Eine neue Studie zeigt, wie Schadstoffe aus menschlichen Aktivitäten ihre Fähigkeit beeinträchtigen, Blumen zu finden
Entlang jeder stark befahrenen Straße hängen Autoabgase in der Luft, darunter Stickoxide und Ozon. Diese Schadstoffe, die auch von vielen Industrieanlagen und Kraftwerken freigesetzt werden, schweben stunden- bis jahrelang in der Luft. Wissenschaftler wissen seit langem, dass diese Chemikalien gesundheitsschädlich sind. Doch immer mehr Hinweise deuten darauf hin, dass dieselben Schadstoffe auch das Leben bestäubender Insekten und der von ihnen abhängigen Pflanzen erschweren.
Verschiedene Arten von Luftschadstoffen reagieren mit den chemischen Stoffen, die den Duft einer Blume ausmachen, und verändern Menge und Zusammensetzung der Verbindungen so, dass Bestäuber die Blüten nicht mehr finden können. Insekten achten nicht nur auf optische Hinweise wie Form oder Farbe einer Blume, sondern auch auf eine Duftkarte – eine Kombination von Duftmolekülen, die für jede Blumenart einzigartig sind –, um die gewünschte Pflanze zu finden. Bodennahes Ozon und Stickoxide reagieren mit den Duftmolekülen der Blume und erzeugen neue Chemikalien mit anderer Wirkung.
„Es verändert den Geruch, nach dem das Insekt sucht, grundlegend“, sagte Ben Langford, ein Atmosphärenwissenschaftler des britischen Zentrums für Ökologie und Hydrologie, der zu diesem Thema forscht.
Bestäuber lernen, eine einzigartige Kombination von chemischen Stoffen, die die Blüte freisetzt, mit der jeweiligen Art und der damit verbundenen süßen Belohnung zu assoziieren. Kommen diese empfindlichen Verbindungen mit hochreaktiven Schadstoffen in Kontakt, verändern die Reaktionen die Anzahl der Blütenduftmoleküle sowie die relative Menge der einzelnen Molekülarten, wodurch der Duft grundlegend verändert wird.
Forscher wissen, dass Ozon eine Kohlenstoffbindung in den Duftmolekülen der Blüten angreift. Stickoxide hingegen geben Rätsel auf, und es ist noch nicht genau geklärt, wie Duftmoleküle der Blüten chemisch mit diesen Verbindungen reagieren. „Diese Geruchskarte ist für Bestäuber, insbesondere für aktive Flugbestäuber, sehr wichtig“, erklärt James Ryalls, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Reading. „Manche Hummeln können beispielsweise eine Blüte nur erkennen, wenn sie weniger als einen Meter von ihr entfernt sind. Daher ist der Geruch für sie bei der Nahrungssuche sehr wichtig.“
Langford und andere Mitglieder seines Teams wollten herausfinden, wie Ozon die Form der Duftfahne einer Blume verändert. Sie nutzten einen Windkanal und Sensoren, um die Struktur der Duftwolke zu messen, die Blumen erzeugen, wenn sie ihren charakteristischen Duft verströmen. Anschließend setzten die Forscher Ozon in zwei Konzentrationen in den Tunnel mit den Blütenduftmolekülen ein. Eine davon ähnelt der Konzentration, die in Großbritannien im Sommer bei höheren Ozonwerten herrscht. Sie stellten fest, dass Ozon die Ränder der Fahne zerfrisst und so Breite und Länge verkürzt.
Die Forscher machten sich einen Reflex der Honigbienen zunutze, der als Rüsselverlängerung bezeichnet wird. Ähnlich wie Pawlows Hund, der beim Läuten einer Essensglocke Speichel absondert, strecken Honigbienen als Reaktion auf einen Geruch, den sie mit einer Belohnung durch Zucker assoziieren, einen Teil ihres Mundes aus, der als Nahrungsröhre dient. Als die Wissenschaftler diesen Bienen den Duft präsentierten, den sie normalerweise sechs Meter von der Blüte entfernt wahrnehmen würden, streckten sie in 52 Prozent der Fälle ihren Rüssel heraus. Bei der Duftkomponente, die den Geruch in 12 Metern Entfernung von der Blüte repräsentiert, sank dieser Wert auf 38 Prozent der Fälle.
Als sie jedoch den Geruch der durch Ozon zersetzten Wolke veränderten, reagierten die Bienen nur noch in 32 Prozent der Fälle auf die Sechs-Meter-Marke und in 10 Prozent der Fälle auf die Zwölf-Meter-Marke. „Man sieht einen ziemlich dramatischen Rückgang der Anzahl der Bienen, die den Geruch erkennen können“, sagte Langford.
Ein Großteil der Forschung zu diesem Thema wurde im Labor durchgeführt, nicht im Freiland oder im natürlichen Lebensraum von Insekten. Um diese Wissenslücke zu schließen, installierten Wissenschaftler der Universität Reading Pumpen, die Ozon oder Dieselabgase in Teile eines Weizenfeldes pumpen. Experimente in den 8 Meter großen Freiluftringen helfen den Forschern, die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf verschiedene Bestäuberarten zu bewerten.
Ein Forscherteam überwachte die Senfpflanzen in den Beeten auf Bestäuber. In einige Kammern wurden Dieselabgase in Konzentrationen unterhalb der EPA-Luftqualitätsstandards gepumpt. An diesen Standorten verringerte sich die Fähigkeit der Insekten, Blüten zu finden, die ihnen als Nahrung dienen, um bis zu 90 Prozent. Darüber hinaus wiesen die in der Studie verwendeten Senfpflanzen, obwohl sie selbstbestäubende Blüten sind, auch in einigen Bereichen eine um bis zu 31 Prozent verringerte Samenentwicklung auf, wahrscheinlich als Folge der verringerten Bestäubung durch Luftverschmutzung.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die bestäubenden Insekten aufgrund der aktuellen Luftverschmutzung vor besonderen Herausforderungen stehen. In Kombination mit anderen Herausforderungen, denen diese Insekten ausgesetzt sind, kann die Luftverschmutzung jedoch zu Problemen führen in
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Beitragszeit: 08.08.2024