Dosis subletales de pesticidas pueden afectar a colonias en maneras que son difíciles de detectar utilizando sólo métodos periódicos o visuales. Métodos para medir la masa total de abeja adulta, cría y recursos alimenticios pesaje colmenas y partes de la colmena, fotografiando marcos e instalando sensores, se proporcionan. También se aborda el análisis de datos.
Los efectos de la exposición a los pesticidas subletales a miel colmenas pueden ser significativo pero difícil de detectar en el campo utilizando métodos de evaluación visual estándar. Aquí describimos los métodos para medir las cantidades de abejas adultas y cría recursos alimenticios pesando colmenas y partes de la colmena, fotografiando cuadros y mediante la instalación de colmenas en escalas y con sensores internos. Los datos de estas evaluaciones periódicas se combinan con corriente promedio y cotidianos poblamientos datos colmena del peso y la temperatura interna de la colmena. Los conjuntos de datos resultantes se han utilizado para detectar efectos de Colonia de imidacloprid aplicado en un jarabe de azúcar tan bajo como 5 partes por mil millones. Los métodos son objetivo, requieren poca capacitación y proporcionar registros permanentes en forma de salida del sensor y fotografías.
Preocupaciones han surgido recientemente sobre la exposición de las abejas a bajas concentraciones de agroquímicos, especialmente plaguicidas. Miel de abejas en el campo puede estar expuesto a través de la aplicación directa sobre forrajeros en el campo o incluso las colonias ellos mismos, por el contacto con las superficies tratadas, por el polvo de semillas y por el consumo de productos vegetales tales como polen, néctar y exudado1 , 2 , 3 , 4 , 5. toxicidad aguda es claramente perjudicial para las abejas de miel, pero las concentraciones que causas 50% mortalidad en insectos de prueba (CL50) de muchos pesticidas, incluyendo neonicotinoides como el imidacloprid, son mucho mayores que la observada en pan de abejas y cera6 y superior a lo que es considerado un “campo realista” rango7. Sin embargo, trabajo reciente ha mostrado efectos significativos de la exposición subletal a plaguicidas en la Colonia nivel8, incluso para concentraciones tan bajas como 5 partes por billón (ppb)9.
Colonias de la abeja de miel han sido denominadas “superorganismo” porque muchas funciones asociadas con un animal individual, incluyendo la adquisición de alimentos, reproducción (conducta que colonias de la abeja de miel mediante la fisión de la Colonia) y control de la temperatura, se llevan a cabo por grupos de obreras adultas las abejas10,11,12,13,14. Colonias de la abeja de miel, consideradas como organismos, ofrecen una oportunidad única para el estudio porque las estructuras que soportan las colonias pueden ser desmontadas, examinado y volver a montar, si se hace con cuidado, poco o nada de efectos adversos. Los apicultores e investigadores aprovechan este desmontaje colmenas para inspeccionarlos para, entre otras cosas, la presencia y el estado de la reina, las plagas y patógenos, suficiencia de tiendas de alimentación, cantidad de cría y otros factores15. Colonias de la abeja tienen otra característica importante que, a diferencia de los Homeotermos la mayoría, son típicamente fijos y obtener recursos mediante la implementación de las abejas forrajera que pueden obtener alimentos a distancias hasta a 10 km16. Colmenas de la abeja pueden así mantenerse indefinidamente en balanzas electrónicas, y los datos resultantes del peso continuo se ha demostrado para proporcionar información sobre el almacenamiento de la miel, actividad de alimentación, forrajeo éxito, enjambre, consumo de jarabe, letal y subletal efectos de pesticidas, plagas y robando a los9,17,18,19,20. Porque todas las partes de la Colonia, incluyendo la cría, se pueden acceder, sensores de temperatura, humedad, CO2, sonidos y otros factores pueden ser instalados dentro de la colmena y utilizados para la obtención continua de datos que informan sobre la salud y el estado de la Colonia 21.
