Summary
Мы представляем нелетальный и автоматизированный механизм сбора пыльцы у шмелей(Bombus),возвращающихся в улей. Инструкции по изготовлению, подготовке, установке и использованию устройств включены. Благодаря использованию 3D-печатных объектов модификация дизайна была своевременной, эффективной и позволила быстро провести тестирование.
Abstract
Чтобы проверить растительные источники, из которых шмели кормят пыльцу, необходимо собрать особей, чтобы удалить их корбикулярную пыльцевую нагрузку для анализа. Традиционно это делалось путем сетки фуражиров у входов в гнездо или на цветы, охлаждения пчел на льду, а затем удаления пыльцевой нагрузки с корбикул щипцами или кистью. Этот метод является трудоемким и трудоемким, может изменить нормальное поведение при добывающих пищу и может привести к инцидентам с жжом для работника, выполняющего задачу. Пыльцевые ловушки, такие как те, которые используются на ульях медоносных пчел, собирают пыльцу, вытесняя корбикулярные пыльцевые нагрузки с ног рабочих, когда они проходят через экраны у входа в гнездо. Ловушки могут удалять большое количество пыльцы с возвращающихся пчел-фуражиров с минимальным трудом, но на сегодняшний день такая ловушка недоступна для использования с пчелиными семьями шмещей. Рабочие в колонии шмелей могут различаться по размеру, что затрудняет выбор размеров входов для адаптации этого механизма к коммерчески выращиваемым ульям шмелей. Используя программы дизайна 3D-печати, мы создали пыльцевую ловушку, которая успешно удаляет корбикулярную пыльцевую нагрузку с ног возвращающихся шмельных пчел-фуражиров. Этот метод значительно сокращает количество времени, необходимое исследователям для сбора пыльцы у шмелевого пчелового фуражиров, возвращающихся в колонию. Мы представляем дизайн, результаты тестов эффективности удаления пыльцы и предлагаем области модификаций для исследователей, чтобы адаптировать ловушки к различным видам шмеле или конструкциям гнездовых ящиков.
Introduction
Шмели(Bombus spp.) являются крупными устойчивыми насекомыми, которые встречаются в умеренных, альпийских и арктических регионах мира1. Они важны для растительных сообществ и обеспечивают важную услугу опыления для сельскохозяйственных культур, которые они посещают2. Недавнее снижение численности и распространения нескольких видов вывело их важность в качестве опылителей на передний план общественной осведомленности3. Исследователи определили несколько стрессоров, которые, вероятно, способствуют сокращению популяции, включая отсутствие разнообразных и обильных цветочных ресурсов, на которых кормятся шмели4. Определение того, какие виды растений шмелевочные пчелы кормятся, позволяет исследователям и землеустройству понять, как шмежи могут реагировать на изменения в доступности ресурсов, конкуренции и антропогенных нарушениях5,6.
Исследования, изучающие пыльцевые кормовые предпочтения шмельных пчел, часто проводятся исследователями, ловящими отдельных пчел, кормящихся на цветках, а затем удаляющими корбикулярные пыльцевые нагрузки с образцов для дальнейшей обработки и идентификации7,8,9,10. Хотя этот метод дает представление о том, как вид или совокупность видов шмелей использует ресурсы в районе7,он занимает много времени, и потенциальные различия в предпочтениях между ульями не могут быть различимы без дополнительного молекулярного анализа для определения колонии происхождения кормовой пчелы11.
Для некоторых исследований динамики кормления желательно проводить исследования в отдельных колониях; однако гнезда диких шменей, как правило, расположены под землей или на уровне земли, что затрудняет их обнаружение12. Коммерчески производимые ульи шмелей обеспечивают исследователям больший доступ и лучший экспериментальный контроль, а удаление пыльцы у рабочих по-прежнему в основном проводится путем захвата фуражиров, когда они возвращаются в улей, и ручного удаления их корбикулярной пыльцевой нагрузки13,14. Удаление пыльцы вручную из корбикул пчелы является трудоемким с низким почасовым выходом пыльцы, особенно на входах в ульи, где скорость возврата пыльцы фуражиров может быть низкой. Кроме того, ручное удаление пыльцы с пчел может привести к укусам у потревоженных работников.
