Summary
אנו מציגים מנגנון לא קטלני ואוטומטי לאיסוף אבקה מעובדי דבורתהבומבוס (בומבוס)החוזרים לכוורת. הוראות לייצור, הכנה, התקנה ושימוש במכשירים כלולות. באמצעות אובייקטים מודפסים בתלת-ממד, השינוי בעיצוב היה בזמן, יעיל ואפשר תפנית מהירה לבדיקה.
Abstract
כדי לאמת את מקורות הצמח שממנו דבורים באמבל לחפש אבקה, יש לאסוף אנשים כדי להסיר את עומסי אבקה corbicular שלהם לניתוח. זה נעשה באופן מסורתי על ידי רשת מלקטים בכניסות קן או על פרחים, מצמרר את הדבורים על קרח, ולאחר מכן הסרת עומסי אבקה מן corbiculae עם מלקחיים או מברשת. שיטה זו היא זמן ועבודה אינטנסיבית, עשוי לשנות התנהגות חיפוש מזון נורמלית, ועלול לגרום אירועים עוקצים עבור העובד ביצוע המשימה. מלכודות אבקה, כגון אלה המשמשות על כוורות דבורי דבש, אוספות אבקה על ידי פירוק עומסי אבקה קורביקולרית מרגליהם של העובדים כשהם עוברים דרך מסכים בכניסה לקן. מלכודות יכולות להסיר כמות גדולה של אבקה מדבורים מלקות חוזרות עם עבודה מינימלית, אך עד כה אין מלכודת כזו זמינה לשימוש עם מושבות דבורים. עובדים במושבת דבורים יכולה להשתנות בגודלה, מה שמקשה על התאמת מנגנון זה לכוורות דבורים שגדלו מסחרית. באמצעות תוכניות עיצוב הדפסה תלת-ממדית, יצרנו מלכודת אבקה שמסירה בהצלחה את עומסי האבקה העקובוליים מרגליהם של מלקט דבורי הבומבוס החוזרות. שיטה זו מפחיתה באופן משמעותי את משך הזמן הנדרש על ידי החוקרים כדי לאסוף אבקה ממלבבי דבורים חוזרים למושבה. אנו מציגים את העיצוב, תוצאות בדיקות יעילות להסרת אבקה, ומציעים תחומים של שינויים לחוקרים כדי להתאים מלכודות למגוון מיני דבורים או עיצובים של תיבות קן.
Introduction
דבורי הבומבוס(בומבוס spp. ) הן חרקים גדולים וחזקים הנמצאים ברחבי האזורים הממוזגים, האלפיניים והאזוריים של העולם1. הם חשובים לשתול קהילות ולספק שירות האבקה חשוב לגידולים החקלאיים שהם מבקריםבהם 2. הירידה האחרונה בשפע ובהפצה של מספר מינים הביאה את חשיבותם כמאביקים לחזית המודעות הציבורית3. חוקרים זיהו מספר גורמי לחץ שסביר שתורמים לירידה באוכלוסייה, כולל מחסור במשאבים פרחוניים מגוונים ושופעים שעליהם דבורי הבומבוס מחפשות4. זיהוי מינים של צמחים דבורים מחפשות משאבים מאפשר לחוקרים ולמנהלי קרקעות להבין כיצד דבורים באמבל עשויות להגיב לשינויים בזמינות המשאבים, בתחרות ובהפרעות אנתרופוגניות5,6.
מחקרים החוקרים את העדפות חיפוש האבקה של דבורי באמבל נערכים לעתים קרובות על ידי חוקרים שתופסים דבורים בודדות מחפשות פרחים, ולאחר מכן מסירים את עומסי האבקה העקובוליים מדגימות לעיבוד וזיהוי נוספים7,8,9,10. בעוד שיטה זו מספקת תובנה כיצד מינים או הרכבה של מיני דבורים באמבל מנצל את המשאבים באזור7, זה זמן אינטנסיבי הבדלים פוטנציאליים בהעדפות בין כוורות לא ניתן להבחין ללא ניתוחים מולקולריים נוספים כדי לזהות מושבה של מוצא הדבורה11.
עבור כמה מחקרים של דינמיקה חיפוש מזון, הוא רצה לנהל את המחקרים במושבות בודדות; עם זאת, קיני דבורי בר ממוקמים בדרך כלל מתחת לאדמה או בקומת הקרקע, מה שמקשה על איתור12. כוורות דבורים המיוצרות מסחרית מספקות לחוקרים גישה רבה יותר ושליטה ניסיונית טובה יותר והסרת אבקה מעובדים עדיין מתבצעת בעיקר על ידי לכידת נבלים כשהם חוזרים לכוורת ומסירים באופן ידני את עומסי האבקה העקובוליים שלהם13,14. הסרת אבקה ביד מן corbicula של דבורה הוא זמן אינטנסיבי עם תשואה נמוכה לשעה של אבקה במיוחד בכניסות כוורת שבו שיעור מלקט אבקה חוזרת עשוי להיות נמוך. בנוסף, הסרה ידנית של אבקה מדריסים עלולה לגרום לעקיצות של עובדים מופרעים.
