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Nature Communications volume 14, numero articolo: 4112 (2023) Citare questo articolo

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Le conseguenze di livelli subletali di inquinamento dell'aria ambiente sono sottovalutate per gli insetti, ad esempio l'accumulo di particolato sui recettori sensoriali situati sulle loro antenne può avere effetti dannosi sulla loro funzione. Qui mostriamo che la densità del particolato sulle antenne delle mosche domestiche (Musca domestica) raccolte da un ambiente urbano aumenta con la gravità dell'inquinamento atmosferico. Una combinazione di test comportamentali, elettroantennogrammi e analisi trascrittomica fornisce prove coerenti del fatto che una breve esposizione all’inquinamento da particolato compromette la percezione olfattiva degli odori riproduttivi e alimentari nelle mosche domestiche sia maschi che femmine. Poiché il particolato può essere trasportato a migliaia di chilometri dalla sua origine, questi effetti potrebbero rappresentare un ulteriore fattore responsabile della diminuzione globale del numero di insetti, anche in aree incontaminate e remote.

Gli impatti dannosi degli inquinanti antropocentrici sulla salute degli organismi, sulla forma fisica e sulla vitalità delle popolazioni sono stati ampiamente documentati per la fauna selvatica, dalle piante ai vertebrati1,2,3,4. Il particolato (PM) potrebbe essere ancora più pericoloso di altri comuni inquinanti atmosferici come i NOx o l’ozono, ma i suoi effetti ecotossicologici su molti tipi di organismi, inclusi gli insetti5, e sugli ecosistemi più in generale rimangono relativamente poco chiari6. Gli insetti accumulano PM sulla superficie corporea e ciò potrebbe causare loro effetti tossici7,8,9,10. Il PM comprende una miscela di particelle solide o goccioline liquide sospese nell'aria ed è prodotto da fonti sia naturali che antropiche11. Il PM è uno degli inquinanti atmosferici predominanti negli ambienti urbani12,13, ma viene comunque registrato in concentrazioni elevate al di fuori di queste fonti: oltre il 40% della massa terrestre globale è esposto a una concentrazione annuale di PM che supera la raccomandazione dell'Organizzazione Mondiale della Sanità relativa alla concentrazione media annua (< 10 µg/m3 (rif. 14), Fig. 1a). Sorprendentemente, queste aree includono molti habitat e hotspot ecologici remoti e relativamente incontaminati (Fig. S1a). Il PM è altamente eterogeneo e differisce per fonti, morfologia, composizione elementare e dimensione delle particelle15. Esistono prove che il PM10 (2,5 µm < dimensione delle particelle ≤ 10 µm) ha più componenti inorganici o metallici, inclusi elementi di metalli pesanti tossici, e il PM2,5 contiene più inquinanti organici come benzene e idrocarburi policiclici aromatici5,16.

a Concentrazione media annuale globale di PM2,5 su diverse terre emerse (ad eccezione dell'Antartide) dal 2015 al 2019 – circa il 40% della massa terrestre è esposto a una concentrazione annuale di PM che supera la raccomandazione dell'OMS di una media annuale <10 µg/m3 (Fonte dati: https://sites.wustl.edu/acag/datasets/surface-pm2-5/#V4.GL.03). b Micrografie SEM cucite che mostrano che (i) l'antenna della mosca domestica incontaminata ha molto meno PM rispetto a (ii) l'antenna contaminata, con croci gialle che indicano la distribuzione delle singole particelle. c Densità media di PM rilevata sulla superficie dell'antenna di mosche domestiche non contaminate, contaminate sperimentalmente e selvatiche catturate a livelli di inquinamento basso (AQI ≤ 50), moderato (50 < AQI ≤ 100) e alto (100 < AQI ≤ 150). Le antenne di mosche domestiche contaminate sperimentalmente hanno una densità di PM significativamente più elevata rispetto alle antenne non contaminate e la densità è paragonabile a quella raccolta in un ambiente urbano a Pechino (Tabella S3, modelli misti lineari generalizzati con test post hoc di Tukey, F4.123 = 43,25, P <0,001, n = 25). d Densità media di PM rilevata su diverse parti del corpo di mosche domestiche contaminate: le antenne hanno una densità di PM significativamente più elevata rispetto a qualsiasi altra parte del corpo (Tabella S4, modelli misti lineari generalizzati con test post hoc di Tukey, F6.114 = 18,41, P < 0,001, n = 10). e È stata rilevata una percentuale maggiore di PM2,5 sulla superficie dell'antenna rispetto ai filtri in fibra di vetro (Tabella S5, test di Wilcoxon, PM2,5: P < 0,001; PM10: P < 0,001; >PM10: P = 0,835, Antenne: n = 27; Filtro in fibra di vetro: n = 17). Barre della scala: b = 50 μm, 5 μm nella casella. Diverse lettere minuscole e asterisco indicano differenze significative tra i gruppi, centro: media, barre di errore: SE. Tutti i valori p si basano su test bilaterali. I dati di origine vengono forniti come file di dati di origine.