Um Honigbienen zu retten, müssen wir sie neu gestalten

Um Honigbienen zu retten, müssen wir sie neu gestalten
Aleksandr Gavrilychev / Shutterstock

Honigbienen stehen unter extremem Druck. Die Zahl der Honigbienenvölker in den USA ist durchschnittlich um 10% zurückgegangen fast 40% seit 2010. Der größte Beitrag zu diesem Rückgang sind Viren, die von einem Parasiten verbreitet werden. Varroa-Zerstörer. Dies ist jedoch keine natürliche Situation. Der Parasit wird durch Imkereipraktiken verbreitet, einschließlich des Haltens der Bienen unter Bedingungen, die sich sehr von ihrem natürlichen Aufenthaltsort in Baumhöhlen unterscheiden.

Vor einigen Jahren, Ich habe demonstriert dass die Wärmeverluste in künstlichen Honigbienenstöcken um ein Vielfaches höher sind als in natürlichen Nestern. Jetzt werden technische Techniken eingesetzt, die häufiger bei der Untersuchung industrieller Probleme zum Einsatz kommen. Ich habe gezeigt dass das derzeitige Design von künstlichen Bienenstöcken auch niedrigere Luftfeuchtigkeitswerte schafft, die die Varroa Parasit.

Natürliche Nester in Baumhöhlen erzeugen eine hohe Luftfeuchtigkeit, in der Honigbienen gedeihen und die verhindern Varroa aus der Zucht. Wenn wir also die Bienenstöcke der Imker so umgestalten können, dass diese Bedingungen wiederhergestellt werden, können wir helfen, den Parasiten zu stoppen und den Honigbienen die Chance zu geben, sich zu erholen.

Das Leben der Honigbienenkolonie ist eng mit ihrer Heimat verbunden. Das können wir an der sehen anspruchsvolle Art und Weise Honigbienen wählen Nester mit den richtigen Größen und Eigenschaften und wie schwer sie arbeiten, um sie zu modifizieren. In der Tat kann das Nest als Teil der Honigbiene selbst gesehen werden, ein Konzept, das in der Biologie bekannt ist alserweiterter Phänotyp”, Das sich auf alle Arten bezieht, in denen die Gene einer Kreatur die Welt beeinflussen.

Das vielleicht häufigste Beispiel für einen erweiterten Phänotyp ist der Biber, der seine Umgebung durch die Steuerung des Wasserflusses mit Dämmen gestaltet. Nester ermöglichen es Honigbienen, ihre Umgebung auf ähnliche Weise anzupassen, indem sie den Fluss von zwei Flüssigkeiten - Luft und Wasserdampf - sowie etwas, das wie eine Flüssigkeit wirkt - Wärme - steuern.

Die Honigbienen wählen eine Baumhöhle mit einem Eingang am Boden, durch den die aufsteigende heiße Luft im Nest weniger leicht entweichen kann. Sie modifizieren es dann, indem sie eine antibakterielle, dampfhemmende Versiegelung aus Baumharz auf die Innenwände und auf kleine Löcher oder Risse auftragen. Dies verhindert außerdem das Austreten warmer Luft und hilft, den richtigen Wasserdampfpegel aufrechtzuerhalten. Im Nest bilden die Bienen eine Wabe mit Tausenden von Zellen, von denen jede ein isoliertes Mikroklima für das Wachstum von Larven (Babybienen) oder die Herstellung von Honig bietet.

Unnatürliche Designs

Trotz der Bedeutung von Nestern für Honigbienen haben die von uns gebauten Bienenstöcke nur geringe Ähnlichkeit mit den Eigenschaften der natürlichen Baumnester, mit denen sich die europäischen Honigbienen entwickelt haben. Im 21st-Jahrhundert verwenden wir immer noch Bienenstöcke, die in den 1930s und 1940s auf der Grundlage von Ideen aus den 1850s entwickelt wurden. Natürliche Nester waren nur wissenschaftlich erst kürzlich mit 1974 befragt und erforschen ihre physikalische Eigenschaften begannen erst in 2012.


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Künstliche Bienenstöcke sind gedrungen und quadratisch (zum Beispiel 45cm hoch) und bestehen aus dünnem Holz (unter 2cm dick) mit großen Eingängen (um 60cm²) und häufig großen Öffnungen aus Drahtgeflecht darunter. Sie sollten billig sein und den Imkern den Zugang zu den Bienen und die Entfernung des Honigs erleichtern. Im Gegensatz dazu entwickelten sich europäische Honigbienen mit natürlichen Baumnestern, die durchschnittlich hoch (um 150cm), schmal (20cm), mit dicken Wänden (15cm) und kleinen Eingängen (7cm²) sind.

Um Honigbienen zu retten, müssen wir sie neu gestalten
Künstliche Nesselsucht gegen natürliche Nester. Derek Mitchell

Um zu beurteilen, wie gut künstliche Bienenstöcke die Bedingungen natürlicher Nester nachbilden, musste ich den Fluss von Flüssigkeiten (Luft, Wasserdampf und Wärme) um sie herum messen. Um das zu tun, wandte ich mich einem Aspekt der Physik und der Ingenieurwissenschaften zu, der sich „Physik und Ingenieurwesen“ nennt Thermofluide, die Untersuchung von Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen der Verbrennung sowie von Zustands-, Massen- und Energiebewegungen.

Im Honigbienennest bedeutet dies die „Verbrennung“ von Zucker in Honig und Nektar, die Verdampfung und Kondensation von Wasser und den Luftstrom durch das Nest. Dazu gehört auch alles, was von den Honigbienen durch den Eingang transportiert wird oder durch die Wände austritt.

Die verschiedenen Barrieren, die Honigbienennester bilden, können als praktische Grenzen in mathematischen Modellen des Energiebedarfs und der im Nest erzeugten Feuchtigkeit verwendet werden. Meine neue Studie kombiniert diese Modelle mit Daten aus experimentelle Forschung auf die thermischen Eigenschaften von Honigbienennestern und Bienenstöcken und Verhaltensstudien wie Honigbienen ihr Nest lüften.

Dadurch konnte ich die durchschnittliche Luftfeuchtigkeit in künstlichen Bienenstöcken und Baumnestern mit der von Honigbienen und ihren Parasiten benötigten Luftfeuchtigkeit vergleichen. Ich fand heraus, dass die meisten künstlichen Bienenstöcke einen siebenmal höheren Wärmeverlust und eine achtmal größere Eingangsgröße haben als Baumnester. Dies führt zu einer geringeren Luftfeuchtigkeit, die den Parasiten begünstigt.

Meine Forschung zeigt, dass die Rolle des Honigbienennestes deutlich raffinierter ist als nur ein einfaches Tierheim. Durch einfache Änderungen des Bienenstocks, um den Wärmeverlust zu verringern und die Luftfeuchtigkeit zu erhöhen, beispielsweise durch Verwendung kleinerer Eingänge und dickerer Wände, könnte die Belastung der Honigbienenvölker durch verringert werden Varroa-Zerstörer. Wir wissen es schon Der einfache Bau von Bienenstöcken aus Polystyrol anstelle von Holz kann die Überlebensrate und den Honigertrag der Bienen erheblich steigern. Mehr Forschung über die thermofluidische Komplexität von Nestern würde es uns ermöglichen, die optimalen Bienenstöcke zu entwerfen, die die Bedürfnisse der Honigbienen mit denen ihrer menschlichen Tierhalter in Einklang bringen.Das Gespräch

Über den Autor

Derek Mitchell, Doktorand im Maschinenbau, University of Leeds

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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