מלכודות אבקה שימשו להסרת אבקה ניסיונית מדבורי דבש במשך עשרות שנים15; עם זאת, לא פותחה שיטה פסיבית להסרת אבקה מדבורי באמבל. המכשול העיקרי בפיתוח מנגנון להסרת אבקה מדבורי באסמבל חוזרות הוא השונות הגדולה של גדלי העובדים הקיימים במושבת דבורים16. דבש דבורה אבקה מלכודות יעילים בעיקר בגלל גודל עובד דבורת דבש אינו משתנה הרבה. בנוסף, מלכודות אלה דורשות רק מניפולציות קלות לאחר ההתקנה ואינן דורשות דבורים להיות מוקרבות17. זה מושג באמצעות מסכים או משטחי פלסטיק כי לנטרל את האבקה את הרגליים האחוריות של העובדים כפי שהם חוזרים לכוורת. מלכודות אלה מסירות רק חלק מעומסי האבקה מלקטים חוזרים והעיצובים השונים של אלה גורמים ליעילות מגוונת באיסוף אבקה. כאשר האבקה מוסרת מרגלי הדבורה, היא נופלת דרך מסך לתוך אגן אוסף שאליו לדוורים אין גישה, כך שהחוקר יכול להסיר אותו עם הפרעה קלה בלבד לכוורת.
מטרת המחקר הנוכחי היא להתאים את הטכניקות המשמשות לאיסוף אבקה מכוורות דבורי דבש וליישם אותן על קיני דבורים באמבל באמצעות מבנים מודפסים בתלת-ממד ולבחון את עיצובי המלכודת על מושבות בומבוס האנטי. תהליך התכנון בא בעקבות ההנחות כי המלכודות צריכות להיות זולות לייצור, מותאמות למגוון מיני דבורים, גורמות נזק מינימלי או הפרעה לדבורים, וכי שיעור הסרת האבקה צריך לחרוג מאיסוף האבקה ביד. טכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית היא רב-תכליתית, נגישה בקלות, וכלי חסכוני המאפשר לחוקרים לשכפל ולשנות אובייקטים למטרות ספציפיות18. הטכניקה המוצגת כאן מורה למשתמש לבנות מלכודות אבקה ולחבר אותן למושבות דבורים זמינות מסחרית. המלכודות אינן מיועדות לשימוש עם מושבות בר. מלכודות אלה מסירות באופן פסיבי את עומסי האבקה העקובוליים מרגליה האחוריות של אבקה הנושאת דבורי באמבל כאשר הן חוזרות לקופסאות הקן שלהן.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. הדפס מבני השמנת אבקה
- הורד את קובץ ה- STL המתאים לתיבת הקן בה מקננות דבורים (לדוגמה, כוורות בסגנון ביובסט או קופרט, https://www.ars.usda.gov/pacific-west-area/logan-ut/pollinating-insect-biology-management-systematics-research/docs/pollen-traps/). הקבצים זמינים לציבור, בחינם להורדה ושינוי על ידי משתמש הקצה.
- פתח את קובץ ה- STL בתוכנית המדפסת. בצע את הוראות יצרן המדפסת כדי לבנות את ארבעת רכיבי ההשמנה.
הערה: אפשר בערך 3 שעות להדפסה של גוף ההשמנה, 2 שעות להדפסה של אגן תפיסה ו-30 דקות כל אחת להוספת סגירת המסנן וההשמנה להדפסה. גודל גוף המלכודת הוא 6 ס"מ על 3.8 ס"מ x 7 ס"מ.
2. הרכבת מלכודת אבקה
- הסירו את מבני התמיכה המודפסים עם גוף המלכודת ולכדו את אגן המלכודת, כולל אלה של מבנה מסננת של גוף המלכודת(איור 1).
- השתמש מקדחה 3/16 אינץ '(0.476 ס"מ) רכוב בקדחה ידנית כדי לנקות את כל גדילי פלסטיק חוצה את הקצוות המוגבהים של מסנן האבקה שעלול לעכב דבורה לנוע דרך חורי המסנן. השתמש בקופסה החותכת סכין גילוח ו נייר זכוכית כדי לאזן את כל הבלטות או הקצוות מוגבהים בצד השטוח של מסנן האבקה.
