Η ατμοσφαιρική ρύπανση επηρεάζει την αισθητική ικανότητα των σκύλων να αναγνωρίζουν τα αρώματα των λουλουδιών

Μία από τις πολλές απολαύσεις της ζωής είναι να σταματήσεις να μυρίζεις τα τριαντάφυλλα, αλλά τα λουλούδια δεν κάνουν μόνο τα γλυκά τους αρώματα για την ανθρώπινη απόλαυση. Τα αρώματα είναι βιολογικά σήματα που μεταδίδουν τη θέση ενός φυτού σε πιθανούς επικονιαστές. Οι ευχάριστες (ή περιστασιακά τρομερές) μυρωδιές που παρασύρονται στο αεράκι επιτρέπουν στα φυτά να προσελκύουν έντομα και άλλα ζώα να σταματήσουν και να σκορπίσουν λίγη γύρη. Δυστυχώς, η ατμοσφαιρική ρύπανση παρ

εμπ

οδίζει, σύμφωνα με

μια μελέτη

δημοσιεύθηκε στις 8 Φεβρουαρίου στο περιοδικό

Επιστήμη

.

Οι ερευνητές πίσω από το νέο έγγραφο αξιολόγησαν τις επιπτώσεις του όζοντος (O3) και μιας νιτρικής ρίζας (NO3) στην ικανότητα ορισμένων σκόρων να ανιχνεύουν και να επικονιάζουν τα άνθη της νυχτολούλουδου τη νύχτα. Διαπίστωσαν ότι αυτοί οι ρύποι, κοινά υποπροϊόντα των καυσαερίων των αυτοκινήτων και της καύσης ορυκτών καυσίμων, αντιδρούν και απενεργοποιούν τις βασικές ελκυστικές χημικές ουσίες στο άρωμα του λουλουδιού. Παρουσία νιτρικών ριζών, σημαντικά λιγότεροι σκώροι επισκέπτονται τα άνθη της νυχτολούλουδου. Τα φυτά βασίζονται σε σκώρους και άλλους νυχτερινούς επικονιαστές για την παρ

αγωγή

καρπών και τα αποτελέσματα των επιστημόνων δείχνουν ότι –εν μέσω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης– τα άνθη της νυχτολούλουδου είναι λιγότερο ικανά να πολλαπλασιαστούν στην επόμενη γενιά. Είναι ένα ανησυχητικό σύνολο ευρημάτων που έχει επιπτώσεις πολύ πέρα ​​από τη διατροφή ενός μόνο εντόμου ή την παραγωγή σπόρων ενός λουλουδιού.

«Οι επικονιαστές παίζουν τεράστιο ρόλο στην οικολογία της κοινότητας. είναι κρίσιμα για την καλή φυσική κατάσταση των φυτών. Εάν το επηρεάσετε αυτό, τότε θα έχετε επιπτώσεις σε όλο το οικοσύστημα», λέει ο Jeff Riffell, συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης και καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. «Οι επικονιαστές είναι επίσης κρίσιμοι για το διατροφικό μας σύστημα και την επισιτιστική ασφάλεια», προσθέτει – το χάος με τα λάθος έντομα και οι άνθρωποι θα μπορούσαν επίσης να καταλήξουν να πληρώσουν το φόρο.

Η ρύπανση δεν είναι πάντα τόσο απλή όσο μια θανατηφόρα χημική ουσία που χύνεται σε μια λίμνη. Λιγότερο άμεσο,

αισθητήριος

Η ρύπανση μπορεί να βλάψει τα ζώα με κάθε είδους εκπληκτικούς τρόπους. Υπάρχουν τα φώτα της πόλης που προσελκύουν τα μεταναστευτικά πουλιά σε συγκρούσεις με τα παράθυρα των κτιρίων και τις θορυβώδεις βάρκες που μπορούν να κουφώσουν τα καλαμάρια. Ο τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι αλλάζουν το οσφρητικό περιβάλλον των ζώων μπορεί επίσης να είναι επιζήμιος. Αυτή η πιο πρόσφατη μελέτη βασίζεται σε προηγούμενες έρευνες που διαπίστωσαν επίσης ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να επηρεάσει την ικανότητα των επικονιαστών να μυρίζουν.

