Способность пчёл к поиску пищи снижается с ростом загрязнения воздуха

Загрязнители воздуха взаимодействуют и разрушают пахучие молекулы, выделяемые растениями, которые насекомые-опылители используют для поиска пищи. Модифицированные загрязнением запахи растений могут дезориентировать пчёл, в результате чего время их фуражировки увеличивается, а эффективность опыления снижается. Это происходит потому, что химические взаимодействия сокращают как время жизни молекул запаха, так и расстояние, на которое они распространяются.

Насекомые обнаруживают молекулы цветочного аромата в воздухе. Ветровые потоки могут переносить эти молекулы на тысячи футов от их источника до ульев пчёл.

Углеводороды, выделяемые растениями, разрушаются в результате химического взаимодействия с такими загрязнителями воздуха, как озон. Этот процесс приводит к созданию новых загрязнителей, включая гидроксильные и нитратные радикалы, которые ещё больше увеличивают скорость разрушения растительных запахов.

Исследователи смоделировали изменения концентрации цветочных ароматов из-за турбулентности воздуха и химических взаимодействий, а затем провели 90 000 симуляций, представляющих различные модели фуражировки и движения пчёл при разном уровне запахов, изменённых загрязнением воздуха.

Команда сообщила в журнале Atmospheric Environment, что с ростом загрязнения воздуха время жизни и расстояние распространения углеводородов уменьшается. Например, при уровне озона в 60 частей на миллиард (ppb), который Агентство по охране окружающей среды США считает «умеренным», химические изменения были достаточными, чтобы полностью сбить с толку пчёл и помешать их способности находить нужные для поиска пищи шлейфы цветочных ароматов.

• Молекула запаха альфа-пинен, которая сохраняется почти 40 часов в среде без озона, выживала менее 10 часов при уровне озона 60 ppb и всего 1 час при 120 ppb.
• Другая молекула, бета-мирцен, которая в безозоновой ветреной среде распространяется более чем на 3000 футов, в среднем преодолевала 1500 футов при 60 ppb озона, а при 120 ppb большинство молекул распространялось менее чем на 1000 футов.

Изменения в химическом составе воздуха повлияли на количество пчёл, способных обнаружить источник пищи за заданный промежуток времени. В среде без озона 20% фуражиров находили молекулу бета-кариофиллена за 10 минут. Когда уровень озона повышался всего до 20 ppb, для того же количества пчёл требовалось 180 минут. Аналогичные результаты были получены для шести различных молекул запаха.

Поскольку концентрация запахов резко меняется в загрязнённой среде, это может повлиять на важные взаимодействия между растениями и насекомыми. Снижение опыления диких растений может привести к увеличению популяции растений, не зависящих от опылителей, а сокращение числа опылителей — к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Эти результаты подчёркивают, что загрязнение воздуха является одним из многих факторов, влияющих на сокращение популяции пчёл. По данным Министерства сельского хозяйства США, численность медоносных пчёл в США сокращалась на 25–45% ежегодно с 2010 года, включая снижение на 44% в период с 2015 по 2016 год.