Пыльцевые ловушки использовались для экспериментального удаления пыльцы у медоносных пчел в течение десятилетий15; однако пассивный метод удаления пыльцы шмелю не разработан. Основным препятствием в разработке механизма удаления пыльцы у возвращающихся шмещей-фуражиров является большое изменение размеров рабочих, которые существуют в колонии шмещей16. Ловушки для пыльцы медоносных пчел эффективны во многом потому, что размер работника медоносной пчелы не сильно варьируется. Кроме того, эти ловушки требуют лишь незначительных манипуляций после установки и не требуют принесения пчел в жертву17. Это достигается с помощью экранов или пластиковых поверхностей, которые вытеснивают пыльцу с задних ног рабочих, когда они возвращаются в улей. Эти ловушки удаляют только часть пыльцевой нагрузки от возвращающихся фуражиров, и различные конструкции этих ловушек приводят к различной эффективности сбора пыльцы. Когда пыльца удаляется с ног пчелы, она попадает через экран и в сборный бассейн, к которому пчелы не имеют доступа, так что исследователь может удалить ее только с незначительным нарушением улья.
Целью настоящего исследования является адаптация методов, используемых для сбора пыльцы из ульев медоносных пчел, и применение их к гнездам шмелей с использованием 3D-печатных структур и тестирование конструкций ловушек на колониях Bombus huntii. Процесс проектирования следовал предположениям, что ловушки должны быть недорогими в производстве, адаптироваться к различным видам шмеле, причинять минимальный вред или беспокоить пчел и что скорость удаления пыльцы должна превышать ручной сбор пыльцы. Технология трехмерной печати является универсальным, легкодоступным и экономически эффективным инструментом, позволяющим исследователям воспроизводить и модифицировать объекты для конкретных целей18. Техника, представленная здесь, инструктирует пользователя строить пыльцевые ловушки и прикреплять их к коммерчески доступным пчелиным семьям шмежей. Ловушки не предназначены для использования с дикими колониями. Эти ловушки пассивно удаляют корбикулярную пыльцевую нагрузку с задних ног пыльцев, несущих шмели, когда они возвращаются в свои гнездовые ящики.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Печать структур пыльцевой ловушки
- Загрузите соответствующий файл STL для гнездового ящика, в который вложены шмели (например, ульи в стиле Biobest или Koppert, https://www.ars.usda.gov/pacific-west-area/logan-ut/pollinating-insect-biology-management-systematics-research/docs/pollen-traps/). Файлы доступны для общественности, бесплатны для загрузки и изменения конечным пользователем.
- Откройте файл STL в программе принтера. Следуйте указаниям производителя принтера, чтобы создать четыре компонента ловушки.
ПРИМЕЧАНИЕ: Подождите приблизительно 3 ч для печати корпуса ловушки, 2 ч для печати в раковине для улавливания и 30 мин для печати фильтра и вставки для закрытия ловушки. Размер тела ловушки 6 см х 3,8 см х 7 см.
2. Пыльцевая ловушка в сборе
- Снимите опорные конструкции, напечатанные вместе с корпусом ловушки и ловушки, в том числе с ситовой структуры корпуса ловушки(рисунок 1).
- Используйте сверло 3/16 дюйма (0,476 см), установленное в ручном сверле, чтобы очистить любые пластиковые нити, пересекающие приподнятые края пыльцевого фильтра, которые могут помешать пчеле перемещаться через отверстия фильтра. Используйте лезвие бритвы и наждачную рамку, чтобы выровнять любые удары или приподнятые края на плоской стороне пыльцевого фильтра.
- Поместите пыльцевой фильтр в корпус ловушки, осторожно протолкнув пластиковый фильтр через одну сторону корпуса ловушки. Фильтр будет подходить только одним способом, так как левая сторона ловушки имеет большее отверстие для размещения прохода приподнятых конусов фильтра.
- Если боковые щели слишком малы, чтобы пыльцевой фильтр мог плавно скользить, соскоблите достаточное количество пластика от щели в корпусе ловушки бритвой или другим инструментом, который может удалить небольшие части пластика за один раз. Убедитесь, что пыльцевой фильтр надежно прилегает к месту с зазором не более 2 мм между пыльцевым фильтром и корпусом ловушки.
- Прикрепите уловной таз к корпусу ловушки, сдвинув приподнятые края на дне корпуса ловушки в канавку на верхней части уловного бассейна. Водосборный бассейн должен быть расположен непосредственно под решетной областью тела ловушки(рисунок 1A\u2012E).