- מניחים את מסנן האבקה בגוף המלכודת על ידי דחיפת מסנן הפלסטיק בעדינות דרך צד אחד של גוף המלכודת. המסנן יתאים רק לכיוון אחד, שכן לצד השמאלי של המלכודת יש פתח גדול יותר כדי להתאים למעבר של קונוסים מסנן מוגבהים.
- אם חריצים בצד הם קטנים מדי עבור מסנן האבקה להחליק דרך בצורה חלקה, לגרד מספיק פלסטיק מן החריץ בגוף המלכודת עם סכין גילוח או כלי אחר שיכול להסיר חלקים קטנים של פלסטיק בכל פעם. ודא שמסנן האבקה מתאים באופן מאובטח למקומו עם מרווח של לא יותר מ-2 מ"מ בין מסנן האבקה לגוף ההשמנה.
- חבר את אגן התפיסה לגוף המלכודת על ידי הזזת הקצוות המוגבהים בתחתית גוף המלכודת לתוך החריץ בחלק העליון של אגן התפיסה. אגן השלל צריך להיות ממוקם ממש מתחת לאזור מסננת של גוף המלכודת(איור 1A\u2012E).
- לבצע שינויים מתאימים על ידי חיתוך או ליטש את הפלסטיק כדי לאפשר מיקום חלק והסרה של אגן לתפוס מגוף המלכודת. מיקום אגן התפיסה יאבטח את מסנן האבקה במקומו ולא ניתן להסיר אותו עד להסרת אגן התפיסה, וגם לא ניתן להכניס את מסנן האבקה בזמן שאגן התפיסה נמצא במקומו.
הערה: אם כוורות מרובות ממוקמות קרוב זו לזו, מתן כל כוורת עם שילוב צבעים ייחודי של גוף המלכודת, לתפוס אגן ומבני מסנן אבקה בנוסף לפריסת כוורות עם אוריינטציה מגוונת יעזור לעובדים חוזרים למצוא את קיניהם.
3. הכנת מושבת דבורי באמבל
- הפסק האכלת אבקה 24\u201248 h לפני פריסת מושבות. זה יגרום לעובדים להשתמש בכל אבקה מאוחסנת ולעורר אותם לעזוב את הקן בחיפוש אחר אבקה.
- הכן את גוף הכוורת להסתרה להתקנה על-ידי הוספת הוספת סגירת השמנה לחריץ המסנן כדי למנוע מדורות לברוח בעת התקנת ההשמנה.
- עובדים תחת אור אדום כדי למנוע מהדבורים לעוף, הרימו את קופסת קן הפלסטיק מהקופסה החיצונית של הקרטון.
- אתר את הכניסה לקן הפלסטיק בחזית הקן. ישנם שני סגנונות כניסה בהתאם לספק הקן: תיבות בסגנון קופרט (שלב 3.5) ותיבות בסגנון Biobest (שלב 3.6).
- לכניסות כוורת בסגנון קופרט, הר את מלכודת האבקה אל הכניסה לקן על ידי משיכה למעלה על לשונית הכניסה עד ששני חורי הכניסה פתוחים.
- הכנס את שני הצינורות של מלכודת האבקה לתוך חורי הכניסה, להבטיח כי מסננת מלכודת האבקה הוא בתחתית. דחפו בעדינות למטה על לשונית הכניסה לפלסטיק כדי לאבטח את מלכודת האבקה במקום.
- כדי להתקין את מלכודת האבקה בכניסות כוורת בסגנון Biobest, השתמש במברג ראש שטוח כדי לחלץ בעדינות את מכשיר הכניסה מפלסטיק מתיבת הקן. הכנס את מלכודת האבקה לתוך חורי הכניסה לקן עד שמלכודת האבקה תתייצב בחוזקה כנגד הקן (איור 1E).
- אבטחו את ההשמנה לקן באמצעות סרט הדבקה או דבק יבש מהיר שבו ההשמנה יוצרת קשר עם תיבת הקן במידת הצורך.
- מחזירים את קופסת קן הפלסטיק לקופסת הקרטון. ייתכן שיהיה צורך לחתוך קרטון כדי להכיל את מלכודת האבקה.
4. פריסת קינים
- הניחו תיבות קן באזור הלימוד. לספק כיסוי כדי להגן מפני משקעים ועיגון לרוח כמו אלה יכולים להשפיע לרעה על איכות וכמות האבקה שנאסף. ספק כוורות הממוקמות בחממות עם כיסוי שמש נאות כדי להפחית התחממות יתר.
