空气污染使花朵的气味不再吸引人。烟草天蛾在臭氧水平高时不会被花香气味吸引;然而,这些蛾子能够学会臭氧改变的气味可能提供奖励,即花蜜。来自德国耶拿的马克斯·普朗克化学生态学研究所和美国弗吉尼亚大学的研究团队研究了高臭氧空气污染对花朵和传粉者之间化学交流的影响。他们发现,当烟草天蛾喜欢的花朵气味被臭氧改变后,天蛾失去了对这种气味的吸引力。
这种氧化污染物因此扰乱了植物与其传粉者之间的关系,这种关系已经进化了数百万年。然而,当有机会时,天蛾很快学会,不愉快的污染气味可能通向营养丰富的花蜜。
传粉是关键的生态系统服务,主要由昆虫完成。花朵使用花香吸引昆虫,这些花香是传粉者可以有先天偏好的化学信号。这种偏好是花朵与其传粉者之间共同进化关系的结果,这种关系已经进化了数百万年。
近20年来,科学界使用“人类世”一词来指代人类负责许多生物和大气过程变化的地质时代。然而,直到最近,人们对人为气候变化和大气污染对驱动生物间化学交流的自然环境气味的影响知之甚少。
研究团队首先确定了花朵气味的确切成分,使用气相色谱法测量了臭氧含量增加前后的气味成分和各自浓度。对于臭氧改变的气味,研究人员使用了在烟草天蛾自然栖息地炎热日子可以测得的臭氧浓度。他们在风洞中测试了蛾子的反应,允许昆虫调查原始花香和臭氧改变的花香。
烟草天蛾能够学会臭氧改变的气味。研究人员测试了烟草天蛾是否能学会接受最初不吸引人的气味作为食物提示,如果他们在闻到这种气味的同时被提供糖溶液奖励。研究人员评估了几种不同的方式,蛾子可以学会根据臭氧改变的花香识别花朵。这关系到将这些实验与现实世界的学习联系起来。
尽管研究表明烟草天蛾可以学会依赖臭氧改变的、最初不吸引人的气味来识别其花朵,但空气污染仍然对传粉和传粉者构成严重风险。学习可能是昆虫在污染环境中识别其宿主植物的关键,但研究中的一个主要问题是传粉者是否能够首先找到他们的花朵。
空气污染和气候变化对我们的生态系统有深远的影响;并非所有这些都已被研究和理解。例如,我们仍然对大气变化对植物和昆虫之间化学交流的影响知之甚少。不仅植物气味被改变,雌性昆虫用于吸引雄性的性信息素也被改变。大气变化有可能导致信息素改变,从而导致交配失败。近年来,昆虫死亡率急剧上升,世界各地的研究人员正在寻找原因。