Een nieuw onderzoek onthult hoe vervuilende stoffen van menselijke activiteiten van invloed zijn op hun vermogen om bloemen te vinden
Langs elke drukke weg hangen resten van uitlaatgassen van auto's in de lucht, waaronder stikstofoxiden en ozon. Deze verontreinigende stoffen, die ook door veel industriële installaties en energiecentrales worden uitgestoten, zweven uren tot jaren door de lucht. Wetenschappers weten al lang dat deze chemicaliën schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid. Maar nu suggereert steeds meer bewijs dat deze verontreinigende stoffen ook het leven moeilijker maken voor insectenbestuivers en de planten die ervan afhankelijk zijn.
Verschillende soorten luchtverontreinigende stoffen reageren met de chemicaliën waaruit de geur van een bloem bestaat, waardoor de hoeveelheid en samenstelling van de stoffen zodanig veranderen dat bestuivers de bloemen niet meer kunnen vinden. Naast het zoeken naar visuele signalen zoals de vorm of kleur van een bloem, zijn insecten afhankelijk van een geurkaart – een combinatie van geurmoleculen die uniek zijn voor elke bloemsoort – om de gewenste plant te vinden. Ozon op grondniveau en stikstofoxiden reageren met de geurmoleculen van bloemen, waardoor nieuwe chemicaliën ontstaan die anders werken.
"Het verandert fundamenteel de geur waar het insect naar op zoek is", aldus Ben Langford, een atmosfeerwetenschapper bij het Britse Centre for Ecology and Hydrology die dit probleem onderzoekt.
Bestuivers leren een unieke combinatie van chemicaliën die de bloem afgeeft, te associëren met die specifieke soort en de bijbehorende suikerachtige beloning. Wanneer deze kwetsbare stoffen in contact komen met zeer reactieve verontreinigende stoffen, veranderen de reacties het aantal moleculen van de bloemengeur en de relatieve hoeveelheid van elk type molecuul, wat de geur fundamenteel verandert.
Onderzoekers weten dat ozon een soort koolstofbinding in de moleculen van bloemengeur aantast. Stikstofoxiden daarentegen zijn een beetje een raadsel, en het is nog niet precies duidelijk hoe moleculen van bloemengeur chemisch reageren met dit soort verbindingen. "Deze geurkaart is erg belangrijk voor bestuivers, met name voor actieve vliegende bestuivers", aldus James Ryalls, onderzoeker aan de Universiteit van Reading. "Er zijn bijvoorbeeld hommels die een bloem alleen kunnen zien als ze er minder dan een meter van verwijderd zijn, dus geur is erg belangrijk voor hen om te foerageren."
Langford en andere leden van zijn team wilden precies begrijpen hoe ozon de vorm van de geurpluim 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 afgeven. Vervolgens lieten de onderzoekers ozon vrij in twee concentraties, waarvan één vergelijkbaar is met wat er in het Verenigd Koninkrijk gebeurt tijdens de zomer wanneer de ozonniveaus hoger zijn, in de tunnel met de bloemengeurmoleculen. Ze ontdekten dat ozon de randen van de pluim aantast, waardoor de breedte en lengte ervan afnemen.
Onderzoekers maakten vervolgens gebruik van een reflex van honingbijen die bekendstaat als proboscisextensie. Net zoals Pavlovs hond, die kwijlde bij het luiden van de bel voor het avondeten, strekken honingbijen een deel van hun mond uit dat als voedingssonde fungeert, de proboscis, als reactie op een geur die ze associëren met een suikerbeloning. Toen wetenschappers deze bijen de geur presenteerden die ze normaal gesproken zes meter van de bloem zouden waarnemen, staken ze hun proboscis in 52 procent van de gevallen uit. Dit daalde tot 38 procent van de gevallen voor de geurstof die de geur op 12 meter van de bloem representeert.
Toen ze echter dezelfde geurveranderingen toepasten als in een door ozon afgebroken pluim, reageerden de bijen slechts in 32 procent van de gevallen op de zes-meterlijn en in 10 procent van de gevallen op de twaalf-meterlijn. "Je ziet deze vrij dramatische daling in het aantal bijen dat de geur vervolgens kan herkennen," zei Langford.
Veel onderzoek naar dit onderwerp is gedaan in laboratoria, niet in het veld of in de natuurlijke habitat van insecten. Om deze kennislacune aan te pakken, hebben wetenschappers van de Universiteit van Reading pompen geïnstalleerd die ozon of dieseluitlaatgassen in delen van een tarweveld spuiten. Experimenten in de 8 meter grote openluchtringen helpen onderzoekers de effecten van luchtvervuiling op verschillende soorten bestuivers te evalueren.
Een team van onderzoekers controleerde de groepen mosterdplanten in de percelen op bezoek van bestuivers. In sommige kamers werd dieseluitlaatgas ingespoten met een concentratie die onder de EPA-normen voor luchtkwaliteit lag. Op die locaties was er een afname tot 90 procent in het vermogen van insecten om bloemen te vinden die ze nodig hebben voor voedsel. Bovendien ondervonden de mosterdplanten die in het onderzoek werden gebruikt, ondanks dat het zelfbestuivende bloemen zijn, ook een afname tot 31 procent in sommige maten van zaadontwikkeling, waarschijnlijk als gevolg van verminderde bestuiving door luchtvervuiling.
Deze bevindingen geven aan dat insectenbestuivers zelf met unieke uitdagingen worden geconfronteerd vanwege de huidige luchtvervuiling. Maar in combinatie met andere uitdagingen waarmee deze insecten te maken hebben, zal luchtvervuiling waarschijnlijk problemen veroorzaken in
Wij kunnen sensoren leveren om een breed scala aan gassen te meten
Plaatsingstijd: 08-08-2024