Добывая продовольствие для еды, насекомые обнаруживают цветочные молекулы аромата в воздухе. Ток ветра может нести эти молекулы до тысяч ног от их первоисточника туда, где у пчел есть своя крапивница.
«У многих насекомых есть гнезда, которые на расстоянии в 3 000 футов от их источника пищи, что означает, что ароматы должны путешествовать на большие расстояния, прежде чем насекомые могут обнаружить их», сказал Хосе Д. Фуентес, преподаватель метеорологии и атмосферной науки, Государственного университета Пенсильвании. «У каждого насекомого есть порог обнаружения для определенных видов ароматов, и они находят еду, двигаясь из областей низких концентраций ароматов в области высоких концентраций».Испускаемые заводом углеводороды расщепляются через химические взаимодействия с определенными воздушными загрязнителями, такими как озон. Этот аварийный процесс приводит к созданию большего количества воздушных загрязнителей, включая гидроксил и радикалов нитрата, которые далее увеличивают аварийный уровень ароматов завода.
Исследователи стремились понять, как эти химические взаимодействия, которые начинаются с присутствия воздушных загрязнителей, повлияли бы на способность пчел найти еду. Они сначала оценили изменения в концентрациях ароматов цветка в результате воздушной турбулентности и химических взаимодействий, используя компьютерное моделирование, которое позволило им отслеживать концентрацию и движение многократных перьев ароматов от различных цветников со временем.
Затем исследователи управляли 90 000 моделирований, представляющих образцы поиска пищи и движения различных пчел в условиях отличающихся уровней аромата, измененных загрязнением воздуха, и растворили скоростями ветра.Команда сообщила в текущей проблеме Атмосферной Окружающей среды, что, поскольку загрязнение воздуха увеличивается, жизнь углеводородов и уменьшения расстояния путешествия. Например, в 60 частях за миллиард уровней озона, которые американское Агентство по охране окружающей среды рассматривает ‘умеренным’ уровнем, исследователи нашли, что достаточно химических изменений произошло, чтобы полностью смутить пчел и препятствовать их способности определить перья цветочных ароматов, они должны были определить местонахождение еды.Альфа-pinene молекулы аромата, которая переживает почти 40 часов в окружающей среде без озонов, пережила меньше чем 10 часов, когда озон повысился до 60 частей за миллиард и только 1 час, когда озон был в 120 частях за миллиард.
Другая молекула, бета-myrcene, которая едет больше чем 3 000 футов в ветреной окружающей среде без озонов, поехала в среднем 1 500 футов, когда озон был 60 частями за миллиард и, когда озон повысился до 120 частей за миллиард, наиболее поехавшие меньше чем 1 000 футов.Изменения в воздушной химии повлияли на число пчел, которые в состоянии обнаружить источники пищи в данный период времени.
В окружающей среде без озонов потребовалось 10 минут для 20 процентов фуражиров, чтобы найти бета кариофиллен молекулы аромата. Когда озон повысился только до 20 частей за миллиард, потребовалось 180 минут для той же самой суммы пчел, чтобы найти аромат.
Команда нашла подобные результаты для шести различных молекул аромата, которые они проанализировали.«Мы нашли, что, когда мы перепутали среду пчел, изменив газы, существующие в атмосфере, они провели больше времени, добывая продовольствие и возвратят меньше еды, которая затронула бы их колонии», сказал Фуентес. «Это подобно тому, чтобы быть попросившимся получить чашку кофе в самом близком кафетерии, в то время как Вы ослеплены. Будет трудно определить местонахождение кафе, не используя визуальные сигналы.
То же самое могло произойти с насекомыми-опылителями, добывая продовольствие для еды в загрязненных массах воздуха».Поскольку концентрация ароматов изменяется решительно в загрязненной среде воздуха, это могло повлиять на важные взаимодействия между заводами и насекомыми.«Есть два типа опылителей, универсалов и специалистов», сказал Фуентес. «Универсалы могут обнаружить смесь ароматов, в то время как специалисты могут только обнаружить один тип аромата.
Это означает, что, поскольку определенные ароматы уменьшают свое расстояние путешествия и продолжительность жизни, специалисты и универсалы могут оба испытать затруднения при нахождении еды».Снижения опыления диких заводов могут привести к увеличениям населения заводов, которые не полагаются на опылители, и снижения опылителя привели бы к уменьшениям в урожайности, отметил Фуентес.
Эти результаты подчеркивают, что загрязнение воздуха – один из многих факторов, влияющих на снижение популяции пчел.По данным американского Министерства сельского хозяйства, управляемые популяции медоносных пчел в США уменьшились между 25 и 45 процентов в год с 2010, включая 44-процентное снижение с 2015 до 2016.
«Медоносные пчелы и другие опылители в беде почти везде, и они платят нам много услуг посредством их опыления», сказал Фуентес. «Чем больше мы можем понять о том, какие факторы затрагивают свое снижение численности, тем более оборудованный мы должны будем вмешаться в случае необходимости».