Как загрязнение воздуха усложняет жизнь насекомым

От насекомых зависит многое: они опыляют три четверти мировых сельскохозяйственных культур.

Однако их популяции резко сокращаются из-за изменения климата, потери среды обитания и пестицидов. Теперь к списку угроз добавилось и загрязнение воздуха.

Исследование 2022 года показало, что при воздействии двух распространенных загрязнителей в концентрациях, соответствующих лимитам ЕС по качеству воздуха, количество посещений цветов насекомыми-опылителями сокращалось на 90%.

Методология:

• В течение двух лет вокруг участков цветущей чёрной горчицы искусственно повышали уровень озона или выхлопных газов дизеля.
• Загрязнители контролируемо высвобождались с помощью специальных колец, построенных вокруг каждого участка.
• Это позволило сравнить количество насекомых-опылителей на загрязненных и чистых участках.

Результаты:

• Количество насекомых-опылителей сократилось на 70%.
• Успешность опыления снизилась до 31%.
• Численность почвенных насекомых упала до 36%.

Почему загрязнение воздуха создает проблемы

Многие насекомые находят цветы по запаху, связывая аромат с наградой в виде нектара. Цветы выделяют сложную смесь пахучих химических веществ, привлекающих опылителей.

Озон, будучи высокореактивным веществом, разрушает эти химические сигналы.

Эксперимент в аэродинамической трубе:

• Ученые смоделировали цветочный аромат в 20-метровом туннеле и отследили, как озон влияет на отдельные компоненты запаха.
• Озон быстро «съедал» края ароматического шлейфа, уменьшая его ширину и длину.
• Сигнал распространялся на меньшее расстояние, достигая меньше насекомых.
• Озон также менял запах самих химических компонентов. Некоторые вещества разрушались за секунды, другие не затрагивались. Запах менялся в зависимости от расстояния до источника.

«Собаки Павлова» среди пчел

Чтобы понять, как изменения аромата влияют на опылителей, медоносных пчел научили распознавать тот же цветочный запах, что использовался в туннеле. Как собаки Павлова выделяли слюну на звук колокольчика, пчелы вытягивали хоботок в ответ на знакомый запах, ассоциируемый с сахарной наградой.

Тестирование реакции пчел:

• Центр шлейфа (при повышенном озоне):

  • На расстоянии 6 метров аромат распознали 52% пчел.
  • На расстоянии 12 метров — только 38%.

• Разрушенные края шлейфа:

  • На 6 метров отреагировали 32% пчел.
  • На 12 метров — лишь 10%.

Эти результаты объясняют резкое снижение числа, разнообразия насекомых и успешности опыления в полевых испытаниях. Загрязнение озоном ограничивает радиус действия химических сигналов и искажает их, дезориентируя насекомых.

Это, вероятно, не вся картина. Хотя в эксперименте воссоздавалось воздействие озона на аромат, самих пчел озону не подвергали. Отдельное исследование из Франции указывает, что прямое воздействие озона может также ухудшать способность пчел обнаруживать цветочные запахи.

Полный масштаб влияния загрязнения воздуха на насекомых, от которых мы все зависим, только начинает раскрываться.