- הסר את סגירת המלכודת להוסיף מגוף המלכודת כדי לאפשר לדבים לחפש בחופשיות, כך מלקטים יכולים לכוון את עצמם עם הסביבה ואת המיקום של הקן שלהם. זמן הטיסה ההתמצאות צריך להסתיים ב 24 שעות בתנאים רגילים.
5. אוסף אבקה
- כדי להפעיל את ההשמנה, החלק את מסנן האבקה לחריץ המסנן, והבטח שהוא נמצא במקומו.
- התקן את אגן השלל על ידי הזזתו על גוף המלכודת מקדימה עד שהוא סגור לחלוטין. אם אגן התפיסה משוחרר יתר על המידה או נופל מגופת המלכודת, השתמש בגומייה כדי לאבטח אותו לגוף המלכודת.
- צפה דבורים נכנסות ויוצאות מלכודת האבקה בפריסה הראשונה כדי להבטיח חורי מסנן אבקה גדולים מספיק כדי להכיל את דבורים.
- אם העובדים אינם מסוגלים לעבור דרך מסנן האבקה, הסר את המסנן ולאחר מכן השתמש במיקוח גדול מ- 3/16 אינץ ' (0.476 ס"מ) כדי להגדיל את גודל החורים. לעשות זאת באופן רציף, הגדלת קוטר החור 1/32 אינץ '(0.079 ס"מ) בכל פעם, כמו חורים גדולים מדי לא יאספו כל אבקה.
- לאחר דבורים מסוגלים לעבור דרך המסנן, להמשיך לצפות בכניסה כדי להבטיח אבקה מוסרת עם הכניסה מחדש.
הערה: דבורים צריכות להתקשות לזוז למרות חורי מסנן האבקה, במיוחד בפעמים הראשונות בהן הן עוברות. אם הם עוברים בקלות רבה מדי, האבקה לא יכולה להיות מנוכרת מן corbiculae.
- לאחר התקופה המיועדת של איסוף אבקה, החלק והסר אגן תפיסה מגוף המלכודת.
- לעבד את עומסי האבקה בהתאם לעיצוב הניסיוני שלך.
- הסר את מסנן האבקה כדי לאפשר לעובדים לחפש בחופשיות עד התקופה הבאה של איסוף אבקה. גוף המלכודת עשוי להישאר מחובר לכוורת למשך הניסוי.
הערה: מלכודות אבקה עשויות להיות מעורבות כל עוד החוקר רוצה לאסוף אבקה ממושבה. עם זאת, פריסה של מלכודות אבקה במשך מעל 24 שעות בשבוע עלולה לגרום לרעב של גוזלים בכוורת ופיתוח מושבה מפגרת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
שמונה עיצובים שונים של מסנני אבקה נבדקו כדי לקבוע את יעילותם ויעילותם בהסרת עומסי אבקה קורביקולרית מעובדי דבורים חוזרים. כל העיצובים הצליחו להסיר לפחות עומס אבקה אחד מבן ים חוזר. עם זאת, חלקם נמצאו להאט את העובדים מלעזוב או להיכנס לכוורת או נכשלו בהסרת עומסיאבקה (טבלה 1). מלכודות אבקה עם מסננים שונים נבדקו ברצף על 4 מושבות מעבדה שגדלו במעבדה של B. huntii Greene לחפש על Phacelia tanacetifolia גדל בחממות עבור סך מצטבר של 138.5 שעות ו 229 עומסי אבקה corbicular(טבלה 1)שנאסף במהלך 7 ימים (3/2/16\u20123/8/16). מצלמות וידאו הוצבו מול הכניסות לקן בזמן שמלכודות אבקה הופעלו כדי לתעד פעילות של מחפשי נוסעים. עיצוב כניסה למלכודות המשיך בניסוי וטעייה במהלך תקופה זו. 52 שעות של תצפית בווידאו ו-142 עומסי אבקה קורביקוליים נאספו במהלך תקופת המבחן(לוח 1). היעילות חושבה על ידי חלוקת מספר עומסי האבקה העקובולרית שנאספו על ידי מספר נבלות אבקה שנצפו שעברו דרך מסנן. יעילות העיצוב של מסנן אבקה נעה בין 2\u201258.9% מעומסי אבקה עקובולריים מלאים הוסרו. עומסי אבקה קורביקולריים הוסרו מהרגליים ונפלו ככדורי אבקה מגובשת לתוך אגן התפיסה. בגלל נטייה זו לעומסי שעם להיות מוסר כדור, הסרת עומס אבקה שעם חלקית היה נדיר, אבל כמה עומסים חלקיים אולי נספרו כהסרה מלאה כי לא יכולנו לוודא כי אבקה מסוימת נשארה בקורביקולה לאחר הדבורה נכנסה לקן. פתחי מסנן כוללים שהיו מעגליים משופרים איסוף אבקה ותנועה של עובדים לסביבת הקן. בנוסף, עיצובי מסנן שהעלו מבנים שהשתרעו הרחק מקופסת הקן שיפרו גם את הסרת האבקה מרגליהם האחוריות של מלקטים. במחקר שדה קודם באמצעות עיצוב מסנן מוקדם יותר, המשקל הממוצע של האבקה שנאספה לאחר 24 שעות של אוסף היה 1.017 גרם על פני 11 תקופות איסוף יום כוורת. הייתה שונות גבוהה (0.22\u20122.94 גרם ליום) בין המסה הכוללת של אבקה שנאספה מכל קן. ערכים אלה מייצגים טווח מסה צפוי שניתן לאסוף אבקה בשיטה זו. העיצוב הסופי בקובץ ההדפסה של מלכודת אבקה להורדה הוא עיצוב מספר 8, כניסה למלכודת מעגלית עם קצוות מוגבהים.
