För att rädda honungsbin måste vi designa nya bikupor

För att rädda honungsbin måste vi designa nya bikupor
Aleksandr Gavrilychev / Shutterstock

Honungsbin är under extremt tryck. Antalet honungbikolonier i USA har minskat med en genomsnittlig hastighet av Nästan 40% sedan 2010. Den största bidragaren till denna nedgång är virus som sprids av en parasit, Varroa Destructor. Men detta är inte en naturlig situation. Parasiten sprids genom biodling, inklusive att hålla bin i förhållanden som skiljer sig mycket från deras naturliga bostad av trädhåla.

Några år sedan, Jag demonstrerade att värmeförlusterna i konstgjorda honungbikupor är många gånger större än i naturliga bon. Nu använder man ingenjörstekniker som oftare hittar industriella problem, Jag har visat att den nuvarande utformningen av konstgjorda bikupor också skapar lägre fuktighetsnivåer som gynnar Varroa parasit.

Naturliga bo i trädhålorna skapar hög luftfuktighetsnivå där honungsbin trivs och som förhindrar Varroa från avel. Så om vi kan omforma biodlarna i biodlar för att återskapa dessa förhållanden, kan vi hjälpa till att stoppa parasiten och ge honungsbin en chans att återhämta sig.

Livet för honungsbikolonin är intimt förenat med sitt hem. Vi kan se detta från sofistikerat sätt honungsbin väljer bon med rätt storlekar och egenskaper och hur hårt de arbetar för att modifiera dem. I själva verket kan boet ses som en del av honungbiet i sig, ett begrepp som i biologi kallas "utökad fenotyp”, Som hänvisar till alla sätt på vilket en varels gener påverkar världen.

Det kanske vanligaste exemplet på en utökad fenotyp är bäverens, som formar sin miljö genom att kontrollera vattenflödet med dammar. Reden gör att honungsbin kan anpassa sin miljö på samma sätt genom att kontrollera flödet av två vätskor - luft och vattenånga - plus något som fungerar som en vätskevärme.

Honungsbinen väljer ett ihåligt träd med en ingång i botten som gör att den stigande varma luften i boet är mindre benägna att fly. De modifierar det sedan genom att applicera ett antibakteriellt ånghämmande tätningsmedel av trädharts över de inre väggarna och eventuella små hål eller sprickor. Detta förhindrar vidare läckage av varm luft och hjälper till att upprätthålla rätt vattenånga. Inom boet bygger bin en honungskaka som innehåller tusentals celler, som var och en ger ett isolerat mikroklimat för odling av larver (babybin) eller att göra honung.

Onaturliga mönster

Trots att bon är viktiga för honungsbin, har bikuporna vi bygger dem liten likhet och har få egenskaper hos de naturliga trädren som europeiska honungsbin utvecklas med. På 21-talet använder vi fortfarande bikupor som är utformade i 1930 och 1940, baserade på idéer från 1850. Naturliga bo var bara vetenskapligt undersökt så nyligen som 1974 och forskning om deras fysiska egenskaper började endast i 2012.

Konstgjorda bikupor är squat och squarish (till exempel 45cm hög), konstruerade av tunt trä (under 2cm tjockt) med stora ingångar (runt 60cm²) och ofta stora öppningar av trådnät under. De var utformade för att vara billiga och för biodlare att enkelt komma åt bin och ta bort honung. Däremot utvecklades europeiska honungsbin med naturliga träd bon som i genomsnitt är höga (runt 150cm), smala (20cm) med tjocka väggar (15cm) och små ingångar (7cm²).

För att rädda honungsbin måste vi designa nya bikupor
Konstgjorda bikupor kontra naturliga bon. Derek Mitchell

För att bedöma hur väl människan skapade bikupor återskapa förhållandena i naturliga bo, behövde jag mäta flödet av vätskor (luft, vattenånga och värme) runt dem. För att göra det vände jag mig till en aspekt av fysisk vetenskap och teknik som heter thermofluids, studien av vätskor, gaser och förbränningsfast material och förändringar av tillstånd, massa och energirörelse.

I honungsbi-boet betyder detta "förbränning" av socker i honung och nektar, avdunstning och kondensation av vatten och luftflöde genom boet. Det inkluderar också allt som transporteras av honungsbin genom ingången eller läcker genom väggarna.

