無論是覓食,照顧年輕人,用他們的身體產(chǎn)生熱量或風扇鳥巢,或建筑物和修復(fù)巢,一只蜜蜂殖民地一切為一個單一的單位。盡管最近的研究表明接觸殺蟲劑對覓食行為的影響,一項新的研究中,由詹姆斯•Crall已經(jīng)表明,這些影響可能只是冰山的一角。

博士后研究員在實驗室工作的本杰明•德•Bivort的托馬斯·d·卡伯特,有機和進化生物學副教授,Crall是一項研究的主要作者顯示暴露于煙堿類殺蟲劑最常用的一類農(nóng)藥殺蟲劑農(nóng)業(yè)深刻影響的社會行為。

使用一個創(chuàng)新的機器人平臺觀察蜜蜂行為,Crall和合作者包括de Bivort和納奧米•皮爾斯的西德尼·a·約翰·h·塞爾教授生物學,表明,暴露在殺蟲劑后,蜜蜂花更少的時間護理幼蟲和更少的社會,其他蜜蜂。額外的測試表明,接觸溫暖的巢,蜜蜂能力受損和建立絕緣蠟帽的殖民地。這項研究是在11月9日《科學》的一篇論文中描述。

除了Crall, de Bivort和皮爾斯,這項研究是由調(diào)入瑞士人,博士學位。18日,斯泰西梳子從加州大學戴維斯分校,前,有機和進化生物學研究助理羅伯特·l·奧本海默和麥凱Eyster和哈佛大學本科生安德里亞·布朗的19所示。

“這些最初使用農(nóng)藥在1990年代中期,現(xiàn)在全球最常用的殺蟲劑,”Crall說。“通常情況下,他們通過種子treatment-high濃度給種子,這些化合物和一個原因這樣的農(nóng)民和農(nóng)藥公司是因為他們占用系統(tǒng)的植物……所以我們的想法是他們提供全植物抵抗。但問題是他們也出現(xiàn)在花粉和花蜜的蜜蜂吃。”

Crall說,在過去的十年中,大量研究表明農(nóng)藥接觸與中斷在覓食,但有理由懷疑不是全部。”

“覓食只是什么大黃蜂的一部分,“Crall說。“這些研究撿重要的影響這些化合物對發(fā)生了什么在鳥巢外,但是有一個整體的世界中非常重要的行為發(fā)生了……這是一個黑盒我們想打開一個。”

,Crall和他的同事開發(fā)了一個獨特的,臺式系統(tǒng),允許他們追蹤蜜蜂的活動在多達12個殖民地。

“我們要做的是把黑色和白色標簽與一個簡化的二維碼,每個蜜蜂的,”他說。”,有一個相機,可以移動的殖民地和跟蹤每個蜜蜂的行為自動使用計算機視覺…所以讓我們看看鳥巢里面。”

使用該系統(tǒng),Crall和他的同事們能夠具體,單個蜜蜂農(nóng)藥和觀察行為較少的變化與同伴互動和花更多的時間在殖民地的外圍那些實驗在幾個重要的方面是有限的。

“一個是生理Crall說。“盡管我們給蜜蜂現(xiàn)實的劑量的農(nóng)藥,在五分鐘內(nèi)喝你每天分配的咖啡是不同傳播出來的一天,所以給了一個大劑量可能不是完全真實的。其他重要的一個是一只蜜蜂殖民地是一個功能單位。對待個人沒有意義,因為你失去,當你這樣做是很自然的社會結(jié)構(gòu)的殖民地。”

然而,機器人系統(tǒng),研究人員可以將整個殖民地作為一個單元。

每個系統(tǒng)的12個單位,Crall說,房子一個殖民地,蜜蜂訪問兩個chambers-one模仿鳥巢和其他作為覓食的空間。

“讓我們做多個,colony-level曝光,和持續(xù)的監(jiān)控,“Crall說。“我們認為這是更接近自然的行為是如何工作的,它也允許我們自動化行為同時跟蹤多個殖民地。”

Crall說,就像在早期研究暴露蜜蜂顯示改變活動水平和社會化,花更多的時間在巢穴的邊緣,但是測試還表明,結(jié)果一夜之間最強。

“蜜蜂實際上有一個很強的晝夜節(jié)律,“Crall解釋道。“所以我們發(fā)現(xiàn),白天,沒有statistically-observable效果,但是在晚上,我們可以看到他們崩潰。我們還不知道是否(殺蟲劑)擾亂生理基因調(diào)控或者這只是一些,也許生理反饋…但它表明,就從實用的角度來看,如果我們想要理解或研究這些化合物,在一夜之間的影響是很重要的。”

額外的實驗中,溫度探頭放置在戶外蜂巢,建議農(nóng)藥對蜜蜂產(chǎn)生深遠的影響調(diào)節(jié)巢內(nèi)部的溫度的能力。

“當溫度下降時,蜜蜂翅膀鎖下來,顫抖肌肉產(chǎn)生熱量,“Crall說。“但我們發(fā)現(xiàn),在控制殖民地,即使溫度波動很大,他們能夠保持殖民地的溫度穩(wěn)定在數(shù)度。但公開的蜜蜂,他們大大失去調(diào)節(jié)溫度的能力。”

除了擾亂蜜蜂的巢直接加熱或冷卻的能力,實驗還表明,農(nóng)藥接觸影響蜜蜂能夠構(gòu)建一個絕緣蠟帽的殖民地。

“幾乎所有的控制殖民地建立帽,“Crall說。”,這似乎是完全消滅pesticide-exposed殖民地,因此他們失去這種能力這樣做窩的功能重組。”

前進,Crall說,有一些額外的研究,他希望解決提出的問題。

“這工作在thermoregulation-opens一系列新的問題,不僅僅是殺蟲劑的直接影響是什么,但這些農(nóng)藥如何損害其他殖民地應(yīng)對壓力的能力,”他說。“這項工作表明,在特別極端的環(huán)境中,我們可能期望殺蟲劑的影響更糟糕的是,它改變我們?nèi)绾螌嶋H測試化學品一般來說,但它指向特定的質(zhì)疑在某些環(huán)境中我們可能會看到更強的下降。”

綜上所述,Crall相信結(jié)果指向煙堿類需要更嚴格的監(jiān)管和其他殺蟲劑,蜜蜂可能帶來的影響。

“我認為我們我們應(yīng)該非常,非常關(guān)心我們的方式如何改變環(huán)境削弱和昆蟲種群的重要不僅為每一個生態(tài)系統(tǒng)的功能…但這對糧食生產(chǎn)是非常重要的,”他說。“我們的食物系統(tǒng)在今天越來越pollinator-dependent大約三分之一的糧食作物都依賴于傳粉者,只有不斷上升。到目前為止,我們有這豐富的,天賦的傳粉者為我們做所有這些工作,現(xiàn)在我們開始意識到,不是給定的,所以我認為我們應(yīng)該非常擔心。”