فراتر از مثال‌هایی که از فرانسه و ایتالیا و مصر گفتیم، عوامل انسانی به شکلی بسیار ظریف‌تر و شاید بسیار زیان‌بارتر در حال دگرگون کردن «چشم‌اندازهای بویایی» محیط هستند؛ اصطلاحی که در دهه ۱۹۸۰ برای توصیف مجموعه بوهای موجود در یک محدوده جغرافیایی ابداع شد.

«هانا توماسی» در گزارشی در Yale Environment 360، نشریه آنلاین وابسته به دانشگاه ییل، نوشته است همان‌طور که انسان‌ها در تعامل با یکدیگر و با دنیای پیرامون خود عمدتاً به بینایی و شنوایی متکی‌اند، حیات وحش هم به بو وابسته است. مثلاً مورچه‌ها برای حفظ انسجام کلونی‌های خود به بوها نیاز دارند، کرکس‌های بوقلمونی با کمک بو لاشه‌های دوردست را پیدا می‌کنند و پروانه‌های نر با استفاده از بو می‌توانند ماده‌ها را از فاصله چندصد متری بیابند. «بو اهمیت زیادی دارد، چون بسیاری از تعاملات میان جانداران در یک اکوسیستم به آن وابسته است.» این را «جیمز بلاند»، بوم‌شناس شیمیایی در دانشگاه فنلاندشرقی می‌گوید.

تعاملات مبتنی بر بو برای تداوم خدماتی که اکوسیستم‌ها در اختیار انسان می‌گذارند، نقشی حیاتی دارند؛ از زنبورها و شب‌پره‌هایی که محصولات کشاورزی را گرده‌افشانی می‌کنند گرفته تا مگس‌ها و سوسک‌های سرگین‌غلتانی که مواد مغذی موجود در بقایای مرده و در حال تجزیه را به چرخه طبیعت بازمی‌گردانند. احتمالاً حفظ مسیرهای ارتباطی مبتنی بر بو نیز برای پاسداری از تنوع زیستی اهمیت دارد. برای مثال، بسیاری از گونه‌های نادر ارکیده با استفاده از بو گرده‌افشان‌هایی را جذب می‌کنند که در طول فرگشت در کنار آن‌ها تکامل یافته‌اند و برای تولیدمثل به آن‌ها نیاز دارند. همچنین بو به پروانه‌های شهریار کمک می‌کند گیاهی را پیدا کنند که تنها روی همان تخم‌گذاری می‌کنند. اما درست همان زمانی که داریم به اهمیت این پیام‌های شیمیایی برای شبکه پیچیده حیات و منافع آن‌ها برای انسان پی می‌بریم، بیش از پیش آشکار می‌شود که فعالیت‌های انسانی، از جمله تغییر اقلیم و آلودگی هوا، تا چه اندازه می‌تواند این ارتباطات را مختل کند. اکنون دانشمندان در تلاش‌اند تغییراتی را که انسان در چشم‌اندازهای بویاییِ نقاط مختلف جهان پدید آورده، ثبت و بررسی کنند؛ تا دریابند این تغییرات چه اثری بر ارتباط میان جانداران مختلف می‌گذارد و مشخص کنند کدام‌یک از این روابط و سازوکارها توان سازگاری دارند و کدام‌یک در معرض فروپاشی‌اند.

حمله به زبان بویایی طبیعت

«جف ریفل»، زیست‌شناس حسیِ دانشگاه واشینگتن، می‌گوید در حوزه آلودگی حسی، تمرکز پژوهش‌ها تاکنون بیشتر بر آلودگی صوتی و نوری بوده است. اما آلودگی بویایی «موضوعی است که بررسی آن بسیار دشوارتر است، زیرا برای شناسایی و تحلیل آن به دستگاه‌های بزرگ تجزیه شیمیایی نیاز است؛ دستگاه‌هایی که بهای آن‌ها به صدها هزار دلار می‌رسد.» او البته اضافه می‌کند که «حس بویایی ما انسان‌ها هم چندان قوی نیست».

