蜜蜂為什麼聞不到花香?氣候變遷改變了大自然的味道

圖/freepik
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編按:氣候變遷也改變了大氣中的氣味?原來我們聞到的不只是氣味,而是關於這世界的一切訊息。從昆蟲到人類的各種生物,都運用身體的感官系統探索環境並與同類溝通。當二氧化碳增加,臭氧層被破壞,塑膠充斥著環境,許多生物可能因此找不著食物、尋覓不到伴侶,甚至吃錯東西……

昆蟲聞不著花香 植物難以授粉

近年來,關於昆蟲數量減少的研究引起大量關注,例如在德國的某些區域,昆蟲的數量已經減少超過一半。生態環境產生如此重大的變異,也會為人類帶來嚴重後果。例如蜜蜂的數量不斷減少,這意味著果樹難以順利授粉,蜂蜜產量也隨之減少;大黃蜂以及其他許多益蟲都有同樣的遭遇。

更糟糕的是,由於昆蟲是許多鳥類的穩定食物來源,導致鳥類也開始面臨食物短缺的困境。不過,溫室氣體與污染物對嗅覺與氣味造成的影響,是否真的是昆蟲減少的原因呢?目前看來,這種說法至少是一種可能性;許多不同學門的研究皆指出,人類釋放出的氣體的確會改變氣味。

我們就拿昆蟲授粉來舉例吧。幾百萬年來,花朵與昆蟲共同演化出互利的互動模式,維持著微妙的穩定狀態。花朵的視覺樣貌有著吸引遠處昆蟲靠近的作用,花香則為昆蟲引導最後一哩路。當這一切順利進行,植物就能成功授粉,而昆蟲也能獲得花蜜及花粉作為回報。然而,我們能夠通過移除花和昆蟲之間最親密的氣味互動來顯示這個系統有多脆弱。

如果花香消失了,昆蟲就無法為植物授粉,也無法帶走花蜜。正因為這個系統如此脆弱,我們根本不必等到氣味完全消失,只要稍有改變,就能發現花朵與昆蟲之間的氣味溝通遭到破壞,而這正是溫室氣體汙染(特別是臭氧)所帶來的後果。

臭氧含量誤導昆蟲的嗅覺系統

臭氧的氧化性很強,因此容易與其他分子產生化學反應。我們進行了一個實驗,讓菸草天蛾(Tobacco sphingid moths)在實驗風洞裡飛向特定的花朵。首先,我們仿造了自然界的氣流,飛蛾很容易就找到了這朵花,順利採集花蜜並且完成授粉;接著,我們將花朵放在四周空氣臭氧含量較高的位置,觀察蛾的行為是否改變。這次,實驗中的蛾明顯找不到方向,無法順利定位花朵的位置。於是我們開始分析在這種環境下花朵所散發的物質分子,發現其中有許多種分子在臭氧含量高的環境下,聞起來都與原來的味道大不相同。

在天氣較為溫暖的日子裡,世界上某些地區已經暴露在過高的臭氧含量中,這對昆蟲的授粉行為造成了破壞性影響。我們持續實驗,試圖觀察昆蟲定位花朵的嗅覺系統是否有可塑性,足以彌補臭氧帶來的影響,以下是我們的發現。

如果蛾在適應「新的」花朵氣味時伴有強烈的視覺引導,只要嘗試依循氣味成功找到花蜜一次,就足以讓蛾學會根據「被臭氧影響的氣味」定位花朵。正如伊恩.馬康姆(Ian Malcolm)在《侏儸紀公園》(Jurassic Park)電影裡所說:「生命會自己找到出路。」(Life finds a way.)

然而大部分的情況下,空氣中高含量的臭氧會對蜜蜂、大黃蜂、蛾與其他昆蟲的授粉行為造成危害,其他氣體如柴油廢氣也同樣有這種負面影響。毫無疑問,我們必須盡一切努力限制這些有害氣體的排放,並最好在未來持續降低排放量。

在另一項研究中,我的同事傑洛丁.萊特(Geraldine Wright)調查了「現代」的殺蟲劑對於蜜蜂授粉有何影響。類尼古丁(neonicotinoids)是全世界最常使用的殺蟲劑成分,與以往所使用的胺甲酸酯(carbamates)和有機磷(organophosphates)相比,對鳥類及哺乳類動物的危害較小;因此照理來說,這種成份對於蜜蜂的傷害程度應該也會較低。然而,傑洛丁觀察暴露在極低濃度類尼古丁之下的蜜蜂後卻發現,這些蜜蜂的嗅覺學習能力明顯受到影響。我們再次發現,昆蟲的氣味溝通與其他潛在能力的確已受到人類活動的干擾。

氣溫波動對昆蟲的影響

氣溫也與昆蟲的生活息息相關;氣溫如果升高,所有氣味分子的揮發速度都會增加,一切氣味都會變得更加濃烈。而昆蟲並不具備調節體溫的能力──無法維持體溫恆定──因此昆蟲的生理功能通常會隨著棲息地的環境溫度而變化,嗅覺能力也不例外。沙漠裡的甲蟲可能會在攝氏40度時表現最佳的生理功能,而根據我自己的紀錄,冬季蛾(Winter moths)觸角裡的嗅覺神經元則是在大約攝氏10度時最為活躍;如果氣溫上升至攝氏20度,牠們的生理系統可能就難以運作了。這也就表示,氣候變遷造成的全球升溫,勢必對於昆蟲的嗅覺有直接影響,其他「冷血」動物或許也深受其害。

氣溫上升也會導致昆蟲入侵新的地區。雖然昆蟲的分布擴散與嗅覺沒有直接關連,但確實有許多運用氣味指引方向的害蟲數量因溫度上升而大幅增加。各位在第九章會讀到有關瘧疾病媒蚊的內容,但這還只是全世界眾多病媒昆蟲的其中一種而已。眼下我們已觀察到這些蚊蟲入侵歐洲與北美洲等新地區;由於黑斑蚊分布地區的擴大,以蚊子為傳染源的茲卡病毒(Zika virus)已自南美洲與中美洲傳入北美南部。其他疾病如西尼羅病毒(West Nile virus)及屈公病(Chikungunya)也都因為病媒蚊開始擴大棲地而擴大傳染規模。

本文摘自:《你聞到了嗎?》 圖/臉譜出版
本文摘自:《你聞到了嗎?》 圖/臉譜出版

• 本文摘自:《你聞到了嗎?:從人類、動植物到機器,看嗅覺與氣味如何影響生物的愛恨、生死與演化》

• 出版社:臉譜出版

• 出版日期:2023年01月


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