當空氣變髒，昆蟲連傳粉與繁殖都亂了套

即使空氣汙染處於對人類安全的濃度，也可能干擾某些昆蟲與植物及其他昆蟲交流的方式。

空氣汙染是一項範圍廣泛的問題，已波及世界各地數以百萬計的人，並導致災難性影響。不過，我們人類並不是唯一受到骯髒空氣影響的生物。過去十年來，愈來愈多研究開始證實，空氣汙染物也會干擾昆蟲生活的許多層面，包括傳粉、對彼此的行為，甚至繁殖。

就昆蟲而言，科學家最關注的主要空氣汙染物是氮氧化合物和臭氧，這兩種物質原本就存在於大氣中，又因為人類活動而逐漸增加。昆蟲會利用多種化合物來相互溝通或引導昆蟲和植物之間的交流，但氮氧化合物和臭氧可能與其中的某些化合物產生反應，並破壞這些化合物。

科學證據逐漸揭露，即使空氣汙染物處於對人類安全的濃度，也可能影響昆蟲和植物。儘管這個領域的研究還在早期階段，但華盛頓大學的感官生態學家傑佛瑞．里菲爾（Jeffrey Riffell）說：「我們愈深入了解，就愈意識到這些生態群體會受到巨大的潛在影響。」

螞蟻困惑時會傷害彼此

螞蟻是社會性最高的動物之一，而汙染可能阻礙牠們的社交生活。根據今年2月發表在《美國國家科學院學報》（PNAS）的新研究，臭氧可能使相同蟻群的成員互相攻擊。

氣味在螞蟻的世界中扮演重要角色。每個蟻群通常有自己的標誌氣味，當帶有陌生氣味的生物進入蟻群時，螞蟻往往會攻擊對方。然而，臭氧能透過與碳氫化合物進行交互作用來稍微改變氣味，而碳氫化合物會影響螞蟻身上的蟻群氣味。

研究團隊在實驗室裡花費數月時間飼養五種不同螞蟻，培養出具有數百隻工蟻的人造蟻群。接著，他們挑出四隻生活在相同蟻群的工蟻，放進有糖水的箱子裡。四天後，他們會拿出其中一隻工蟻，使其暴露於濃度偏高的臭氧（類似你在汙染嚴重的戶外所測量到的濃度）約20分鐘，這相當於螞蟻通常在蟻群外覓食的時間。

科學家拍攝這些螞蟻後續的互動情形。在五種螞蟻中的四種，如果螞蟻曾暴露於臭氧，當牠回到蟻群時，其他螞蟻會表現出攻擊性反應。

雖然進入陌生蟻群的螞蟻通常會被殺死，但在這項實驗中，對同巢成員的攻擊通常不致命。儘管如此，身為研究共同作者的馬克斯普朗克化學生態學研究所（Max Planck Institute for Chemical Ecology）動物行為科學家馬可斯．科內登（Markus Knaden）說：「如果你每次回來時，都會遭到攻擊，而且必須處理這件事五到十分鐘」，這或許足以「擾亂整個蟻群的結構」。

研究團隊也發現，畢氏卵角蟻（Ooceraea biroi）是唯一一種同巢成員沒有因為臭氧而彼此攻擊的螞蟻，但汙染物會以另一種微妙的方式影響牠們。這種螞蟻利用氣味來決定蟻群中的任務。科內登說，以幼蟲為例，我們已知牠們會利用一種部分基於化學的交流方式來索求食物。但在一項提高臭氧濃度的實驗中，受試螞蟻會停止照顧幼蟲，可能是因為這種交流渠道不知怎地受到干擾。

未參與該研究的里菲爾說：「這對螞蟻費洛蒙的影響相對較小，卻對行為有很大的影響。」

科內登及其團隊認為他們的結果可套用於其他許多種螞蟻，尤其是白天比較活躍的螞蟻，因為白天臭氧濃度較高；也可套用於沒有在地下築巢，而是在樹上等位置築巢的螞蟻，因為牠們更容易暴露於空氣汙染物。

愛不在空氣中

其他針對天蛾及熊蜂等傳粉者的研究顯示，空氣汙染物可擾亂花朵為了吸引昆蟲而發射的訊號，使昆蟲更難找到花朵來進食和傳粉。科內登說，儘管「花朵及其傳粉者已經共同演化很長時間」，但空氣汙染物會分解特定化合物，而這些化合物原本可構成花朵及其傳粉者溝通渠道的基礎。

初期研究也顯示，暴露於高濃度臭氧可能使某些昆蟲出現生理壓力，進而可能導致行為改變。目前也顯示臭氧可能影響熊蜂的學習能力。有些昆蟲的觸角似乎也在暴露於臭氧之後變得比較不敏感。

微粒物質也可能造成影響，這些物質會覆蓋昆蟲的觸角，進而可能降低牠們的敏感度及感知化學物質的能力。

里菲爾說：「空氣汙染物會產生各種下游影響，不僅影響昆蟲感知世界的能力，也可能影響牠們的生理機能。」

空氣汙染物的作用還會更進一步，影響昆蟲的性生活。就像戲劇性的言情小說一樣，當影響吸引力及交配的性費洛蒙被空氣汙染物分解時，昆蟲就無法找到配偶。

在2023及2024年發表於《自然通訊》（Nature Communication）的兩篇研究中，科內登及其團隊探討這種現象對果蠅的影響。雄性果蠅通常會利用性費洛蒙來吸引雌性。但研究團隊的結果顯示，隨著空氣汙染物導致費洛蒙劣化，雌性眼中的雄性也變得沒那麼有魅力。劣化的費洛蒙也導致雄性追求其他雄性，因為牠們聞起來不再像雄性了。不同種的個體甚至開始互相交配繁殖，因為雌性也無法再分辨出不同種的雄性。

科內登假設，空氣汙染對昆蟲性生活的影響或許會變成最劇烈的影響。科內登說，汙染物或許能夠透過化學交互作用來改變及干擾大多數昆蟲的性費洛蒙功能。他說：「我認為這可能是最劇烈的影響，卻沒人好好研究過。」

在進食方面，研究顯示某些昆蟲或許能夠學習和適應如何辨識及追蹤遭到汙染物改變的花朵氣味。但科內登說，在性這方面，昆蟲無法學會辨別氣味改變的性費洛蒙及原先演化的性費洛蒙，也無法進行追蹤。