大気汚染が及ぼす被害は広範囲にわたり、よく知られています。人間の活動によって生成される化学物質は、大気中の熱を閉じ込め、海洋の化学変化を変化させ、さまざまな形で人間の健康に害を及ぼす可能性があります。
現在、新しい研究は、大気汚染によって花が受粉昆虫にとって魅力的でなくなる可能性があることを示唆しています。 硝酸ラジカルと呼ばれる化合物は都市部の夜間空気中に豊富に存在し、淡い月見草が発する香りを大幅に劣化させ、受粉を媒介するオオスカシバの来訪を減らします。 研究者が報告した 木曜日に科学で。
この感覚汚染は広範囲に影響を及ぼし、植物の生殖を妨げ、人間を含む多くの種の餌となる果実の生産量を減少させる可能性があります。 また、花の蜜を栄養源としており、すでに被害を受けている花粉媒介者を脅かす可能性もあります。 世界的な衰退。
「私たちは人間が大気汚染にさらされることをとても心配していますが、同じ汚染物質にさらされている全生命体が存在します」とワシントン大学の大気化学者であり、新しい研究の著者であるジョエル・ソーントンは述べた。 「私たちは大気汚染の影響がどれほど深刻であるかを明らかにしているところです。」
このプロジェクトはソーントン博士が主導しました。 彼の同僚、ワシントン大学の感覚神経生物学者で生態学者のジェフ・リッフェル。 そして彼らの共同博士課程の学生であるジェレミー・チャンは現在ナポリ大学の研究者です。
この研究は、夜に開く繊細な花を咲かせる植物、淡い月見草に焦点を当てています。 主要な花粉媒介者には、非常に敏感な臭いを感知するアンテナを持つオオスカシバが含まれます。 「化学物質過敏症という点では犬と同じくらい優れています」とリッフェル博士は言う。
花の香りは、多くの化学化合物を含む複雑な嗅覚のブーケです。 特徴的なサクラソウの香りの成分を特定するために、科学者たちはサクラソウの花の上にビニール袋を巻き付け、香りのサンプルを採取しました。 研究チームが研究室でこれらのサンプルを分析したところ、22 種類の異なる化学成分が特定されました。
次に科学者たちは、これらの香りの化合物にさらされたときの蛾の触角の電気活動を記録しました。 彼らは、この蛾が、針葉樹に新鮮な常緑樹の香りを与えるのにも役立つモノテルペンと呼ばれる一群の化合物に特に敏感であることを発見した。
研究者らは、これらの魅力的な香りを使用して、独自の模擬サクラソウの香りを調合しました。 次に、オゾンと硝酸ラジカルを追加しました。これらはどちらも、化石燃料の燃焼によって生成された汚染物質が大気中に入るときに形成される可能性があります。 太陽光の存在下で形成されるオゾンは日中に豊富に存在しますが、太陽光によって分解される硝酸ラジカルは夜間により多く発生します。
科学者たちは最初にサクラソウの香りにオゾンを加え、2つの重要なモノテルペンの濃度が約30パーセント低下するという化学的分解を観察した。 次に、硝酸ラジカルを混合物に加えましたが、これははるかに有害であることが判明し、これらの重要な蛾の誘引物質が元のレベルと比較して84パーセントも減少しました。 それらは「ほぼ完全になくなった」とソーントン博士は語った。
2 種のオオスカシバに対する影響を評価するために、科学者らは、模擬サクラソウの香りを発する造花を風洞の一方の端に配置しました。 反対側に放たれた蛾は、しばしば花にたどり着きます。
しかし、偽の花が硝酸ラジカルによって分解された香りを発すると、蛾は怯えてしまいました。 タバコオオスカシバの花の訪問率は 50% 減少し、シロライスズメガはまったく花を訪れなくなりました。 オゾンだけを加えても蛾の行動には影響がなかったことが研究者らは発見した。
科学者たちは、サクラソウの植物に造花を植えることによって、これらの発見を野生で再現しました。 環境汚染で劣化した香りを放つ花が一晩に訪れるオオスカシバの数が70パーセント減った 研究者らは、そのままの香りを発するものよりも優れていることを発見した。 この減少により、サクラソウの受粉が十分に減少し、果実の生産量が大幅に減少するだろうと彼らは計算した。 「化学環境は、これらの生態学的コミュニティの形成に非常に深い役割を果たしています」とリッフェル博士は言いました。
研究者らは、この問題はスズメガやサクラソウをはるかに超えて広がっていると考えている。 花粉媒介者の多くは、花の匂いによく含まれるモノテルペンに敏感です。 研究者らはコンピューターモデリングを用いて、世界中の多くの都市で汚染により、産業革命以前から香りを感知する距離が75パーセント以上減少していると計算した。