Côn trùng mất khứu giác vì ô nhiễm không khí, loài người tự đi mà thụ phấn cho cây

Ô nhiễm không khí đang làm cho các loài côn trùng thụ phấn như ong và bướm không còn ngửi được mùi mật hoa nữa. Điều đó không chỉ ảnh hưởng đến các loài côn trùng và thực vật nói riêng. 

Bởi nhiều nguồn thực phẩm của chúng ta phụ thuộc vào quá trình thụ phấn của côn trùng, các nhà khoa học dự đoán sản lượng một số loại cây trồng có thể bị suy giảm trong tương lai vì ô nhiễm không khí. 

Và điều đó thậm chí còn ảnh hưởng tới an ninh lương thực khi thế giới ngày một đông hơn. Nhiều loại thực phẩm như rau cải, táo, anh đào và ca cao sẽ bị sụt giảm năng suất hoặc chúng ta sẽ phải tự thụ phấn nhân tạo cho chúng trên quy mô lớn.

Cuộc phục kích côn trùng thụ phấn

Cánh đồng hoa cải ở trang trại Sonning của Đại học Reading, Anh Quốc những ngày này đột nhiên xuất hiện những hình tròn khổng lồ ghép thành khối bát giác. Nhưng đó không phải là một cuộc thi nghệ thuật sắp đặt hay dấu vết của người ngoài hành tinh. Trên thực tế, các nhà khoa học đang lắp đặt ở đó một hệ thống hun trùng khổng lồ.

Hun trùng là những vòi phun hóa chất vào không khí để diệt côn trùng, giống như cách bạn phun thuốc diệt muỗi bằng máy phun công nghiệp. Nhưng tại đây, các nhà khoa học không muốn tiêu diệt loài côn trùng nào cả, họ đang chỉ mô phỏng lại một môi trường ô nhiễm không khí với các tạp chất thường thấy.

Các vòi hun trùng ở 8 cạnh hình bát giác này sẽ phun ra ôzôn và khí thải diesel. Mục tiêu là để kiểm tra xem liệu những chất gây ô nhiễm thông thường này có ảnh hưởng đến côn trùng và cách chúng thụ phấn cho hoa cải hay không.

Để có thể có được số liệu chính xác, các nhà khoa học tại Đại học Reading đã phải thực hiện hai cuộc phục kích. Họ được huấn luyện để đứng yên nhất có thể, giống như một hình nộm trên vườn cải, mở to mắt chỉ để đếm số lượng côn trùng đi vào vòng bát giác.

Cuộc phục kích thứ nhất là khi thiết bị hun trùng chưa được bật. Cuộc phục kích thứ hai sau đó để đối chiếu khi cỗ máy đã phun ra khí thải diesel và ôzôn.

Kết quả cho thấy, so với cuộc phục kích thứ nhất, các nhà khoa học trong cuộc phục kích thứ hai đếm được số lượng côn trùng đến thụ phấn thấp hơn đáng kể. Khi máy hun trùng phun ra diesel, số lượng côn trùng bay đến và đậu trên ít nhất một bông hoa giảm 69%.

Con số là 62% đối với ôzôn và 70% đối với sự kết hợp của cả hai chất ô nhiễm.

Khi đếm riêng từng loài côn trùng riêng biệt, bao gồm ong, bướm đêm, bướm và ruồi - và tính đến số lượng hoa mà mỗi loài côn trùng đậu trên đó, các nhà khoa học nhận thấy số lượt ghé thăm của chúng đã giảm 89% khi máy hun trùng nhả ra diesel, 83% đối với ôzôn và 90% đối với cả hai chất ô nhiễm.

James Ryalls, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Kết quả của chúng tôi cho thấy ô nhiễm không khí là một tác nhân tiềm ẩn gây thêm áp lực lên các loài thụ phấn" – bên cạnh một danh sách dài bao gồm bệnh tật, mất môi trường sống và thuốc trừ sâu.

Ô nhiễm không khí làm côn trùng mất khứu giác

Các nhà nghiên cứu cho rằng lý do khiến côn trùng giảm thụ phấn cho hoa cải là do các chất ô nhiễm cản trở hương thơm của hoa. Một số nhà bình luận cho rằng hay là vì các cỗ máy hun trùng hoặc mùi của hóa chất đã đuổi ong và bướm sợ bay đi. Nhưng Ryalls đã tính toán đến khả năng đó và thấy rằng khi đặt bẫy chảo (một loại bẫy côn trùng) trong vòng bát giác, họ không thấy số lượng côn trùng trong bẫy giảm.

Điều đó có nghĩa là côn trùng không sợ cỗ máy hun trùng hay mùi của hóa chất, chúng vẫn có xu hướng bay vào bên trong đó, nhưng số lượng đậu xuống hoa thì sụt giảm do chúng bối rối không ngửi thấy mùi phấn hoa ở đâu.

Côn trùng, bao gồm cả ong và bướm, ngửi bằng cách sử dụng râu của chúng. Những chiếc râu này được bao phủ bởi thụ thể khứu giác, giúp phát hiện các hợp chất có mùi.

Khứu giác của các loài côn trùng thụ phấn vốn rất nhạy bén - nhạy hơn so với khứu giác của con người rất nhiều. Khi một bông hoa tiết ra một chùm hợp chất hóa học tạo mùi thơm, côn trùng sẽ sử dụng nó như một bản đồ để định vị, tìm tới địa điểm mà chúng có thể hút mật.

