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Jan 25, 2024

Nature Communications volume 14、記事番号: 4112 (2023) この記事を引用

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致死量未満の環境大気汚染の影響は、昆虫にとって過小評価されています。たとえば、昆虫の触角にある感覚受容器への粒子状物質の蓄積は、昆虫の機能に悪影響を与える可能性があります。 今回我々は、都市環境から収集したイエバエ (Muscadomestica) の触角上の粒子状物質の密度が、大気汚染の深刻度に応じて増加することを示します。 行動アッセイ、電気アンテナグラム、およびトランスクリプトーム分析の組み合わせにより、粒子状物質汚染への短期間の曝露により、イエバエの雄と雌の両方で生殖臭と食べ物の匂いの嗅覚が損なわれるという一貫した証拠が得られます。 粒子状物質は発生源から数千キロメートルも輸送される可能性があるため、これらの影響は、たとえ原始的な遠隔地であっても、世界的な昆虫の数の減少に関与するさらなる要因となる可能性があります。

人間中心の汚染物質が生物の健康、体力、個体群の生存能力に及ぼす悪影響は、植物から脊椎動物に至るまで、野生生物に関して広範囲に記録されています1、2、3、4。 粒子状物質 (PM) は、NOx やオゾンなどの他の一般的な大気汚染物質よりもさらに危険である可能性がありますが、昆虫を含む多くの種類の生物 5 や、より一般的に生態系に対するその生態毒性学的影響は、依然として比較的不明瞭なままです 6。 昆虫は体の表面に PM を蓄積し、これが昆虫に有毒な影響を引き起こす可能性があります 7、8、9、10。 PM には、空気中に浮遊する固体粒子または液滴の混合物が含まれており、自然発生源と人為起源の両方から生成されます11。 PM は都市環境における主要な大気汚染物質の 12,13 ですが、それでもこれらの発生源を超える高濃度で記録されています。世界陸地の 40% 以上が、世界保健機関が推奨する年間平均濃度を超える年間 PM 濃度にさらされています (< 10 µg/m3 (参考文献 14)、図 1a)。 驚くべきことに、これらの地域には、遠隔地で比較的自然のままの生息地や生態学的ホットスポットが多数含まれています（図S1a）。 PM は非常に不均一であり、発生源、形態、元素組成、粒子サイズが異なります15。 PM10 (2.5 μm < 粒子サイズ ≤ 10 μm) には有毒な重金属元素を含む無機または金属成分が多く含まれており、PM2.5 にはベンゼンや多環芳香族炭化水素などの有機汚染物質が多く含まれているという証拠があります 5,16。

a 2015 年から 2019 年までのさまざまな陸地（南極を除く）における世界の年間平均 PM2.5 濃度 – 陸地の約 40% が、WHO が推奨する年平均 <10 μg/m3 を超える年間 PM2.5 濃度にさらされています（データ出典： https://sites.wustl.edu/acag/datasets/surface-pm2-5/#V4.GL.03)。 b 合成 SEM 顕微鏡写真。(i) 汚染されていないイエバエのアンテナは、(ii) 汚染されたアンテナよりも PM がはるかに少ないことを示しており、黄色の十字が個々の粒子の分布を示しています。 c 低（AQI ≤ 50）、中（50 < AQI ≤ 100）、および高（100 < AQI ≤ 150）汚染レベルで捕獲された、汚染されていない、実験的に汚染された、および野生のイエバエの触角表面で検出された PM の平均密度。 実験的に汚染されたイエバエの触角は、汚染されていない触角よりも著しく高い PM 密度を持ち、その密度は北京の都市環境で収集されたものと同等です (表 S3、Tukey 事後テストによる一般化線形混合モデル、F4,123 = 43.25、P < 0.001、n = 25)。 d 汚染されたイエバエのさまざまな身体部分で検出された PM の平均密度: 触角は他の身体部分よりも著しく高い PM 密度を持っています (表 S4、Tukey 事後テストによる一般化線形混合モデル、F6,114 = 18.41、P < 0.001、 n = 10)。 e ガラス繊維フィルターよりもアンテナ表面で高い割合の PM2.5 が見つかりました (表 S5、ウィルコクソン テスト、PM2.5: P < 0.001; PM10: P < 0.001; >PM10: P = 0.835、アンテナ: n = 27; グラスファイバーフィルター: n = 17)。 スケールバー: b = 50 μm、ボックス内では 5 μm。 異なる下文字とアスタリスクはグループ間の有意差を示します。中央: 平均、誤差バー: SE。 すべての p 値は両側検定に基づいています。 ソース データはソース データ ファイルとして提供されます。