איור 1: מלכודת אבקה רכובה על כוורת דבורים. (א)מבט חזיתי על מלכודת אבקה שבה פועלים נוחתים ונוסעים על פני המסננת לכיוון מסנן האבקה. (B)מבט אחורי של מלכודת אבקה מורכבת המציגה את הקצוות המרופטים של גוף המלכודת המאפשרים לאגן המלכוד להחליק עליו ולחבר. (C)מבט צדדי של מלכודת אבקה מורכבת המציגה את חריץ מסנן האבקה המאפשר למקם את מסנן האבקה בגוף המלכודת ומאובטח על ידי אגן השלל. (D)מבט תחתון של גוף מלכודת עם מסנן אבקה מוכנס, המסננת מאפשרת לעומסי אבקה קורביקוליים ליפול לתוך אגן השלל ומגבילה את העובדים מגישה לאבקה שנאספה. (E)תצוגה צדדית של מלכודת אבקה מורכבת המחוברת לתיבת קן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: מנגנון שבאמצעותו מסירים את עומסי האבקה השעירים מרגלי העובדים. (A)מבט צדדי של עובד וגודלו היחסי למלכודת אבקה מורכבת. (B)מבט צדדי של עובד מתקרב לחור מסנן אבקה. (C)מבט צדדי של עובד העובר דרך חור מסנן אבקה המאלץ את האבקה העקובולית נטענת ליצור קשר עם המסנן ואת פני השטח הגחון של הבטן. (D)מבט אחורי על העובד העובר דרך חור מסנן אבקה המאלץ אבקה לכלכלית עומסים כדי ליצור קשר עם המסנן ואת פני השטח הגחון של הבטן. (ה)מבט אחורי על העובד העובר דרך חור מסנן אבקה לאחר שעומסי אבקה קורביקולריים הופשטו מהקורביקולות שלו וצונחים דרך המסננת אל תוך אגן השלל, ו - (ו) מבט צדדי של עובד העובר דרך חור מסנן אבקה לאחר שעומסי אבקה קורביקולריים הופשטו מהקורביקולות שלו וצונחו דרך המסננת לתוך אגן השלל.
