Uusi tutkimus paljastaa, miten ihmisen toiminnan aiheuttamat epäpuhtaudet vaikuttavat niiden kykyyn paikantaa kukkia
Vilkkaiden teiden varrella ilmassa leijuu autojen pakokaasujen jäänteitä, kuten typen oksideja ja otsonia. Nämä epäpuhtaudet, joita vapauttavat myös monet teollisuuslaitokset ja voimalaitokset, leijuvat ilmassa tuntikausia tai vuosia. Tutkijat ovat jo pitkään tienneet, että nämä kemikaalit ovat haitallisia ihmisten terveydelle. Mutta nyt yhä useammat todisteet viittaavat siihen, että samat epäpuhtaudet vaikeuttavat myös hyönteispölyttäjien ja niistä riippuvaisten kasvien elämää.
Erilaiset ilmansaasteet reagoivat kukan tuoksun muodostavien kemikaalien kanssa muuttaen yhdisteiden määrää ja koostumusta tavalla, joka estää pölyttäjän kykyä paikantaa kukkia. Visuaalisten vihjeiden, kuten kukan muodon tai värin, etsimisen lisäksi hyönteiset ovat riippuvaisia tuoksu"kartasta", joka on kullekin kukkalajalle ainutlaatuinen hajumolekyylien yhdistelmä, paikantaakseen haluamansa kasvin. Maanpinnan otsoni ja typen oksidit reagoivat kukan tuoksumolekyylien kanssa ja luovat uusia kemikaaleja, jotka toimivat eri tavalla.
”Se muuttaa perustavanlaatuisesti hyönteisen etsimää tuoksua”, sanoo Ben Langford, ilmakehätieteilijä Yhdistyneen kuningaskunnan ekologian ja hydrologian keskuksesta, joka tutkii tätä asiaa.
Pölyttäjät oppivat yhdistämään kukan vapauttaman ainutlaatuisen kemikaaliyhdistelmän kyseiseen lajiin ja sen sokeripitoiseen palkintoon. Kun nämä hauraat yhdisteet joutuvat kosketuksiin erittäin reaktiivisten epäpuhtauksien kanssa, reaktiot muuttavat kukan tuoksumolekyylien lukumäärää sekä kunkin molekyylityypin suhteellista määrää, mikä muuttaa perustavanlaatuisesti tuoksua.
Tutkijat tietävät, että otsoni hyökkää eräänlaiseen hiilisidokseen, jota löytyy kukkaistuoksumolekyyleistä. Toisaalta typpioksidit ovat hieman arvoitus, eikä ole vielä selvää, miten kukkaistuoksumolekyylit reagoivat kemiallisesti tämän tyyppisen yhdisteen kanssa. ”Tämä hajukartta on erittäin tärkeä pölyttäjille, erityisesti aktiivisille lentäville pölyttäjille”, sanoo James Ryalls, tutkija Readingin yliopistosta. ”Esimerkiksi jotkut kimalaiset näkevät kukan vain, kun ne ovat alle metrin päässä kukasta, joten haju on niille erittäin tärkeä ravinnon etsimisessä.”
Langford ja muut hänen tiiminsä jäsenet pyrkivät selvittämään, miten otsoni tarkalleen ottaen muuttaa kukan tuoksupilven muotoa. He käyttivät tuulitunnelia ja antureita mitatakseen tuoksupilven rakennetta, jonka kukat luovat tuodessaan tunnusomaista tuoksuaan. Tutkijat vapauttivat sitten otsonia tunneliin kukkien tuoksumolekyylien kanssa kahtena pitoisuutena, joista toinen on samanlainen kuin mitä Isossa-Britanniassa koetaan kesällä, kun otsonipitoisuudet ovat korkeammat. He havaitsivat, että otsoni syövyttää savupilven reunoja lyhentäen sen leveyttä ja pituutta.
Tutkijat hyödynsivät sitten mehiläisen refleksiä, joka tunnetaan nimellä kärsän ojentaminen. Aivan kuten Pavlovin koira, joka kuolaa ruokakellon soidessa, mehiläiset ojentavat osan suustaan, joka toimii ravintoputkena, jota kutsutaan kärsäksi, vastauksena sokeripalkkioon liittyvään hajuun. Kun tutkijat esittelivät näille mehiläisille tuoksun, jonka ne normaalisti aistisivat kuuden metrin päässä kukasta, ne ojensivat kärsänsä 52 prosentissa tapauksista. Tämä väheni 38 prosenttiin ajasta tuoksuyhdisteen kohdalla, joka edustaa 12 metrin päässä kukasta olevaa hajua.
Kun he kuitenkin tekivät samoja muutoksia tuoksuun kuin otsonin hajottamassa savupatsaassa, mehiläiset reagoivat vain 32 prosentissa tapauksista kuuden metrin etäisyydellä ja 10 prosentissa tapauksista 12 metrin etäisyydellä. ”Hajun tunnistavien mehiläisten määrässä on nähtävissä dramaattisia laskuja”, Langford sanoi.
Suuri osa tätä aihetta koskevasta tutkimuksesta on tehty laboratorioympäristöissä, ei pellolla tai hyönteisten luonnollisessa elinympäristössä. Tämän tietämysvajeen täyttämiseksi Readingin yliopiston tutkijat asensivat pumppuja, jotka työntävät otsonia tai dieselpakokaasuja vehnäpellon osiin. 8 metrin korkuisille avoilmakehälle tehdyt kokeet auttavat tutkijoita arvioimaan ilmansaasteiden vaikutuksia erilaisiin pölyttäjiin.
Tutkijaryhmä seurasi sinappikasvien joukkoja koealoilla pölyttäjien esiintymisen varalta. Joissakin kammioissa pumpattiin dieselpakokaasuja, joiden pitoisuus oli alle Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) ilmanlaatustandardien. Näillä koealueilla hyönteisten kyky paikantaa ravinnonlähteenään tarvitsemiaan kukkia heikkeni jopa 90 prosenttia. Lisäksi tutkimuksessa käytettyjen sinappikasvien siementen kehitys heikkeni joissakin mittauksissa jopa 31 prosenttia, vaikka ne olivat itsepölyttäviä kukkia, todennäköisesti ilmansaasteiden aiheuttaman pölytyksen vähenemisen seurauksena.
Nämä löydökset osoittavat, että hyönteispölyttäjät itse kohtaavat ainutlaatuisia haasteita nykyisten ilmansaasteiden vuoksi. Mutta kun ilmansaasteet toimivat yhdessä muiden näitä hyönteisiä kohtaavien haasteiden kanssa, ne todennäköisesti aiheuttavat ongelmia
Voimme toimittaa antureita monenlaisten kaasujen mittaamiseen
Julkaisun aika: 08.08.2024