Сублетальных доз пестицидов может повлиять на колонии способами, которые трудно обнаружить с помощью только периодические или визуальных методов. Методы измерения массы всего взрослых пчел, расплод и продовольственных ресурсов, весом крапивницы и частей куста, фотографировать кадры и установка датчиков, предоставляются. Рассматривается также анализ данных.
Последствия воздействия сублетальных пестицидов на мед пчел могут быть значительными, но трудно обнаружить в поле с использованием стандартной визуальной оценки методов. Здесь мы описываем методы измерения количества взрослых пчел и расплода продовольственных ресурсов путем взвешивания крапивницы и частей куста, путем фотографировать кадры и установки ульев на масштабах и с внутренними датчиками. Данные из этих периодических оценок затем комбинируются с запуском средняя и ежедневные бестрендового данных на куст веса и внутренних улей температуры. Результирующие наборы данных были использованы для выявления эффектов колонии уровня, имидаклоприд, применяемых в сахарный сироп, как низко как 5 частей на миллиард. Методы являются цели, требуют достаточной подготовки и предоставления постоянных записей в форме выход датчика и фотографии.
Озабоченность была недавно о подверженности низких концентрациях агрохимикатов, особенно пестицидов пчелы. Пчелы в поле могут быть подвержены через прямое применение на кормоуборочные комбайны в поле или даже колоний сами, при контакте с обрабатываемой поверхности, пыль из семян и потребление растительных продуктов, таких как пыльца, нектар и экссудата1 , 2 , 3 , 4 , 5. острая токсичность явно вредно для медоносных пчел, но концентрации, что причины 50% смертности в тест насекомых (LC50) многих пестицидов, в том числе neonicotinoids как имидаклоприд, гораздо выше, чем в пчелиный хлеб и воск6 и выше, чем то, что считается «поле реалистичные» диапазон7. Однако последние работы показал значительные воздействия сублетальных воздействия пестицидов на колонии уровня8, даже для концентрации, как низко как 5 частей на миллиард (ppb)9.
Колоний медоносных пчел были переданы как «superorganisms» потому, что многие функции связанные с отдельных животных, включая закупки продовольствия, воспроизведение (который колоний медоносных пчел поведения через колонии деления) и контроль температуры, проводятся групп взрослого работника пчелы10,11,12,,1314. Колоний медоносных пчел, считается организмов, предлагают уникальную возможность для изучения потому что структур, которые поддерживают колонии может быть разобран, изучены и собрал с, если сделано тщательно, мало или вообще не неблагоприятные эффекты. Пчеловодов и исследователи воспользоваться этим, демонтаж ульи для проверки их для, среди прочего, наличие и состояние королевы, вредителей и патогенных микроорганизмов, достаточности продовольственных магазинов, количество расплода и других факторов15. Пчелиных семей есть еще одна важная особенность в том, что, в отличие от большинства гомеотерм, они обычно стационарных и получить ресурсы, развернув добытчик пчел, которые можно собирать пищу на расстояниях до 10 км16. Ульи пчел таким образом может сохраняться бесконечно на электронных весах, и результирующие данные непрерывной веса было показано, предоставить информацию о меда хранения, нагула активность, нагула успех, роения, сироп потребления, смертоносных и сублетальных эффекты пестицидов, нашествия вредителей и грабить9,,1718,19,20. Поскольку все части колонии, включая расплод, можно получить доступ, датчики температуры, влажности, CO2, звук и других факторов можно установить в кусте и используется для получения непрерывных данных, который информирует о здоровье и статус колонии 21.
Оценки численности взрослых пчел и расплода населения являются полезными, если не решающее значение для интерпретации многих видов непрерывных данных. Визуальные наблюдения, быстро и широко применяются в области исследования22 , но имеют недостатки. Визуальные осмотры проводятся обычно в течение дня и таким образом не учитывается для пчел-фуражиров, составляющих значительную часть населения23. Точности и точности оценок от визуальных инспекций также зависит от подготовки и опыта инспектор(ы). Объективность является еще одно соображение, особенно если куст Инспекторы отдают которых ульев в какие группы лечения; предположения о распределении ошибки таких мер может быть трудно обосновать.
Ожидается, что темпы увеличения веса куст, размер нагула населения и температуры внутри улья, чтобы привести несколько примеров, будет количественно отличаться между большими и малыми колоний, поэтому измерения и контроля для колонии размера часто значительно облегчает обнаружение эффекты лечения в рандомизированных экспериментов. Для исследовательских целей точной и объективной мерой взрослых пчел был разработан основанный на принципе, что разница между общей куст вес во время определенного периода бездействия, такие, как ночью, и сумма веса всех частей куста (включая woodenware, воск, мед и расплод) масса всего взрослых пчел массы. Весом рамы и измерения выводок массы с помощью фотографии рамку, продовольственных ресурсов также может быть оценена путем вычитания выводок массы от вес рамы, после контроля веса пустой фрейм и воск. Эти методы предназначены для улучшения точности ожидаемых от визуальных оценок в области.
Так же, как урожай ученый требует точной и точные данные оценить влияние различных методов лечения на рост растений и урожайности, мед пчелы исследователи требуют точной и точные данные для оценки пчелы колонии роста и активности. Эти виды данных особенно важны, когда эффекты лечения могут быть тонкие, так и в долгосрочной перспективе, таких, как можно было бы ожидать, когда пчелы подвергаются воздействию низких концентраций пестицидов.