- Внесите соответствующие изменения путем резки или шлифовки пластика, чтобы обеспечить плавное размещение и удаление уловного бассейна из корпуса ловушки. Размещение водосборного бассейна обеспечит установку пыльцевого фильтра на место, и его нельзя удалить до тех пор, пока не будет удален водосборный бассейн, а также нельзя будет вставить пыльцевой фильтр, пока бассейн для улова находится на месте.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если несколько ульев размещены близко друг к другу, предоставление каждому улью уникальной цветовой комбинации тела ловушки, раковины улова и структуры пыльцевого фильтра в дополнение к развертыванию ульев с различной ориентацией поможет возвращающимся работникам найти свои гнезда.
3. Подготовка шмелевой колонии
- Прекратите подачу пыльцы за 24\u201248 ч до развертывания колоний. Это заставит рабочих изыскать любую накопленную пыльцу и стимулировать их покидать гнездо в поисках пыльцы.
- Подготовьте корпус ловушки улья к установке, вставив вставку затвора ловушки в слот фильтра, чтобы предотвратить побег пчел при установке ловушки.
- Работая под красным светом, чтобы предотвратить полет пчел, поднимите пластиковый гнездовой ящик из картонной внешней коробки.
- Найдите пластиковый вход в гнездо в передней части гнезда. Существует два стиля входа в зависимости от поставщика гнезда: коробки в стиле Копперта (шаг 3.5) и коробки в стиле Биобест (шаг 3.6).
- Для входов в улей в стиле Копперта установите пыльцевую ловушку на вход гнезда, подтягиваясь на входной вкладке, пока оба входных отверстия не будут открыты.
- Вставьте две трубки пыльцевой ловушки во входные отверстия, убедив, что сито пыльцевой ловушки находится на дне. Осторожно надавите на пластиковую входную вкладку, чтобы закрепить пыльцевую ловушку на месте.
- Чтобы установить пыльцевую ловушку на входы в улей в стиле Biobest, используйте отвертку с плоской головкой, чтобы аккуратно вырвать пластиковое входное устройство из гнездового ящика. Вставьте пыльцевую ловушку во входные отверстия гнезда до тех пор, пока пыльцевая ловушка не будет твердо прижата к гнезду(рисунок 1E).
- Закрепите ловушку в гнезде с помощью ленты или быстросохнущего клея, где ловушка при необходимости контактирует с гнездовым ящиком.
- Верните пластиковый гнездовой ящик в картонную коробку. Картон, возможно, придется срезать, чтобы приспособить пыльцевую ловушку.
4. Развертывание гнезд
- Поместите гнездовые ящики в исследуемую зону. Обеспечьте укрытие для защиты от осадков и крепление для ветра, так как это может негативно повлиять на качество и количество собранной пыльцы. Обеспечьте ульи, размещенные в теплицах, достаточным солнцезащитным покрытием, чтобы уменьшить перегрев.
- Снимите вставку с крышки ловушки с тела ловушки, чтобы пчелы могли свободно добираться, чтобы фуражиры могли ориентироваться в окружающей местности и месте своего гнезда. Время полета ориентации должно быть завершено за 24 ч в нормальных условиях.
5. Сбор пыльцы
- Чтобы задействовать ловушку, вставьте пыльцевой фильтр в слот фильтра, убедив, что он надежно закреплен на месте.
- Установите уловивной таз, сдвинув его на корпус ловушки спереди до полного закрытия. Если уловимый бассейн чрезмерно рыхлый или падает с корпуса ловушки, используйте резинку, чтобы закрепить его на корпусе ловушки.
- Наблюдайте за пчелами, входящими и выходящими из пыльцевой ловушки при первом развертывании, чтобы убедиться, что отверстия фильтра пыльцы достаточно велики, чтобы вместить пчел.
- Если рабочие не могут пройти через пыльцевой фильтр, снимите фильтр, а затем используйте сверла размером более 3/16 дюйма (0,476 см) для увеличения размеров отверстий. Делайте это последовательно, увеличивая диаметр отверстия на 1/32 дюйма (0,079 см) каждый раз, так как слишком большие отверстия не будут собирать пыльцу.
- Как только пчелы смогут пройти через фильтр, продолжайте наблюдать за входом, чтобы убедиться, что пыльца удаляется при повторном входе.
ПРИМЕЧАНИЕ: Пчелы должны испытывать некоторые трудности с перемещением через отверстия пыльцевого фильтра, особенно в первые несколько раз, когда они проходят. Если они проходят слишком легко, пыльца может не вытесниться из корбикул.
- По истечении назначенного срока сбора пыльцы сдвиньте и снимите с тела ловушки уловку.
