Des doses sublétales de pesticides peuvent affecter colonies de manières qui sont difficiles à détecter en utilisant uniquement des méthodes périodiques ou visuels. Méthodes pour mesurer la masse totale abeille adulte, couvain et les ressources alimentaires de la pesée des ruches et des parties de la ruche, photographier les images et en installant des capteurs, sont fournis. Analyse des données est également abordée.
Les effets de l’exposition aux pesticides sublétale au miel colonies d’abeilles peuvent être importants mais difficiles à détecter dans le champ à l’aide de méthodes d’évaluation visuelle standard. Nous décrivons ici les méthodes pour mesurer les quantités d’abeilles adultes, couvée et ressources alimentaires par pesée des ruches et des parties de la ruche, en photographiant des cadres et en installant des ruches sur les échelles, avec capteurs internes. Les données de ces évaluations périodiques sont ensuite combinées avec l’exécution des données redressées moyennes et chaque jours le poids de la ruche et la température interne de ruche. Les ensembles de données qui en résultent ont été utilisés pour détecter les effets de la colonie au niveau de l’imidaclopride appliqué dans un sirop de sucre aussi bas que 5 parties par milliard. Les méthodes sont objectif, nécessite peu de formation et fournir un enregistrement permanent sous la forme de photographies et de sortie du capteur.
Préoccupations ont été soulevées récemment concernant l’exposition des abeilles aux faibles concentrations des produits agrochimiques, notamment les pesticides. Abeilles dans le champ peuvent être exposés via une application directe sur les butineuses dans le champ ou encore les colonies elles-mêmes, par contact avec les surfaces traitées par la poussière de traitements de semences et de consommation de produits végétaux tels que le pollen, nectar et exsudat1 , 2 , 3 , 4 , 5. toxicité aiguë est clairement nuisible aux abeilles, mais les concentrations que la mortalité de 50 % de causes chez les insectes de test (CL50) de nombreux pesticides, y compris les néonicotinoïdes tels que l’imidaclopride, sont beaucoup plus élevé que celui observé dans le pain d’abeille et6 de la cire et plus élevé que ce qui est considéré comme un « champ réaliste » rang7. Toutefois, les travaux récents ont montré des effets significatifs du sublétale exposition aux pesticides sur la colonie niveau8, même pour des concentrations aussi faibles que 5 parties par milliard (ppb)9.
Colonies d’abeilles ont été qualifiés de « superorganisms » parce que beaucoup de fonctions associées à un animal, notamment par l’achat de nourriture, reproduction (les colonies d’abeilles domestiques conduite par fission de la colonie), contrôle de température et sont menées par groupes de travailleurs adultes abeilles10,11,12,13,14. Colonies d’abeilles domestiques, considérés comme des organismes, offrent une occasion unique pour l’étude parce que les structures qui soutiennent les colonies peuvent être démontées, examiné et remonté avec, si fait avec soin, les effets indésirables peu ou pas. Les apiculteurs et les chercheurs profiter de cette par démontage des ruches pour les inspecter pour, entre autres choses, la présence et l’état de la suffisance de Reine, parasites et agents pathogènes, des magasins d’alimentation, quantité de couvain et d’autres facteurs15. Les colonies d’abeilles ont une autre caractéristique importante car, contrairement à la plupart des homéothermes, ils sont généralement fixes et obtenir des ressources en déployant les abeilles ensileuses qui peuvent recueillir des aliments à des distances jusqu’à 10 km16. Ruches peut donc être maintenue indéfiniment sur les balances électroniques, et les données de poids continue qui a été établies pour fournir des informations sur le stockage du miel, l’activité de recherche de nourriture, se nourrir de succès, essaimage, la consommation de sirop, létale et sublétale effets des pesticides, les infestations de ravageurs et voler9,17,18,19,20. Parce que toutes les parties de la colonie, y compris le couvain, sont accessibles, capteurs de température, humidité, CO2, sonores et d’autres facteurs peuvent être installés au sein de la ruche et permet d’obtenir des données continues qui informent sur la santé et le statut de la colonie 21.
Estimations de la taille des abeilles et des populations de couvain sont utiles si pas critique pour l’interprétation de nombreux types de données continues. Les évaluations visuelles sont rapidement et largement appliquées dans le domaine des études22 mais présentent des lacunes. Les inspections visuelles sont habituellement menées au cours de la journée et donc n’expliquent pas les abeilles butineuses, qui peuvent composer une partie importante de la population de23. La précision et l’exactitude des estimations tirées des inspections visuelles aussi dépendent de la formation et l’expérience de l’inspecteur. L’objectivité est une autre considération, en particulier si les inspecteurs de la ruche sont conscients dont les ruches sont dans les groupes de traitement ; hypothèses sur la distribution de l’erreur de telles mesures peuvent être difficiles à justifier.