با وجود این چالش‌ها، شمار روبه‌افزایشی از دانشمندان در حال ثبت و بررسی این موضوع‌اند که انسان چگونه در حال تغییر دادن پیام‌های شیمیایی گیاهان و جانوران است. برای نمونه، پژوهشگران دریافته‌اند که آلودگی هوا بسیاری از ترکیبات آلی فرّار (VOCs) را که رایحه خاص اسطوخودوس را می‌سازند، تخریب می‌کند؛ و افزایش دما به‌طور چشمگیری میزان عطرهای گلیِ منتشرشده از گیاهان توت‌فرنگی و اطلسیِ وحشیِ سفید را کاهش می‌دهد. مواد شیمیایی کشاورزی، مانند کودها و قارچ‌کش‌ها، نیز ترکیبات آلی فرّارِ دیگری را به هوای مزارع و باغ‌های سراسر جهان اضافه می‌کنند.
اما این‌که این تغییرات چگونه بر ارتباط میان جانداران اثر می‌گذارد و این‌که آیا توان آن‌ها را در گرده‌افشانی، تولیدمثل یا حتی بقا مختل می‌کند یا نه، کار ساده‌ای نیست؛ زیرا تفاوت‌های عینی در ترکیب شیمیایی یک بو همیشه به معنای تفاوت در نحوه درک آن نیست.

وقتی زنبورها دیگر بو را نمی‌شناسند

برای اینکه پژوهشگران بتوانند به شیوه ادراک یک گرده‌افشان نزدیک شوند و بررسی کنند یک بو تا چه اندازه باید تغییر کند تا دیگر قابل تشخیص نباشد، از آزمونی ساده به نام «واکنش گسترش خرطوم» استفاده می‌کنند؛ چیزی شبیه «سگ پاولوف» برای زنبورها. همان‌طور که پاولوف سگ‌ها را شرطی کرد تا صدای زنگ را با غذا مرتبط کنند و در نتیجه بزاق ترشح کنند، پژوهشگران هم به زنبورها می‌آموزند که بوهای خاص را با طعم شکر پیوند دهند. زنبورها وقتی این را یاد بگیرند، خرطوم خود را بیرون می‌آورند؛ اندامی که در حشرات نقش زبان را دارد.

«جوردانا اسپری‌بری»، زیست‌شناس گرده‌افشانی در دانشگاه استونی بروک و همکارانش با استفاده از این روش، به زنبورهای بامبل آموختند یک رایحه خاص گل را تشخیص دهند و سپس بررسی کردند سه قارچ‌کش مختلف چگونه بر توانایی زنبورها در شناسایی این بو اثر می‌گذارد. اسپری‌بری می‌گوید: «ما اثرات منفی هر سه قارچ‌کش آزمایش‌شده را مشاهده کردیم.» یکی از این قارچ‌کش‌ها در تمام غلظت‌های آزمایش‌شده باعث اختلال شد. این موضوع می‌تواند به‌ویژه برای تولید میوه و سبزیجات مشکل‌ساز باشد، زیرا این محصولات معمولاً به گرده‌افشانی حشرات وابسته‌اند و اغلب به‌طور گسترده با قارچ‌کش سم‌پاشی می‌شوند.

گروهی از محققان در بریتانیا برای بررسی اثر آلاینده‌های اکسیدکننده هوا، مانند ازن و رادیکال‌های نیترات (NO₃)، بر توانایی زنبورهای عسل در شناسایی بوها، همین آزمون را به کار گرفتند. این آلاینده‌ها به‌طور طبیعی در مقادیر کم در هوا موجودند اما با انتشار گازها از خودروها، نیروگاه‌ها و صنایع نفت و گاز، به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابند. آلاینده‌های اکسیدکننده به‌جای آنکه صرفاً مولکول‌های بویایی جدیدی را به یک رایحه اضافه کنند، با اجزای مختلف عطرهای گلی واکنش می‌دهند و در نتیجه، بوهای آن‌ها را تخریب می‌کنند.