- Обрабатывайте пыльцевые нагрузки в соответствии с вашим экспериментальным дизайном.
- Удалите пыльцевой фильтр, чтобы рабочие могли свободно добираться до следующего периода сбора пыльцы. Тело ловушки может оставаться прикрепленным к улью в течение всего эксперимента.
ПРИМЕЧАНИЕ: Пыльцевые ловушки могут быть задействованы до тех пор, пока исследователь желает собрать пыльцу из колонии. Однако развертывание пыльцевых ловушек более 24 ч в неделю может привести к голоданию расплода в улье и замедлению развития колонии.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Восемь различных конструкций пыльцевых фильтров были протестированы, чтобы определить их эффективность и действенную эффективность при снятии корбикулярной пыльцевой нагрузки с возвращающихся рабочих шмеля. Все конструкции были успешными в удалении по крайней мере одной корбикулярной пыльцевой нагрузки из возвращающегося фуражиров. Однако было обнаружено, что некоторые из них замедляют выход работников из улья или входят в них или не смогли устранить пыльцевую нагрузку(таблица 1). Пыльцевые ловушки с различными фильтрами были протестированы последовательно на 4 лабораторно выращенных колониях B. huntii Greene, добывающих на Phacelia tanacetifolia, выращенных в теплицах в общей сложности 138,5 ч и 229 корбикулярных пыльцевых нагрузок(таблица 1),собранных за 7-дневный период (3/2/16\u20123/8/16). Видеокамеры были размещены перед входами в гнездо, в то время как пыльцевые ловушки были задействованы для регистрации активности фуражирей. Проектирование входа в ловушку продолжалось методом проб и ошибок в течение этого периода. За тестовый период было собрано пятьдесят два часа видеонаблюдения и 142 корбикулярные пыльцевые нагрузки(табл. 1). Эффективность рассчитывали путем деления количества корбикулярных пыльцевых нагрузок, собранных, на число наблюдаемых пыльцев, нагруженных фуражировкой, прошедших через фильтр. Эффективность конструкции пыльцевого фильтра варьировалась от 2\u201258,9% от полной удаленной корбикулярной пыльцевой нагрузки. Корбикулярные пыльцевые грузы были сняты с ног и упали в виде сплоченных гранул пыльцы в водосборный бассейн. Из-за этой тенденции к удалению корбикулярных нагрузок в виде гранул частичное удаление корбикулярной пыльцевой нагрузки было редким, но некоторые частичные нагрузки могли считаться полным удалением, потому что мы не могли проверить, что часть пыльцы осталась в корбикуле после того, как пчела вошла в гнездо. Общие отверстия фильтра, которые были круговыми, улучшали сбор пыльцы и перемещение рабочих в среду гнезда. Кроме того, конструкции фильтров, которые имели приподнятые структуры, которые простирались от гнездового ящика, также улучшали удаление пыльцы с задних ног фуражиров. В предыдущем полевом исследовании с использованием более ранней конструкции фильтра средний вес пыльцы, которая была собрана после 24 ч сбора, составлял 1,017 г в течение 11 периодов сбора в день улья. Наблюдалась высокая вариация (0,22\u20122,94 г в сутки) среди общей массы пыльцы, собранной из каждого гнезда. Эти значения представляют собой ожидаемый диапазон масс, в который пыльца может быть собрана с помощью этого метода. Окончательным дизайном в загружаемом файле отпечатка пыльцевой ловушки является дизайн No 8, круглый вход ловушки с приподнятыми краями.
