空气污染如何让虫子的生活变得更加艰难

无论你喜欢还是讨厌它们，我们都依赖于错误。昆虫帮助世界上四分之三的农作物品种授粉，使它们成为宝贵的资源。

但我们正在让昆虫的生活变得艰难——而不仅仅是用报纸把它们赶走。由于气候变化、栖息地丧失和杀虫剂的影响，全球昆虫数量急剧下降。

现在，我们可以将空气污染添加到威胁列表中。我们从2022年开始的研究表明，当暴露于浓度在欧盟空气质量限制范围内的两种常见空气污染物时，授粉昆虫对花朵的访问量会骤降90%。

在两年的时间里，我们人为地提高了开花黑芥菜地周围的臭氧或柴油废气的水平，这些地块都位于不开花的小麦田内。我们使用每个地块周围建造的环仔细监测和控制污染物的释放。

这种方法使我们能够监测污染地块中访问花朵的授粉昆虫的数量，并与没有污染物的地块进行比较。

我们对我们的发现感到惊讶。在我们释放臭氧或柴油废气的环中，授粉昆虫的数量减少了70%，总体授粉成功率下降了高达31%。

受影响的不仅仅是蜜蜂和蝴蝶。地面昆虫也受到影响，接触这些污染物导致其数量减少多达36%。

就像巴甫洛夫的狗一样，蜜蜂可以被训练对晚餐铃声做出反应——或者对它们来说，对花香做出反应。

为什么空气污染让生活变得如此艰难

许多昆虫依靠嗅觉来定位花朵。当它们以花蜜为食时，它们很快就会将花的气味与其含糖的奖励联系起来。因此，当他们稍后遇到相同的气味时，他们会追踪它的踪迹以寻找另一种美味佳肴。

因此，花有双重用途。它们不仅看起来很漂亮，而且还起到信标的作用，释放出一种特定的芳香化学物质混合物，旨在吸引传粉者。

但这些信号正受到威胁。臭氧等空气污染物具有很强的反应性，会破坏构成花香的化学物质，从而降低信号强度。

在我们最近的研究中，我们在20米长的风洞中模拟了花香，然后绘制出构成香味的每种化学物质的水平如何随着臭氧污染的增加而变化。我们发现臭氧很快侵蚀了羽流的边缘，减少了羽流的宽度和长度。

从本质上讲，化学信号只能传播较短的距离，这限制了它可以到达的昆虫数量。

添加臭氧还会改变构成花香的每种化学物质的气味。通过在风洞中观察这些变化，我们可以测量这些化学变化发生的速度。

有些化学物质会在几秒钟内降解，而另一些化学物质则根本不受影响。你离气味源的距离似乎会改变气味的气味。

巴甫洛夫的蜜蜂

为了了解花香的变化如何影响传粉媒介，我们教蜜蜂识别我们释放到风洞中的相同花香。就像巴甫洛夫的狗在晚餐铃声响起时流口水一样，蜜蜂在闻到与含糖奖励相关的气味时会伸出长鼻(管状舌头)。这使我们能够了解有多少蜜蜂在暴露于臭氧污染后仍然能够识别花香。

我们首先用混合气味测试蜜蜂，复制臭氧水平升高时在羽流中心观察到的气味。在距离花朵六米的地方，有52%的蜜蜂识别出了这种气味。在12米距离处，这一数字降至仅为38%。

然后我们测试了蜜蜂对退化程度较高的羽流边缘的反应。只有32%的蜜蜂在6米处做出反应，在12米处则下降到只有10%。

这些结果有助于解释我们在田间试验中观察到的昆虫访问数量和多样性以及授粉率的显着下降。简而言之，臭氧污染限制了化学信号的传播范围并改变了它们的含义，使昆虫感到困惑。

但这不太可能是故事的全部。尽管我们复制了臭氧污染对花香的影响，但我们从未将蜜蜂直接暴露在臭氧中。在法国进行的另一项研究表明，直接暴露于臭氧也可能会损害蜜蜂检测花香的能力。

空气污染对我们赖以生存的昆虫的影响程度才刚刚开始显现。所以，下次当你拿起报纸去拍虫子时，请花一点时间问问自己——他们的手段还不够严厉吗?