空氣污染，讓螞蟻也崩潰

來源：光明日報

記者：楊舒

空氣污染不只會威脅人類健康，對自然界中其他生物的危害也超出人們的想象。近日，中國農業科學院深圳農業基因組研究所（嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）江南紀課題組與德國團隊合作發現：空氣污染物臭氧會破壞螞蟻用于識別同類的化學信號，導致同巢螞蟻“自相殘殺”，還會使工蟻停止照料幼蟲，最終引發蟻群的崩潰。該研究成果于2月2日發表在《美國國家科學院院刊》。

圖片來源：pixabay

中國農業科學院深圳農業基因組研究所研究員江南紀介紹，通常一個蟻巢由一只蟻后和許多工蟻構成，就像一個小小的王國。其中，工蟻們高度協作，一起探索世界、捕獲獵物、撫育幼蟻、喂養蟻后和抵御外敵；蟻后專注于產卵，保證蟻群延續。

這樣復雜的分工協作如何完成？靠語言嗎？不！研究表明，讓螞蟻溝通交流的基礎是其體表的化學物質——體表碳氫化合物。每個蟻巢內的螞蟻都有自己獨特的體表碳氫化合物，就像一張化學“身份證”。擁有正確“身份證”的螞蟻在王國內被視為“自己人”，可暢通無阻并分工協作；擁有錯誤“身份證”的螞蟻被視為外來入侵者，會遭受王國內其他螞蟻的攻擊。

隨著工業發展，人類生活空間的臭氧污染越來越嚴重。研究顯示，工業發達地區地表臭氧的平均濃度達40 ppb（ppb為濃度單位，即每十億個干空氣氣體分子中所含的該種氣體分子數），并每年逐漸升高——在污染區，臭氧濃度可達100 ppb及以上，并持續數小時。此前已有研究表明，臭氧等空氣中的氧化性污染物會破壞花朵與其傳粉者之間的相互作用以及果蠅之間的性信息素通信。江南紀課題組由此推測，氧化性污染物的有害影響可能不止于此。由此，研究團隊結合高分辨率化學分析和行為學實驗，對六種螞蟻進行系統研究。實驗表明，當這些螞蟻短期暴露于100 ppb（接近城市污染水平）的臭氧環境中，其表皮碳氫化合物中的烯烴會被降解。行為實驗進一步證明，體表化學物質受損后，這些螞蟻的化學信號“失靈”，隨后會被同巢伙伴誤判為“外來者”而遭受攻擊。

研究團隊進一步對畢氏卵角蟻群體進行研究，發現當該種螞蟻蟻穴長期暴露在臭氧環境中時，螞蟻不僅會“自相殘殺”，工蟻還會逐漸放棄對幼蟲的照料，最終導致整個蟻群崩潰的嚴重后果。

江南紀表示，本次研究表明，即使臭氧濃度輕微升高，也足以削弱螞蟻的相互識別能力，并對其社會系統造成嚴重影響——“這也提示，空氣污染的生態風險可能不僅體現在個體生理損傷上，還可能通過破壞物種間和種群內部的交流網絡，放大其對生態系統穩定性的長期影響。”