มลพิษทางอากาศเป็นข่าวร้ายสำหรับแมลงผสมเกสรด้วยเช่นกัน

การศึกษาใหม่เผยให้เห็นว่ามลพิษจากกิจกรรมของมนุษย์ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการค้นหาดอกไม้ของพวกมันอย่างไร

ตามถนนที่พลุกพล่านทุกสาย เศษไอเสียจากรถยนต์จะลอยอยู่ในอากาศ ซึ่งรวมถึงไนโตรเจนออกไซด์และโอโซน มลพิษเหล่านี้ซึ่งถูกปล่อยออกมาจากโรงงานอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้าหลายแห่ง ลอยอยู่ในอากาศได้นานหลายชั่วโมงถึงหลายปี นักวิทยาศาสตร์ทราบมานานแล้วว่าสารเคมีเหล่านี้เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ แต่ในปัจจุบัน หลักฐานที่เพิ่มมากขึ้นชี้ให้เห็นว่ามลพิษเหล่านี้ยังทำให้ชีวิตของแมลงผสมเกสรและพืชที่พึ่งพาพวกมันยากลำบากขึ้นด้วย

มลพิษทางอากาศประเภทต่างๆ ทำปฏิกิริยากับสารเคมีที่เป็นส่วนประกอบของกลิ่นดอกไม้ เปลี่ยนแปลงปริมาณและองค์ประกอบของสารประกอบในลักษณะที่ขัดขวางความสามารถของแมลงผสมเกสรในการหาดอกไม้ นอกจากการมองหาเบาะแสทางสายตา เช่น รูปร่างหรือสีของดอกไม้แล้ว แมลงยังต้องอาศัย "แผนที่" กลิ่น ซึ่งเป็นส่วนผสมของโมเลกุลกลิ่นเฉพาะของแต่ละสายพันธุ์ดอกไม้ เพื่อค้นหาพืชที่ต้องการ โอโซนและไนโตรเจนออกไซด์ในระดับพื้นดินทำปฏิกิริยากับโมเลกุลกลิ่นของดอกไม้ ทำให้เกิดสารเคมีใหม่ที่ทำงานแตกต่างออกไป

เบน แลงฟอร์ด นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศจากศูนย์นิเวศวิทยาและอุทกวิทยาแห่งสหราชอาณาจักร ซึ่งทำการวิจัยในประเด็นนี้กล่าวว่า "มันเปลี่ยนแปลงกลิ่นที่แมลงกำลังมองหาไปอย่างสิ้นเชิง"

แมลงผสมเกสรเรียนรู้ที่จะเชื่อมโยงสารเคมีเฉพาะที่ดอกไม้ปล่อยออกมากับพืชชนิดนั้นๆ และรางวัลที่เป็นน้ำตาลที่เกี่ยวข้อง เมื่อสารประกอบที่เปราะบางเหล่านี้สัมผัสกับสารมลพิษที่มีปฏิกิริยาสูง ปฏิกิริยาจะเปลี่ยนแปลงจำนวนโมเลกุลของกลิ่นดอกไม้ รวมถึงปริมาณสัมพัทธ์ของโมเลกุลแต่ละชนิด ทำให้กลิ่นเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง

นักวิจัยทราบว่าโอโซนจะเข้าทำลายพันธะคาร์บอนชนิดหนึ่งที่พบในโมเลกุลกลิ่นของดอกไม้ ในทางกลับกัน ไนโตรเจนออกไซด์ยังคงเป็นปริศนา และยังไม่ชัดเจนว่าโมเลกุลกลิ่นของดอกไม้ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับสารประกอบชนิดนี้อย่างไร “แผนที่กลิ่นนี้มีความสำคัญมากสำหรับแมลงผสมเกสร โดยเฉพาะแมลงผสมเกสรที่บินได้” เจมส์ ไรออลส์ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเรดดิงกล่าว “ตัวอย่างเช่น ผึ้งบัมเบิลบีบางชนิดสามารถมองเห็นดอกไม้ได้ก็ต่อเมื่ออยู่ห่างจากดอกไม้ไม่ถึงหนึ่งเมตร ดังนั้นกลิ่นจึงมีความสำคัญมากสำหรับพวกมันในการหาอาหาร”
แลงฟอร์ดและสมาชิกคนอื่นๆ ในทีมของเขาเริ่มทำการวิจัยเพื่อทำความเข้าใจว่าโอโซนเปลี่ยนแปลงรูปร่างของกลุ่มควันกลิ่นของดอกไม้ได้อย่างไร พวกเขาใช้อุโมงค์ลมและเซ็นเซอร์ในการวัดโครงสร้างของกลุ่มควันกลิ่นที่ดอกไม้สร้างขึ้นเมื่อปล่อยกลิ่นหอมเฉพาะตัวออกมา จากนั้นนักวิจัยได้ปล่อยโอโซนในสองความเข้มข้น โดยความเข้มข้นหนึ่งคล้ายกับระดับโอโซนในสหราชอาณาจักรในช่วงฤดูร้อนที่มีระดับสูงกว่า เข้าไปในอุโมงค์ลมพร้อมกับโมเลกุลกลิ่นของดอกไม้ พวกเขาพบว่าโอโซนกัดกร่อนขอบของกลุ่มควัน ทำให้ความกว้างและความยาวลดลง

นักวิจัยจึงใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาตอบสนองของผึ้งงานที่เรียกว่าการยื่นงวง เช่นเดียวกับสุนัขของพาฟลอฟที่น้ำลายไหลเมื่อได้ยินเสียงระฆังอาหาร ผึ้งงานจะยื่นส่วนหนึ่งของปากที่ทำหน้าที่เป็นท่อดูดอาหาร หรือที่เรียกว่างวง ออกมาเพื่อตอบสนองต่อกลิ่นที่พวกมันเชื่อมโยงกับรางวัลที่เป็นน้ำตาล เมื่อนักวิทยาศาสตร์นำกลิ่นที่พวกมันจะรับรู้ได้ตามปกติจากดอกไม้ในระยะ 6 เมตร มาให้ผึ้งเหล่านี้ พวกมันจะยื่นงวงออกมา 52 เปอร์เซ็นต์ของเวลา ซึ่งลดลงเหลือ 38 เปอร์เซ็นต์สำหรับสารประกอบกลิ่นที่แสดงถึงกลิ่นในระยะ 12 เมตรจากดอกไม้

อย่างไรก็ตาม เมื่อพวกเขานำการเปลี่ยนแปลงแบบเดียวกันมาใช้กับกลิ่นที่เกิดขึ้นในกลุ่มควันซึ่งเสื่อมสภาพลงเนื่องจากโอโซน ผึ้งตอบสนองเพียง 32 เปอร์เซ็นต์ที่ระยะ 6 เมตร และ 10 เปอร์เซ็นต์ที่ระยะ 12 เมตร “คุณจะเห็นการลดลงอย่างมากในจำนวนผึ้งที่สามารถจดจำกลิ่นได้” แลงฟอร์ดกล่าว

งานวิจัยส่วนใหญ่ในหัวข้อนี้ทำในห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่ในภาคสนามหรือในถิ่นที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของแมลง เพื่อแก้ไขช่องว่างความรู้ดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเรดดิงจึงติดตั้งปั๊มที่ดันโอโซนหรือไอเสียดีเซลเข้าไปในส่วนต่างๆ ของทุ่งข้าวสาลี การทดลองที่จัดขึ้นในวงแหวนกลางแจ้งขนาด 26 ฟุต ช่วยให้นักวิจัยประเมินผลกระทบของมลพิษทางอากาศต่อแมลงผสมเกสรชนิดต่างๆ ได้

ทีมนักวิจัยได้เฝ้าติดตามต้นมัสตาร์ดในแปลงทดลองเพื่อสังเกตการมาเยือนของแมลงผสมเกสร ในบางห้องทดลองมีการปล่อยไอเสียดีเซลเข้าไปในระดับที่ต่ำกว่ามาตรฐานคุณภาพอากาศของ EPA ในบริเวณเหล่านั้น พบว่าความสามารถของแมลงในการหาดอกไม้ที่พวกมันใช้เป็นแหล่งอาหารลดลงถึง 90 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ ต้นมัสตาร์ดที่ใช้ในการศึกษา แม้จะเป็นพืชที่ผสมเกสรเองได้ ก็ยังพบว่าการเจริญเติบโตของเมล็ดลดลงถึง 31 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการลดลงของการผสมเกสรเนื่องจากมลพิษทางอากาศ

ผลการศึกษาเหล่านี้บ่งชี้ว่าแมลงผสมเกสรเองต้องเผชิญกับความท้าทายที่ไม่เหมือนใครเนื่องจากระดับมลพิษทางอากาศในปัจจุบัน แต่เมื่อทำงานร่วมกับความท้าทายอื่นๆ ที่แมลงเหล่านี้เผชิญ มลพิษทางอากาศก็มีแนวโน้มที่จะสร้างปัญหาในด้านอื่นๆ ด้วย

เราสามารถจัดหาเซนเซอร์สำหรับวัดก๊าซได้หลากหลายชนิด