Een nieuwe studie onthult hoe vervuilende stoffen door menselijke activiteiten hun vermogen beïnvloeden om bloemen te vinden.
Langs drukke wegen hangen de restanten van auto-uitlaatgassen in de lucht, waaronder stikstofoxiden en ozon. Deze verontreinigende stoffen, die ook door veel industriële installaties en energiecentrales worden uitgestoten, blijven uren tot jaren in de lucht zweven. Wetenschappers weten al langer dat deze chemicaliën schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid. Maar nu wijst een groeiend aantal onderzoeken erop dat deze stoffen het leven ook moeilijker maken voor insecten die de planten bestuiven en de planten die daarvan afhankelijk zijn.
Verschillende soorten luchtverontreiniging reageren met de chemische stoffen waaruit de geur van een bloem bestaat, waardoor de hoeveelheid en samenstelling van de verbindingen verandert op een manier die het voor bestuivers moeilijker maakt om bloemen te vinden. Naast visuele kenmerken zoals de vorm of kleur van een bloem, vertrouwen insecten op een geurkaart, een combinatie van geurmoleculen die uniek zijn voor elke bloemsoort, om de gewenste plant te vinden. Ozon en stikstofoxiden op grondniveau reageren met de geurmoleculen van bloemen, waardoor nieuwe chemische stoffen ontstaan die een andere werking hebben.
"Het verandert fundamenteel de geur waarnaar het insect op zoek is," aldus Ben Langford, atmosfeerwetenschapper bij het UK Centre for Ecology and Hydrology, die onderzoek doet naar dit onderwerp.
Bestuivers leren een unieke combinatie van chemische stoffen die de bloem afscheidt te associëren met die specifieke soort en de bijbehorende suikerbeloning. Wanneer deze fragiele verbindingen in contact komen met zeer reactieve verontreinigende stoffen, veranderen de reacties het aantal geurmoleculen van de bloem, evenals de relatieve hoeveelheid van elk type molecuul, waardoor de geur fundamenteel verandert.
Onderzoekers weten dat ozon een bepaald type koolstofbinding in de geurmoleculen van bloemen aantast. Stikstofoxiden daarentegen zijn een beetje een raadsel, en het is nog niet helemaal duidelijk hoe geurmoleculen van bloemen chemisch reageren met dit type verbinding. "Deze geurkaart is erg belangrijk voor bestuivers, vooral voor actieve vliegende bestuivers", aldus James Ryalls, onderzoeker aan de Universiteit van Reading. "Sommige hommels kunnen bijvoorbeeld een bloem alleen zien als ze er minder dan een meter vandaan zijn, dus geur is erg belangrijk voor hen om voedsel te vinden."
Langford en andere leden van zijn team wilden precies begrijpen hoe ozon de vorm van de geurwolk van een bloem verandert. Ze gebruikten een windtunnel en sensoren om de structuur te meten van de geurwolk die bloemen creëren wanneer ze hun kenmerkende geur verspreiden. Vervolgens lieten de onderzoekers ozon in twee concentraties, waarvan er één vergelijkbaar is met de concentraties die in het Verenigd Koninkrijk in de zomer hoger zijn, in de tunnel met de bloemengeurmoleculen vrij. Ze ontdekten dat ozon de randen van de geurwolk aantast, waardoor de breedte en lengte ervan afnemen.
Onderzoekers maakten vervolgens gebruik van een reflex van honingbijen, bekend als het uitsteken van de proboscis. Net als de hond van Pavlov, die begon te kwijlen bij het rinkelen van een bel die eten aankondigde, steken honingbijen een deel van hun mond uit dat als voedingsbuis fungeert, de zogenaamde proboscis, als reactie op een geur die ze associëren met een suikerbeloning. Toen wetenschappers deze bijen de geur aanboden die ze normaal gesproken op zes meter afstand van de bloem zouden ruiken, staken ze in 52 procent van de gevallen hun proboscis uit. Dit daalde tot 38 procent van de gevallen voor de geurstof die de geur op twaalf meter afstand van de bloem vertegenwoordigt.
Toen ze echter dezelfde veranderingen aan de geur toepasten die zouden optreden in een rookpluim die door ozon is afgebroken, reageerden de bijen slechts in 32 procent van de gevallen op een afstand van zes meter en in 10 procent van de gevallen op een afstand van twaalf meter. "Je ziet een behoorlijk dramatische afname in het aantal bijen dat de geur kan herkennen", aldus Langford.
Veel onderzoek naar dit onderwerp is uitgevoerd in laboratoria, niet in het veld of in de natuurlijke leefomgeving van insecten. Om deze kennislacune op te vullen, hebben wetenschappers van de Universiteit van Reading pompen geïnstalleerd die ozon of dieseluitlaatgassen in delen van een tarweveld blazen. Experimenten in de openluchtringen van 8 meter doorsnee helpen onderzoekers de effecten van luchtvervuiling op verschillende soorten bestuivers te evalueren.
Een team van onderzoekers observeerde groepen mosterdplanten in proefvelden om te zien of bestuivers erlangs kwamen. In sommige proefruimtes werd dieseluitlaatgas ingepompt met concentraties onder de door de EPA vastgestelde normen voor luchtkwaliteit. Op die locaties was het vermogen van insecten om de bloemen te vinden waar ze van afhankelijk zijn voor voedsel, tot wel 90 procent lager. Bovendien vertoonden de mosterdplanten die in het onderzoek werden gebruikt, ondanks dat het zelfbestuivende bloemen waren, ook een afname van tot wel 31 procent in bepaalde aspecten van de zaadontwikkeling, waarschijnlijk als gevolg van de verminderde bestuiving door luchtvervuiling.
Deze bevindingen wijzen erop dat insectenbestuivers zelf te maken hebben met unieke uitdagingen als gevolg van de huidige luchtvervuiling. Maar in combinatie met andere problemen waarmee deze insecten worden geconfronteerd, zal luchtvervuiling waarschijnlijk problemen veroorzaken bij bestuivers.
We kunnen sensoren leveren voor het meten van een breed scala aan gassen.
Geplaatst op: 8 augustus 2024