Aleksandr Gavrilychev / Shutterstock
Honingbijen staan onder extreme druk. Het aantal honingbijenkolonies in de VS daalt met een gemiddelde snelheid van Bijna 40% sinds 2010. De grootste bijdrage aan deze achteruitgang zijn virussen die worden verspreid door een parasiet, Varroa Destructor. Maar dit is geen natuurlijke situatie. De parasiet wordt verspreid door bijenteelt, inclusief het houden van de bijen in omstandigheden die heel anders zijn dan hun natuurlijke verblijfplaats van boomholten.
Een paar jaar geleden, Heb ik aangetoond dat de warmteverliezen in kunstmatige honingbijenkorven vele malen groter zijn dan die in natuurlijke nesten. Nu, met behulp van engineeringtechnieken die vaker worden gevonden om industriële problemen te onderzoeken, Ik heb het laten zien dat het huidige ontwerp van kunstmatige bijenkasten ook zorgt voor lagere luchtvochtigheidsniveaus die de voorkeur geven aan Varroa parasiet.
Natuurlijke nesten in boomholtes creëren een hoge luchtvochtigheid waarin honingbijen gedijen en die voorkomen Varroa van fokken. Dus als we de imkerbijenkorven opnieuw kunnen ontwerpen om deze omstandigheden opnieuw te creëren, kunnen we de parasiet helpen stoppen en honingbijen een kans geven om te herstellen.
Het leven van de honingbijenkolonie is nauw verweven met zijn thuis. We kunnen dit zien aan de verfijnde manier honingbijen kiezen nesten van de juiste afmetingen en eigenschappen, en hoe hard ze werken om ze te wijzigen. In feite kan het nest worden gezien als onderdeel van de honingbij zelf, een concept dat in de biologie bekend staat als een 'uitgebreid fenotype', Wat verwijst naar alle manieren waarop de genen van een wezen de wereld beïnvloeden.
Misschien is het meest voorkomende voorbeeld van een uitgebreid fenotype dat van de bever, die zijn omgeving vormt door de waterstroom met dammen te regelen. Nesten stellen honingbijen in staat hun omgeving op dezelfde manier aan te passen door de stroming van twee vloeistoffen - lucht en waterdamp - plus iets dat als een vloeistof werkt, te regelen.
De honingbijen kiezen een boomholte met een ingang aan de onderkant waardoor opstijgende hete lucht in het nest minder snel ontsnapt. Ze passen het vervolgens aan door een antibacterieel dampvertragend dichtingsproduct van boomhars over de binnenmuren en eventuele kleine gaten of scheuren aan te brengen. Dit voorkomt verder lekkage van warme lucht en helpt het juiste niveau van waterdamp te handhaven. In het nest bouwen de bijen een honingraat met duizenden cellen, die elk een geïsoleerd microklimaat bieden voor het kweken van larven (babybijen) of het maken van honing.
Onnatuurlijke ontwerpen
Ondanks het belang van nesten voor honingbijen, hebben de bijenkorven die we ze bouwen weinig gelijkenis en hebben weinig eigenschappen van de natuurlijke boomnesten waarmee Europese honingbijen zijn geëvolueerd. In de 21st eeuw gebruiken we nog steeds bijenkorven die zijn ontworpen in de 1930s en 1940s, gebaseerd op ideeën van de 1850s. Natuurlijke nesten waren alleen wetenschappelijk onderzocht zo recent als 1974 en onderzoek naar hun fysieke eigenschappen begonnen pas in 2012.
Door de mens gemaakte bijenkorven zijn squat en squarish (bijvoorbeeld 45cm hoog), gemaakt van dun hout (minder dan 2cm dik) met grote ingangen (rond 60cm²) en vaak grote openingen van gaas eronder. Ze zijn ontworpen om goedkoop te zijn en voor imkers om gemakkelijk bij de bijen te komen en de honing te verwijderen. Europese honingbijen daarentegen zijn geëvolueerd met natuurlijke boomnesten die gemiddeld lang zijn (ongeveer 150cm), smal (20cm) met dikke muren (15cm) en kleine ingangen (7cm²).
Door de mens gemaakte bijenkorven versus natuurlijke nesten. Derek Mitchell
Om te beoordelen hoe goed kunstmatige bijenkasten de omstandigheden van natuurlijke nesten nabootsen, moest ik de stroming van vloeistoffen (lucht, waterdamp en warmte) eromheen meten. Om dat te doen, richtte ik me op een aspect van natuurwetenschappen en techniek thermofluids, de studie van vloeistoffen, gassen en vaste stoffen van verbranding, en veranderingen van toestand, massa en energiebeweging.
In het honingbijennest betekent dit de "verbranding" van suikers in honing en nectar, de verdamping en condensatie van water en luchtstroom door het nest. Het omvat ook alles dat door de honingbijen door de ingang wordt getransporteerd of door de muren lekt.