پس از آنکه پژوهشگران تشخیص یک ترکیب بویایی گل را به زنبورهای عسل آموختند، آن رایحه را در یک تونل بادِ آلوده به ازن رها کردند. در فاصله شش متری از منبع، فقط حدود ۳۰ درصد از زنبورها همچنان قادر به شناسایی بو بودند. این نوع آلودگی می‌تواند توانایی زنبورهای عسل را در یافتن گل‌ها به‌شدت مختل کند؛ این مسئله از آنجا نگران‌کننده است که طبق برآوردها زنبورهای عسل مسئول حدود نیمی از گرده‌افشانی محصولات کشاورزی در سراسر جهان هستند.

گرده‌افشانی شبانه زیر فشار آلودگی هوا

در حالی که گرده‌افشان‌های روزفعال بیشترین توجه را به خود جلب می‌کنند، گرده‌افشان‌های شب‌فعال نیز برای محصولات کشاورزی و گونه‌های گیاهیِ وحشی اهمیت دارند. برای اینکه مشخص شود آیا گرده‌افشانی شبانه نیز به همان شکل تحت تأثیر آلاینده‌ها قرار می‌گیرد یا نه، ریفل توجه خود را به گونه‌ای از گل پامچال شب‌گل‌ده (Oenothera pallida) و شب‌پره‌های گرده‌افشان معطوف کرد.

او و همکارانش بررسی کردند که ترکیبات موجود در رایحه گل پامچال در مواجهه با رادیکال نیترات (NO₃)، که غلظت آن در شب افزایش می‌یابد، چگونه تغییر می‌کنند. در حالی که برخی ترکیبات بویایی در مقابل این آلاینده‌ها نسبتاً مقاوم بودند، برخی دیگر، از جمله بتا-پینن با رایحه‌ای چوبی و سبز، و بتا-اوسیمن با بویی گل‌مانند و گیاهی، ظرف چند ثانیه شروع به تجزیه شدن کردند. در مرحله بعد، پژوهشگران در محل مطالعه خود در شرق واشینگتن تله‌های بویایی نصب کردند. آن‌ها در طول شب تعداد دفعاتی را که گرده‌افشان‌ها به یک گل واقعی، یک مخروط کاغذیِ منتشرکننده رایحه شبیه‌سازی‌شده گل و همین‌طور یک مخروط حاوی همان رایحه آسیب‌دیده از آلاینده‌ها سر می‌زدند، ثبت کردند.

گرده‌افشان‌ها تقریباً به یک اندازه به گل واقعی و مخروطِ دارای رایحه گل سر می‌زدند، اما رایحه تخریب‌شده حدود ۷۰ درصد بازدید کمتری دریافت کرد. این خبر بدی برای هر دو طرف است: با تخریب رایحه‌های طبیعی، گرده‌افشان‌ها ممکن است دسترسی کمتری به منابع غذایی داشته باشند و در مقابل، شانس تولیدمثل گیاهان نیز کاهش یابد.

ریفل و همکارانش با استفاده از مدلی از شرایط جوی که میزان آلودگی و وضعیت آب‌وهوا را در نظر می‌گرفت، و با ترکیب آن با داده‌هایی درباره سرعت تخریب رایحه‌های اصلی گل‌ها بر اثر آلاینده‌های اکسیدکننده، فاصله‌ای را که یک شب‌پره در نقاط مختلف جهان می‌تواند از آنجا بوی یک گل پامچال را تشخیص دهد، ترسیم کردند. این گروه پژوهشی دریافت که در آلوده‌ترین مناطق جهان، فاصله‌ای که یک شب‌پره می‌تواند از آن بوی یک گل را تشخیص دهد، به حدود یک‌چهارمِ دوران پیشاصنعتی کاهش یافته است. از مدل‌های مشابه نیز می‌توان برای شناسایی زمین‌های کشاورزی و زیست‌بوم‌های ارزشمندی استفاده کرد که بیش از همه در معرض اختلال در ارتباطات بویایی و از دست رفتن خدمات حیاتی گرده‌افشانی قرار دارند.

