Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Washington descobriu uma das principais causas para a queda na atividade noturna dos polinizadores – e as pessoas são as principais culpadas.
Os pesquisadores descobriram que os radicais nitrato (NO3) no ar degradam os produtos químicos aromáticos liberados por uma flor silvestre comum, reduzindo drasticamente os sinais baseados em aromas dos quais os polinizadores noturnos dependem para localizar a flor. Na atmosfera, o NO3 é produzido por reações químicas entre outros óxidos de azoto, que são eles próprios libertados pela combustão de gás e carvão de automóveis, centrais elétricas e outras fontes. As descobertas, publicadas recentemente na Science, são as primeiras a mostrar como a poluição noturna cria uma cadeia de reações químicas que degrada os sinais olfativos, deixando as flores indetectáveis pelo cheiro. Os investigadores também determinaram que a poluição provavelmente tem impactos mundiais na polinização.
A equipe co-liderada por Jeff Riffell , professor de biologia da UW, e Joel Thornton , professor de ciências atmosféricas da UW – estudou a prímula pálida ( Oenothera pallida). Esta flor silvestre cresce em ambientes áridos em todo o oeste dos EUA. Eles escolheram esta espécie porque suas flores brancas emitem um perfume que atrai um grupo diversificado de polinizadores, incluindo mariposas noturnas, que são um de seus polinizadores mais importantes.
Em locais de campo no leste de Washington, os pesquisadores coletaram amostras de aromas de flores claras de prímula. De volta ao laboratório, eles usaram técnicas de análise química para identificar as dezenas de substâncias químicas individuais que compõem o perfume das flores silvestres.
“Quando você cheira uma rosa, você cheira um buquê diversificado composto de diferentes tipos de produtos químicos”, disse Riffell. “O mesmo se aplica a quase todas as flores. Cada um tem seu próprio aroma composto por uma receita química específica”.
Depois de identificarem os produtos químicos individuais que compõem o perfume das flores silvestres, a equipe usou uma técnica mais avançada chamada espectrometria de massa para observar como cada produto químico contido no perfume reagia ao NO3. Eles descobriram que a reação com o NO3 quase eliminou certos produtos químicos aromáticos. Em particular, o poluente dizimou os níveis de compostos aromáticos monoterpênicos, que em experimentos separados as mariposas consideraram mais atraentes.
As mariposas, que cheiram através de suas antenas, têm uma capacidade de detecção de cheiros que é aproximadamente equivalente à dos cães – e vários milhares de vezes mais sensível que o olfato humano. A pesquisa sugere que várias espécies de mariposas podem detectar cheiros a quilômetros de distância, de acordo com Riffell.
Usando um túnel de vento e um sistema de estímulo de odor controlado por computador, a equipe investigou quão bem duas espécies de mariposas – a esfinge de linha branca ( Hyles lineata ) e a traça-falcão do tabaco ( Manduca sexta ) – conseguiam localizar e voar em direção aos cheiros. Quando os pesquisadores introduziram o cheiro normal da pálida prímula, ambas as espécies voaram prontamente em direção à fonte do perfume.
Mas quando os investigadores introduziram o aroma e o NO3 em níveis típicos de um ambiente urbano noturno, a precisão do Manduca caiu 50% e Hyles – um dos principais polinizadores noturnos desta flor – não conseguiu localizar a fonte. Experimentos em um ambiente natural apoiaram essas descobertas. Em experimentos de campo, a equipe mostrou que as mariposas visitavam uma flor falsa emitindo um perfume inalterado com a mesma frequência que visitavam uma flor real. Mas, se tratassem primeiro o cheiro com NO3, os níveis de visitação das mariposas caíam até 70%.
“O NO3 está realmente reduzindo o ‘alcance’ de uma flor – até onde seu perfume pode viajar e atrair um polinizador antes de se decompor e ser indetectável”, disse Riffell.
A equipe também comparou como as condições de poluição diurna e noturna impactaram os produtos químicos aromáticos das flores silvestres. A poluição noturna teve um efeito muito mais destrutivo na composição química do perfume do que a poluição diurna. Os pesquisadores acreditam que isso se deve em grande parte à degradação do NO3 pela luz solar.
A equipe usou um modelo de computador que simula padrões climáticos globais e química atmosférica para localizar áreas com maior probabilidade de ter problemas significativos com a comunicação entre plantas e polinizadores. As áreas identificadas incluem o oeste da América do Norte, grande parte da Europa, Médio Oriente, Ásia Central e do Sul e sul de África.
“Fora da atividade humana, algumas regiões acumulam mais NO3 devido a fontes naturais, geografia e circulação atmosférica”, disse Thornton, que acrescentou que as fontes naturais de NO3 incluem incêndios florestais e relâmpagos. “Mas a atividade humana está a produzir mais NO3 em todo o lado. Queríamos entender como essas duas fontes – natural e humana – se combinam e onde os níveis poderiam ser tão altos que poderiam interferir na capacidade dos polinizadores de encontrar flores.”
Os investigadores esperam que o seu estudo seja apenas o primeiro de muitos que ajudarão a descobrir toda a extensão da falha dos polinizadores.
“Nossa abordagem poderia servir como um roteiro para outros investigarem como os poluentes impactam as interações planta-polinizadores e realmente chegarem aos mecanismos subjacentes”, disse Thornton.
“Você precisa desse tipo de abordagem holística, especialmente se quiser entender a quão generalizada é a quebra nas interações planta-polinizador e quais serão as consequências.”
O estudo destaca os perigos da poluição provocada pelo homem e as suas implicações para todos os polinizadores, bem como para o futuro da agricultura.
“A poluição da atividade humana está alterando a composição química de sinais críticos de cheiro, e alterando-a a tal ponto que os polinizadores não conseguem mais reconhecê-la e responder a ela”, disse Riffell.
Aproximadamente três quartos das mais de 240 mil espécies de plantas com flores dependem de polinizadores, disse Riffell. E mais de 70 espécies de polinizadores estão em perigo ou ameaçadas.
O autor principal do artigo é Jeremy Chan, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Copenhague que conduziu este estudo como estudante de doutorado em biologia da UW.
Os coautores são Sriram Parasurama do Departamento de Biologia da UW; Rachel Atlas, pesquisadora de pós-doutorado no Instituto Pierre Simon Laplace, na França, que participou deste estudo como estudante de doutorado da UW em ciências atmosféricas; Ursula Jongebloed , estudante de doutorado da UW em ciências atmosféricas; Ruochong Xu, estudante de doutorado na Universidade Tsinghua, na China; Becky Alexander , professora de ciências atmosféricas da UW; e Joseph Langenhan , professor de química na Universidade de Seattle. A pesquisa foi financiada pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea, pela National Science Foundation, pelos Institutos Nacionais de Saúde, pelo Programa Fronteiras Humanas na Ciência e pela Universidade de Washington