Рисунок 1: Пыльцевая ловушка, установленная на улье шмелей. (A) Вид спереди пыльцевой ловушки, где рабочие приземляются и перемещаются через сито к пыльцевом фильтру. (B)Задний вид собранной пыльцевой ловушки, показывающий рифленые края корпуса ловушки, которые позволяют бассейну для ловли скользить и прикрепляться. (C)Вид сбоку на собранную пыльцевую ловушку, показывающую щель пыльцевого фильтра, которая позволяет поместить пыльцевой фильтр в тело ловушки и закрепить ее в водосборе. (D) Вид снизу тела ловушки со вставленным пыльцевым фильтром, сито позволяет корбикулярной пыльцевой нагрузке попадать в водосбор и ограничивает доступ рабочих к собранной пыльце. (E)Вид сбоку собранной пыльцевой ловушки, прикрепленной к гнездовой коробке. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Механизм, с помощью которого корбикулярные пыльцевые нагрузки снимаются с ног рабочих. (A) Вид рабочего сбоку и его относительный размер к собранной пыльцевой ловушке. (B)Вид сбоку рабочего, приближающегося к отверстию пыльцевого фильтра. (C)Вид сбоку рабочего, проходящего через отверстие пыльцевого фильтра, заставляя корбикулярные пыльцевые нагрузки соприкасаться с фильтром и вентральной поверхностью брюшной полости. (D)Вид сдней стороны рабочего, проходящего через пыльцевое фильтрующее отверстие, заставляя корбикулярные пыльцевые нагрузки контактировать с фильтром и вентральной поверхностью брюшной полости. (E)Вид сдней стороны рабочего, проходящего через отверстие пыльцевого фильтра после того, как корбикулярные пыльцевые грузы были сняты с его корбикул и упали через сито и в улавливающий бассейн, и(F)вид сбоку рабочего, проходящего через отверстие пыльцевого фильтра после того, как корбикулярные пыльцевые грузы были удалены из его корбикул и упали через сито и в улавливающий бассейн.
| Совокупные итоговые результаты | Видеонаблюдение | ||||||||
| Идентификатор дизайна | Форма входа | Развертывание (часы) | Собранные корбикулярные пыльцевые нагрузки | Скорость сбора (пыльцевых нагрузок в час) | Наблюдение (часы) | Собранные корбикулярные пыльцевые нагрузки | Пыльцевые фуражиры | Индивидуальная эффективность* | Общая эффективность** |
| 1 | Алмаз | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 9 | 0.11 | 5.56% |
| 2 | Алмаз | 3.5 | 2 | 0.57 | 3.5 | 2 | 50 | 0.04 | 2.00% |
| 3 | Площадь | 4.5 | 2 | 0.44 | 4.5 | 2 | 2 | 1 | 50.00% |
| 4 | Круг | 9.5 | 7 | 0.74 | - | - | - | - | - |
| 5 | Круг | 17.5 | 10 | 0.57 | 5.75 | 5 | 23 | 0.22 | 10.87% |
| 6 | Круг | 18 | 36 | 2 | 13 | 35 | 54 | 0.65 | 32.41% |
| 7 | Круг | 49.5 | 48 | 0.97 | 6.25 | 11 | 17 | 0.65 | 32.35% |
| 8 | Круг | 35 | 123 | 3.51 | 18 | 86 | 73 | 1.18 | 58.90% |
| Итог | 138.5 | 229 | - | 52 | 142 | 228 | - | - | |
| * Среднее количество корбикулярных пыльцевых нагрузок, собранных с возвращающихся пыльцевых фуражиров. | |||||||||
| ** Процент от общей нагрузки корбикулярной пыльцы, собранной у возвращающихся фуражиров (Individual/2). | |||||||||
Таблица 1: Сводная таблица общего количества часов развертывания, собранной корбикулярной пыльцы, коэффициента сбора вместе с часами, числа фуражиров, индивидуальной и общей эффективности, проверенной с помощью видеоматериалов.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Сбор пыльцы со входов в колонии шмелеев может позволить проводить различные экологические и сельскохозяйственные исследования. Определение цветочных источников, из которых шмели собирают пыльцу, дает ценную информацию и понимание разнообразия растений, которые вносят вклад в общий рацион колонии19. Идентификация источника пыльцы имеет последствия как для сельскохозяйственного производства, так и для исследований экосистемных услуг в диких землях12,20. Собирая относительно большие размеры выборок корбикулярной пыльцевой нагрузки, исследователи могут определить, кормятся ли шмели на целевой культуре, для которой они были развернуты21,другие важные составляющие рациона шмеля8и предпочтительный корм конкретных видов в пределах области7. Автоматизация сбора пыльцы из пчелиных семей шмещей с помощью пыльцевой ловушки позволит расширить исследования кормления шмещей, питания и воздействия пестицидов.
Ручное удаление пыльцы пчел, которая использовалась для большинства исследований, изучающих предпочтения пыльцы шмещей, является трудоемким и трудоемким10. Напротив, пассивный сбор пыльцы с использованием конструкции пыльцевой ловушки собрал более 200 корбикулярных пыльцевых нагрузок из четырех колоний в течение одного недельного периода. Таким образом, этот метод позволяет исследователям собирать пыльцу из нескольких ульев в разных местах, увеличивая как усилия по выборке, так и статистическую надежность для будущих исследований.