Ωστόσο, η νέα έρευνα προσθέτει στο επιστημονικό αρχείο με μερικούς αξιοσημείωτους τρόπους. Ήταν ένας από τους πρώτους που εξερεύνησε το συγκεκριμένο σύστημα σκόρου και λουλουδιών με τόσο υψηλή λεπτομέρεια.

Και

η μελέτη επηρεάζει τις ακριβείς χημικές ενώσεις που παίζουν, επιδεικνύοντας μια ακριβή εξήγηση για το πρόβλημα, λέει ο Jeremy Chan, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Νάπολης Federico II. Κατανοώντας τους ακριβείς μηχανισμούς και τις αντιδράσεις που παίζουν, ο Chan και οι συν-ερευνητές του μπόρεσαν να επεκτείνουν την ανάλυσή τους από μια ενιαία οικολογική συνεργασία στις επιπτώσεις που θα μπορούσε να έχει η ρύπανση από νιτρικές ρίζες και το όζον στα φυτά και τους επικονιαστές παγκοσμίως. «Θα μπορούσαμε να κάνουμε παρέκταση με μεγαλύτερη σιγουριά για το πού θα είναι αυτό ένα σημαντικό πρόβλημα, για πόσο καιρό ήταν πρόβλημα και τι θα μπορούσαμε να κάνουμε πραγματικά γι’ αυτό», λέει ο Joel Thornton, συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης και καθηγητής επιστήμης της ατμόσφαιρας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον.

Τελικά, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι σε πολλά μέρη του πλανήτη, η ρύπανση από ρίζες όζοντος και νιτρικών αλάτων μπορεί να εμποδίζει την ικανότητα των επικονιαστών να ανιχνεύουν τα φυτά ξενιστές τους. Στο μεγαλύτερο μέρος του βόρειου ημισφαιρίου, αυτοί οι ρύποι θα μπορούσαν να μειώνουν τις αποστάσεις στις οποίες τα έντομα μπορούν να εντοπίσουν λουλούδια κατά 75% ή περισσότερο – από περισσότερα από πέντε χιλιόμετρα στην προβιομηχανική εποχή σε λιγότερα από 400 μέτρα στο παρόν.

Για να φτάσουμε σε αυτό το παγκόσμιο συμπέρασμα απαιτήθηκαν πολλά προηγούμενα βήματα και ανακαλύψεις. Ο Chan, ο Riffell, ο Thornton και οι συνάδελφοί τους ξεκίνησαν την έρευνά τους το 2017, παρατηρώντας πρώτα φυτά χλωμού νυχτολούλουδου (

Οινοθέρα παλίδα

) και τους επισκέπτες των εντόμων τους. Οι επιστήμονες κατέγραψαν μια ποικιλία επικονιαστών που σταματούσαν δίπλα στα λουλούδια τόσο κατά τη διάρκεια της ημέρας όσο και της νύχτας, αλλά παρατήρησαν ότι δύο τύποι γερακοβόλων ήταν ιδιαίτερα συχνοί επισκέπτες τη νύχτα: σκώροι σφίγγας με λευκή γραμμή (

Hyles lineata

) και σκώροι στο γένος

Μαντούκα,

που περιλαμβάνει τα κέρατα του καπνού. Στο πρώτο τους πείραμα πεδίου, οι ερευνητές απέκλεισαν τους επικονιαστές σε διαφορετικές ώρες της ημέρας και απέδειξαν ότι η νυχτερινή επικονίαση έπαιξε μεγαλύτερο ρόλο από την επικονίαση κατά τη διάρκεια της ημέρας στο εάν τα άνθη του primrose παρήγαγαν βιώσιμους καρπούς ή όχι.

