Ob man sie liebt oder verabscheut, wir alle sind auf Insekten angewiesen. Insekten helfen bei der Bestäubung dreiviertel der weltweiten Nutzpflanzensorten, was sie zu einer wertvollen Ressource macht.
Aber wir machen Insekten das Leben schwer – und zwar nicht nur, indem wir sie mit der Zeitung wegschlagen. Insektenpopulationen weltweit sind in starker Rückgang im Kampf gegen Klimawandel, Lebensraumverlust und Pestizide.
Jetzt können wir die Luftverschmutzung zur Liste der Bedrohungen hinzufügen. Unsere Forschung aus dem Jahr 2022 ergab, dass sie zwei häufigen Luftschadstoffen in Konzentrationen ausgesetzt waren EU-Grenzwerte für die Luftqualitätgingen die Besuche bestäubender Insekten an Blumen um bis zu 90 % zurück.
Über einen Zeitraum von zwei Jahren haben wir die Ozon- oder Dieselabgaswerte rund um Parzellen mit blühenden schwarzen Senfpflanzen, die sich alle innerhalb von Feldern mit nicht blühendem Weizen befanden, künstlich erhöht. Mithilfe von Ringen, die um jedes Grundstück herum errichtet wurden, haben wir die Freisetzung von Schadstoffen sorgfältig überwacht und kontrolliert.
Diese Methode ermöglichte es uns, die Anzahl der bestäubenden Insekten zu überwachen, die die Blumen in verschmutzten Parzellen besuchen, und Vergleiche mit Parzellen ohne Schadstoffe anzustellen.
Wir waren überrascht von dem, was wir fanden. In den Ringen, in denen wir Ozon- oder Dieselabgase freisetzten, sank die Zahl der bestäubenden Insekten um 70 % und die Erfolgsraten bei der Bestäubung gingen insgesamt um bis zu 31 % zurück.
Betroffen waren nicht nur Bienen und Schmetterlinge. Auch bodenlebende Insekten litten unter der Belastung durch diese Schadstoffe wodurch ihre Zahl abnimmt sogar um 36 %.
Wie Pawlows Hunde können Bienen darauf trainiert werden, auf eine Glocke zu reagieren – oder in ihrem Fall auf den Duft einer Blume.
Warum Luftverschmutzung das Leben so schwer macht
Viele Insekten verlassen sich beim Auffinden von Blumen auf ihren Geruchssinn. Wenn sie sich von Nektar ernähren, verbinden sie schnell den Duft der Blume mit ihrer zuckerhaltigen Belohnung. Wenn sie später auf denselben Duft stoßen, verfolgen sie seine Spur auf der Suche nach einem weiteren Leckerbissen.
Somit erfüllen Blumen einen doppelten Zweck. Sie sind nicht nur hübsch anzusehen, sondern fungieren auch als Leuchtfeuer, die eine spezielle Mischung duftender Chemikalien freisetzen, die Bestäuber anlocken sollen.
Doch diese Signale sind bedroht. Luftschadstoffe wie Ozon sind hochreaktiv und können die Signale beeinträchtigen, indem sie die Chemikalien zerstören, die den Duft einer Blume ausmachen.
In unserem mehr aktuelle Forschung, simulierten wir einen Blumenduft in einem 20 Meter langen Windkanal und zeichneten dann auf, wie sich die Konzentrationen der einzelnen Chemikalien, aus denen der Duft bestand, als Reaktion auf die zunehmende Ozonverschmutzung veränderten. Wir fanden heraus, dass Ozon die Ränder der Wolke schnell zerfrisst und so sowohl ihre Breite als auch ihre Länge verringert.
Im Wesentlichen konnte das chemische Signal nur eine kürzere Distanz zurücklegen, was die Anzahl der Insekten, die es erreichen konnte, begrenzte.
Durch die Zugabe von Ozon verändert sich auch der Geruch aller Chemikalien, die den Duft einer Blume ausmachen. Indem wir diese Veränderungen in einem Windkanal beobachten, könnten wir die Geschwindigkeit messen, mit der diese chemischen Veränderungen ablaufen.
Einige Chemikalien wurden innerhalb von Sekunden abgebaut, während andere überhaupt nicht beeinträchtigt wurden. Wie weit Sie von der Duftquelle entfernt sind, scheint den Geruch des Duftes zu beeinflussen.
Pawlows Bienen
Um zu verstehen, wie sich Veränderungen des Blumendufts auf Bestäuber auswirken können, haben wir Honigbienen beigebracht, denselben Blumenduft zu erkennen, den wir in den Windkanal abgegeben haben. Ähnlich wie Pawlows Hunde beim Klang einer Tischglocke sabbern, Bienen strecken ihren Rüssel heraus (röhrenförmige Zunge) Wenn sie einen Geruch riechen, haben sie gelernt, ihn mit einer zuckerhaltigen Belohnung zu assoziieren. Dadurch konnten wir sehen, wie viele Bienen den Blumenduft noch erkennen konnten, nachdem er der Ozonbelastung ausgesetzt war.
Wir haben es zunächst getestet Honigbienen mit Duftmischungen, die denjenigen nachempfunden sind, die im Zentrum der Wolke beobachtet wurden, als die Ozonwerte anstiegen. In einer Entfernung von sechs Metern zur Blüte erkannten 52 % der Bienen den Duft. Bei einer Entfernung von 12 Metern sank dieser Wert auf nur noch 38 %.
Anschließend haben wir die Reaktion der Honigbienen auf die stärker beschädigten Fahnenränder getestet. Nur 32 % der Bienen reagierten auf sechs Meter, auf nur 10 % auf zwölf Meter.
Diese Ergebnisse erklären den deutlichen Rückgang der Anzahl und Vielfalt der Insektenbesuche und Bestäubungsraten, der in unseren Feldversuchen beobachtet wurde. Einfach ausgedrückt schränkt die Ozonverschmutzung die Reichweite chemischer Signale ein und verändert ihre Bedeutung, was zu Verwirrung bei Insekten führt.
Aber es ist unwahrscheinlich, dass dies die ganze Geschichte ist. Obwohl wir die Auswirkungen der Ozonverschmutzung auf Blumendüfte nachahmten, setzten wir die Bienen nie direkt Ozon aus. Separate Forschung Eine in Frankreich durchgeführte Studie legt nahe, dass die direkte Ozonexposition auch die Fähigkeit von Bienen beeinträchtigen könnte, Blumendüfte wahrzunehmen.
Das volle Ausmaß, in dem sich die Luftverschmutzung auf die Insekten auswirkt, auf die wir alle angewiesen sind, zeichnet sich gerade erst ab. Wenn Sie also das nächste Mal Ihre Zeitung anheben, um einen Käfer zu bekämpfen, nehmen Sie sich einen Moment Zeit und fragen Sie sich: Haben sie es nicht schon hart genug?
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