Taux de gain de poids de ruche, taille de la population recherche de nourriture et les températures au sein de la ruche, de fournir quelques exemples, sont censée être quantitativement différents entre grandes et petites colonies, donc mesurer et contrôler pour la taille de la colonie, souvent grandement facilite la détection des effets du traitement dans les expériences aléatoires. À des fins de recherche, une mesure précise et objective des abeilles adultes a calculé d’après le principe que la différence entre la ruche totale poids pendant une période d’inactivité, comme pendant la nuit et la somme du poids de toutes les pièces de ruche (y compris les produits en bois, cire, miel et couvain) est le poids de l’abeille adulte total masse. En pesant les cadres et couvain masse à l’aide de photographies du cadre de mesure, ressources alimentaires même peuvent être estimées qu’en soustrayant la masse couvain du poids de l’armature, après pondération pour les poids de l’armature de vide et de la cire. Ces méthodes sont destinées à améliorer la précision attendu d’évaluation visuelle dans le domaine.
Juste comme une culture scientifique nécessite des données exactes et précises pour évaluer les effets des différents traitements sur la croissance des plantes et le rendement, miel abeille chercheurs ont besoin de données exactes et précises pour évaluer l’activité et la croissance de colonies abeille. Ces types de données sont particulièrement importantes lorsque les effets du traitement peut être subtil et à long terme, tels que pouvait s’y attendre lorsque les abeilles sont exposés à de faibles concentrations de pesticides.
Ruche continue poids données contiennent beaucoup d’informations sur la croissance et l’activité des colonies à l’étude, ainsi que la réponse de ces colonies aux perturbations exogènes, tels que de voler des abeilles et de l’ajout de sirop de sucre à un chargeur9. Toutefois, une interprétation correcte du poids continue et les données de température nécessite quelques connaissances de la taille de la colonie sur une base périodique. Alors que la taille de la population d’abeilles peut être estimée les amplitudes quotidiennes des données horaires redressées au cours d’un flux de nectar, en raison du trafic accru ensileuses, en dehors d’un flux de nectar la relation ne tient-elle pas bien20. De même, poids de la colonie change en raison des succès de recherche de nourriture, la consommation d’aliments et cheptel d’abeilles augmente et diminue (tue les abeilles par exemple) est en partie fonction de la taille de la colonie. Colonies plus petites peuvent être en bonne santé mais montrent des taux de croissance plus faibles et moins de masse ensileuses, par exemple, simplement à cause de moins peuplées ensileuse.
Identifier une position fixe cohérente et instructive pour un capteur de température dans la ruche est crucial pour la production des résultats reproductibles, particulièrement avec l’hivernage. Recherches antérieures ont montré que la surveillance de la température à la traverse du haut d’un cadre central dans la boîte de couvée (en bas) étaient moins corrélées avec des températures ambiantes (externes), que plusieurs autres postes dans la ruche et étaient plus influencés par la colonie elle-même 20. au cours de l’hiver, les différences de température entre la grappe d’abeille colonie ambiant devrait être élevé et donc des différences entre les postes au sein de la ruche de même devrait être plus importante que pendant les mois chauds. En outre, la grappe d’abeille se déplacera à différents endroits dans la ruche d’exploiter des aliments ressources25,26. L’étude de l’hiver décrite ici montre que les températures à des positions horizontales, du milieu haut de la page vers le haut cadres extérieurs, étaient significativement différentes différences verticales sur le cadre moyen ne sont pas. Mouvement de l’air horizontal sur trames est relativement restreint alors que le mouvement vertical le long d’une image n’est pas, donc mélange vertical devrait être supérieure. Ces résultats confirment qu’une position de capteur sur la traverse supérieure du cadre intermédiaire est susceptible d’être informatif en ce qui concerne les influences de la température de la colonie.
Évaluations de la ruche tels qu’ils sont décrits ici résoudre certaines de ces questions. En soustrayant de la somme de la ruche pièces du poids total de ruche mesurée pendant l’inactivité, comme dans la nuit, l’estimation de l’abeille adulte, la masse est indépendante du nombre d’abeilles butineuses et donc insensible au moment de l’évaluation. Permet de consigner les données sur une échelle de peu de place à la subjectivité, et photographies de trame fournissent un enregistrement permanent, donc les analyses des surfaces couvée ou de la nourriture peuvent être réexaminées si nécessaire, réduisant ainsi la dépendance sur la formation de la personne effectuant les analyses.
Les méthodes décrites ici ne sont pas sans sources d’erreur. Ruche pièces doivent être aussi libre d’abeilles que possible et toutes pièces importantes du peigne ou autre matériel qui est supprimé doivent être pesées avant mis au rebut. La teneur en humidité des composants en bois peut changer au fil du temps et des ruches vides peuvent montrer mesurables oscillations quotidiennes du poids en raison des changements quotidiens à l’hygrométrie ambiante24. Une ruche contenant une colonie ne changera probablement pas autant parce que les abeilles ont tendance à maintenir un taux d’humidité relativement constant à l’intérieur de la ruche27, ce qui pourrait atténuer les effets ambiants. Ces méthodes dépendent également travailler rapidement. Une fois qu’une ruche est pris à part, les conditions de température et de gaz changent radicalement et températures fraîches peuvent avoir un impact santé couvain14. Démonter une ruche sans écran pour garder les abeilles des voisines des colonies peut favoriser à voler, particulièrement en période de pénurie de nectar.
