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Jan 25, 2024

Nature Communications 14권, 기사 번호: 4112(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

곤충의 경우 치명적이지 않은 수준의 대기 오염으로 인한 결과는 과소평가됩니다. 예를 들어, 곤충의 더듬이에 있는 감각 수용체에 미립자 물질이 축적되면 곤충의 기능에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다. 여기서 우리는 도시 환경에서 수집된 집파리(Musca Domestica)의 더듬이에 있는 미립자 물질의 밀도가 대기 오염의 심각도에 따라 증가한다는 것을 보여줍니다. 행동 분석, 전기안테노그램 및 전사체 분석의 조합은 미립자 물질 오염에 대한 짧은 노출이 수컷과 암컷 집파리 모두에서 생식 및 음식 냄새에 대한 후각 인식을 손상시킨다는 일관된 증거를 제공합니다. 입자상 물질은 발생지에서 수천 킬로미터 떨어진 곳까지 이동할 수 있기 때문에 이러한 효과는 오염되지 않은 먼 지역에서도 곤충 수의 세계적인 감소를 담당하는 추가 요인이 될 수 있습니다.

인간중심적 오염물질이 유기체의 건강, 체력, 개체군 생존능력에 미치는 해로운 영향은 식물에서 척추동물에 이르기까지 야생동물에 대해 광범위하게 문서화되어 있습니다1,2,3,4. 입자상 물질(PM)은 NOx나 오존과 같은 다른 일반적인 대기 오염 물질보다 훨씬 더 위험할 수 있지만, 곤충을 포함한 많은 유형의 유기체와 생태계에 대한 생태 독성학적 영향은 상대적으로 불분명합니다6. 곤충은 신체 표면에 PM을 축적하며 이로 인해 곤충에게 독성 영향을 미칠 수 있습니다7,8,9,10. PM은 공기 중에 부유하는 고체 입자 또는 액체 방울의 혼합물을 포함하며 자연 및 인위적 소스에서 생성됩니다11. PM은 도시 환경의 주요 대기 오염 물질 중 하나이지만12,13 그럼에도 불구하고 이러한 배출원을 넘어서는 높은 농도로 기록됩니다. 전 세계 토지의 40% 이상이 세계보건기구(WHO)의 연간 평균 농도 권장 사항을 초과하는 연간 PM 농도에 노출되어 있습니다(< 10 µg/m3(참조 14), 그림 1a). 놀랍게도 이 지역에는 멀리 떨어져 있고 비교적 깨끗한 서식지와 생태학적 핫스팟이 많이 포함되어 있습니다(그림 S1a). PM은 매우 이질적이며 발생원, 형태, 원소 구성 및 입자 크기가 다릅니다15. PM10(2.5μm < 입자 크기 ≤ 10μm)에는 독성 중금속 원소를 포함한 무기 또는 금속 성분이 더 많이 포함되어 있으며, PM2.5에는 벤젠 및 다환 방향족 탄화수소와 같은 유기 오염물질이 더 많이 포함되어 있다는 증거가 있습니다5,16.

a 2015년부터 2019년까지 다양한 대륙(남극 제외)의 전 세계 연간 평균 PM2.5 농도 - 대륙의 ~40%가 WHO의 연간 평균 <10 µg/m3 권장 사항을 초과하는 연간 PM 농도에 노출됩니다(데이터 출처: https://sites.wustl.edu/acag/datasets/surface-pm2-5/#V4.GL.03). b (i) 오염되지 않은 집파리 안테나는 (ii) 오염된 안테나보다 PM이 훨씬 적음을 보여주는 스티치 SEM 현미경 사진은 개별 입자의 분포를 표시하는 노란색 십자가입니다. c 오염되지 않은, 실험적으로 오염된, 낮은(AQI ≤ 50), 중간(50 < AQI ≤ 100) 및 높은(100 < AQI ≤ 150) 오염 수준에서 포획된 야생 집파리의 더듬이 표면에서 감지된 PM의 평균 밀도. 실험적으로 오염된 집파리 안테나는 오염되지 않은 안테나보다 PM 밀도가 상당히 높으며 밀도는 베이징의 도시 환경에서 수집된 밀도와 비슷합니다(표 S3, Tukey 사후 테스트를 사용한 일반화 선형 혼합 모델, F4,123 = 43.25, P < 0.001, n = 25). d 오염된 집파리의 다양한 신체 부위에서 검출된 PM의 평균 밀도: 안테나는 다른 신체 부위보다 PM 밀도가 상당히 높습니다(표 S4, Tukey 사후 테스트를 사용한 일반화 선형 혼합 모델, F6,114 = 18.41, P < 0.001, n = 10). e 섬유 유리 필터보다 안테나 표면에서 더 높은 비율의 PM2.5가 발견되었습니다(표 S5, Wilcoxon 테스트, PM2.5: P < 0.001; PM10: P < 0.001; >PM10: P = 0.835, 안테나: n = 27, 섬유 유리 필터: n = 17). 스케일 바: b = 50μm, 상자 내 5μm. 서로 다른 낮은 글자와 별표는 그룹 간 유의미한 차이를 나타냅니다. 중앙: 평균, 오류 막대: SE. 모든 p-값은 양측 검정을 기반으로 합니다. 소스 데이터는 소스 데이터 파일로 제공됩니다.