De olika barriärerna som honungbi skapar kan användas som bekväma gränser i matematiska modeller av den energi som behövs och fuktighet som produceras i boet. Min nya studie kombinerar dessa modeller med data från experimentell forskning på de termiska egenskaperna hos honungsbin och bikupor och beteendestudier på hur honungsbin ventilerar boet.

Detta gjorde det möjligt för mig att jämföra den genomsnittliga fuktigheten i konstgjorda bikupor och träd bon med den som behövs av honungsbin och deras parasiter. Jag fann att de flesta konstgjorda bikupor har sju gånger högre värmeförlust och åtta gånger större ingångsstorlek än träd bon. Detta skapar de lägre fuktighetsnivåer som gynnar parasiten.

Min forskning visar att honungbi-boets roll är klart mycket mer sofistikerad än bara ett enkelt skydd. Enkla förändringar av hive-designen för att sänka värmeförlusten och öka fuktigheten, till exempel genom att använda mindre ingångar och tjockare väggar, kan minska stressen på honungbikolonierna orsakade av Varroa Destructor. Vi vet redan att helt enkelt bygga bikupor av polystyren istället för trä kan öka överlevnadsgraden och honungsutbytet hos bin betydligt. Mer forskning om bonens termofluidkomplexitet skulle göra det möjligt för oss att utforma de optimala bikuporna som balanserar behoven hos honungsbin med deras mänskliga djurhållare.Avlyssningen

Om författaren

Derek Mitchell, doktorand i maskinteknik, University of Leeds

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

Klimat Anpassning Finans och Investeringar i Kalifornien

av Jesse M. Keenan
0367026074Den här boken är en vägledning för lokala myndigheter och privata företag eftersom de navigerar i det outcharterade vattnet för att investera i anpassning och klimatförändring av klimatförändringar. Denna bok tjänar inte bara som en resursguide för att identifiera potentiella finansieringskällor utan också som en färdplan för kapitalförvaltning och offentliga finanser. Den lyfter fram praktiska synergier mellan finansieringsmekanismerna och de konflikter som kan uppstå mellan olika intressen och strategier. Medan huvudfokus för detta arbete är på delstaten Kalifornien, erbjuder den här boken bredare insikter för hur stater, lokala myndigheter och privata företag kan ta de kritiska första stegen för att investera i samhällets kollektiva anpassning till klimatförändringar. Finns på Amazon

Naturbaserade lösningar för anpassning av klimatförändringar i stadsområden: Kopplingar mellan vetenskap, politik och praxis

av Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
3030104176
Denna öppna åtkomstbok sammanför forskningsresultat och erfarenheter från vetenskap, politik och praxis för att framhäva och debattera vikten av naturbaserade lösningar för anpassning av klimatförändringar i stadsområden. Det läggs tonvikt på potentialen i naturbaserade tillvägagångssätt för att skapa flera fördelar för samhället.

Expertbidrag presenterar rekommendationer för att skapa synergier mellan pågående politiska processer, vetenskapliga program och praktiskt genomförande av klimatförändringar och naturskyddsåtgärder i globala stadsområden. Finns på Amazon

En kritisk tillvägagångssätt för anpassning av klimatförändringar: Diskurser, politik och praxis

av Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
9781138056299Denna redigerade volym samlar kritisk forskning om diskussioner, policyer och praxis från klimatförändringarna ur ett tvärvetenskapligt perspektiv. Med hjälp av exempel på länder som Colombia, Mexiko, Kanada, Tyskland, Ryssland, Tanzania, Indonesien och Stilla havet, beskriver kapitlen hur anpassningsåtgärder tolkas, förvandlas och implementeras på gräsrotsnivå och hur dessa åtgärder förändras eller stör varandra maktförhållanden, juridisk pluralism och lokal (ekologisk) kunskap. I sin helhet utmanar boken utarbetade perspektiv på anpassning av klimatförändringen genom att ta hänsyn till frågor om kulturell mångfald, miljömässig rättvisa och mänskliga rättigheter samt feministiska eller korsningsmässiga tillvägagångssätt. Detta innovativa tillvägagångssätt möjliggör analyser av de nya konfigurationerna av kunskap och kraft som utvecklas i namn av klimatförändring. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}