Непрерывная куст веса данных содержат много информации о роста и деятельности изучается, а также ответ этих колоний к экзогенным потрясениям, таких как ограбление пчел и с добавлением сахарного сиропа до подачи9колоний. Однако надлежащего толкования постоянного веса и температуры данных требует некоторых знаний размера колонии на периодической основе. В то время как численность населения взрослых пчел могут быть оценены от ежедневных амплитуд бестрендового Почасовая данных во время нектар потока, из-за увеличения добытчик трафика, за пределами потока нектар отношения не держать хорошо20. Аналогичным образом колонии вес изменяется вследствие нагула успех, потребление продовольствия и пчела населения увеличивается и уменьшается (например пчела убивает) частично зависят от размера колонии. Небольших колоний может быть здоровым, но показывают более низких темпов роста и меньше массы добытчик, например, просто из-за меньшего добытчик населения.
Выявление последовательной и информативным фиксированной позиции для датчика температуры в улье имеет решающее значение для производства воспроизводимые результаты, особенно с зимовки. Предыдущие исследования показали что мониторинг температуры в верхней железнодорожных центральной рамы в поле расплода (внизу) менее коррелировали с температурой окружающей среды (внешние) чем несколько позиций в кусте и были более под влиянием колонии, сам 20. в зимний период, температура различия между кластера пчелы колонии и окружающего ожидать высокой, и так различия позиций в кусте будет также ожидается быть больше, чем в теплое время года. Кроме того кластер пчела будет двигаться в разных местах внутри улья эксплуатировать пищи ресурсы25,26. Зимние исследования, описанные здесь показал, что температура в горизонтальном положении, от верхней середине верхней наружной рамы, существенно отличались, а вертикальные различия в средней рамке не были. Горизонтального воздушного движения во всех кадрах относительно ограниченных пока вертикальное движение вдоль рамки нет, поэтому вертикальное смешивание должна будет быть больше. Эти результаты подтверждают, что датчик позиции на верхней границы средней рамке, вероятно быть информативным в отношении влияния температуры от колонии.
Куст оценок как они описаны здесь решить некоторые из этих вопросов. Путем вычитания суммы куст частей от веса всего улей измеряется во время бездействия, таких, как ночью, оценку взрослой пчелы масса не зависит от количество пчел-фуражиров и таким образом нечувствительны к время оценки. Запись данных из масштаба позволяет мало места для субъективности, и кадр фотографии обеспечивают постоянную запись, поэтому анализ выводок или пищи поверхностях можно пересмотреть в случае необходимости, тем самым уменьшая зависимость от обучения лица, делать анализ.
Методы, описанные здесь, не без источников ошибок. Куст частей должны быть свободной от пчел, как возможно и любые значительные куски гребень или другого материала, который удаляется должны быть взвешены до отбрасывается. Влажность деревянных компонентов может меняться со временем и пустых ульев могут exhibit измеримые ежедневные колебания в весе из-за ежедневных изменений в относительной влажности24. Куст, содержащий колония вероятно не изменит столько потому, что пчелы, как правило, поддерживают относительно постоянной влажности внутри улья27, который бы смягчить окружающего воздействия. Эти методы также зависеть работать быстро. Как только куст разобрали, температуры и газа резко изменить и прохладой может повлиять на здоровье выводок14. Принимая Кроме куст без экрана, чтобы держать пчел из соседних колоний могут способствовать грабить, особенно во времена недостатка нектар.
Иногда необходимы изменения этих процедур. Хотя это в интересах исследователи собрать столько данных, как это возможно, в некоторых случаях, например когда многие ульи должны быть проверены, когда разбойничать давление является высоким, или когда погодные условия не являются оптимальными, работники должны двигаться быстро и отказаться от некоторых данных. Если данные на продовольственные запасы не имеют решающее значение, кадры, содержащие только мед и/или пыльца или кадры только воском или фонд, должны быть весил но не фотографировал. Уровни раскрытый личинки и яйца также представляют интерес для некоторых исследователей и часто они обнаруживаются в рамку фотографии; Однако с целью избежать взятия проб предвзятости исследователь должен быть уверен в том обнаружить их на всех фотографиях. Часто только ограничен расплода может быть последовательно и надежно идентифицированы на фотографии, сделанные в полевых условиях. Относительно применения лечения, некоторые ульи, особенно тех, которые кормили более высокие дозы имидаклоприд, может стать вялым, вызывая сокращение их потребления сиропа и их способность защитить их улей. Если колония не потреблять его сиропом после 5-7 d, сироп должны быть удалены, весил и отбрасываются (чтобы избежать загрязнения вследствие брожения) и колонии предлагаются свежие сироп. Путем взвешивания сброшенные сиропа, исследователи будут иметь запись о сколько каждой колонии потребляется и таким образом можно вычислить общее дозировки. Наконец применение процедур в сахарный сироп является наиболее эффективным, когда существует мало или совсем нет источников альтернативного нектар. Нектар альтернативные источники размоет лечения неизвестной степени. Исследователи следует иметь в виду, как было отмечено в разделе протокол, что пестициды, такие как имидаклоприд связаны с уровнями снижение активности, включая защиту куст, в зависимости от концентрации. Снижение колонии обороны также может привести к увеличению грабить и возможных спутывающих лечения.
Результаты, представленные здесь показать, что непрерывный мониторинг куст веса и внутренней температуры являются чувствительными к колонии уровня поведения, даже с уважением поведенческие изменения, вызванные очень низкий (5 ppb) концентрации нейротоксическое пестицида. Дальнейшее применение этих методов для других нейротоксины и пестицидов с другими видами действий, таких как регуляторы роста насекомых, будет увеличить наше понимание влияния поля реалистичные доз на колоний медоносных пчел.
The authors have nothing to disclose.
Авторы искренне поблагодарить к. Андерсон, J.J. Адамчик, E. Берен, я Карстенсен, Мотт Giansiracusa м. б., н. Хольст и а.р. Stilwell для обсуждения дизайн и исполнение и для помощи в поле.
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 |