Une nouvelle recherche montre que les émissions des voitures et des centrales électriques peuvent empêcher les insectes de rechercher les plantes qu'ils pollinisent

Que se passe-t-il lorsqu'une rose ne sent pas aussi bon ?

Le niveau de pollution de l'air dans de nombreuses villes est suffisamment élevé pour réduire la distance à laquelle les insectes peuvent sentir les fleurs dont ils ont besoin pour polliniser, selon des recherches récentes.

L'étude, publiée ce mois-ci dans Science, a révélé que les radicaux nitrate, composés chimiques créés lorsque les oxydes d'azote réagissent avec l'ozone, dégradent le parfum de l'onagre pâle, entravant la capacité des sphinx à trouver et à polliniser la fleur.

Composants clés de la chimie atmosphérique nocturne, en particulier dans l'air urbain, les radicaux nitrates peuvent provenir de sources naturelles ainsi que d'émissions humaines, telles que les gaz d'échappement des véhicules. Lorsque les radicaux nitrates rencontrent des monoterpènes, composants du parfum floral, ils les oxydent. Le changement est suffisant pour altérer la capacité d’autres organismes à reconnaître l’arôme.

La dégradation des odeurs émises par les plantes peut avoir des conséquences étendues sur les systèmes écologiques en inhibant les interactions des pollinisateurs par lesquelles les plantes produisent des graines et des fruits, affectant potentiellement leur reproduction et leur diversité.

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« Lorsque les radicaux nitrates entrent en contact avec un composé comme les monoterpènes, qui sont un composant du parfum floral, cela les détruit », a déclaré Joel Thornton, spécialiste de l'atmosphère à l'Université de Washington et l'un des auteurs de l'étude. « Cela brise essentiellement leurs liens et les transforme en d'autres composés, ce qui est quelque peu surprenant, du moins pour moi en tant que chimiste. »

Les radicaux nitrates sont particulièrement actifs la nuit dans les zones polluées, selon l'étude.

L’équipe a mené une série d’expériences pour comprendre comment cette pollution affecte les interactions plantes-pollinisateurs. Ils se sont concentrés sur une plante spécifique, l'onagre pâle, que l'on trouve dans les déserts semi-arides des États-Unis, du désert de Sonora jusqu'à l'est de l'État de Washington et du Canada.

« Ces fleurs ne fleurissent que la nuit. Lorsqu'elles fleurissent, elles dégagent un parfum très intense qui sent vraiment bon », explique Jeff Riffell, co-auteur de l'étude qui fait des recherches en neurobiologie et en écologie à l'Université de Washington.

Les composés monoterpéniques permettent aux primevères d'émettre leur arôme intensément sucré, a déclaré Riffell, mais ils sont également sensibles aux radicaux nitrate.

Jeremy Chan, chercheur à l'Université de Naples en Italie et auteur principal de l'étude, a mené un travail de terrain dans l'est de l'État de Washington pour observer quels pollinisateurs visitaient les primevères lorsqu'elles fleurissaient la nuit. Il a émis l’hypothèse que leur parfum, riche en monoterpènes, attirait les pollinisateurs de longues distances.

Pour tester cela, Chan a mis les fleurs dans un sac et a collecté l’air saturé de composés odorants à l’aide d’un piège à charbon.

Ensuite, les chercheurs ont analysé l’activité des antennes des papillons lorsqu’ils interagissaient avec les composés odorants. Les papillons étaient particulièrement réactifs à l'arôme frais et sucré des monoterpènes des primevères. En utilisant ce parfum, les chercheurs ont créé un parfum d’onagre et y ont ajouté des radicaux nitrate et de l’ozone.

L'ozone a réduit la concentration de monoterpènes d'environ 30 pour cent, et avec l'ajout de radicaux nitrate, les monoterpènes ont chuté d'environ 84 pour cent.

Pour tester la réaction de deux espèces de sphinx, les chercheurs ont placé une fausse fleur au parfum d'imitation de primevère au bout d'une soufflerie. Les papillons placés à l’autre extrémité localisaient fréquemment la fleur.

Cependant, lorsque la fausse fleur au parfum dégradé par les radicaux nitrates a été utilisée, les niveaux de visites ont chuté. Le taux de visite des sphinx du tabac a chuté de 50 pour cent et les sphinx aux lignes blanches ont complètement cessé de visiter la fleur.

Pour tester leurs observations en dehors du laboratoire, les chercheurs ont placé de fausses fleurs dans de vraies primevères. Les fleurs aux arômes influencés par la pollution ont subi une baisse de 70 pour cent des visites des papillons de nuit au cours d'une nuit par rapport aux fleurs émettant un parfum non dégradé.

Les impacts potentiels d'une perturbation de la pollinisation des plantes pourraient ne pas être immédiatement perceptibles en raison du cycle de vie lent de nombreuses espèces végétales, a déclaré Callum Macgregor, chercheur écologiste externe au British Trust for Ornithology. Si la pollinisation devait être complètement stoppée pour une espèce particulière, les changements dans leur abondance pourraient ne pas être évidents avant plusieurs années, a-t-il expliqué.

Bien que les plantes ne soient pas complètement tuées, leur capacité à se reproduire est inhibée et les effets de leurs problèmes de pollinisation apparaîtraient au fil du temps.

« En fin de compte, si vous réduisez la pollinisation et le succès reproducteur des plantes, vous aurez probablement un impact sur leur abondance à long terme », a déclaré Macgregor.

Au milieu des préoccupations concernant la pollution, il existe plusieurs stratégies visant à réduire les émissions d'oxydes d'azote, un perturbateur majeur des écosystèmes et de la qualité de l'air non seulement pour les pollinisateurs, mais aussi pour l'agriculture et le système respiratoire humain.

Une approche a consisté à passer à des méthodes de combustion plus efficaces pour produire de l’électricité. Les oxydes d'azote peuvent également être éliminés des gaz d'échappement des centrales électriques avant de pénétrer dans l'atmosphère, une pratique mise en œuvre dans de nombreuses centrales électriques.

La transition des voitures à essence vers les véhicules électriques peut également réduire la création de composants de radicaux nitrate, en particulier lorsque l'électricité nécessaire à leur fonctionnement provient de sources qui ne brûlent pas de combustibles fossiles comme l'énergie éolienne, solaire et hydroélectrique.

En vertu du Clean Air Act, l'Environmental Protection Agency établit des limites pour des polluants atmosphériques spécifiques, tels que les oxydes d'azote.

« Tant que ces réglementations resteront en place et continueront à se durcir, la situation s'améliorera dans toutes les régions », a déclaré Thornton.

La réduction de la pollution par les oxydes d'azote présente également l'avantage supplémentaire de réduire la pollution par l'ozone, un autre gaz qui perturbe les écosystèmes et contribue à la création de radicaux nitrate, a déclaré Thornton.

Les oxydes d'azote, notamment le dioxyde d'azote et l'oxyde nitrique, se forment lors d'une combustion à haute température lorsque l'oxygène et l'azote se combinent dans l'atmosphère. Les gaz d'échappement émis par les véhicules sont une source importante d'oxydes d'azote.

Étant donné que les oxydes d'azote sont difficiles à éliminer complètement en raison de leur formation à des températures élevées, l'accent doit être mis sur la poursuite du changement d'approche en matière de transport et de production d'énergie, a déclaré Thornton.

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L'équipe Pacte Climat

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