中德团队揭示臭氧可扰乱蚂蚁“身份识别”引发内斗并危及群体延续

问题——蚂蚁以高度协作著称,巢内分工明确、互助有序,但某些环境条件下却会出现“同巢相攻”的异常行为。最新研究表明,诱因并非资源争夺或外敌入侵,而可能来自一种肉眼不可见的空气污染压力:臭氧。 原因——研究团队由中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)与德国马克斯-普朗克化学生态研究所有关团队组成。研究指出,蚂蚁识别“自己人”主要依靠体表表皮碳氢化合物形成的化学特征谱系,类似群体共享的“身份标记”。臭氧具有强氧化性,可与多种有机化合物发生反应。实验显示,臭氧会优先降解蚂蚁体表含量不高却对识别至关重要的烯烃类成分,从而削弱巢友识别的准确性。更有一点是,这种化学信号的破坏在接近城市常见污染水平的条件下即可发生:蚂蚁短期暴露于约100 ppb臭氧环境后,多种蚂蚁体表烯烃类物质均出现显著下降。 影响——信号被“改写”后,行为后果迅速显现。研究在对6种蚂蚁开展的行为学测试中发现,被臭氧影响的个体更容易被同巢成员误判为外来者并遭到攻击,这个现象在其中5种蚂蚁上呈现相似趋势,显示臭氧对社会性昆虫交流体系的干扰具有一定普遍性。研究深入将观察尺度从个体互动延伸到群体命运:以毕氏卵角蚁为对象的长期观测显示,当蚁巢持续处在臭氧环境中,工蚁对幼虫的照料行为逐步减少。育幼是蚁群更新的关键环节,一旦照料链条断裂,将直接影响幼虫成活与群体延续,最终可能导致蚁群衰败甚至崩溃。业内人士指出,蚂蚁在土壤改良、有机质分解、种子传播以及抑制部分害虫诸上发挥重要生态功能,其群体稳定性下降可能引发连锁生态效应。 对策——研究结果为臭氧治理提供了新的生态证据。近年来,臭氧污染一些地区呈现季节性、区域性特征,与挥发性有机物和氮氧化物等前体物排放、强日照和高温条件密切相关。专家建议,在持续推进细颗粒物治理的同时,应更加突出臭氧与前体物协同控制,完善多污染物联防联控与精细化减排;在城市和园区层面加强臭氧监测预警,优化交通、工业排放与溶剂使用管理,减少高活性前体物排放;在生态保护上,可结合生境修复与绿地系统建设,降低高温与光化学反应叠加带来的风险。此外,建议将“化学通信受扰”这一新型生态影响纳入环境影响评估与生物多样性监测指标体系,提升对昆虫行为变化的早期识别能力。 前景——该研究将空气污染影响从“生理毒性”进一步拓展到“行为与社会结构”,为理解污染物如何改变生态网络提供了新线索。下一步,科研界仍需在更复杂的野外情境中验证不同生境、不同臭氧水平与多污染物共存条件下的真实影响,并评估对传粉昆虫、天敌昆虫等更多类群的潜在扰动。随着城市化推进与极端高温事件增多,臭氧污染治理与生态风险防控的结合将更为紧迫。

这项研究揭示了空气污染对生态系统更深层的影响。当人类关注污染对健康的危害时,自然界的其他物种正面临更复杂的生存挑战。保护环境不仅是为了我们自己,也是为了维系整个生态网络的平衡。