Les modifications de ces procédures sont parfois nécessaires. Alors qu’il est dans l’intérêt des chercheurs pour recueillir autant de données que possible, à certaines occasions, par exemple lorsque plusieurs ruches doivent être inspectés, où voler la pression est élevée, ou lorsque les conditions météorologiques ne sont pas optimales, les travailleurs doivent se déplacer rapidement et renoncer à certaines données. Si les données sur les réserves alimentaires ne sont pas essentielles, cadres contenant seulement miel et/ou pollen ou cadres avec seulement la cire ou la Fondation, doivent être pesés mais pas photographiés. Niveaux de non plafonnés les larves et les oeufs sont également d’intérêt pour certains chercheurs et ils sont souvent détectés dans les photographies de trame ; Toutefois, afin d’éviter l’échantillonnage partialité un chercheur doit être assurée d’être en mesure de les détecter dans toutes les photographies. Souvent seulement plafonnée couvée peut être identifiée systématiquement et de façon fiable sur des photographies prises dans des conditions réelles. Quant à l’application du traitement, quelques ruches, en particulier ceux nourris avec des doses plus élevées de l’imidaclopride, peut devenir léthargiques, provoquant une diminution de leur consommation de sirop et leur capacité à défendre leur ruche. Si une colonie ne parvient pas à consommer son sirop après 5 à 7 jours, le sirop doit être enlevé, pesé et jeté (pour éviter toute contamination en raison de la fermentation) et la colonie a offert sirop de frais. En pesant le sirop mis au rebut, chercheurs auront rendu de combien chaque colonie consommé et ainsi peuvent de calculer la dose totale. Enfin, l’application des traitements dans le sirop de sucre est plus efficace lorsqu’il y a peu ou pas alternatif nectarifères. Sources de nectar alternative diluerait le traitement à un degré inconnu. Les chercheurs devraient garder à l’esprit comme l’a indiqué dans la section protocole, que les pesticides tels que l’imidaclopride sont associés à des niveaux de réduction de l’activité, y compris la protection de ruche, selon la concentration. Défense de la colonie réduite peut également conduire à voler une augmentation et une confusion possible des traitements.
Les résultats présentée ICIE Voir la ça continu de surveillance du poids de la ruche et de la température interne sont sensibles au niveau de la colonie de comportements, même avec l’égard de changements comportementaux induits par très faible (5 ppb) les concentrations de pesticides neurotoxiques. Outre l’application de ces méthodes d’autres neurotoxines et de pesticides avec d’autres modes d’action, tels que les régulateurs de croissance des insectes, augmenterait notre compréhension des effets des doses champ-réaliste sur les colonies d’abeilles.
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs remercient chaleureusement K. Anderson, J.J. Adamczyk, E. Beren, je Carstensen, Giansiracusa M. B. Mott, N. Holst et A.R. Stilwell pour des discussions sur la conception et l’exécution et pour aident dans le domaine.
Langstroth hive equipment (box) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | KD-700 |
Langstroth hive equipment (frame) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | WW-900 |
Langstroth hive equipment (lid and cover) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | WW-302 |
Langstroth hive equipment (base) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | WW-316 |
Langstroth hive equipment (internal feeder) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | FD-505 |
Cordovan Italian queens and bee packages | C.F. Koehnen & Sons, Glenn, CA | |
Scale, bench (100 kg max. capacity): model B-2418 | TEKFA, Copenhagen, Denmark | discontinued |
Scale, bench (100 kg max. capacity): Diamond Series | Avery Weigh-Tronix , Fairmont, MN | 1824-200 |
Imidacloprid, analytical-grade CAS # 138261-41-3 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO 63103 | 37894 |
Electronic scale, precision (precision = 0.1 mg): Adventurer Pro 260 | Ohaus, Parsippany, NJ | AV264C |
Electronic scale, portable (15 kg max. cap.): Ranger Count 3000 | Ohaus, Parsippany, NJ | RC31P15 |
Thermocouple probe: TMC6-HD | Onset Computer Corp., Bourne, MA | TMC6-HD |
Datalogger, 12-bit: Hobo U-12 | Onset Computer Corp., Bourne, MA | U12-012 |
Temperature and r.h. datalogger: iButton Hygrochron | Baulkham Hills, NSW 2153, Australia | DS1923 |
Temperature datalogger: iButton Thermochron | Baulkham Hills, NSW 2153, Australia | DS1922L |
Nalgene plastic bottle | Thermo Scientific, Rochester, NY | 2104-0032 |
Tissue embedding cassette | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | B1000731WH |
Digital camera: Pentax K-01 | Ricoh Imaging Co., Ltd. | 15241 |
ImageJ version 1.47 software | W. Rasband, National Institutes of Health, USA | |
Centrifuge tubes, 50 ml | Fisher Scientific, Asheville, NC | 14-959-49A |