ריח פרחים מזוהם

הפעילות האנושית הנרחבת במאה השנים האחרונות הובילה לעלייה גדולה ברמת זיהום האוויר. החמרה זו בזיהום האוויר פוגעת בכדור הארץ ובנו, בני האדם: גזי החממה באטמוספרה גורמים להתחממות כדור הארץ, והחומרים המזהמים מגדילים את הסיכון למגוון מחלות, לעיתים קטלניות, ולפיכך גורמים לעלייה בתמותה המוקדמת. ידוע כי זיהום האוויר פוגע גם בבעלי חיים, אך עדיין איננו יודעים כיצד הוא משפיע על חוש הריח שלהם. 

מחקר שפורסם לאחרונה מגלה כי זיהום האוויר פוגע ביכולת של חרקים לזהות את ריחם של הפרחים ולהימשך אליו. פגיעה זו עלולה לשבש את תהליך ההאבקה, החיוני לרביית צמחים. שיבוש ההאבקה עלול להוביל לירידה ביבולים החקלאיים ולפגיעה במערכות אקולוגיות שלמות. 

זיהום אוויר פוגע ביכולת של חרקים לזהות את ריח הפרחים, להימשך אליהם ולהאביק אותם. עש לילה ממין Hyles lineata מאביק פרח | Ron Wolf/University of Washington

סודות בושם הפרחים

החוקרים, מאוניברסיטת וושינגטון בארצות הברית, ערכו את מחקרם על הצמח Oenothera pallida, השייך למשפחת נר הלילה ופורח, כפי שמעיד שמו, בשעות הלילה. חרקים שונים, ובהם פרפרים, זבובים ודבורים, נמשכים אל הפרח בשעות היום, ועשי לילה – בשעות החשכה. תחילה בדקו החוקרים אילו חרקים הכרחיים לתהליך ההאבקה של הפרח, וגילו כי עשי לילה ממשפחת הרפרפיים (Hawkmoths) הם המאביקים הראשיים שלו.

לניחוח הפרחים אחראית תערובת של מולקולות שונות, שהשילוב ביניהן יוצר ריח ייחודי לכל פרח. כדי לזהות את כלל המרכיבים שיוצרים את ריח הפרחים של Oenothera pallida, החוקרים עטפו את הפרחים בשקיות ניילון, אספו דגימה של ריח הפרחים וניתחו את התוצרים במעבדה. כך הצליחו לזהות 22 מולקולות ריח שונות. בשלב הבא בדקו החוקרים אילו מהמולקולות האלה מזוהות על ידי מחושיו של עש הלילה, וגילו כי 12 מהן גורמות לעש להימשך אל הפרח, וכי רובן הן מולקולות הנקראות מונוטֶרפֵּנים. כעת יכלו החוקרים ליצור את ריחו של הפרח על ידי סינתזה במעבדה.

החוקרים גילו כי עשי לילה ממשפחת הרפרפיים הם המאביקים העיקריים. פרחי נר הלילה באזור וושינגטון | Jeremy Chan/University of Washington

מזהמים נגד בושם 

כדי לבחון את השפעתו של זיהום האוויר על ריח הפרחים, החוקרים חשפו את המולקולות היוצרות את ריחו של הפרח לאוזון (O₃) ולרדיקלים של ניטרט (NO₃), שני סוגים של חומרים מזהמים נפוצים הנוצרים בתהליך השריפה של דלקים, בריכוזם הידוע בטבע כיום. החוקרים מצאו כי נוכחות אוזון הובילה לפירוק של כ-30 אחוז ממולקולות המונוטרפנים היוצרות את ריחו של הפרח ומזוהות על ידי העש. רדיקלים של NO₃ גרמו לפירוק של עד 84 אחוז מהמולקולות הללו, כלומר, בנוכחות חומר זה מולקולות הריח כמעט נעלמו לחלוטין.

עד כמה ההפחתה בכמויות חומרי הריח משפיעה על היכולת של העשים לזהות את ריחו של הפרח? כדי לענות על השאלה הזאת, החוקרים ביצעו ניסויים שונים במעבדה ובשטח. במעבדה, החוקרים יצרו קופסה מיוחדת שמצד אחד שלה נכנסה תערובת החומרים האחראית לריחו של הפרח ומן הצד האחר יכלו עשי הלילה להיכנס לקופסה. החוקרים עקבו אחרי מסלול התעופה של העשים שנכנסו לקופסה ובדקו אם הם נמשכים לריח המגיע מהצד השני שלה. כאשר החוקרים הוסיפו לתערובת החומרים הריחניים רדיקלים של ניטרט, שגורמים לפירוק של מונוטרפנים, הם ראו כי עשי הלילה לא הצליחו לזהות את הריח ולא הגיעו אל מקור הריח. שיעור הזיהויים של מקור הריח על ידי עשי לילה ממין רפרף הטבק ירד ב-50 אחוז, ואילו עשי לילה מסוג Hyles לא זיהו את מקור הריח כלל. לעומת זאת, הוספה של אוזון לריח הפרחים לא השפיעה כלל על היכולת של העשים לזהות את מקור הריח.

החוקרים ביצעו את אותם הניסויים בשטח. הם הציבו בשטח פרחים מלאכותיים שמחציתם הכילו את תערובת החומרים הריחניים היוצרת את ריחם של הפרחים הטבעיים ומחציתם הכילו את אותה תערובת, אך לאחר טיפול ברדיקלים של ניטרט. תוצאות הניסויים האלה תאמו את התוצאות של ניסויי המעבדה, והראו כי התערובת שטופלה בחומר המזהם משכה מספר עשים קטן ב-70 אחוז בהשוואה לתערובת שלא טופלה בחומר המזהם.

החוקרים הציבו בשטח פרחים מלאכותיים שהכילו תערובות של חומרי ריח. עש לילה ניגש לפרח מקרטון המדיף ניחוחות של נר הלילה | Charles Hedgcock/University of Washington

זיהום – סכנה לתקשורת הטבעית

תקשורת באמצעות ריחות וכימיקלים שונים נפוצה מאוד בעולם החי, בין היתר ביחסים בין טורף לנטרף, בבחירת בני זוג ובין בעלי חיים לצמחים המשמשים אותם כמקום מגורים. מחקר חדש זה מראה כיצד זיהום אוויר אשר נוצר על ידינו, בני האדם, משפיע על היכולת של עשי לילה לזהות פרחים ולפיכך – על יכולתם להאביק אותם. בהנחה הסבירה שחומרים מזהמים אלו או דומיהם משפיעים בצורה דומה על ריחות בטבע, הרי שזיהום האוויר שאנו יוצרים עלול להוביל לפגיעה אנושה הן בגידולים החקלאיים שאנו ניזונים מהם והן במגוון הביולוגי בטבע ברחבי העולם.