Luchtvervuiling kan de kenmerkende geuren van sommige nachtbloeiende bloemen temperen, waardoor de bestuiving in gevaar komt.
Wanneer de geur van bleke teunisbloem in de nachtelijke lucht bepaalde verontreinigende stoffen tegenkomt, vernietigen ze belangrijke geurmoleculen, zo blijkt uit laboratorium- en veldtesten. Als gevolg hiervan kan het voor motten en andere nachtelijke bestuivers moeilijk zijn om de geur te detecteren en de bloem te bereiken, rapporteren de onderzoekers op 9 februari. Wetenschap.
De ontdekking benadrukt hoe luchtvervuiling meer kan beïnvloeden dan alleen de menselijke gezondheid. “Het gaat echt dieper… en beïnvloedt ecosystemen en voedselveiligheid”, zegt Joel Thornton, een atmosferische wetenschapper aan de Universiteit van Washington in Seattle. “Bestuiving is zo belangrijk voor de landbouw.”
De toenemende industrialisatie heeft ozon, stikstofoxiden en andere verontreinigende stoffen in de lucht gepompt. Overdag breekt zonlicht gewoonlijk ozon af. Maar ‘s nachts hoopt de verontreinigende stof zich op en reageert met stikstofdioxide om nitraatradicalen te produceren. Deze reactieve moleculen kunnen plantengeuren beïnvloeden, zo bleek uit het onderzoek, maar de details waren onduidelijk.
Thornton en collega’s verzamelden geurmoleculen van bleke teunisbloem (Oenothera pallida) en verspreidde de geur in een windtunnel met havikmotten. De wetenschappers konden zien dat de motten ‘gemakkelijk met de wind meevliegen en de geur volgen’, zegt bioloog Jeff Riffell van de Universiteit van Washington.
Maar het werd een ander verhaal toen onderzoekers verontreinigende stoffen zoals ozon en stikstofdioxide aan de mix toevoegden. Vervolgens vlogen de havikmotten in zigzagpatronen, vaak zonder succes op zoek naar geursignalen.
Door de antennes van de haviksmot bloot te stellen aan elk van de moleculen in de geur, werden de belangrijkste signalen zichtbaar die de motten gebruiken om bloemen te vinden: twee soorten
aromatische verbindingen die monoterpenen worden genoemd. Dit bleek uit moleculaire analyse
de verbindingen breken in stukken wanneer ze nitraatradicalen tegenkomen, waardoor de sleutelbloem het grootste deel van zijn aroma berooft.
“Het was verrassend [that] “Een ogenschijnlijk subtiele verandering in de concentratie van slechts twee verbindingen – van de meer dan twintig – was genoeg om de aantrekkingskracht van de bloem te elimineren”, zegt Riffell.
Het effect is vergelijkbaar met iemand blinddoeken en hem dan vragen een kop koffie te gaan halen, zegt Jose Fuentes, een atmosferische wetenschapper aan Penn State die niet bij het onderzoek betrokken was.
Om de bevindingen in de natuur te testen plantte ecoloog Jeremy Chan, nu verbonden aan de Universiteit van Napels Federico II in Italië, een veld met echte en kunstmatige sleutelbloemen rond
280 kilometer ten oosten van Seattle. Sommige vervalsingen stoten een in het laboratorium gemaakte sleutelbloem uit
geur, terwijl anderen geur afgaven, evenals chemicaliën die in de lucht reageren en nitraatradicalen creëren. De camera’s registreerden het aantal keren dat de motten de experimentele knoppen bezochten.
Motten bezochten gewoonlijk twee tot drie keer per nacht echte en valse bloemen en verspreidden de zuivere geur van sleutelbloemen. Voor nepbloemen met vervuilde geuren was het gemiddelde aantal nachtelijke bezoeken minder dan één, ontdekte het team.
Wetenschappers moeten leren hoe het waargenomen gedrag van insecten kan beïnvloeden
foerageren, zegt Fuentes. Als de insecten op sommige plaatsen steeds meer in de war raken
waar de luchtvervuiling verergert, “zal dit de bestuiving en de gewasproductie beïnvloeden [and] de gezondheid van inheemse plantensoorten.”