آلودگی ازن و اختلال در ارتباط شیمیایی حشرات

بخش بزرگی از پژوهش‌های مربوط به بوم‌شناسیِ دگرگونی بوها بر گرده‌افشانی متمرکز بوده است، و این تمرکز بی‌دلیل هم نیست. ریفل می‌گوید: «وقتی برای خرید مواد غذایی به فروشگاهی در کشوری مانند کانادا یا ایالات متحده می‌روید، نزدیک به ۷۰ درصد مواد غذایی موجود در آن در نهایت حاصل فرایند گرده‌افشانی است.» اکثریت قریب به اتفاق گیاهان گلدارِ وحشی نیز برای تولیدمثل به گرده‌افشانی توسط حشرات و دیگر جانوران وابسته‌اند. اما تعامل میان گیاهان و گرده‌افشان‌ها تنها بخش کوچکی از نقشی است که بوها در شکل دادن به جهان پیرامون ما ایفا می‌کنند. تأثیر فعالیت‌های انسانی بر دیگر انواع پیام‌های شیمیایی تا حد زیادی ناشناخته مانده، اما معدود پژوهش‌های موجود از اختلالاتی نگران‌کننده حکایت دارند.

«مارکوس کنادن»، پژوهشگر مؤسسه ماکس پلانک برای بوم‌شناسی شیمیایی، در حال بررسی این موضوع است که ازن چگونه ارتباط شیمیایی میان حشرات را دگرگون می‌کند. او می‌گوید: «مشکل اینجاست که مولکول‌های بویایی به اکسیدکننده‌ها بسیار حساس‌اند. این موضوع در طول میلیون‌ها سال گذشته مشکلی ایجاد نمی‌کرد، اما اکنون به‌دلیل فعالیت‌های ما روزبه‌روز به مسئله‌ای جدی‌تر تبدیل می‌شود.» پژوهش‌های کنادن نشان داده است که آلودگی ازن، فرومون‌های جنسی حشرات، یعنی پیام‌های شیمیاییِ مورد استفاده برای یافتن جفت را مختل می‌کند. برای مثال، فرومون‌های دگرگون‌شده بر اثر ازن باعث شدند مگس‌های نر برای ماده‌های هم‌گونه خود جذابیت کمتری داشته باشند و در عین حال رفتارهای جفت‌جویی میان نرها افزایش یابد.

کنادن می‌گوید فرایند جفت‌یابی حشرات را در برابر شکار شدن آسیب‌پذیر می‌کند؛ بنابراین اگر یک مگس نر وقت خود را صرف جفت‌جویی با نرهای دیگر کند، ممکن است پیش از آنکه فرصت تولیدمثل پیدا کند، شکار شود.

جمعیت حشرات در سراسر جهان از پیش در حال کاهش است؛ پدیده‌ای که می‌دانیم نابودی زیستگاه‌ها و استفاده گسترده از آفت‌کش‌ها از مهم‌ترین عوامل آن هستند. با این حال، کنادن می‌گوید این احتمال وجود دارد که آلاینده‌های اکسیدکننده نیز به این روند دامن بزنند. او می‌گوید: «اگر جمعیت یک گونه ۳۰ یا ۵۰ درصد کاهش یابد، جفت‌یابی برای حشرات دشوارتر می‌شود. حال اگر کانال ارتباطی آن‌ها هم از کار بیفتد، این می‌تواند فشار مضاعف دیگری بر جمعیت آن‌ها وارد کند.»

آینده ارتباط بویایی در طبیعت

«اگر بوهای محیط در اثر فعالیت‌های انسانی دگرگون شوند، آینده جاندارانی که برای ارتباط با یکدیگر به بو وابسته‌اند چگونه خواهد بود؟» «شانون اولسون»، مدیر آزمایشگاه بوم‌شناسی شیمیایی الهام‌گرفته از طبیعت در مؤسسه پژوهش‌های بنیادین تاتا در هند، می‌گوید: «بسته به نوع رابطه، برخی گیاهان و جانوران می‌توانند خود را با این تغییرات سازگار کنند. ما دیده‌ایم که برخی از این سامانه‌ها در برابر تغییرات دوام می‌آورند، اما برخی دیگر دچار اختلال می‌شوند.»

