Оксиды азота и озон помешали насекомым-опылителям найти цветки

Присутствие озона и оксидов азота в воздухе в концентрациях 90 и 120 частей на миллиард снижает численность насекомых-опылителей на опытных площадках на 62-70 процентов, а посещения ими цветков черной горчицы — на 83-90 процентов. К таким выводам пришли ученые, проведя полевой эксперимент с имитацией загрязнения воздуха выхлопами дизельных автомобилей. Результаты их исследования опубликованы в журнале Environmental Pollution.

Порядка 70 процентов сельскохозяйственных культур в мире зависят от опыления насекомыми. При этом численность опылителей повсеместно снижается на фоне применения пестицидов (об этом можно прочитать в нашем материале «Проблема жъжъь»), и все более важным фактором становится также антропогенное загрязнение воздуха. К примеру, в Индии загрязнение воздуха частицами пыли нарушает у гигантских пчел обонятельную коммуникацию — взвешенные частицы оседают на их эпитикулярно-восковом слое. 

Известно также, что поллютанты могут химически изменять запахи цветков — шлейфы из летучих органических соединений, которые служат ориентирами для опылителей. Это происходит либо за счет прямых реакций с компонентами шлейфа, либо за счет их маскировки. Большая часть подобных исследований проводится в лабораториях с применением изолированных поллютантов, и поэтому их совместное воздействие на опыление в полевых условиях остается неопределенным.

Ученые под руководством Джеймса Райаллса (James M.W.Ryalls) из Редингского университета исследовали, как совместное воздействие оксидов азота и озона влияет на способность насекомых-опылителей находить цветки и опылять их. Авторы выбрали эти поллютанты, потому что они широко распространены и зачастую присутствуют в воздухе одновременно, образуясь в результате фотохимического преобразования компонентов выбросов сжигаемого топлива. Из-за роста урбанизации увеличиваются заторы на пригородных дорогах, поэтому ожидается, что потенциал воздействия NO_x и O₃ на сельскохозяйственные угодья продолжит расти.

Участки подвергались обработке оксидами азота (NO и NO₂) и озоном вместе и по отдельности таким образом, чтобы концентрация этих соединений в воздухе не превышала 120 и 90 частей на миллиард (это соответствует пиковым концентрациям, зарегистрированным в сельских районах Европы). Для этого использовались дизельный генератор и два генератора озона. Концентрации поллютантов в центре каждого участка фиксировались каждые 120 секунд с помощью автоматизированной системы коммутации. На каждом участке было установлено по 24 горшка с черной горчицей (Brassica nigra, сорт Abyssinica) пятинедельного возраста, они оставались там и подвергались воздействию поллютантов весь период цветения. На окружающем растения поле росла пшеница.

Как изолированная, так и совместная обработка воздуха оксидами азота и озоном привели к резкому сокращению численности местных диких и управляемых насекомых опылителей на 62-70 процентов. Их посещения цветков (то есть приземления с попыткой добыть нектар) при этом снизились на 83-90 процентов. Сокращение численности опылителей наблюдалось в семи группах насекомых, куда вошли медоносные пчелы, одиночные пчелы, шмели, мухи, бабочки и мотыльки. При этом жуки, клопы и осы-паразиты не подверглись значительному воздействию загрязнения воздуха. Такая разница может быть обусловлена тем, по каким сигналам преимущественно ориентируются насекомые — визуальным или обонятельным. Авторы отметили, что их исследование может свидетельствовать о серьезной угрозе для опыления как экосистемной услуги и о снижении урожайности сельскохозяйственных культур в будущем.

В прошлом году бразильские ученые предложили концепцию виртуального опыления (по аналогии с виртуальной водой) — учета всех экстерналий, связанных с биотическим опылением, которые возникают при производстве экспортной сельскохозяйственной продукции. Они создали интерактивную карту для отображения потоков виртуального опыления в мире и указали, что фактический импорт опыления из развивающихся стран в развитые приводит к высоким рискам утраты биоразнообразия.

Марина Попова