Nếu một hoặc nhiều hợp chất tạo mùi bị thay đổi do phản ứng với dầu diezel hoặc ôzôn, thì tỷ lệ và nồng độ của các hợp chất trong chùm hương thơm sẽ thay đổi. Nó làm cho chiếc bản đồ định vị của côn trùng trở nên méo mó, từ đó nó không còn tìm được vị trí bông hoa nữa.

Nếu như trên bầu khí quyển của chúng ta có những phân tử "ôzôn tốt", đang làm nhiệm vụ che chắn hành tinh khỏi tia cực tím từ vũ trụ, thì ở dưới mặt đất, chúng ta lại có "ôzôn xấu" được sinh ra từ khói ô tô, nhà máy điện và nhà máy lọc dầu.

Ôzôn gần mặt đất có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người như các vấn đề về tim mạch và hô hấp. Bây giờ, nó còn được phát hiện khi làm gián đoạn quá trình thụ phấn của côn trùng.

Báo cáo của Cơ quan Môi trường Hoa Kỳ năm 2020 trích dẫn một thí nghiệm cho thấy với sự hiện diện của ôzôn tăng cao, khả năng định hướng bằng hương thơm của ong vò vẽ bị suy giảm.

Nghiên cứu kết luận: "Một loạt các bằng chứng đã ủng hộ "mối quan hệ có thể là nhân quả" giữa việc tiếp xúc với ôzôn và sự thay đổi tín hiệu giữa côn trùng - thực vật". 

Hiện nay, nồng độ ôzôn an toàn trong không khí được xác định ở dưới mức 70 ppb (phần tỷ). Nồng độ an toàn của  nitơ điôxit (NO2) là dưới 53 ppb. Trong các vòng thí nghiệm của Ryalls, nồng độ ôzôn mà ông sử dụng chỉ xấp xỉ 35 ppb, và nồng độ nitơ điôxít, một thành phần của khí thải động cơ diesel, là khoảng 21 ppb.

Những con số này theo Ryalls chỉ tương đương với một nửa nồng độ của khí ôzôn và khí thải diesel bên cạnh một con đường đông đúc ở London. Như vậy "chỉ với mức độ vừa phải của các chất ô nhiễm không khí thông thường đã có thể làm giảm tỷ lệ côn trùng sống tự do tìm thấy và thụ phấn cho hoa", ông nói.

Hậu quả của điều đó là gì?

Đây không chỉ là tin xấu đối với những loài thụ phấn, những con côn trùng có thể không kiếm được thức ăn trong bối cảnh ô nhiễm không khí, mà còn là tin xấu đối với những loài thực vật phụ thuộc vào côn trùng để nhân giống.

Viễn cảnh cũng khá tệ đối với con người: Nếu côn trùng không thể thụ phấn cho cây trồng, thì chúng ta có thể mất các sản phẩm thiết yếu trong chuỗi cung ứng thực phẩm hàng ngày.

Mặc dù một số loại cây trồng được thụ phấn nhờ gió, nhưng một số loại cây khác lại phụ thuộc hoàn toàn vào côn trùng. Ryalls nói: "Nếu ngày mai chúng ta mất hết côn trùng thụ phấn, chúng ta sẽ không thể sản xuất hạt ca cao, quả hạch Brazil và một số loại trái cây, những loại quả mà quá trình thụ phấn cần thiết cho sự sinh sản".

Điều đó cũng có nghĩa là loài người sẽ không còn táo, nam việt quất, các loại dưa và rau như rau cải. Các loại cây trồng như quả việt quất, anh đào và hạnh nhân cũng biến mất vì chúng phụ thuộc gần như hoàn toàn vào ong mật để thụ phấn.

Nhưng Ryalls cho biết hậu quả chưa dừng lại ở đó. Việc khứu giác của côn trùng bị ảnh hưởng bởi không khí ô nhiễm còn khiến chúng không ngửi được mùi pheromone của chính mình.

Pheromone là những hợp chất do côn trùng tạo ra để thu hút bạn tình cùng loài. "Nếu quá trình giao tiếp với pheromone bị gián đoạn theo cách tương tự, nó có thể dẫn đến việc côn trùng phải vật lộn để tìm bạn tình.  Điều này có thể gây ảnh hưởng đến đa dạng sinh học bên trong các loài côn trùng", Ryalls dự báo.

Jaret Daniels, một phó giáo sư về bảo tồn côn trùng tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Florida, cho biết: "Bất kể loại ô nhiễm nào - dù là ô nhiễm ánh sáng, tiếng ồn hay hóa chất – theo cách này hay cách khác đều ảnh hưởng đến các loài thụ phấn".

Và điều đó sẽ gây tác động lớn đến hệ sinh thái tự nhiên cũng như hoạt động nông nghiệp của loài người. Lượng khí thải liên quan đến nhiên liệu hóa thạch tăng lên không chỉ ảnh hưởng tới khí hậu hành tinh mà còn ảnh hưởng tới an ninh lương thực của chính chúng ta và con cháu chúng ta.

Những nghiên cứu như thế này vì vậy có vai trò "đặc biệt quan trọng, khi mức dân số toàn cầu đang gia tăng, nhất là với những môi trường đô thị đang phát triển, nơi có tình trạng ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng", Daniels nói.

Tham khảo Wired