Aleksandr Gavrilychev / Shutterstock

Honningbier er under ekstremt press. Antall honningbikolonier i USA har gått ned i gjennomsnitt Nesten 40% siden 2010. Den største bidragsyteren til denne nedgangen er virus spredt av en parasitt, Varroa Destructor. Men dette er ikke en naturlig situasjon. Parasitten spres ved biavlspraksis, inkludert å holde biene i forhold som er veldig forskjellig fra deres naturlige tilholdssted i treet.

For noen år siden, Jeg demonstrerte at varmetapene i menneskeskapte honningbikuka er mange ganger større enn i naturlige reir. Nå bruker vi ingeniørteknikker som er mer ofte funnet industrielle problemer, Jeg har vist at den nåværende utformingen av menneskeskapte elveblest også skaper lavere fuktighetsnivå som favoriserer Varroa parasitt.

Naturlige reir i trehulen skaper høy luftfuktighet der honningbier trives og som forhindrer Varroa fra avl. Så hvis vi kan gjøre om bikuber for å gjenskape disse forholdene, kan vi hjelpe med å stoppe parasitten og gi honningbier en sjanse til å komme seg.

Livet til honningbikolonien er sammenflettet med hjemmet. Vi kan se dette fra sofistikert måte honningbier velger reir med riktig størrelse og egenskaper, og hvor hardt de jobber for å endre dem. Reiret kan faktisk sees på som en del av selve honningbien, et begrep som i biologi er kjent som en "utvidet fenotype”, Som refererer til alle måtene en skapnings gener påvirker verden på.

Det kanskje vanligste eksemplet på en utvidet fenotype er beveren, som former omgivelsene ved å kontrollere strømmen av vann med demninger. Reir gjør at honningbier kan tilpasse omgivelsene på samme måte ved å kontrollere strømmen av to væsker - luft og vanndamp - pluss noe som fungerer som en væskevarme.

Honningbierene velger et hult tre med en inngang i bunnen som gjør stigende varm luft inne i reiret mindre sannsynlig å rømme. De endrer det deretter ved å påføre et antibakterielt damphemmende fugemasse av treharpiks over innerveggene og eventuelle små hull eller sprekker. Dette forhindrer videre lekkasje av varm luft og bidrar til å opprettholde riktig nivå av vanndamp. Inne i reiret bygger biene en honningkake som inneholder tusenvis av celler, som hver gir et isolert mikroklima for dyrking av larver (babybier) eller til å lage honning.

Unaturlige design

Til tross for viktigheten av reir for honningbier, har elveblestene vi bygger dem liten likhet og har få av egenskapene til de naturlige træredlene europeiske honningbier utviklet seg med. I det 21st århundre bruker vi fremdeles elveblest designet av 1930s og 1940s, basert på ideer fra 1850s. Naturlige reir var bare vitenskapelig kartlagt så sent som 1974 og forskning på deres fysiske egenskaper begynte først i 2012.

Menneskeskapte elveblest er knebøy og kvadratiske (for eksempel 45cm høye), konstruert av tynt tre (under 2cm tykt) med store innganger (rundt 60cm²) og ofte store åpninger av trådnett under. De var designet for å være billige og for at birøktere lett skulle få tilgang til biene og fjerne honningen. I kontrast utviklet europeiske honningsbier seg med naturlige trehekker som i gjennomsnitt er høye (rundt 150cm), smale (20cm) med tykke vegger (15cm) og små inngangspartier (7cm²).

Menneskeskapte elveblest kontra naturlige reir. Derek Mitchell

For å vurdere hvor godt menneskeskapte elveblest gjenskaper forholdene i naturlige reir, trengte jeg å måle væskestrømmen (luft, vanndamp og varme) rundt dem. For å gjøre det, henvendte jeg meg til et aspekt av fysikkvitenskap og teknikk som heter thermofluids, studiet av væsker, gasser og forbrenningsmateriale, og endringer av tilstand, masse og energi bevegelse.

I honningbi-reiret betyr dette "forbrenning" av sukker i honning og nektar, fordamping og kondensering av vann, og luft strømmer gjennom reiret. Det inkluderer også alt som blir transportert av honningbierene gjennom inngangen eller lekker gjennom veggene.

