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臭氧污染或导致全球昆虫数量下降

2024-06-06 09:30:52 科技日报   作者: 宗诗涵  

随着夏季的到来,天气晴朗的日子渐增。然而,蓝天白云下,看似洁净的空气中却隐藏着一位“隐形杀手”——臭氧污染。它不仅对人类健康构成威胁,还可能影响昆虫寻找合适的配偶。

近日,一项发表于《自然·通讯》的研究表明,随着臭氧污染水平的提高,昆虫潜在伴侣释放的信息素会被分解,因此它们可能很难找到同一物种的配偶。这为全球昆虫数量下降提供了新解释。

可破坏果蝇交配信号

臭氧是一种具刺激性气味的淡蓝色气体。大部分臭氧分布在大气平流层中,吸收太阳紫外线,对地球生物具有保护作用。然而,一旦它从平流层进入对流层,就会由“地球卫士”变成“隐形杀手”,对地球环境造成伤害。中国农业科学院植物保护研究所研究员王恩东介绍,对流层中的臭氧,仅有20%来自平流层,其余则主要源于近地面光化学反应和生物排放。

“当大气低空对流层中的臭氧浓度超过一定限值,就会造成光化学烟雾等污染,严重影响人们的正常生产与生活。”王恩东说。

动物采用各种策略来建立近缘物种之间的交配界限,其中性信息素在识别同种配偶方面发挥着至关重要的“通信”作用。然而,这些信息素中的碳碳双键易被臭氧等大气中的氧化物氧化。

先前的研究已经表明,雄性果蝇通常依赖释放其特有的混合信息素来吸引雌性同类。然而,臭氧会分解这些信息素,从而降低雄性果蝇的吸引力。某些情况下,雄性果蝇甚至可能无法区分雌性和其他雄性,导致它们错误地向同性求爱。

在最新研究中,研究人员以4种具有代表性的果蝇为例,调查研究了臭氧对性信息素的分解是否也会影响不同物种之间的交配界限。研究结果显示,短期暴露于高浓度臭氧环境下,这4种果蝇的信息素均会受到显著分解,并可能诱导果蝇之间的杂交。

王恩东表示,由于许多杂交后代通常不育或生育能力较差,这可能导致种群数量减少,甚至面临灭绝的风险。

近年来的研究进一步揭示,臭氧水平上升还对昆虫等动物的繁育能力产生了不利影响。这不仅对昆虫种群构成威胁,也可能对整个生态系统的平衡和稳定产生深远影响。

昆虫减少会致生态失衡

由于工业化和城市化的迅速发展,人类向大气中排放了大量污染物,导致近地面臭氧浓度不断增加。数据显示,过去30年间,对流层臭氧浓度以每年0.5%—2%的速度持续上升,这一趋势已经对生态环境和人类健康造成了不容忽视的负面影响。

王恩东表示,臭氧等大气中的氧化物不仅干扰动物的交流方式,还会破坏植物与授粉昆虫之间的化学信号传递。例如,高浓度的臭氧会抑制植物的光合作用,影响其正常的生理生化代谢过程,从而导致作物营养成分和次生代谢物质发生改变。这种变化进而间接影响到植食性昆虫及其天敌昆虫的种群动态,任何一方的增加或减少都可能破坏生态平衡。

“生态平衡的破坏,最终会波及人类自身。”王恩东说,昆虫数量和种类的减少会对人类生活的方方面面产生影响。比如,部分昆虫在控制害虫方面发挥着重要作用,对农业生产具有积极意义。同时,昆虫的多样性也为生物学、医学等领域的研究提供了宝贵的模型。

王恩东介绍,发生于20世纪40年代的美国洛杉矶光化学烟雾事件,以及七八十年代的我国甘肃省兰州市西固区的光化学烟雾污染事件等给当地民众健康和农作物带来了严重危害;后来,北京、广州、深圳等地也相继出现光化学烟雾污染现象。

王恩东表示,臭氧形成的复杂性及区域传输的不确定性,导致臭氧污染治理单靠政府或单个部门很难达到理想效果。因此,为了有效解决臭氧污染问题,必须推动多主体、多角度、多方法的综合协同治理实践,实现全民共治的良性态势。




责任编辑: 李颖

标签:臭氧污染,全球昆虫数量下降