De verschillende barrières die honingbijennesten creëren, kunnen worden gebruikt als handige grenzen in wiskundige modellen van de benodigde energie en vochtigheid in het nest. Mijn nieuwe studie combineert deze modellen met gegevens van experimenteel onderzoek betreffende de thermische eigenschappen van honingbijennesten en netelroos en gedragsstudies over hoe honingbijen hun nest ventileren.
Dit stelde me in staat om de gemiddelde luchtvochtigheid in door de mens gemaakte bijenkorven en boomnesten te vergelijken met die van honingbijen en hun parasieten. Ik ontdekte dat de meeste kunstmatige bijenkorven zeven keer hoger warmteverlies en acht keer grotere ingangsgrootte hebben dan boomnesten. Dit creëert de lagere luchtvochtigheid die de parasiet begunstigt.
Mijn onderzoek toont aan dat de rol van het honingbijennest duidelijk veel geavanceerder is dan alleen een eenvoudige schuilplaats. Eenvoudige wijzigingen in bijenkorfontwerp om warmteverlies te verminderen en de luchtvochtigheid te verhogen, bijvoorbeeld met kleinere ingangen en dikkere muren, kunnen de stress op de honingbijenkolonies verminderen die wordt veroorzaakt door Varroa Destructor. Weten we al dat het simpelweg bouwen van bijenkasten van polystyreen in plaats van hout de overlevingskans en honingopbrengst van de bijen aanzienlijk kan verhogen. Meer onderzoek naar de thermofluidische complexiteit van nesten zou ons toelaten om de optimale netelroos te ontwerpen die de behoeften van honingbijen in evenwicht brengt met hun menselijke houders.
Over de auteur
Derek Mitchell, promovendus in werktuigbouwkunde, Universiteit van Leeds
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Verwante Boeken
Climate Adaptation Finance and Investment in California
door Jesse M. Keenan
Dit boek dient als een leidraad voor lokale overheden en particuliere ondernemingen terwijl ze door de niet-gecharterde wateren navigeren om te investeren in aanpassing aan en aanpassing aan klimaatverandering. Dit boek dient niet alleen als hulpmiddel bij het identificeren van potentiële financieringsbronnen, maar ook als een routekaart voor vermogensbeheer en publieke financiering. Het benadrukt praktische synergieën tussen financieringsmechanismen, evenals de conflicten die kunnen ontstaan tussen verschillende interesses en strategieën. Hoewel het zwaartepunt van dit werk ligt bij de staat Californië, biedt dit boek bredere inzichten over hoe staten, lokale overheden en particuliere ondernemingen die cruciale eerste stappen kunnen zetten in het investeren in de collectieve aanpassing van de samenleving aan de klimaatverandering. Beschikbaar op Amazon
Op de natuur gebaseerde oplossingen voor adaptatie aan klimaatverandering in stedelijke gebieden: koppelingen tussen wetenschap, beleid en praktijk
door Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Dit open access boek brengt onderzoeksresultaten en ervaringen uit wetenschap, beleid en praktijk samen om het belang van op de natuur gebaseerde oplossingen voor aanpassing aan klimaatverandering in stedelijke gebieden te benadrukken en te bespreken. De nadruk wordt gelegd op het potentieel van op de natuur gebaseerde benaderingen om meerdere voordelen voor de samenleving te creëren.
De bijdragen van deskundigen presenteren aanbevelingen voor het creëren van synergieën tussen lopende beleidsprocessen, wetenschappelijke programma's en praktische implementatie van klimaatverandering en natuurbeschermingsmaatregelen in stedelijke gebieden over de hele wereld. Beschikbaar op Amazon
Een kritische benadering van adaptatie aan klimaatverandering: discoursen, beleid en praktijken
door Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Dit bewerkte deel brengt kritisch onderzoek naar discutaties, beleid en praktijken met betrekking tot aanpassing aan klimaatverandering samen vanuit een multidisciplinair perspectief. Uitgaande van voorbeelden uit landen als Colombia, Mexico, Canada, Duitsland, Rusland, Tanzania, Indonesië en de eilanden in de Stille Oceaan, beschrijven de hoofdstukken hoe aanpassingsmaatregelen worden geïnterpreteerd, getransformeerd en geïmplementeerd op basisniveau en hoe deze maatregelen veranderen of interfereren met machtsverhoudingen, wettelijk pluralisme en lokale (ecologische) kennis. Als geheel daagt het boek gevestigde perspectieven van aanpassing aan de klimaatverandering uit door rekening te houden met kwesties van culturele diversiteit, milieukritiek en mensenrechten, evenals feministische of intersectionele benaderingen. Deze innovatieve aanpak maakt analyses mogelijk van de nieuwe configuraties van kennis en kracht die evolueren in naam van aanpassing aan klimaatverandering. Beschikbaar op Amazon
Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.
