на уровне около 35 частей на миллиард и 21 части на миллиард соответственно. Эти уровни были примерно вдвое ниже стандартов, установленных Агентством по охране окружающей среды для безопасных уровней озона и диоксида азота.

Гирлинг говорит, что эти выводы влияют не только на биоразнообразие, но и на продукты в вашем холодильнике. "Семьдесят процентов всех различных культур, которые мы едим, требуют опыления насекомыми", - объясняет он. Он добавляет, что отсутствие опыления насекомыми может привести к росту цен на продукты питания из-за низкого предложения или заставить фермеров прибегать к более трудоемким мерам, таким как опыление вручную.

Хотя Гирлинг и Райалс утверждают, что загрязнение воздуха не приведет к гибели всех насекомых или наступлению последних времен, они подчеркивают, что это один из многих стрессов, с которыми сталкиваются опылители.

"В настоящее время насекомые испытывают сильное давление со стороны человека", - говорит Гирлинг. "И когда на них начинают давить со всех сторон, в какой-то момент они не выдерживают. И они разрушаются".