Στη συνέχεια, ανέλυσαν το μεθυστικό άρωμα του primrose. Μέσω της αέριας χρωματογραφίας και της φασματομετρίας μάζας, αναγνώρισαν καθεμία από τις ενώσεις της μυρωδιάς του λουλουδιού. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μικροσκοπικές, ασώματες κεραίες εντόμων από σκώρους και μέλισσες – συνδεδεμένες με ηλεκτρόδια – για να προσδιορίσουν σε ποια από αυτές τις πολλές χημικές ουσίες ήταν πιο πιθανό να ανταποκριθούν τα έντομα. Βρήκαν ότι μια χημική κατηγορία που ονομάζεται μονοτερπένια ήταν μοναδικά ελκυστική για τους επικονιαστές.

Από εκεί, οι επιστήμονες πήραν τη σειρά τους ως αρωματοποιοί συνθέτοντας ένα συνθετικό άρωμα για να ταιριάζει με αυτά τα ελκυστικά. Όταν εξέθεσαν το ψεύτικο άρωμα των λουλουδιών τους σε νιτρικές ρίζες και όζον, βρήκαν τα βασικά μονοτερπένια αποικοδομημένα και εξαφανισμένα με την πάροδο του χρόνου.

Σε πειράματα αεροδυναμικής σήραγγας, ο Chan και η εταιρεία δοκίμασαν πόσο καλά εντόπισαν οι γερακόσκοι διαφορετικές πηγές μυρωδιάς, συμπεριλαμβανομένου του ψεύτικου λουλουδιού τους, ενός αληθινού λουλουδιού και του αρώματος primrose αναμεμειγμένο με νιτρικές ρίζες και όζον σε παρόμοιες συγκεντρώσεις με αυτό που θα περίμενε κανείς σε ένα αστικό περιβάλλον. Σε ένα φυσικό, μη μολυσμένο περιβάλλον, οι γερακόσκοι μπορεί να πετάξουν 80 χιλιόμετρα μέσα σε μια νύχτα και να μπορούν να φιλοξενήσουν λουλούδια από χιλιόμετρα μακριά. Ωστόσο, τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι, παρουσία ριζών νιτρικών, οι σκώροι σφίγγας με λευκή γραμμή δεν μπορούσαν να εντοπίσουν ένα λουλούδι νυχτολούλουδου -από μόλις δύο μέτρα μακριά- και οι κερατοσκώληκες του καπνού ήταν περίπου 50% λιγότερο επιτυχημένοι στην εύρεση της πηγής τροφής τους. Επανέλαβαν αυτά τα ίδια αποτελέσματα σε δοκιμές πεδίου όπου δεν βρήκαν διαφορά στην επίσκεψη εντόμων μεταξύ του συνθετικού τους αρώματος και των πραγματικών λουλουδιών, αλλά παρατήρησαν μείωση κατά 70% στην επίσκεψη γερακοστού με αρωματικά θέλγητρα εκτεθειμένα στη ρύπανση.

Συνδυάζοντας τα δεδομένα τους σχετικά με τα ποσοστά επικονίασης της νυχτολούλουδου και τις επιπτώσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι τα επίπεδα τριοξειδίου του αζώτου που υπάρχουν σε πολλές κατοικημένες περιοχές θα μπορούσαν να κάνουν τα φυτά νυχτολούλουδου κατά 28% λιγότερο επιτυχημένα στην παραγωγή σπόρων, απλώς με βάση την απώλεια της επικονίασης του γερακιού μόνο. . Οι πραγματικές επιπτώσεις στα φυτά θα μπορούσαν να είναι πολύ μεγαλύτερες, καθώς είναι γνωστό ότι υποφέρουν και οι επικονιαστές κατά τη διάρκεια της ημέρας

μειωμένη ικανότητα οσμής

γύρω από ορισμένες πηγές ρύπων, όπως τα καυσαέρια ντίζελ.