| סכומים מצטברים | תצפית וידאו | ||||||||
| מזהה עיצוב | צורת כניסה | פריסה (שעות) | עומסי אבקה קורביקולריים שנאספו | קצב איסוף (עומסי אבקה/שעה) | תצפית (שעות) | עומסי אבקה קורביקולריים שנאספו | נבגני אבקה | יעילות אישית* | יעילות כוללת** |
| 1 | יהלום | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 9 | 0.11 | 5.56% |
| 2 | יהלום | 3.5 | 2 | 0.57 | 3.5 | 2 | 50 | 0.04 | 2.00% |
| 3 | כיכר | 4.5 | 2 | 0.44 | 4.5 | 2 | 2 | 1 | 50.00% |
| 4 | מעגל | 9.5 | 7 | 0.74 | - | - | - | - | - |
| 5 | מעגל | 17.5 | 10 | 0.57 | 5.75 | 5 | 23 | 0.22 | 10.87% |
| 6 | מעגל | 18 | 36 | 2 | 13 | 35 | 54 | 0.65 | 32.41% |
| 7 | מעגל | 49.5 | 48 | 0.97 | 6.25 | 11 | 17 | 0.65 | 32.35% |
| 8 | מעגל | 35 | 123 | 3.51 | 18 | 86 | 73 | 1.18 | 58.90% |
| סך | 138.5 | 229 | - | 52 | 142 | 228 | - | - | |
| *המספר הממוצע של עומסי אבקה שעוכבים שנאספו מלקט אבקה חוזר. | |||||||||
| **אחוז מכל עומסי האבקה העקובולריים שנאספו מלקטים חוזרים (פרט/2). | |||||||||
טבלה 1: טבלת סיכום של סך שעות הפריסה, עומסי אבקה קורביקולריים שנאספו, קצב איסוף יחד עם השעות, מספר נבטי האבקה, יעילות אישית ויעילות מוחלטת שאומתו באמצעות קטעי וידאו.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
איסוף אבקה מכניסות למושבת דבורי הבומבוס יכול לאפשר מגוון מחקרים אקולוגיים וחקלאיים. זיהוי מקורות הפרחים שמהם אוספים דבורים באמבל אבקה מספק מידע רב ערך ותובנה על מגוון הצמחים התורמים לתזונה הכוללת של המושבה19. לזיהוי מקור האבקה יש השלכות הן על הייצור החקלאי והן על מחקרים של שירותי מערכת אקולוגית בארצות בר12,20. על ידי איסוף דגימות גדולות יחסית גדלים של עומסי אבקה corbicular, החוקרים יכולים לקבוע אם דבורים bumble הם לחפש על יבול היעד שעבורו הם נפרסו21, מרכיבים חשובים אחרים של דיאטה דבורה באמבל8, והעדיף לחפש מזון של מינים ספציפיים בתוך אזור7. אוטומציה של איסוף אבקה ממושבות דבורים באמצעות מלכודת אבקה תאפשר מחקרים מורחבים של חיפוש דבורים, תזונה וחשיפה לחומרי הדברה.
הסרת יד של אבקה מדבורים, אשר שימש במשך רוב המחקרים לחקור העדפות אבקה דבורה באמבל, הוא זמן עבודהאינטנסיבית 10. לעומת זאת, אוסף פסיבי של אבקה באמצעות עיצוב מלכודת האבקה אסף מעל 200 עומסי אבקה קורביקולריים מארבע מושבות במהלך תקופה של שבוע. לכן, שיטה זו מאפשרת לחוקרים לאסוף אבקה מכוורות מרובות במקומות שונים ולהגדיל הן את מאמץ הדגימה והן את החוסן הסטטיסטי למחקרים עתידיים.
כדי לפתח ולשפר את עיצובי מסנן האבקה, הקלטת וידאו של עובדי הדבורה העוברים דרך מנגנון המלכודת הייתה חיונית. ראינו שכאשר דבורה דבורה עוברת בחלל הדוק, הרגליים האחוריות משתרעות מאחורי ומתחת לבטן שלה(איור 2C\u2012E). התבוננות בהתנהגות זו הביאה לשינויים בעיצוב ההדפסה בתלת-ממד ובבדיקת ניסוי וטעייה של מסנני אבקה (טבלה 1). מומלץ להשתמש בהקלטות הווידאו לצורך תצפית בעת פריסת מלכודות לפני תחילת הניסוי הרשמי כדי להבטיח שהמלכודות מתפקדות כראוי וביעילות, כך שניתן יהיה לבצע שינויים במידת הצורך. כדי להסביר את ההבדלים בגודל הגוף הן בתוך כוורת והן בין כוורות ומטרות המחקר, גודל הכניסה למלכודת יכול להיות מגוון. ראינו כי התאמת הכניסה למלכודת כדי לאפשר למלבטים הגדולים יותר לצאת ולהיכנס לכוורת סיפקה הפרעה מינימלית לפעילויות חיפוש מזון ויעילות סבירה (>50%) הסרת עומסי אבקה קורביקולרית. הפלסטיק המודפס בתלת-ממד משתנה בקלות בעזרת כלים ידניים וניתן לטפל בעיצובי הדפסה עבור פרויקטים ספציפיים או כאשר עיצובי הכניסה לתיבה משתנים18.