بعضی حشرات بسیار سریع یاد می‌گیرند: زنبورهای بامبل و زنبورهای عسل پس از چند نوبت آموزش می‌توانند به بوهای جدید جذب شوند. به‌علاوه، با اینکه مگس‌های گل‌خوارِ گرده‌افشان به‌طور غریزی به برخی بوها و رنگ‌های گل‌ها جذب می‌شوند، پژوهش‌های اولسون نشان می‌دهد که آن‌ها می‌توانند یاد بگیرند از همین بوها و رنگ‌ها دوری کنند؛ نشانه‌ای از اینکه برخی حشرات توانایی بالایی برای سازگاری با تغییرات محیطی دارند. با این همه، بعضی حشرات ممکن است آن‌قدر عمر نکنند که فرصت یادگیری مؤثر داشته باشند. پژوهشگران دریافتند آلودگی ازن می‌تواند بوی یک گونه انجیر مدیترانه‌ای را به‌قدری تغییر دهد که دیگر برای تنها گرده‌افشان آن، یعنی زنبور انجیر، جذاب نباشد. زنبور انجیر در طبیعت فقط حدود دو روز عمر می‌کند؛ این زمان احتمالاً برای یاد گرفتن بویی متفاوت از درختی که طی میلیون‌ها سال با آن تکامل یافته، کافی نیست. از طرف دیگر، ممکن است حتی یادگیری هم حشرات را در برابر سیگنال‌های جنسیِ دگرگون‌شده بر اثر آلودگی محافظت نکند. کنادن می‌گوید: «کسانی که روی جفت‌گیری حشرات و فرومون‌های آن‌ها کار می‌کنند، معمولاً معتقدند که این سامانه کاملاً غریزی و از پیش برنامه‌ریزی‌شده است.» ریفل می‌گوید خبر خوب این است که مقررات مربوط به کیفیت هوا در دهه‌های اخیر تأثیر قابل‌توجهی در کاهش آلاینده‌های اکسیدکننده در بسیاری از کشورها داشته‌اند. در بعضی مناطق جهان، از جمله ایالات متحده، سطح ازن و اکسیدهای نیتروژن ـ که برای سلامت انسان هم مضر هستند ـ از سال ۱۹۸۰ به‌تدریج اما پیوسته کاهش یافته است. با این حال، در نقاط مختلف جهان همچنان دوره‌هایی با سطوح ناسالم از ازن و اکسیدهای نیتروژن ثبت می‌شود و برآوردها نشان می‌دهد قرار گرفتن در معرض ازن در مقیاس جهانی همچنان رو به افزایش است. او امیدوار است شرایط رو به بهبود باشد، هرچند بر این واقف است که اوضاع می‌تواند خیلی سریع تغییر کند. به گفته او، برای جلوگیری از اثرگذاری بیشتر آلاینده‌های انسانی بر سامانه‌های ارتباطی جانوران، به سیاست‌گذاری‌های سخت‌گیرانه‌تر در سطح جهانی نیاز است.

در کنار آن، اسپری‌بری تأکید می‌کند درباره مواد شیمیایی کشاورزی، مثل قارچ‌کش‌ها، هنوز پژوهش‌های بیشتری لازم است تا معلوم شود چه زمانی و به چه میزان باید استفاده شوند؛ به‌گونه‌ای که هم از محصولات در برابر بیماری‌ها محافظت شود و هم کمترین اختلال را در پیام‌های بویایی حشرات ایجاد کند. در نهایت، اولسون می‌گوید: «ما باید به سمت شیوه‌ای از همزیستی حرکت کنیم که کمترین آسیب را به شبکه‌های ارتباطی میان گیاهان و جانوران وارد کند.»