尋找和判斷合適的配偶是許多動物繁殖的關鍵。在這種情況下，大多數昆蟲使用性費洛蒙 ( pheromones ) 來區分同種異體，並確定潛在配偶的性別和交配狀態。然而，儘管化學性質多種多樣，但這些潛在的費洛蒙中的大多數都具有一個特定特徵，它們包含碳雙鍵 ( carbon-carbon double bonds ) ，並可能會因氧化而降解。德國科學家的一項研究發現，暴露於臭氧污染可能會破壞果蠅在空氣中傳播的費洛蒙，干擾牠們吸引伴侶或認知異性果蠅的能力。這些發現突顯了人類活動對昆蟲種群的又一可能威脅。相關研究近期發表於《 Nature Communications 》。
費洛蒙是昆蟲互相吸引的關鍵，但臭氧增加會使費洛蒙減少
許多昆蟲透過費洛蒙交流，這是一種釋放到空氣中的化學訊號，對於求偶非常重要。在許多國家，昆蟲數量下降是環境保育的一個主要議題，昆蟲減少同時也導致許多物種瀕臨滅絕的風險。例如，雌性蝴蝶和蛾都會使用費洛蒙遠距離吸引雄性。但目前還不清楚近地面臭氧（由於工業排放產生的一種污染物）如何與這些化學信號反應以及造成破壞。果蠅屬的許多蒼蠅物種會產生雄性特異性化合物，這些化合物會增加它們對同種雌性的吸引力，在交配過程中發生轉移。
一種特別深入研究的費洛蒙是 cis-Vaccenyl Acetate ( cVA )。 這種化合物由雄性黑腹果蠅 ( Drosophila melanogaster ) 產生，控制性別的識別，雄性身上的 cVA 量已被證明與雄性對雌性的吸引力相關。然而，在交配過程中，雄性為了確保其親子關係，將 cVA 轉移給雌性，降低了雌性對其他雄性的吸引力。 因此， cVA 對雌性有吸引力，但對雄性卻很排斥。
人類必須停止排放汙染物，才能避免持續性的生態破壞
自 18 世紀末，人類活動對氣候及生態系統造成全球性影響，亦有人稱這時期為人類世 ( Anthropocenic ) 。科學家不斷研究這段期間以來，所造成的確切影響。在人類世期間，與此類不飽和費洛蒙交流的昆蟲面臨著一個潛在的挑戰：雙鍵被臭氧等氧化劑污染物水平升高氧化。費洛蒙系統在工業化前時代已經發展，對流層臭氧值低至 10 ppb 。然而，由於氮氧化物 ( NOx ) 、揮發性有機化合物 ( VOCs ) 的持續排放和氣候變化，臭氧水平已經上升到全球年均值40ppb。 過去，在墨西哥、孟加拉、摩洛哥和中國的工業和城市地區發生了局部極端臭氧事件。墨西哥的臭氧濃度高達 210 ppb ( 持續一個小時 ) ， 10 小時內測得的最高平均值超過 170 ppb 。
當對其他九種果蠅物種重複類似的實驗時，研究團隊觀察到其中八種的費洛蒙降解和/或性別識別中斷。即使短期暴露於 100 ppb 的臭氧水平也會導致許多果蠅費洛蒙下降並降解，導致 cVA 和 (Z)-7-Tricosene 等費洛蒙的數量減少。同時，雌性對暴露於臭氧的雄性的接受度也有顯著延遲。更讓人擔憂的是，暴露於臭氧的雄性群體表現出顯著對同性求愛的行為。
參考資料： https://www.nature.com/articles/s41467-023-36534-9
©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。合作請聯繫：service@geneonlineasia.com
