雄性果蝇在暴露于空气污染时会陷入混乱

3 月 14 日发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究警告称，空气污染正在扰乱果蝇的爱情生活。雄性普通果蝇在吸入有毒气体后难以识别雌性同伴，导致它们对另一只雄性果蝇采取攻击行动。

尽管一些研究暗示果蝇存在双性恋，但目前的结果表明，这更多地与臭氧污染有关。即使短暂接触_臭氧也足以改变信息素的化学组成，信息素是昆虫用来发现和吸引配偶的独特途径。世界各地汽车、发电厂和工业锅炉产生的空气污染物水平不断增加，可能会阻止普通果蝇繁殖，导致昆虫种类急剧减少。

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化学生态学家将 50 只雄性果蝇放入一个试管中，并将它们暴露在浓度为 100 ppb 的臭氧中（全球臭氧水平范围为 12 ppb 至 67 ppb），持续两小时。两小时后，果蝇体内与生殖行为相关的化合物中一种名为顺式醋酸乙烯酯 (cVA) 的信息素的含量有所减少。

仔细观察后发现，臭氧似乎改变了信息素的化学结构。德国马克斯普朗克化学生态研究所昆虫行为研究小组组长、研究作者马库斯·克纳登解释说，大多数昆虫信息素都有碳双键。每当一种化合物有碳双键时，它就会对臭氧或一氧化氮的氧化变得高度敏感，并开始分离。这一解释与他们发现的苍蝇体内有大量液态庚醛相一致，庚醛是 cVA 分解后产生的产物。

改变的信息素是否会影响雄性果蝇寻找配偶的机会？似乎是这样的。另一项实验将雄性果蝇暴露在浓度为 50 至 200 ppb 的臭氧或臭氧含量低得多的普通空气中 30 分钟，然后将它们与雌性果蝇放在一起。虽然两组的雄性果蝇都毫不犹豫地向雌性求爱，但暴露在臭氧中的果蝇更难找到配偶。

“雄性会用信息素来宣传自己。他分泌的信息素越多，对雌性的吸引力就越大，”克纳登说。失去化学催情剂后，暴露在臭氧中的雄性对雌性来说就不那么有吸引力了，雌性在选择腐败单身汉上所花的时间几乎是选择干净单身汉的两倍。

臭氧污染不仅妨碍了雄性果蝇吸引雌性注意的能力，还影响了它们识别其他个体的方式。克纳登说，他的团队原本以为改变后的信息素会影响雄性果蝇区分雌性和雄性的能力，但他们没想到的是，雄性果蝇会互相攻击。“一开始，看到一条很长的链子，一只雄性果蝇在向另一只雄性果蝇求爱，然后又向另一只雄性果蝇求爱，这真是一个非常有趣的观察结果，”他描述道。有了改变后的信息素，“雄性果蝇基本上会攻击所有小东西，而且动作有点像苍蝇，不管它是什么。”

“人们对空气污染如何干扰昆虫性信息素信号知之甚少，因此很高兴看到这项研究的开展，”英国雷丁大学农业环境研究中心研究员詹姆斯·赖尔斯 (James Ryalls) 表示，他并未参与这项研究。“这项研究表明，空气污染对昆虫通讯的破坏性有多大，并可能产生生态影响，例如生物多样性减少。”

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乍一看，清除香蕉和瓜类作物上的害虫似乎是个好主意。然而，赖尔斯警告说，这些农业害虫对世界生态系统的贡献巨大。作为大自然的清洁工，果蝇有助于分解腐烂的水果，释放出植物、细菌和真菌所需的营养物质。它们也是鸟类和蜘蛛等其他动物的食物。最后，它们是生物医学研究中常用的昆虫模型，为无数的神经科学和遗传学发现做出了贡献。

受到空气污染影响的不仅仅是果蝇。克纳登说，他发现危险的臭氧水平影响了花朵的挥发性化合物，而这些化合物是传粉者的线索。他在 2020 年的一项研究中发现，飞蛾对暴露在这种气体中的植物的花香的吸引力较小，导致授粉量减少。

“昆虫数量正在减少，我们认为这是由于杀虫剂和栖息地丧失造成的，”克纳登说。“看来我们还有更多问题需要解决，其中之一就是空气污染物。”