De forskjellige barrierene som honningbi-reir skaper kan brukes som praktiske grenser i matematiske modeller av energien som trengs og fuktighet produsert i reiret. Den nye studien min kombinerer disse modellene med data fra eksperimentell forskning på de termiske egenskapene til honningbi reir og elveblest og atferdsstudier på hvordan honningsbier ventilerer reiret sitt.

Dette gjorde meg i stand til å sammenligne den gjennomsnittlige luftfuktigheten i menneskeskapte elveblest og tre reir med den som er behov av honningbier og deres parasitter. Jeg fant ut at de fleste menneskeskapte elveblest har syv ganger større varmetap og åtte ganger større inngangsstørrelse enn tre reir. Dette skaper de lavere fuktighetsnivåene som favoriserer parasitten.

Forskningen min viser at honningbi-reirets rolle er tydelig langt mer sofistikert enn bare ly. Enkle endringer i bikubesignet for å redusere varmetapet og øke fuktigheten, for eksempel ved bruk av mindre innganger og tykkere vegger, kan redusere belastningen på honningbikoloniene forårsaket av Varroa Destructor. Vi vet allerede at ganske enkelt å bygge elveblest fra isopor istedenfor tre kan øke overlevelsesraten og honningutbyttet til biene betydelig. Mer forskning på reirens termofluidiske kompleksitet vil gjøre det mulig for oss å designe de optimale elveblestene som balanserer behovene til honningbier med deres menneskelige bærere.

Om forfatteren

Derek Mitchell, stipendiat i maskinteknikk, University of Leeds

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Climate Adaptation Finance and Investment i California

av Jesse M. Keenan
Denne boken fungerer som en guide for lokale myndigheter og private foretak når de navigerer i det ukjente vannet for å investere i klimatilpasning og fleksibilitet. Denne boken tjener ikke bare som en ressursguide for å identifisere potensielle finansieringskilder, men også som en veikart for kapitalforvaltning og offentlige finansprosesser. Det fremhever praktiske synergier mellom finansieringsmekanismer, samt konflikter som kan oppstå mellom ulike interesser og strategier. Mens hovedfokus for dette arbeidet er på delstaten California, gir denne boken bredere innsikt for hvordan stater, lokale myndigheter og private bedrifter kan ta de kritiske første skrittene i å investere i samfunnets kollektive tilpasning til klimaendringer. Tilgjengelig på Amazon

Naturbaserte løsninger for klimaendring i byområder: Sammenheng mellom vitenskap, politikk og praksis

av Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Denne åpne tilgangsboken samler forskningsresultater og erfaringer fra vitenskap, politikk og praksis for å markere og diskutere viktigheten av naturbaserte løsninger for tilpasning til klimaendring i urbane områder. Det legges vekt på potensialet i naturbaserte tilnærminger for å skape flere fordeler for samfunnet.

Ekspertbidragene presenterer anbefalinger for å skape synergier mellom pågående politiske prosesser, vitenskapelige programmer og praktisk implementering av klimaendringer og naturverntiltak i globale byområder. Tilgjengelig på Amazon

En kritisk tilnærming til tilpasning av klimaendringer: diskurser, retningslinjer og praksis

av Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Dette redigerte volumet samler kritisk forskning om diskurser, tilpasningspraksis, politikk og praksis fra et tverrfaglig perspektiv. Med eksempler fra land som Colombia, Mexico, Canada, Tyskland, Russland, Tanzania, Indonesia og Stillehavsøyene, beskriver kapitlene hvordan tilpasningsforanstaltninger tolkes, forvandles og implementeres på grusrotsnivå og hvordan disse tiltakene endrer eller forstyrrer maktforhold, juridisk pluralismm og lokal (økologisk) kunnskap. Som helhet har boken utfordret etablerte perspektiver for tilpasning av klimaendringer ved å ta hensyn til spørsmål om kulturelt mangfold, miljømessige rettigheter og menneskerettigheter, samt feministiske eller kryssende tilnærminger. Denne innovative tilnærmingen tillater analyser av de nye konfigurasjonene av kunnskap og kraft som utvikler seg i navnet på klimaendringer. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.