汚染された空気は人間にとって有害であるだけでなく、花を見つけるミツバチの高度な感覚をも乱す可能性があります。
2018年と2019年の夏、生態学者のジェームズ・ライアルズ氏と彼の同僚は、イングランド南部のレディング近郊の野原に出て、クロカラシナの周りで飛び交う昆虫を観察した。ハチ、ハナアブ、ガ、チョウなど の昆虫が 小さな黄色い花の花粉や蜜を狙うたびに、彼らはメモを取った。
これは珍しい実験の一部だった。カラシナのいくつかの区画は、発電所や従来の自動車の周囲で発生する汚染ガスであるオゾンと窒素酸化物を放出するパイプで囲まれていた。他の区画には通常の空気を放出するパイプが設けられていた。
結果は科学者たちを驚かせた。汚染物質に覆われた植物は、汚染 されていない区画に比べて、昆虫の数が全体で最大 70% 少なく、花に訪れる昆虫の数は 90% も少なかった 。汚染物質の濃度は、米国の規制当局が安全と考える濃度をはるかに下回っていた。「これほど劇的な結果になるとは予想していませんでした」と、オーストラリアの南クイーンズランド大学の昆虫学者で、リーディング大学の客員教授でもある研究共著者のロビー・ガーリング氏は言う。
これらの影響が花粉媒介者にどのような影響を与えているかという点では、私たちは氷山の一角に触れているに過ぎないと言えるでしょう。 – ジェフ・リフェル
農薬、生息地の喪失、気候変動により、 多くの昆虫の個体数がすでに大幅に減少している中、汚染が昆虫の植物への誘引を阻害する可能性があることを示唆する研究が増えている 。野生の顕花植物の約75％と食用作物の約35％は、植物が互いに受粉して種子を形成できるように、動物に花粉を運ばせている。実験で使用された自家受粉できるクロガラシの植物でさえ、汚れた空気に巻き込まれた植物では、種子鞘の数、鞘あたりの種子、種子鞘の重量で測定された受粉の成功率が14％から31％低下した。
科学者たちは、汚染の影響がどれほど強く広範囲に及ぶのか、またどのように作用するのかをまだ解明していない。汚染は、昆虫を花に引き寄せる香りの変化から、生物の嗅覚、学習、記憶能力のゆがみまで、驚くほど多様な影響を及ぼす可能性があることが分かってきている。
この研究はまだ始まったばかりだとワシントン大学の神経科学者ジェフ・リフェル氏は言う。「これらの効果が花粉媒介者にどのような影響を与えているかという点では、私たちは氷山の一角に触れているに過ぎない」
昆虫は移動するのに嗅覚に頼ることが多い。昆虫は近所を飛び回るうちに、蜜や花粉のよい供給源となる花と自分の匂いを結び付けるようになる。ミツバチなど一部の種は 巣の仲間からの道案内 や 木などの目印を 頼りに移動経路を決めるが、そうした種でさえも遠くからお気に入りの花を嗅ぎ分けるのに嗅覚に大きく依存している。 ガなどの夜行性の花粉媒介昆虫は 特に嗅覚が優れている。「1キロ離れたところから花の群れの匂いを嗅ぎ分けられる」とリフェル氏は言う。
また、ある化合物が他の化合物よりも早く分解すると、昆虫が特定の植物と関連付ける香りのブーケが変化し、その植物が認識できなくなる可能性がある。ガーリング氏と同僚は、オゾンを送り込んだ風洞での実験でこれを観察した。この風洞には、花の香りの合成混合物を着実に放出する装置も備えられていた（実際の花はしおれていただろうと、英国生態学・水文学センターの大気化学者で共著者のベン・ラングフォード氏は言う）。
研究チームは化学検出器を使用して、 オゾンが花の香りの柱の端を侵食するにつれて、花の香りの柱が短く狭くなり、一部の化合物が完全に消え、他の化合物が残る様子を観察した。
大気汚染はミツバチの神経障害を引き起こし、嗅覚などの感覚体験の記憶形成能力に影響を与える可能性がある。
科学者たちは、 ミツバチを 花の本来の香りにさらし、砂糖水を与えて、花の本来の香りを感知するように訓練した。すると、ミツバチは香りを嗅ぐと自動的に舌のような口吻を突き出して香りを味わうようになった。しかし、ミツバチにオゾン化した香りを嗅がせて、香りの源から6メートル（19.8フィート）または12メートル（39.6フィート）離れた場所でテストしたところ、口吻を突き出したのはそれぞれ32％と10％に過ぎなかった。「その時点では、ミツバチはまったく違う香りを嗅いでいる」とラングフォード氏は言う。
研究者らはまた、 オゾン濃度が一定レベルを超えると、縞模様のキュウリハムシ や オオマルハナバチが 宿主植物を認識できなくなることも観察している。最も劇的な観察結果は、硝酸ラジカルと呼ばれる極めて反応性の高い汚染物質が蓄積する夜間に見られる。リフェル氏らは最近、これらの 汚染物質によって淡いマツヨイセンノウの香りが変化すると、タバコスズメガが 同植物に引き寄せられる数が約 50% 減少し、シロバナスズメガは香りをまったく認識しないことを発見した。研究チームは屋外での受粉実験で、この結果、種子と果実の数が 28% 減少したことを発見した。「これは、植物の種子生産能力に非常に大きな影響を及ぼしています」とリフェル氏は言う。
昆虫は、こうした変化した香りを認識できるようになるのだろうか？昆虫が新しい香りを価値あるものと見分けるには、甘い蜜を吸っているときにその香りを嗅ぐ必要がある。しかし問題は、花の香りは花から少し離れたところでしか変化しないということだとガーリング氏は言う。花に近づくにつれて汚染された香りを追うことを学習できる昆虫もいるかもしれないが、 これまでのところ、これが実証されているのはタバコスズメガだけだ。
また、汚染は昆虫の学習を困難にすることもある。2019年の研究では、ガーリング氏らはまず砂糖水口吻法を用いてミツバチに匂いを認識させる訓練を行った。次にミツバチをディーゼル排気ガスにさらした。その後、彼らはミツバチのうち何匹が訓練を維持し、口吻を突き出して匂いの混合物に反応したかを調べるためにミツバチをテストした。驚くべきことに、 ディーゼル排気ガスに曝露してから72時間後に匂いを思い出すことができたミツバチは、曝露していないミツバチと比べて44％少なかった。
「ミツバチは、潜在的に、記憶を形成し、その記憶を保持することができないようです」とガーリング氏は言う。理由は不明だが、おそらくガスが何らかの形でミツバチの脳に生理的ストレスを引き起こし、神経障害を引き起こすのかもしれない。これは、汚染された空気の中では、ミツバチが花の本来の香りを忘れてしまうか、あるいは、ミツバチが汚染された香りを学習できたとしても、それを忘れてしまうことを意味する可能性がある。
https://www.bbc.com/future/article/20240826-why-air-pollution-is-bad-news-for-bees