המגבלות של שיטה זו הן כי עיצובים מסנן אבקה ייחודיים למינים של דבורה באמבל כי הוא נדגם. שיטה זו משתמשת בגודל אחיד של חורי כניסה אשר, בתיאוריה, עשוי להגביל את האנשים הגדולים יותר בקן מלחפש עובדים קטנים יותר כי חיפוש מזון לא ניתן לטעום; עם זאת, העיצוב שלנו אפשר לעובדים גדולים לעבור ולא כימתנו יעילות בהתבסס על גודל הגוף. העיצוב הזמין להורדה מתוכנן בגודל הממוצע של עובדי B. huntii (רוחב בית החזה 3.22 מ"מ22) ולכן יהיה צורך להרחיב אותו כמתואר לעובדים של B. impatiens (3.38 מ"מ23)או B. terrestris (4.77 מ"מ24). במחקר אחד באמצעות B. terrestris, אנשים גדולים יותר צוינו לאסוף אבקה לעתים קרובות יותר מאשר עובדים קטנים יותר25; עם זאת, עבודה מאוחרת יותר לא מצאה קשר בגודל העובד ותדירות חיפושי חיפוש האבקה של דבורת הדבורה בצפון אמריקה B. חסר סבלנות26,27,28. בנוסף, גודל העובד עשוי להשתנות לאורך כל העונה12, ולכן מסנני אבקה יש לבדוק באופן קבוע כדי להבטיח כי אוסף אבקה מתרחשת ביעילות. הבנת המינים העניין ושאלות המחקר הספציפיות הנטפלות יהיו קריטיות בהערכת התועלת של תכנון מלכודת זה על בסיס כל מקרה לגופו.
תגובות התנהגותיות שהוצגו על ידי החזרת מלכודות לנוכחות של מלכודות אבקה מעורבות היו משתנות. אלה כללו: (1) עובדים המסתגלים למאמץ הנוסף הדרוש כדי להיכנס מחדש לסביבת הקן, (ii) עובדים שניסו לעבור דרך המסנן, (iii) עובדים המנסים לעקוף את פתח המסנן ובמקום זאת לעבור דרך מסננת גוף המלכודת, ו-(4) עובדים שנמנעים מהמסנן ועוברים לאיסוף צוף ומעבר לדורות הקן דרך חורי אוורור בתחתית תיבת הקן. מחפש דבורי באמבל שניסו למצוא כניסות חלופיות לכוורת נצפו במחקר קודם של מין זה29 גם כאשר הכניסות לקן אינן חסומות. בעוד שתגובות אלה נצפו הן היו נדירות מספיק כדי שלא כימתנו את שיעור מלקטים ששינו התנהגות עקב נוכחות המלכודת, אלא שרוב דבורים התאקלמו למלכודות זמן קצר לאחר פריסת המלכודות.
יישומים עתידיים של שיטה זו כוללים התאמת עיצובים קיימים עבור מינים אחרים דבורה באמבל המיוצרים מסחרית, במיוחד B. terrestris ו- B. חסרי סבלנות המשמשים בעיקר להאבקה של גידולי חממה ברחבי העולם19. שימוש במלכודות אבקה אלה על כוורות מסחריות במקומות מחוץ לטווח הטבעי שלהם יאפשר לחוקרים לקבוע איזו נישה חופפת ואינטראקציות תחרותיות עשויות להתרחש עם מינים מקומיים של בומבוס 30,31.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
אנו מודים לקולבי קרפנטר וספנסר מתיאס על עזרתם בעיצוב הדפסה בתלת-ממד. אנו מודים לאלן קלינגר על הסיוע בהפקת הצילום וליונתן ב. קוך על הסיוע בתיקונים. המימון ניתן על ידי יחידת המחקר, הניהול והמחקר השיטתי של משרד החקלאות האמריקאי.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MakerBot Replicator+ | MakerBot | Model PABH65 | |
| MakerBot Tough Material | PLA Filament | various colors | |
| Nest Box | Biobest | Not sold publicly without bee purchase |
References
- Michener, C. D. The bees of the world. , JHU press. (2000).
- Corbet, S. A., Williams, I. H., Osborne, J. L. Bees and the pollination of crops and wild flowers in the European Community. Bee world. 72 (2), 47-59 (1991).
- Cameron, S. A., et al. Patterns of widespread decline in North American bumble bees. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108 (2), 662-667 (2011).
- Goulson, D., Nicholls, E., Botías, C., Rotheray, E. L. Bee declines driven by combined stress from parasites, pesticides, and lack of flowers. Science. 347 (6229), 1255957 (2015).
- Jha, S., Stefanovich, L. E. V., Kremen, C. Bumble bee pollen use and preference across spatial scales in human-altered landscapes. Ecological Entomology. 38 (6), 570-579 (2013).
- Thomson, D. Competitive interactions between the invasive European honey bee and native bumble bees. Ecology. 85 (2), 458-470 (2004).
- Kleijn, D., Raemakers, I. A retrospective analysis of pollen host plant use by stable and declining bumble bee species. Ecology. 89 (7), 1811-1823 (2008).
- Harmon-Threatt, N. H., Kremen, C. Bumble bees selectively use native and exotic species to maintain nutritional intake across highly variable and invaded floral resource pools. Ecological Entomology. 40, 471-478 (2015).
