Озон разрушил цветочный шлейф и помешал пчелам найти цветы
Это первое точное описание механизма падения урожайности из-за озонового загрязнения
Из-за окисления озоном летучих органических веществ цветочный шлейф уменьшается и становится более коротким, узким и прерывистым. Это приводит к тому, что на расстоянии 12 метров от цветка уже 90 процентов медоносных пчел не могут его учуять. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Environmental Pollution.
В мире более 90 процентов дикорастущих растений и более 75 процентов сельскохозяйственных культур опыляются насекомыми-опылителями. В последние десятилетия их популяциям угрожает потепление климата, некорректное применение пестицидов, неустойчивое землепользование и ряд других проблем, из-за которых их местообитания нарушаются и их численность снижается во всем мире. Нередко главной проблемой становится загрязнение воздуха, которое нарушает их обонятельную коммуникацию — способность различать, запоминать запахи и находить по ним цветки.
Ученые под руководством Бена Лэнгфорда (Ben Langford) из Британского центра экологии и гидрологии исследовали, как загрязнение воздуха озоном влияет на обонятельную коммуникацию пчел. Для этого они поставили эксперимент, в котором моделировали изменение шлейфов цветочных запахов в аэродинамической трубе при воздействии разных концентраций озона. Пробы воздуха из каждого шлейфа отбирались в 35 точках на семи расстояниях от точки выброса — от 1,5 до 12 метров. Цветочные запахи воспроизводились с помощью четырех летучих органических соединений: α-терпинена, β-кариофиллена и 6-метил-5-гептена-2-она и линалоола.
Оказалось, что с ростом концентрации озона ароматические шлейфы становились все более короткими, узкими и прерывистыми, то в течение некоторой доли времени в них присутствовали участки с концентрацией летучих органических компонентов ниже порога восприятия пчелами. Активнее всего озон реагировал с молекулами на хвостах шлейфов, потому что там достигалось наилучшее перемешивание.
Далее зарегистрированные на разных участках аэродинамической трубы соотношения летучих органических компонентов ученые воспроизводили и испытывали на 77 специально подготовленных пчелах (их предварительно адаптировали к воздушному потоку и стимулировали на поиск нектара сахарозой). Когда шлейфы не были затронуты озоном, 52 процента пчел узнавали запах с расстояния 6 метров, и 38 процентов — с расстояния 12 метров. После загрязнения воздуха на расстоянии 6 метров запах распознавали 32 процента пчел, а на расстоянии 12 метров — 10 процентов. Авторы отметили, что полученные данные раскрывают один из механизмов падения урожая сельскохозяйственных культур из-за озонового загрязнения, а также указывают на риск падения разнообразия полевых цветковых растений.
Недавно ВМО выпустила бюллетень о качестве воздуха за 2022 год, в котором сообщалось, что потери урожая под воздействием озона составляют 4,4−12,4 процента для основных продовольственных культур в среднем по миру, а потери пшеницы и сои в основных сельскохозяйственных районах Индии и Китая уже могут достигать 30 процентов.
Оно вызвало до полумиллиона избыточных смертей
Китайские ученые проанализировали данные за 19 лет в 116 странах и выяснили, что загрязнение воздуха твердыми частицами размером 2,5 микрометра (PM2,5) статистически значимо связано с устойчивостью патогенов к антибактериальным препаратам. Как сообщается в журнале The Lancet Planetary Health, со временем эта корреляция усиливалась и связана с почти полумиллионом избыточных смертей. Устойчивость к антибиотикам считается серьезной проблемой глобального здравоохранения. В 2019 году из-за нее произошло приблизительно 1,27 миллиона преждевременных смертей во всем мире. И, хотя нерациональное использование антибиотиков выступает основной причиной устойчивости, существуют свидетельства, что воздух является ключевым «переносчиком» устойчивости к антибиотикам. Так, было показано, что PM2,5 — основной загрязнитель воздуха — содержит различные устойчивые к антибиотикам бактерии и гены устойчивости к антибиотикам, которые переносятся между средами и непосредственно вдыхаются человеком, вызывая повреждение дыхательных путей и инфекцию. Кроме того, частицы PM2,5 могут увеличивать проницаемость клеточных мембран, что повышает эффективность горизонтального переноса генов, ускоряя эволюцию и обмен элементами устойчивости к антибиотикам у бактериальных патогенов. Однако глобальных количественных оценок такого воздействия нет. Гу Баоцзин (Baojing Gu) и Хун Чэнь(Hong Chen) с коллегами из Чжэцзянского университета проанализировали данные о загрязнении воздуха и устойчивости к антибиотикам за период с 2000 по 2018 год из 116 стран. Окончательный набор данных включал более 11,5 миллиона изолятов, среди которых были данные о резистентности к антибиотикам девяти патогенов (Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, синегнойная палочка, золотистый стафилококк, Streptococcus pneumoniae, кишечная палочка, Enterobacter aerogenes, Enterococcus faecalis и Enterococcus faecium) и 43 антибиотика. Ученые обнаружили значимые постоянные корреляции между PM2,5 и устойчивостью к антибиотикам во всем мире у большинства устойчивых к антибиотикам бактерий (R2 = 0,42-0,76, p < 0,0001), и со временем корреляции усиливались. Высокие уровни устойчивости к антибиотикам были обнаружены в Северной Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Азии, в то время как в Европе и Северной Америке уровни устойчивости к антибиотикам были низкими. Взвешенный линейный регрессионный анализ подтвердил статистическую силу корреляции. Среднее увеличение концентрации PM2,5 на один микрограмм на кубический метр воздуха связано с увеличением резистентности к антибиотикам на 0,48 процента. Загрязнение воздуха оказалось одним из основных факторов устойчивости к антибиотикам, на его долю приходилось 10,9 процентов изменения совокупной устойчивости. За ним следовали загрязнение воды и нерациональное применение антибиотиков. Устойчивость к антибиотикам, обусловленная PM2,5, вызвала, по оценкам, 0,48 миллиона преждевременных смертей в 2018 году, что соответствует ежегодным экономическим потерям в размере 395 миллиардов долларов США. В модели, в которой не применялись никакие меры снижения загрязнения воздуха, к 2050 году во всем мире устойчивость к антибиотикам выросла на 17 процентов, а ежегодные случаи смерти, связанные с устойчивостью к антибиотикам, увеличились на 56,4 процента (в основном за счет стран Африки к югу от Сахары). При полномасштабной политике по снижению загрязнения воздуха снижение концентрации PM2,5 на каждые пять микрограмм на кубический метр воздуха уменьшит глобальную устойчивость к антибиотикам на 16,8 процента и сократит избыточную смертность примерно на 23,4 процента к 2050 году. По мнению ученых, эти первые убедительные доказательства глобального влияния загрязнения воздуха на развитие устойчивости к антибиотикам помогут в разработке экологической политики в разных странах, направленной на контроль загрязнения воздуха. Загрязнение воздуха непосредственно негативно сказывается на здоровье людей. Например, высокая концентрация диоксида азота во вдыхаемом воздухе приводила к снижению систолического артериального давления у лондонских подростков. При этом PM2,5 его повышало.
