آلودگی هوا برای گرده افشان ها هم خبر بدی است

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که چگونه آلاینده‌های ناشی از فعالیت‌های انسانی بر توانایی آنها در یافتن گل‌ها تأثیر می‌گذارند.

در امتداد هر جاده شلوغی، بقایای اگزوز خودروها در هوا معلق است، از جمله اکسیدهای نیتروژن و ازن. این آلاینده‌ها که توسط بسیاری از تأسیسات صنعتی و نیروگاه‌ها نیز منتشر می‌شوند، ساعت‌ها تا سال‌ها در هوا شناور هستند. دانشمندان مدت‌هاست می‌دانند که این مواد شیمیایی برای سلامت انسان مضر هستند. اما اکنون، شواهد فزاینده‌ای نشان می‌دهد که همین آلاینده‌ها زندگی را برای حشرات گرده افشان و گیاهانی که به آنها متکی هستند، سخت‌تر می‌کنند.

انواع مختلف آلاینده‌های هوا با مواد شیمیایی تشکیل‌دهنده عطر گل واکنش می‌دهند و مقدار و ترکیب این ترکیبات را به گونه‌ای تغییر می‌دهند که مانع از توانایی گرده افشان‌ها در یافتن گل‌ها می‌شود. حشرات علاوه بر جستجوی نشانه‌های بصری مانند شکل یا رنگ گل، برای یافتن گیاه مورد نظر خود به یک «نقشه عطر» وابسته هستند که ترکیبی از مولکول‌های بوی منحصر به فرد برای هر گونه گل است. ازن سطح زمین و اکسیدهای نیتروژن با مولکول‌های عطر گل واکنش نشان می‌دهند و مواد شیمیایی جدیدی ایجاد می‌کنند که عملکرد متفاوتی دارند.

بن لانگفورد، دانشمند علوم جوی مرکز بوم‌شناسی و هیدرولوژی بریتانیا که در این زمینه تحقیق می‌کند، گفت: «این امر اساساً بویی را که حشره به دنبال آن است تغییر می‌دهد.»

گرده افشان‌ها یاد می‌گیرند که ترکیب منحصر به فردی از مواد شیمیایی را که گل آزاد می‌کند با آن گونه خاص و پاداش قندی مرتبط با آن مرتبط کنند. هنگامی که این ترکیبات شکننده با آلاینده‌های بسیار واکنش‌پذیر در تماس قرار می‌گیرند، واکنش‌ها تعداد مولکول‌های عطر گل و همچنین مقدار نسبی هر نوع مولکول را تغییر می‌دهند و اساساً عطر را تغییر می‌دهند.

محققان می‌دانند که ازن به نوعی پیوند کربنی که در مولکول‌های عطر گل یافت می‌شود، حمله می‌کند. از سوی دیگر، اکسیدهای نیتروژن کمی معما هستند و هنوز دقیقاً مشخص نیست که مولکول‌های عطر گل چگونه با این نوع ترکیب واکنش شیمیایی نشان می‌دهند. جیمز ریالز، یکی از اعضای تحقیقاتی دانشگاه ریدینگ، گفت: «این نقشه بو برای گرده افشان‌ها، به ویژه گرده افشان‌های فعال پرنده، بسیار مهم است. به عنوان مثال، برخی از زنبورهای عسل فقط زمانی می‌توانند گل را ببینند که کمتر از یک متر از گل فاصله داشته باشند، بنابراین بو برای آنها برای جستجوی غذا بسیار مهم است.»
لانگفورد و دیگر اعضای تیمش تلاش کردند تا بفهمند که اوزون دقیقاً چگونه شکل توده عطر گل را تغییر می‌دهد. آنها از یک تونل باد و حسگرها برای اندازه‌گیری ساختار ابر عطری که گل‌ها هنگام انتشار عطر خاص خود ایجاد می‌کنند، استفاده کردند. سپس محققان اوزون را در دو غلظت، که یکی از آنها مشابه آنچه در بریتانیا در تابستان که سطح اوزون بالاتر است، تجربه می‌شود، به داخل تونل حاوی مولکول‌های عطر گل آزاد کردند. آنها دریافتند که اوزون لبه‌های توده عطر را از بین می‌برد و عرض و طول آن را کوتاه می‌کند.

محققان سپس از یک رفلکس زنبور عسل به نام کشش خرطوم استفاده کردند. زنبورهای عسل دقیقاً مانند سگ پاولوف که با به صدا درآمدن زنگ شام بزاق ترشح می‌کرد، در پاسخ به بویی که با پاداش قندی مرتبط می‌دانند، بخشی از دهان خود را که به عنوان لوله تغذیه عمل می‌کند، که به عنوان خرطوم شناخته می‌شود، دراز می‌کنند. وقتی دانشمندان به این زنبورها بویی را که معمولاً در فاصله شش متری از گل حس می‌کنند، ارائه دادند، آنها ۵۲ درصد مواقع خرطوم خود را بیرون آوردند. این میزان برای ترکیب بویی که نمایانگر بو در فاصله ۱۲ متری از گل است، به ۳۸ درصد مواقع کاهش یافت.

با این حال، وقتی همان تغییرات را در بویی که در یک توده دود تجزیه‌شده توسط ازن ایجاد می‌شود، اعمال کردند، زنبورها فقط ۳۲ درصد مواقع در ارتفاع شش متری و ۱۰ درصد مواقع در ارتفاع ۱۲ متری واکنش نشان دادند. لانگفورد گفت: «شما شاهد کاهش چشمگیر تعداد زنبورهایی هستید که می‌توانند بو را تشخیص دهند.»

بسیاری از تحقیقات در مورد این موضوع در محیط‌های آزمایشگاهی انجام شده است، نه در مزرعه یا زیستگاه طبیعی حشرات. برای رفع این شکاف دانش، دانشمندان دانشگاه ریدینگ پمپ‌هایی را نصب کردند که ازن یا گازهای خروجی دیزل را به بخش‌هایی از یک مزرعه گندم می‌فرستند. آزمایش‌هایی که در حلقه‌های هوای آزاد ۲۶ فوتی انجام می‌شوند، به محققان کمک می‌کنند تا اثرات آلودگی هوا را بر انواع مختلف گرده افشان‌ها ارزیابی کنند.

تیمی از محققان، مجموعه‌هایی از گیاهان خردل را در قطعات زمین برای گرده افشانی بررسی کردند. در برخی از محفظه‌ها، گازهای خروجی دیزل با سطوحی پایین‌تر از استانداردهای کیفیت هوای محیط EPA پمپ شده بود. در این مکان‌ها، تا ۹۰ درصد کاهش در توانایی حشرات در یافتن گل‌هایی که برای غذا به آنها متکی هستند، مشاهده شد. علاوه بر این، گیاهان خردل مورد استفاده در این مطالعه، با وجود اینکه گل‌های خودگرده افشان هستند، تا ۳۱ درصد کاهش در برخی از معیارهای رشد بذر را نیز تجربه کردند که احتمالاً به دلیل کاهش گرده افشانی ناشی از آلودگی هوا است.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که خود حشرات گرده افشان به دلیل سطح فعلی آلودگی هوا با چالش‌های منحصر به فردی روبرو هستند. اما وقتی آلودگی هوا با سایر چالش‌های پیش روی این حشرات هماهنگ باشد، احتمالاً مشکلاتی را در ... ایجاد می‌کند.

ما می‌توانیم حسگرهایی برای اندازه‌گیری طیف وسیعی از گازها ارائه دهیم