Kända, användningen av burfåglar för att uppmärksamma gruvarbetare på de osynliga farorna med gaser som kolmonoxid gav upphov till varnande metaforen "kanariefågel i en kolgruva".

Men förutom det faktum att exponering för giftiga gaser i ett begränsat utrymme dödar fåglar i bur innan de påverkar människor – vilket ger en snabb varning till gruvarbetare – vad vet vi om effekterna av luftföroreningar på fåglar?

Inte så mycket som du tror, enligt forskare från University of Wisconsin-Madison.

"Vi vet mycket om luftföroreningars effekter på människors hälsa, och vi vet mycket om effekterna av luftföroreningar över ekosystem, " förklarar Tracey Holloway, en professor vid UW-Madisons Nelson Institute for Environmental Studies. "Vi blev förvånade över att upptäcka hur lite vi vet om hur luftföroreningar påverkar fåglar."

Skriver 11 augusti i journalen Miljöforskningsbrev , Holloway, en expert på luftkvalitet, och hennes tidigare doktorand Olivia Sanderfoot, gå igenom nästan 70 år av den vetenskapliga litteraturen för att bedöma kunskapsläget om hur luftföroreningar direkt påverkar hälsan, välbefinnande, reproduktiv framgång och mångfald av fåglar. Detta arbete är en del av Sanderfoots pågående National Science Foundation Graduate Research Fellowship.

Enligt Wisconsin-teamets undersökning av litteraturen, endast två fältstudier sedan 1950 har tittat på någon aspekt av hälsan och det ekologiska välbefinnandet hos vilda fågelpopulationer i USA. Globalt, det finns bara en handfull studier som bedömer effekten av direkt exponering för luftföroreningar på fåglars hälsa. Dessa omfattar studier av bara några dussin fågelarter av de ungefär 10, 000 eller så fågelarter kända över hela världen.

En del av problemet, säger Sanderfoot, är de många variablerna som spelar. Studier av vilda fågelsamhällen är inte bara svåra att genomföra, men faktorer som typer och nivåer av luftföroreningar, dynamiska atmosfäriska förhållanden, artspecifika svar, och svårigheten att reta ut direkta kontra indirekta effekter av luftföroreningar kan förvirra även de mest grundläggande ansträngningarna att bedöma hur fåglar klarar sig när de utsätts för kemikalier i luften.

"Det finns mycket arbete att göra på det här området, ", säger Sanderfoot. "Luftkvalitet är ett ständigt föränderligt problem över hela världen. Det finns ett behov av att titta på olika typer av luftföroreningar och olika arter över hela världen. Vi har en enorm brist på förståelse för nivåerna av föroreningar som fåglar utsätts för."

Luckor i vår förståelse, enligt den nya studien, inkludera luftföroreningars effekter på fåglarnas andningsorgan; toxiska effekter på fåglar, inklusive förhöjda stressnivåer och immunsuppression; beteendeförändringar; och effekter på reproduktiv framgång och demografi, såsom förändringar i befolkningstäthet, artmångfald och samhällssammansättning.

Holloway, som leder NASA Health and Air Quality Applied Sciences Team (ett multiinstitutionellt team av forskare som fungerar som en kopplingspunkt för att analysera miljödata från en konstellation av jordobserverande satelliter), Parlamentet noterar att studier av effekterna av luftföroreningar på människor är jämförelsevis lättare att bedöma eftersom sjukhusjournaler och dödlighetsdata är lättillgängliga för forskare. Luftförorening, faktiskt, är ett av de ledande och mest direkta miljöhoten mot människors hälsa, hon säger.

Något som gör fåglar potentiellt mer sårbara för atmosfäriska föroreningar är effektiviteten hos fåglarnas andningsorgan.

"Fåglar andas enkelriktat, " konstaterar Sanderfoot. "De andas definitivt mer effektivt än människor, och det har antagits att eftersom deras andningssystem är så mycket effektivare än vårt, de kommer att lättare plocka upp luftföroreningar."

Studien är en språngbräda för ny forskning, Sanderfoot och Holloway argumenterar, och kan vara särskilt viktig med tanke på fåglarnas roll som vaktpost i miljön.

"När du pratar med fågelekologer, luftföroreningar uppfattas inte nödvändigtvis som en fråga på hög nivå, " säger Holloway. "Saker som klimat- och landskapsförändringar är överst på deras lista när det gäller befolkningstäthet, arternas mångfald, ekologisk stress. Men vi vet att luftföroreningar är en stor risk för människors hälsa, och från vår studie ser vi ganska tydligt att det finns en påverkan på fåglar, för."