Для разработки и совершенствования конструкций пыльцевых фильтров важное значение имеет видеозапись рабочих шмеля, проходящих через механизм ловушки. Мы заметили, что когда шмель проходит через тесное пространство, задние лапы простираются сзади и под брюшком(рисунок 2C\u2012E). Наблюдение за этим поведением привело к изменениям в дизайне 3D-печати и тестированию проб и ошибок пыльцевых фильтров(таблица 1). Использование видеозаписей для наблюдения при развертывании ловушек рекомендуется до начала официального эксперимента, чтобы убедиться, что ловушки функционируют должным образом и эффективно, с тем чтобы при необходимости можно было внести изменения. Чтобы учесть различия в размерах тела как внутри улья, так и между ульями, а также цели исследования, размер входа в ловушку может быть различным. Мы заметили, что регулировка входа в ловушку, позволяющая более крупным фуражирам выходить и входить в улей, обеспечивает минимальное нарушение кормовой деятельности и разумную эффективность (>50%) удаление корбикулярных пыльцевых нагрузок. 3D-печатный пластик легко модифицируется с помощью ручных инструментов, и печатными конструкциями можно манипулировать для конкретных проектов или по мере изменения входных конструкций коробок18.
Ограничения этого метода заключаются в том, что конструкции пыльцевых фильтров уникальны для видов шмеля, которые отбираются. Этот метод использует одинаковый размер входных отверстий, которые, теоретически, могут ограничивать более крупных особей в гнезде от кормления и более мелких рабочих, которые не могут быть отобраны; Тем не менее, наша конструкция позволяла проходить через большие рабочие, и мы не количественно оценивали эффективность на основе размера тела. Конструкция, доступная для загрузки, рассчитана на средний размер рабочих B. huntii (3,22 мм грудная ширина22)и, таким образом, должна быть расширена, как описано для рабочих B. impatiens (3,38 мм23)или B. terrestris (4,77 мм24). В одном исследовании с использованием B. terrestrisбыло отмечено, что более крупные особи собирают пыльцу чаще, чем более мелкие рабочие25; однако последующая работа не обнаружила корреляции в размере рабочего и частоте пыльцевых кормовых поездок североамериканского шмеля B. impatiens26,27,28. Кроме того, размер работника может меняться в течение12сезона, поэтому пыльцевые фильтры должны регулярно проверяться, чтобы убедиться, что сбор пыльцы происходит эффективно. Понимание видов, представляющих интерес, и конкретных исследовательских вопросов, которые будут рассматриваться, будет иметь решающее значение для оценки полезности этой конструкции ловушки в каждом конкретном случае.
Поведенческие реакции, проявляемые при возвращении фуражиров к присутствию вовлеченных пыльцевых ловушек, были переменными. К ним относятся: (i) рабочие, привыкающие к дополнительным усилиям, необходимым для повторного входа в среду гнезда, (ii) рабочие, предпринимающие многочисленные попытки пройти через фильтр, (iii) рабочие, пытающиеся обойти отверстие фильтра и вместо этого пройти через сито корпуса ловушки, и (iv) рабочие, избегающие фильтра и переключающиеся на сбор нектара и передачу гнездовым пчелам через вентиляционные отверстия вдоль дна гнездового ящика. Шмели-фуражиры, пытающиеся найти альтернативные входы в улей, наблюдались в предыдущем исследовании этого вида29, даже когда входы в гнезда не заблокированы. Хотя эти реакции наблюдались, они были достаточно редкими, чтобы мы не количественно оценили долю фуражиров, которые изменили поведение из-за присутствия ловушки, за исключением того, что большинство пчел акклиматизировались к ловушкам вскоре после развертывания ловушки.
Будущие применения этого метода включают адаптацию существующих конструкций для других коммерчески производимых видов шмещей, в частности B. terrestris и B. impatiens, которые в основном используются для опыления тепличных культур во всем мире19. Использование этих пыльцевых ловушек на коммерческих ульях в местах за пределами их родного ареала позволит исследователям определить, какие нишевые перекрытия и конкурентные взаимодействия могут происходить с местными видами Bombus 30,31.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторам нечего раскрывать.
Acknowledgments
Мы благодарим Колби Карпентера и Спенсера Матиаса за их помощь в разработке 3D-печати. Мы благодарим Эллен Клингер за помощь в создании фотографических рисунков и Джонатана Б. Коха за помощь в их пересмотре. Финансирование было предоставлено Отделом исследований биологии, управления и систематики насекомых USDA-ARS-Pollinating Insect.
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).
