Александр Гаврилычев / Shutterstock

Медоносные пчелы находятся под сильным давлением. Число пчелиных семей в США снижается со средней скоростью Почти 40% с 2010. Самый большой вклад в это снижение - вирусы, распространяемые паразитами, Варроа Разрушитель, Но это не естественная ситуация. Паразит распространяется посредством методов пчеловодства, включая содержание пчел в условиях, которые сильно отличаются от их естественного места обитания в дуплах деревьев.

Пару лет назад, Я продемонстрировал что потери тепла в искусственных ульях медоносных пчел во много раз превышают потери в естественных гнездах. Теперь, используя технические приемы, чаще встречаются зондирующие производственные проблемы, Я показал что нынешний дизайн искусственных ульев также создает более низкие уровни влажности, что способствует варроа паразит.

Естественные гнезда внутри полостей деревьев создают высокие уровни влажности, при которых медоносные пчелы процветают и которые препятствуют варроа от разведения. Поэтому, если мы сможем перепроектировать ульи пчеловода, чтобы воссоздать эти условия, мы могли бы помочь остановить паразита и дать медоносным пчелам шанс на выздоровление.

Жизнь колонии медоносных пчел тесно связана с ее домом. Мы можем видеть это из сложный способ медоносные пчелы выбирают гнезда правильных размеров и свойств, а также усердно работают над их изменением. На самом деле, гнездо можно рассматривать как часть самой медоносной пчелы, понятие, которое в биологии известно как «расширенный фенотип”, Который относится ко всем способам, которыми гены существа влияют на мир.

Пожалуй, наиболее распространенным примером расширенного фенотипа является феномен бобра, который формирует свое окружение, контролируя поток воды с помощью плотин. Гнезда позволяют медоносным пчелам подобным образом регулировать свою среду, контролируя поток двух жидкостей - воздуха и водяного пара - плюс что-то, что действует как жидкость - тепло.

Медоносные пчелы выбирают дупло с входом внизу, что снижает вероятность выхода горячего воздуха из гнезда. Затем они модифицируют его, нанося антибактериальный паростойкий герметик из древесной смолы на внутренние стены и любые небольшие отверстия или трещины. Это дополнительно предотвращает любые утечки теплого воздуха и помогает поддерживать необходимый уровень водяного пара. Внутри гнезда пчелы строят соты, содержащие тысячи клеток, каждая из которых обеспечивает изолированный микроклимат для выращивания личинок (маленьких пчел) или изготовления меда.

Неестественные проекты

Несмотря на важность гнезд для медоносных пчел, ульи, которые мы их строим, мало похожи и имеют некоторые свойства натуральных гнезд, с которыми развивались европейские медоносные пчелы. В 21st веке мы все еще используем ульи, разработанные в 1930 и 1940 на основе идей 1850. Естественные гнезда были только с научной точки зрения опрошен совсем недавно, как 1974 и исследования в их физические свойства только начались в 2012.

Искусственные ульи приземистые и квадратные (например, высотой 45cm), построенные из тонкой древесины (толщиной менее 2cm) с большими входами (около 60cm²) и часто с большими отверстиями из проволочной сетки снизу. Они были разработаны, чтобы быть дешевыми и для пчеловодов легко получить доступ к пчелам и удалить мед. В отличие от этого, европейские медоносные пчелы эволюционировали с естественными гнездами деревьев, которые в среднем имеют высокий рост (около 150cm), узкие (20cm) с толстыми стенками (15cm) и небольшими входами (7cm²).

Искусственные ульи против естественных гнезд. Дерек Митчелл

Чтобы оценить, насколько хорошо искусственные ульи воссоздают условия естественных гнезд, мне нужно было измерить поток жидкостей (воздух, водяной пар и тепло) вокруг них. Чтобы сделать это, я обратился к аспекту физической науки и техники под названием thermofluidsизучение жидкостей, газов и твердых тел сгорания, а также изменений состояния, массы и движения энергии.

