Aleksandr Gavgetherchev / Shutterstock
As abelhas estão sob extrema pressão. O número de colônias de abelhas nos EUA tem diminuído a uma taxa média de quase 40% desde 2010. O maior contribuinte para esse declínio é o vírus espalhado por um parasita, Destrutor Varroa. Mas isso não é uma situação natural. O parasita é espalhado pelas práticas de apicultura, inclusive mantendo as abelhas em condições muito diferentes de sua morada natural de cavidades nas árvores.
Alguns anos atrás, Eu demonstrei que as perdas de calor nas colmeias de abelhas feitas pelo homem são muitas vezes maiores que as dos ninhos naturais. Agora, usando técnicas de engenharia mais comumente encontradas, sondando problemas industriais, Eu mostrei que o design atual das colmeias artificiais também cria níveis mais baixos de umidade que favorecem a Varroa parasita.
Os ninhos naturais dentro das cavidades das árvores criam altos níveis de umidade nos quais as abelhas prosperam e evitam Varroa de criação. Portanto, se podemos redesenhar as colmeias de apicultores para recriar essas condições, poderíamos ajudar a parar o parasita e dar às abelhas a chance de se recuperar.
A vida da colônia de abelhas está intimamente ligada à sua casa. Podemos ver isso a partir do maneira sofisticada as abelhas escolhem ninhos com os tamanhos e propriedades corretos e com que esforço trabalham para modificá-los. De fato, o ninho pode ser visto como parte da própria abelha, um conceito que na biologia é conhecido como "fenótipo estendido", Que se refere a todas as maneiras pelas quais os genes de uma criatura afetam o mundo.
Talvez o exemplo mais comum de um fenótipo estendido seja o do castor, que modela seu ambiente controlando o fluxo de água com barragens. Os ninhos permitem que as abelhas ajustem seu ambiente da mesma forma, controlando o fluxo de dois fluidos - vapor de ar e água - mais algo que age como um fluido - calor.
As abelhas selecionam uma árvore oca com uma entrada no fundo que torna menos provável que o ar quente dentro do ninho escape. Eles então o modificam aplicando um selante antibacteriano retardador de vapor de resina de árvore sobre as paredes internas e pequenos furos ou rachaduras. Isso evita ainda mais vazamentos de ar quente e ajuda a manter o nível certo de vapor de água. Dentro do ninho, as abelhas constroem um favo de mel contendo milhares de células, cada uma das quais fornece um microclima isolado para o cultivo de larvas (abelhas bebê) ou a produção de mel.
Desenhos não naturais
Apesar da importância dos ninhos para as abelhas, as colmeias que as construímos têm pouca semelhança e têm poucas propriedades dos ninhos naturais das árvores As abelhas européias evoluíram com elas. No século 21st, ainda estamos usando colmeias projetadas nos 1930s e 1940s, com base nas idéias dos 1850s. Os ninhos naturais eram apenas cientificamente pesquisados ​​recentemente como o 1974 e pesquisar sua propriedades físicas começaram apenas no 2012.
As colmeias feitas pelo homem são agachadas e quadradas (por exemplo, 45cm de altura), construídas em madeira fina (com espessura de 2cm), com grandes entradas (em torno de 60cm²) e muitas vezes grandes aberturas de tela de arame por baixo. Eles foram projetados para serem baratos e para os apicultores acessarem facilmente as abelhas e removerem o mel. Em contraste, as abelhas européias evoluíram com ninhos de árvores naturais que são em média altos (em torno de 150cm), estreitos (20cm) com paredes espessas (15cm) e pequenas entradas (7cm²).
Colmeias artificiais versus ninhos naturais. Derek Mitchell
Para avaliar como as colmeias criadas pelo homem recriam as condições dos ninhos naturais, eu precisava medir o fluxo de fluidos (ar, vapor de água e calor) ao seu redor. Para fazer isso, virei para um aspecto da ciência e engenharia físicas chamado termofluidos, o estudo de líquidos, gases e sólidos de combustão e mudanças de estado, massa e movimento de energia.
No ninho das abelhas, isso significa a "combustão" de açúcares no mel e no néctar, a evaporação e condensação da água e o fluxo de ar através do ninho. Também inclui tudo o que é transportado pelas abelhas pela entrada ou vazando pelas paredes.
As várias barreiras que os ninhos de abelhas criam podem ser usadas como limites convenientes em modelos matemáticos da energia necessária e da umidade produzida dentro do ninho. Meu novo estudo combina esses modelos com dados de pesquisa experimental sobre as propriedades térmicas dos ninhos e colmeias de abelhas e estudos comportamentais sobre como as abelhas ventilam seu ninho.
Isso me permitiu comparar a umidade média em colmeias e ninhos artificiais com a necessária pelas abelhas e seus parasitas. Descobri que a maioria das colmeias artificiais tem perda de calor sete vezes maior e tamanho de entrada oito vezes maior que os ninhos de árvores. Isso cria os níveis mais baixos de umidade que favorecem o parasita.
Minha pesquisa mostra que o papel do ninho de abelha é claramente muito mais sofisticado do que apenas um abrigo. Alterações simples no design da colméia, a fim de reduzir a perda de calor e aumentar a umidade, por exemplo, usando entradas menores e paredes mais espessas, podem reduzir o estresse nas colônias de abelhas causadas por Destrutor Varroa. Já sabemos que simplesmente construir colmeias a partir de poliestireno em vez de madeira pode aumentar significativamente a taxa de sobrevivência e o rendimento de mel das abelhas. Mais pesquisas sobre a complexidade termofluídica dos ninhos nos permitiriam projetar as colmeias ideais que equilibram as necessidades das abelhas com seus criadores humanos.
Derek Mitchell, PhD Candidato em Engenharia Mecânica, Universidade de Leeds
Você está aqui: Início > Social e Política > Meio Ambiente > Clima > Adaptação e Mitigação > Para salvar as abelhas, precisamos projetá-las novas colmeias