Όλα αυτά τα ευρήματα μαζί επέτρεψαν στους ερευνητές να εκτελέσουν το παγκόσμιο μοντέλο ρύπανσης από NO3 και O3 και να παρουσιάσουν μια θεωρία για το πώς τα έντομα παγκοσμίως μπορεί να χάνουν την ικανότητά τους να ανιχνεύουν λουλούδια από μακριά.

Υπάρχουν, ωστόσο, ορισμένοι σημαντικοί περιορισμοί που πρέπει να σημειωθούν. Πρώτον, επειδή μελέτησαν μόνο ένα φυτό και δύο τύπους σκώρων – είναι πιθανό άλλα έντομα και λουλούδια να έχουν διαφορετικά χημικά συστήματα που δεν επηρεάζονται τόσο από τους ίδιους ρύπους, λέει ο Chan. Επιπλέον, προσθέτει ότι οι νιτρικές ρίζες είναι πιο κοινές τη νύχτα επειδή αποικοδομούνται γρήγορα στο ηλιακό φως, επομένως η μελέτη είναι πιο σχετική με τους νυχτερινούς επικονιαστές. Ωστόσο, άλλες ενώσεις (όπως η ρίζα υδροξυλίου) θα μπορούσαν να παίζουν παρόμοιους ρόλους στην ατμόσφαιρα της ημέρας, λέει ο Thornton. Απαιτείται περισσότερη έρευνα για να διαπιστωθούν οι επιπτώσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε διαφορετικά συστήματα φυτών και επικονιαστών και στην επικονίαση στο φως της ημέρας, λένε και οι δύο οι Thornton και Riffell.

Ωστόσο, η μελέτη προσφέρει διεξοδική και ανησυχητική εικόνα για έναν ακόμη τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι καταστρέφουν τα οικολογικά συστήματα. «Η

ομορφιά

αυτής της έρευνας είναι ότι είναι πραγματικά πολυεπιστημονική, συνδυάζοντας πειράματα εργαστηρίου και πεδίου», λέει ο Μαρκ Έλγκαρ, καθηγητής εξελικτικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης. Ο Έλγκαρ έχει μελετήσει προηγουμένως τις επιπτώσεις του

σωματιδιακή ρύπανση στη μυρωδιά του επικονιαστή

, αλλά δεν συμμετείχε στη μελέτη του Φεβρουαρίου. Η νέα έρευνα, λέει, καταδεικνύει ότι τα έντομα αντιμετωπίζουν πολλαπλούς στρεσογόνους παράγοντες από την ατμοσφαιρική ρύπανση. «Θα ήμασταν τρελοί να μην συνεχίσουμε να το ερευνούμε». προσθέτει ο Έλγκαρ.

Κρύβεται ανάμεσα στα δυσοίωνα νέα, υπάρχει ένα μικρό ασήμι: Από τη δεκαετία του 1980, η προστασία του περιβάλλοντος σε πολλές χώρες, όπως τα επιβεβλημένα πρότυπα για τις εκπομπές των αυτοκινήτων, έχουν μειώσει σημαντικά τη ρύπανση του όζοντος και των νιτρικών ριζών, λέει ο Chan – πράγμα που σημαίνει ότι είναι πιθανό να μπορούσαμε προβεί σε περαιτέρω μειώσεις. «Είναι απλώς περισσότερο κίνητρο», λέει ο Thornton, «για να μετακινήσουμε τις μεταφορικές και ενεργειακές μας ανάγκες μακριά από την καύση ορυκτών καυσίμων και σε άλλες πηγές ενέργειας». Πιο πράσινες μεταφορές και λιγότερες εκπομπές θα σήμαιναν ότι όλοι θα αναπνέουμε (και θα μυρίζουμε) λίγο πιο εύκολα – συμπεριλαμβανομένων των σκόρων.