Một nghiên cứu mới tiết lộ cách các chất ô nhiễm từ hoạt động của con người ảnh hưởng đến khả năng định vị hoa của chúng
Dọc theo bất kỳ con đường đông đúc nào, tàn dư của khí thải xe hơi lơ lửng trong không khí, bao gồm cả nitơ oxit và ôzôn. Những chất ô nhiễm này, cũng được thải ra từ nhiều cơ sở công nghiệp và nhà máy điện, lơ lửng trong không khí hàng giờ đến hàng năm trời. Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng những hóa chất này có hại cho sức khỏe con người. Nhưng giờ đây, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy chính những chất ô nhiễm này cũng gây khó khăn cho các loài côn trùng thụ phấn và các loài thực vật phụ thuộc vào chúng.
Các loại chất gây ô nhiễm không khí khác nhau phản ứng với các hóa chất tạo nên hương thơm của hoa, làm thay đổi lượng và thành phần của các hợp chất theo cách cản trở khả năng định vị hoa của côn trùng thụ phấn. Ngoài việc tìm kiếm các tín hiệu thị giác như hình dạng hoặc màu sắc của hoa, côn trùng còn phụ thuộc vào "bản đồ" mùi hương, một sự kết hợp các phân tử mùi đặc trưng của từng loài hoa, để định vị cây mong muốn. Ozone và oxit nitơ ở tầng mặt đất phản ứng với các phân tử hương thơm của hoa, tạo ra các hóa chất mới có chức năng khác biệt.
Ben Langford, nhà khoa học khí quyển tại Trung tâm Sinh thái và Thủy văn Vương quốc Anh, người nghiên cứu vấn đề này, cho biết: "Về cơ bản, nó làm thay đổi mùi hương mà côn trùng đang tìm kiếm".
Các loài thụ phấn học cách liên kết sự kết hợp độc đáo của các hóa chất mà hoa tiết ra với loài cụ thể đó và phần thưởng đường đi kèm. Khi những hợp chất dễ vỡ này tiếp xúc với các chất ô nhiễm có tính phản ứng cao, các phản ứng sẽ làm thay đổi số lượng phân tử hương hoa cũng như lượng tương đối của từng loại phân tử, từ đó làm thay đổi cơ bản mùi hương.
Các nhà nghiên cứu biết rằng ozone tấn công một loại liên kết cacbon có trong các phân tử hương hoa. Mặt khác, oxit nitơ lại là một ẩn số, và vẫn chưa rõ chính xác các phân tử hương hoa phản ứng hóa học như thế nào với loại hợp chất này. "Bản đồ mùi hương này rất quan trọng đối với các loài thụ phấn, đặc biệt là các loài thụ phấn bay tích cực", James Ryalls, nghiên cứu viên tại Đại học Reading, cho biết. "Ví dụ, có một số loài ong nghệ chỉ có thể nhìn thấy hoa khi chúng cách hoa chưa đầy một mét, vì vậy mùi hương rất quan trọng đối với chúng khi kiếm ăn."
Langford và các thành viên khác trong nhóm của ông đã bắt tay vào tìm hiểu chính xác cách ozone thay đổi hình dạng của luồng hương hoa. Họ sử dụng một đường hầm gió và các cảm biến để đo cấu trúc của đám mây hương mà hoa tạo ra khi chúng tỏa ra mùi hương đặc trưng. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã giải phóng ozone ở hai nồng độ, một trong số đó tương tự như những gì xảy ra ở Anh vào mùa hè khi nồng độ ozone cao hơn, vào đường hầm cùng với các phân tử hương hoa. Họ phát hiện ra rằng ozone ăn mòn các cạnh của luồng hương, làm ngắn lại chiều rộng và chiều dài.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã tận dụng phản xạ của ong mật được gọi là phản xạ vòi. Giống như chú chó của Pavlov, thường tiết nước bọt khi nghe tiếng chuông báo giờ ăn tối, ong mật sẽ mở rộng một phần miệng hoạt động như một ống dẫn thức ăn, được gọi là vòi, để đáp lại mùi hương mà chúng liên tưởng đến phần thưởng đường. Khi các nhà khoa học cho những con ong này ngửi mùi hương mà chúng thường cảm nhận được từ cách hoa sáu mét, chúng chỉ thò vòi ra 52% thời gian. Con số này giảm xuống còn 38% đối với hợp chất mùi hương đại diện cho mùi hương cách hoa 12 mét.
Tuy nhiên, khi họ áp dụng những thay đổi tương tự lên mùi hương sẽ xuất hiện trong một đám khói bị phân hủy bởi ozone, đàn ong chỉ phản ứng 32% ở mốc sáu mét và 10% ở mốc 12 mét. "Bạn thấy sự sụt giảm đáng kể về số lượng ong có thể nhận ra mùi hương", Langford nói.
Phần lớn nghiên cứu về chủ đề này được thực hiện trong môi trường phòng thí nghiệm, chứ không phải ngoài thực địa hay môi trường sống tự nhiên của côn trùng. Để giải quyết khoảng trống kiến thức này, các nhà khoa học tại Đại học Reading đã lắp đặt các máy bơm đẩy khí ozone hoặc khí thải diesel vào các khu vực của cánh đồng lúa mì. Các thí nghiệm được thực hiện trong các vòng tròn ngoài trời rộng 8 mét giúp các nhà nghiên cứu đánh giá tác động của ô nhiễm không khí lên các loài thụ phấn khác nhau.
Một nhóm nghiên cứu đã theo dõi các cụm cây mù tạt trong các lô đất để tìm kiếm sự ghé thăm của loài thụ phấn. Một số buồng thí nghiệm đã bơm khí thải diesel ở mức thấp hơn tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh của EPA. Tại những địa điểm đó, khả năng tìm kiếm hoa làm thức ăn của côn trùng đã giảm tới 90%. Ngoài ra, mặc dù là hoa tự thụ phấn, nhưng cây mù tạt được sử dụng trong nghiên cứu cũng bị giảm tới 31% ở một số chỉ số phát triển hạt, có thể là do sự giảm thụ phấn do ô nhiễm không khí.
Những phát hiện này cho thấy bản thân các loài côn trùng thụ phấn đang phải đối mặt với những thách thức đặc biệt do mức độ ô nhiễm không khí hiện nay. Tuy nhiên, khi kết hợp với những thách thức khác mà các loài côn trùng này đang phải đối mặt, ô nhiễm không khí có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng.
Chúng tôi có thể cung cấp các cảm biến để đo nhiều loại khí khác nhau
Thời gian đăng: 08-08-2024