Под покровом темноты бесчисленные мотыльки и другие насекомые яростно носятся по лесам и пустыням в поисках нектара у цветущих по ночам растений и в процессе их опыления. Но запахи, по которым обитают насекомые, стали слабее. Нитратные радикалы, распространенный загрязнитель, разрушают их, прежде чем они успевают далеко уйти, сообщает исследовательская группа в журнале Science. Команда считает, что нарушение обоняния началось еще во времена промышленной революции, произошедшей 200 лет назад.
Исследование, включающее полевые исследования, эксперименты в аэродинамической трубе и новейшие атмосферные модели, имеет тревожные последствия. Для опылителей, сельскохозяйственных культур и экосистем, зависящих от их навыков, нитратные радикалы представляют «потенциально очень серьезную угрозу», говорит Робби Гирлинг, эколог-прикладник из Университета Южного Квинсленда. То же самое, вероятно, относится и к другим загрязнителям. Работа демонстрирует «хрупкость» этих запахов, особенно ночью, добавляет Мариз Вандерпланк, химик-эколог из CNRS, французского национального исследовательского агентства.
Она, Гирлинг и другие ранее показали, что озон, еще один загрязнитель, мешает пчелам и другим дневным опылителям находить цветы. Но особенно тревожны последствия ночью. «На каждую пчелу и бабочку, которых мы видим днем, посещающими цветы, мы знаем, что гораздо больше может посетить их после наступления темноты», — говорит Дэвид Вагнер, энтомолог из Университета Коннектикута. Ночные насекомые, в том числе бабочки, такие как бражник (Hyles lineata) и табачные черви (Manduca sexta), зависят от приятных запахов гардении, жимолости, сирени, жасмина и большинства ночных цветущих растений, которые направляют их на большие расстояния к источникам нектара. Некоторые культуры также привлекают опылителей ночью, говорит Элисон Скотт-Браун, биолог растений из Кембриджского университета.
Джефф Риффелл, нейробиолог из Вашингтонского университета, и его коллеги были первыми, кто выявил возможную угрозу загрязнения для ночных опылителей. В 2014 году они показали, что некоторые переносимые по воздуху химические вещества затрудняют табачным червям поиск цветов. Но ранние исследования имели тенденцию рассматривать высокие концентрации загрязняющих веществ в довольно искусственных ситуациях. А в 2016 году Риффелл объединился с атмосферным химиком из Университета Вашингтона Джоэлом Торнтоном и их аспирантом Джереми Чаном, чтобы исследовать проблему в более естественных условиях.
На участке полыни примерно в 280 километрах от Сиэтла Чан зафиксировал посещение опылителем бледной вечерней примулы (Oenothera pallida). Он зарегистрировал множество ночных посетителей, включая пчел, муравьиных львов и мотыльков. Подчеркивая их важность, растения давали мало семян или вообще не давали их, когда Чан на время цветения накрывал цветки сетчатым мешком, чтобы предотвратить опыление.
Исследователи подозревали, что нитратные радикалы, образующиеся при реакции оксидов азота из выхлопных газов и промышленных дымовых труб с озоном, также могут мешать опылению, поскольку они накапливаются ночью и обладают высокой реакционной способностью. Чан провел лабораторные исследования, показавшие, что загрязнитель расщепляет соединения, называемые монотерпенами, которые распространены во многих растительных ароматах. Затем он синтезировал разложившиеся запахи и в ходе экспериментов в аэродинамической трубе и полевых исследований показал, что они менее эффективны, чем исходные запахи, приманивая моль.
Полевые исследования показали, что в среднем мотыльки посещали каждый цветок дважды за ночь. Но когда Чан выпустил испорченный аромат в полынный участок, количество посещений сократилось примерно до одного раза в две ночи. Он также поместил мотыльков в аэродинамическую трубу вместе с бумажными конусами, испускающими испорченный запах. «Некоторые мотыльки вообще не чувствовали запаха цветов», — говорит Риффелл. «Это похоже на то, как будто у мотыльков был COVID».
Чан работал с Торнтоном, чтобы понять, где в глобальном масштабе ночные уровни этого загрязнителя, вероятно, достаточно высоки, чтобы нарушить опыление, и обнаружил горячие точки в Северном полушарии. Группа также подсчитала, что, начиная с доиндустриальных времен, радикалы азота сокращали расстояние, которое преодолевают запахи, в среднем в пять раз. Команда сообщает, что в больших городах и вблизи них загрязнение настолько быстро ухудшает цветочные ароматы, что они, вероятно, становятся неэффективными.
«Я надеюсь, что эта работа поможет поднять химическое загрязнение до такого же признания, какое мы даем искусственному освещению», — говорит Сара Дженнингс, эколог-химик из Калифорнийского политехнического университета, имея в виду еще одного серьезного нарушителя поведения насекомых. Риффелл соглашается, добавляя, что радикалы азота и другие загрязнители могут также нарушать химические сигналы, которые многие животные используют для спаривания и других целей.
Вагнер более осторожен, предполагая, что опылители сталкиваются с более серьезными угрозами, такими как инвазивные растения. Но Илария Негри, зоолог из Католического университета Святого Сердца, говорит, что загрязнение окружающей среды — это еще один серьезный удар по насекомым, которые уже пострадали от неправильного использования пестицидов, болезней, изменения климата и развития. «Опылители буквально голодают», — говорит она. «То, что опылители не могут найти и без того дефицитную пищу из-за загрязнения, является проблемой для многих видов». И это может быть только плохой новостью для растений, которые от них зависят.