Las estimaciones del tamaño de las poblaciones de cría y abejas adultas son útiles si no crítica para interpretar muchos tipos de datos continuos. Evaluación visual rápida y ampliamente aplicado en el campo estudios22 pero tiene deficiencias. Inspecciones visuales generalmente se llevan a cabo durante el día y así no tienen en cuenta para las abejas libadoras, que pueden componer una parte importante de la población23. La precisión y exactitud de las estimaciones de inspecciones visuales también dependen de la formación y experiencia de los inspectores. La objetividad es otra consideración, especialmente si los inspectores de la colmena son conscientes de que las colmenas están en qué grupos de tratamiento; supuestos sobre la distribución del error de este tipo de medidas pueden ser difíciles de justificar.
Tasa de ganancia de peso de colmena, tamaño de la población de forrajeo y las temperaturas dentro de la colmena, para proporcionar algunos ejemplos, se espera que ser cuantitativamente diferente entre grandes y pequeñas colonias, tan de medición y control para el tamaño de la Colonia a menudo grandemente facilita la detección de los efectos del tratamiento en experimentos aleatorios. Para fines de investigación, una medida precisa y objetiva de las abejas adultas fue desarrollada basándose en el principio de que la diferencia entre la colmena total de peso durante un período de inactividad, como por la noche y la suma del peso de todas las partes de la colmena (incluyendo woodenware, cera, miel y cría) es el peso de la abeja adulta total total. Por Marcos de pesaje y medición masa cría utilizando fotografías de marco, recursos alimenticios pueden estimarse asimismo restando la masa de cría del peso del marco, después de controlar el peso de la cera y el marco vacío. Estos métodos están diseñados para mejorar la precisión que se espera de la evaluación visual en el campo.
Como un cultivo científico requiere datos exactos y precisos para evaluar los efectos de diferentes tratamientos sobre el crecimiento de la planta y rendimiento, los investigadores de abejas de miel requieren datos exactos y precisos para evaluar la actividad y el crecimiento de colonias de abejas. Estos tipos de datos son particularmente importantes cuando los efectos del tratamiento pueden ser sutil y a largo plazo, como se podría esperar cuando las abejas están expuestas a bajas concentraciones de plaguicidas.
Datos de peso colmena continua contienen mucha información sobre el crecimiento y actividad de las colonias estudiadas, así como la respuesta de esas colonias a perturbaciones exógenas, tales como de robo de las abejas y de la adición de jarabe de azúcar a un alimentador de9. Sin embargo, la interpretación apropiada de peso continua y datos de temperatura requiere un cierto conocimiento del tamaño de la Colonia sobre una base periódica. Si bien puede estimarse el tamaño de la población de abejas adultas de las amplitudes diarias de poblamientos datos cada hora durante un flujo de néctar, debido al tráfico creciente forrajera, fuera de un flujo de néctar la relación no sostiene bien20. Asimismo, cambios de peso de Colonia debido a éxito forraje, el consumo de alimentos y la población de abejas aumenta y disminuye (e.g. abejas mata) es en parte una función del tamaño de la Colonia. Colonias más pequeñas pueden ser saludable pero muestran menores tasas de crecimiento y menos masa forrajera, por ejemplo, simplemente por una población más pequeña de la forrajera.
Identificar una posición fija consistente e informativa para un sensor de temperatura dentro de la colmena es crucial para la producción de resultados reproducibles, especialmente con el invierno. Investigaciones anteriores han mostrado que control de la temperatura en el riel superior del marco central en el cuadro de cría (parte inferior) menos se correlacionaron con temperaturas ambientales (externas) que otras posiciones en la colmena y fueron influenciados más por la Colonia sí mismo 20. durante el invierno, diferencias de temperatura entre el racimo de abejas de Colonia y ambiente se espera que sea alta, y así las diferencias entre posiciones dentro de la colmena además se espera a ser mayor durante los meses más cálidos. Además, el racimo de abejas se mueve a diferentes lugares dentro de la colmena para explotar recursos de alimentos25,26. El invierno se describe aquí mostró que las temperaturas en las posiciones horizontales, desde la mitad superior a Marcos exteriores superior, fueron significativamente diferentes si bien diferencias verticales en el marco del medio no. Circulación de aire horizontal a través de Marcos es relativamente restringida mientras que el movimiento vertical a lo largo de un marco no es, por lo mezcla vertical se espera a ser mayor. Estos resultados confirman que una posición del sensor en el riel superior del marco medio es probable que sea informativo con respecto a la influencia de la temperatura de la Colonia.