- Harmon-Threatt, N. H., Valpine, P., Kremen, C. Estimating resource preferences of a native bumblebee: the effects of availability and use-availability models on preference estimates. Oikos. , (2016).
- Martin, A. P., Carreck, N. M. L., Swain, J. L., Goulson, D. A modular system for trapping and mass-marking bumblebees: applications for studying food choice and foraging range. Apidologie. 37, (2006).
- Saifuddin, M., Jha, S. Colony-level variation in pollen collection and foraging preferences among wild-caught bumble bees. (Hymenoptera: Apidae). Environmental Entomology. 42 (2), 393-401 (2014).
- Heinrich, B. Bumblebee Economics. , Harvard University Press. (2004).
- Leonhart, S. D., Bluthgen, N. The same, but different: pollen foraging in honeybee and bumblebee colonies. Apidologie. 43, (2012).
- Kriesell, L., Hilpert, A., Leonhardt, S. D. Different but the same: bumblebee species collect pollen of different plant sources but similar amino acid profiles. Apidologie. 48, 102-116 (2017).
- Al-Tikrity, W. S., Benton, A. W., Hillman, R. C., Clarke, W. W. The relationship between the amount of unsealed brood in honeybee colonies and their pollen collection. Journal of Apicultural Research. 11 (1), 9-12 (1972).
- Spaethe, J., Weidenmüller, A. Size variation and foraging rate in bumblebees (Bombus terrestris). Insectes Sociaux. 49 (2), 142-146 (2002).
- Goodwin, R. M., Perry, J. H. Use of pollen traps to investigate the foraging behaviour of honey bee colonies in kiwifruit. New Zealand Journal of Crop and Horticulture Science. 20 (1), 23-26 (1992).
- Chua, C. K., Leong, K. F. 3D PRINTING AND ADDITIVE MANUFACTURING: Principles and Applications (with Companion Media Pack) of Rapid Prototyping. , World Scientific Publishing Co Inc. (2014).
- Kearns, C. A., Inouye, D. W. Techniques for Pollination Biologists. , University Press of Colorado. (1993).
- Velthuis, H. H., van Doorn, A. A century of advances in bumblebee domestication and the economic and environmental aspects of its commercialization for pollination. Apidologie. 37 (4), 421-451 (2006).
- Moisan-Deserres, J., Girard, M., Chagnon, M., Fournier, V. Pollen loads and specificity of native pollinators of lowbush blueberry. Journal of Economic Entomology. 107 (3), 1156-1162 (2014).
- Medler, J. T. A nest of Bombus huntii Greene (Hymenoptera: Apidae). Entomological News. 70, 179-182 (1959).
- Husband, R. W. Observation on colony of bumblebee species (Bombus spp). Great Lakes Entomologist. 10, 83-85 (1977).
- Buttermore, R. E. Observations of successful Bombus terrestris (L), (Hymenoptera: Apidae) colonies in Southern Tasmania. Australian Journal of Entomology. 36, 251-254 (1997).
- Goulson, D., Peat, J., Stout, J. C., Tucker, J., Darvill, B. Can alloethism in workers of the bumblebee, Bombus terrestris, be explained in terms of foraging efficiency. Animal Behaviour. 64 (1), 123-130 (2002).
- Couvillon, M. J., Jandt, J. M., Duong, N. H. I., Dornhaus, A. Ontogeny of worker body size distribution in bumble bee (Bombus impatiens) colonies. Ecological Entomology. 35 (4), 424-435 (2010).
- Russell, A. L., Morrison, S. J., Moschonas, E. H., Papaj, D. R. Patterns of pollen and nectar foraging specialization by bumblebees over multiple timescales using RFID. Scientific Reports. 7 (1), 1-13 (2017).
- Hagbery, J., Nieh, J. C. Individual lifetime pollen and nectar foraging preferences in bumble bees. Naturwissenschaften. 99 (10), 821-832 (2012).
- Baur, A., Strange, J. P., Koch, J. B. Foraging economics of the Hunt bumble bee, a viable pollinator for commercial agriculture. Environmental Entomology. 48 (4), 799-806 (2019).
- Winter, K., et al. Importation of non-native bumble bees into North America: potential consequences of using Bombus terrestris and other non-native bumble bees for greenhouse crop pollination in Canada, Mexico, and the United States. San Francisco. 33, (2006).
- Ruz, L., Herrera, R. Preliminary observations on foraging activities of Bombus dahlbomii and Bombus terrestris (Hym: Apidae) on native and non-native vegetation in Chile. Acta Horticulturae. 561, 165-169 (2001).
