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 tuyến đường đông đúc nào, tàn dư khí thải xe cộ đều lơ lửng trong không khí, trong đó có oxit nitơ và ôzôn. Những chất ô nhiễm này, cũng được thải ra từ nhiều cơ sở công nghiệp và nhà máy điện, trôi nổi trong không khí từ hàng giờ đến hàng năm. 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 nhiều bằng chứng cho thấy rằng 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 ô nhiễm không khí khác nhau phản ứng với các chất hóa học tạo nên mùi hương của hoa, làm thay đổi lượng và thành phần của các hợp chất theo cách cản trở khả năng tìm kiếm hoa của côn trùng thụ phấn. Ngoài việc tìm kiếm các dấu hiệu trực quan như hình dạng hoặc màu sắc của hoa, côn trùng còn dựa vào "bản đồ" mùi hương, một sự kết hợp của các phân tử mùi đặc trưng cho mỗi loài hoa, để xác định vị trí cây mà chúng muốn. Ozone tầng mặt đất và oxit nitơ phản ứng với các phân tử mùi hương của hoa, tạo ra các chất hóa học mới có chức năng khác nhau.
“Về cơ bản, nó đang thay đổi mùi hương mà côn trùng tìm kiếm,” Ben Langford, một nhà khoa học khí quyển tại Trung tâm Sinh thái và Thủy văn Vương quốc Anh, người nghiên cứu vấn đề này, cho biết.
Các loài thụ phấn học cách liên kết một tổ hợp hóa chất độc đáo mà hoa tiết ra với loài hoa cụ thể đó và phần thưởng ngọt ngào tương ứng. Khi các hợp chất dễ phân hủy này tiếp xúc với các chất gây ô nhiễm có tính phản ứng cao, các phản ứng sẽ làm thay đổi số lượng phân tử mùi hương của hoa cũng như tỷ lệ tương đối của mỗi loại phân tử, làm thay đổi mùi hương một cách cơ bản.
Các nhà nghiên cứu biết rằng ozone tấn công một loại liên kết carbon có trong các phân tử mùi hương hoa. Mặt khác, oxit nitơ lại là một điều bí ẩn, và vẫn chưa rõ chính xác các phân tử mùi 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, một nhà nghiên cứu tại Đại học Reading, cho biết. “Ví dụ, có một số loài ong bumblebee chỉ có thể nhìn thấy hoa khi chúng ở cách hoa chưa đến một mét, vì vậy mùi hương rất quan trọng đối với chúng trong việc tìm kiếm thức ăn.”
Langford và các thành viên khác trong nhóm của ông đã bắt đầu tìm hiểu chính xác cách ozone làm thay đổi hình dạng của đám mây hương thơm từ hoa. Họ sử dụng một đường hầm gió và các cảm biến để đo cấu trúc của đám mây hương thơm mà hoa tạo ra khi chúng phát ra mùi hương đặc trưng. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã thả ozone ở hai nồng độ, một trong số đó tương tự như nồng độ ozone mà Vương quốc Anh trải qua vào mùa hè khi mức độ ozone cao hơn, vào đường hầm cùng với các phân tử hương thơm của hoa. Họ phát hiện ra rằng ozone ăn mòn các cạnh của đám mây hương thơm, làm giảm chiều rộng và chiều dài.
Các nhà nghiên cứu sau đó đã tận dụng phản xạ của ong mật được gọi là phản xạ vươn vòi. Giống như con chó của Pavlov, sẽ tiết nước bọt khi nghe tiếng chuông báo bữa ăn, ong mật sẽ vươn một phần miệng của chúng, đóng vai trò như một ống dẫn thức ăn, được gọi là vòi, để phản ứng với mùi mà chúng liên kết với phần thưởng đường. Khi các nhà khoa học cho những con ong này ngửi thấy mùi mà chúng thường cảm nhận được ở khoảng cách sáu mét từ bông hoa, chúng đã vươn vòi ra trong 52% trường hợp. Tỷ lệ này giảm xuống còn 38% đối với hợp chất mùi đại diện cho mùi ở khoảng cách 12 mét từ bông hoa.
Tuy nhiên, khi họ áp dụng những thay đổi tương tự vào mùi hương như trong luồng khí bị phân hủy bởi ozone, ong chỉ phản ứng 32% thời gian ở khoảng cách 6 mét và 10% thời gian ở khoảng cách 12 mét. "Bạn sẽ thấy sự sụt giảm khá đáng kể về số lượng ong có thể nhận biết mùi hương", Langford nói.
Phần lớn các nghiên cứu về chủ đề này được thực hiện trong phòng thí nghiệm, chứ không phải ngoài thực địa hoặc trong môi trường sống tự nhiên của côn trùng. Để khắc phục khoảng trống kiến thức này, các nhà khoa học tại Đại học Reading đã thiết lập các máy bơm đẩy khí ozone hoặc khí thải diesel vào các khu vực của một cánh đồng lúa mì. Các thí nghiệm được thiết lập trong các vòng tròn ngoài trời có đường kính 26 feet giúp các nhà nghiên cứu đánh giá tác động của ô nhiễm không khí đối với các loại côn trùng thụ phấn khác nhau.
Một nhóm các nhà nghiên cứu đã theo dõi sự xuất hiện của các loài thụ phấn trên các cây mù tạt trong các ô thí nghiệm. Một số buồng thí nghiệm được 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 thấy hoa mà côn trùng dựa vào để kiếm ăn đã giảm tới 90%. Ngoài ra, các cây mù tạt được sử dụng trong nghiên cứu, mặc dù là loài tự thụ phấn, cũng bị giảm tới 31% ở một số chỉ số phát triển hạt, có thể là do giảm khả năng 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 riêng biệt do mức độ ô nhiễm không khí hiện nay. Nhưng khi kết hợp với những thách thức khác mà các loài côn trùng này đang phải đối mặt, ô nhiễm không khí có khả năng tạo ra các vấn đề nghiêm trọng hơn.
Chúng tôi có thể cung cấp các cảm biến để đo nhiều loại khí khác nhau.
Thời gian đăng bài: 08/08/2024