Las evaluaciones de la colmena como se describen aquí resolución algunos de estos temas. Restando la suma de la colmena partes del peso total de la colmena medición durante la inactividad, como por la noche, la estimación de la abeja adulta masa es independiente del número de las abejas libadoras y así insensible a la hora de evaluación. Registrar los datos de una escala permite poco margen para la subjetividad, y fotografías de marco proporcionan un registro permanente, para que el análisis de las áreas de superficie de cría o alimentos pueden examinarse si es necesario, reduciendo así la dependencia de la formación de la persona que realiza los análisis.
Los métodos aquí descritos no están sin fuentes de error. Colmena piezas necesidad de liberarnos de las abejas como posible y cualquier piezas significativas de peine u otro material que se extrae se deben pesar antes de desechar. El contenido de humedad de los componentes de madera puede cambiar con el tiempo y colmenas vacías pueden exhibir medibles oscilaciones diarias de peso debido a los cambios diarios en la humedad relativa ambiente24. Una colmena contiene una colonia probablemente no va a cambiar tanto porque las abejas tienden a mantener una humedad relativamente constante dentro de la colmena27, que sería atenuar los efectos ambientales. Estos métodos también dependen de trabajar rápidamente. Una vez que una colmena es aparte, las condiciones de temperatura y gas cambian drásticamente y temperaturas frescas pueden afectar salud cría14. Desarmar una colmena sin una pantalla para dejar fuera a las abejas de los vecinos de las colonias puede promover el robo, sobre todo en tiempos de escasez de néctar.
Modificaciones de estos procedimientos son necesarios de vez en cuando. Mientras está en el interés de los investigadores a reunir tantos datos como sea posible, en algunas ocasiones, como cuando muchas colmenas deben ser inspeccionados, cuando robo la presión es alta o cuando las condiciones climáticas no son óptimas, los trabajadores deben moverse rápidamente y prescindir de algunos datos. Si los datos sobre las reservas de alimentos no son cruciales, marcos que contienen sólo miel o polen o los marcos con sólo la cera o la Fundación, deben pesaba pero no fotografiados. Niveles de descontroladas las larvas y los huevos son también de interés para algunos investigadores y que se detectan a menudo en fotografías de marco; sin embargo, para evitar el muestreo sesgo investigador debe estar seguro en ser capaces de detectar en todas las fotografías. A menudo solamente cría tapada puede ser fiable y consistentemente identificada en fotografías tomadas en condiciones de campo. Con respecto a la aplicación del tratamiento, algunas colmenas, particularmente aquellos alimentados con dosis más altas de imidacloprid, puede convertirse en letargo, provocando una reducción en el consumo de jarabe y su capacidad para defender su colmena. Si una colonia no consumen su jarabe después de 5-7 d, el jarabe debe quitar, pesó y desechar (para evitar la contaminación debido a la fermentación) y la Colonia ofrece el jarabe de dulce. Pesando el jarabe desechado, los investigadores tendrán registro de cada colonia cuánto consume y así pueden calcular la dosis total. Por último, la aplicación de tratamientos en jarabe de azúcar es más efectiva cuando hay pocos o no hay fuentes de néctar alternativos. Fuentes de néctar alternativos diluiría el tratamiento a un grado desconocido. Los investigadores deben tener en cuenta, como se señaló en la sección de protocolo, que pesticidas como el imidacloprid se asocian con niveles de reducción de la actividad, incluyendo la protección de la colmena, dependiendo de la concentración. Defensa de la Colonia reducida también puede llevar a mayor robo y posibles factores de confusión de los tratamientos.
Los resultados presentado aquí demuestran que continuo monitoreo del peso de la colmena y temperatura interna son comportamientos sensibles a nivel de Colonia, incluso con respetan a cambios en el comportamiento inducidos por el muy bajo (5 ppb) las concentraciones de pesticidas neurotóxicos. Más la aplicación de estos métodos para otras neurotoxinas y plaguicidas con otros modos de acción, como reguladores de crecimiento de insectos, aumentaría nuestra comprensión de los efectos de dosis campo realista en colonias de la abeja de miel.
The authors have nothing to disclose.
Los autores agradecen K. Anderson, J.J. Adamczyk, E. Beren, que Carstensen, Mott Giansiracusa M. B., N. Holst y A.R. Stilwell para debates en diseño y ejecución y para ayudan en el campo.
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 |