В гнезде медоносных пчел это означает «сжигание» сахара в меде и нектаре, испарение и конденсацию воды, а также поток воздуха через гнездо. Это также включает в себя все, что транспортируется медоносными пчелами через вход или протекает через стены.

Различные барьеры, которые создают гнезда медоносных пчел, могут использоваться в качестве удобных границ в математических моделях необходимой энергии и влажности, производимой внутри гнезда. Мое новое исследование объединяет эти модели с данными из экспериментальное исследование о тепловых свойствах пчелиных гнезд и ульев и поведенческие исследования о том, как медоносные пчелы проветривают свое гнездо.

Это позволило мне сравнить среднюю влажность в искусственных ульях и гнездах деревьев с влажностью, необходимой для пчел и их паразитов. Я обнаружил, что большинство искусственных ульев имеют в семь раз большую потерю тепла и в восемь раз больше входной размер, чем гнезда деревьев. Это создает более низкие уровни влажности, которые благоприятствуют паразиту.

Мое исследование показывает, что роль гнезда медоносной пчелы гораздо сложнее, чем просто укрытие. Простые изменения в конструкции улья с целью снижения потерь тепла и повышения влажности, например, с использованием меньших входов и более толстых стен, могут снизить нагрузку на колонии медоносных пчел, вызванную Варроа Разрушитель. Мы уже знаем что простое строительство ульев из полистирола вместо дерева может значительно повысить выживаемость и урожайность пчел. Дополнительные исследования термогидравлической сложности гнезд позволили бы нам разработать оптимальные ульи, которые бы уравновешивали потребности медоносных пчел с их людьми.

Об авторе

Дерек Митчелл, кандидат технических наук, Университет Лидса

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Климатическая адаптация Финансы и инвестиции в Калифорнии

Джесси М. Кинэн
Эта книга служит руководством для местных органов власти и частных предприятий, поскольку они ориентируются в неисследованных водах инвестиций в адаптацию к изменению климата и устойчивость к ним. Эта книга служит не только справочным пособием для определения потенциальных источников финансирования, но и дорожной картой для процессов управления активами и государственными финансами. В нем подчеркивается практическое взаимодействие между механизмами финансирования, а также конфликты, которые могут возникнуть между различными интересами и стратегиями. В то время как основное внимание в этой работе уделяется штату Калифорния, эта книга предлагает более широкое понимание того, как штаты, местные органы власти и частные предприятия могут сделать эти важные первые шаги в инвестировании в коллективную адаптацию общества к изменению климата. Доступно на Amazon

Природные решения для адаптации к изменению климата в городских районах: связь между наукой, политикой и практикой

Надя Кабиш, Хорст Корн, Ютта Штадлер, Алетта Бонн
Эта книга в открытом доступе объединяет результаты исследований и опыт науки, политики и практики, чтобы подчеркнуть и обсудить важность основанных на природе решений для адаптации к изменению климата в городских районах. Особое внимание уделяется потенциалу природоохранных подходов в создании множественных выгод для общества.

В материалах экспертов представлены рекомендации по созданию синергии между текущими политическими процессами, научными программами и практическим осуществлением мер по изменению климата и охране природы в глобальных городских районах. Доступно на Amazon

Критический подход к адаптации к изменению климата: дискурсы, политика и практика

Силья Клепп, Либертад Чавес-Родригес
Этот отредактированный том объединяет критические исследования дискурсов, политики и практики адаптации к изменению климата с междисциплинарной точки зрения. Опираясь на примеры из таких стран, как Колумбия, Мексика, Канада, Германия, Россия, Танзания, Индонезия и острова Тихого океана, в главах описывается, как меры адаптации интерпретируются, трансформируются и применяются на низовом уровне и как эти меры меняются или мешают властные отношения, правовой плюрализм и местные (экологические) знания. В целом, книга бросает вызов установленным перспективам адаптации к изменению климата, принимая во внимание вопросы культурного разнообразия, экологической справедливости и прав человека, а также феминистский или межсекционный подход. Этот инновационный подход позволяет анализировать новые конфигурации знаний и власти, которые развиваются во имя адаптации к изменению климата. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете воспользоваться этой ссылкой использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.