无论是觅食,照顾年轻人,用他们的身体产生热量或风扇鸟巢,或建筑物和修复巢,一只蜜蜂殖民地一切为一个单一的单位。尽管最近的研究表明接触杀虫剂对觅食行为的影响,一项新的研究中,由詹姆斯•Crall已经表明,这些影响可能只是冰山的一角。

博士后研究员在实验室工作的本杰明•德•Bivort的托马斯·d·卡伯特,有机和进化生物学副教授,Crall是一项研究的主要作者显示暴露于烟碱类杀虫剂最常用的一类农药杀虫剂农业深刻影响的社会行为。

使用一个创新的机器人平台观察蜜蜂行为,Crall和合作者包括de Bivort和纳奥米•皮尔斯的西德尼·a·约翰·h·塞尔教授生物学,表明,暴露在杀虫剂后,蜜蜂花更少的时间护理幼虫和更少的社会,其他蜜蜂。额外的测试表明,接触温暖的巢,蜜蜂能力受损和建立绝缘蜡帽的殖民地。这项研究是在11月9日《科学》的一篇论文中描述。

除了Crall, de Bivort和皮尔斯,这项研究是由调入瑞士人,博士学位。18日,斯泰西梳子从加州大学戴维斯分校,前,有机和进化生物学研究助理罗伯特·l·奥本海默和麦凯Eyster和哈佛大学本科生安德里亚·布朗的19所示。

“这些最初使用农药在1990年代中期,现在全球最常用的杀虫剂,”Crall说。“通常情况下,他们通过种子treatment-high浓度给种子,这些化合物和一个原因这样的农民和农药公司是因为他们占用系统的植物……所以我们的想法是他们提供全植物抵抗。但问题是他们也出现在花粉和花蜜的蜜蜂吃。”

Crall说,在过去的十年中,大量研究表明农药接触与中断在觅食,但有理由怀疑不是全部。”

“觅食只是什么大黄蜂的一部分,“Crall说。“这些研究捡重要的影响这些化合物对发生了什么在鸟巢外,但是有一个整体的世界中非常重要的行为发生了……这是一个黑盒我们想打开一个。”

,Crall和他的同事开发了一个独特的,台式系统,允许他们追踪蜜蜂的活动在多达12个殖民地。

“我们要做的是把黑色和白色标签与一个简化的二维码,每个蜜蜂的,”他说。”,有一个相机,可以移动的殖民地和跟踪每个蜜蜂的行为自动使用计算机视觉…所以让我们看看鸟巢里面。”

使用该系统,Crall和他的同事们能够具体,单个蜜蜂农药和观察行为较少的变化与同伴互动和花更多的时间在殖民地的外围那些实验在几个重要的方面是有限的。

“一个是生理Crall说。“尽管我们给蜜蜂现实的剂量的农药,在五分钟内喝你每天分配的咖啡是不同传播出来的一天,所以给了一个大剂量可能不是完全真实的。其他重要的一个是一只蜜蜂殖民地是一个功能单位。对待个人没有意义,因为你失去,当你这样做是很自然的社会结构的殖民地。”

然而,机器人系统,研究人员可以将整个殖民地作为一个单元。

每个系统的12个单位,Crall说,房子一个殖民地,蜜蜂访问两个chambers-one模仿鸟巢和其他作为觅食的空间。

“让我们做多个,colony-level曝光,和持续的监控,“Crall说。“我们认为这是更接近自然的行为是如何工作的,它也允许我们自动化行为同时跟踪多个殖民地。”

Crall说,就像在早期研究暴露蜜蜂显示改变活动水平和社会化,花更多的时间在巢穴的边缘,但是测试还表明,结果一夜之间最强。

“蜜蜂实际上有一个很强的昼夜节律,“Crall解释道。“所以我们发现,白天,没有statistically-observable效果,但是在晚上,我们可以看到他们崩溃。我们还不知道是否(杀虫剂)扰乱生理基因调控或者这只是一些,也许生理反馈…但它表明,就从实用的角度来看,如果我们想要理解或研究这些化合物,在一夜之间的影响是很重要的。”

额外的实验中,温度探头放置在户外蜂巢,建议农药对蜜蜂产生深远的影响调节巢内部的温度的能力。

“当温度下降时,蜜蜂翅膀锁下来,颤抖肌肉产生热量,“Crall说。“但我们发现,在控制殖民地,即使温度波动很大,他们能够保持殖民地的温度稳定在数度。但公开的蜜蜂,他们大大失去调节温度的能力。”

除了扰乱蜜蜂的巢直接加热或冷却的能力,实验还表明,农药接触影响蜜蜂能够构建一个绝缘蜡帽的殖民地。

“几乎所有的控制殖民地建立帽,“Crall说。”,这似乎是完全消灭pesticide-exposed殖民地,因此他们失去这种能力这样做窝的功能重组。”

前进,Crall说,有一些额外的研究,他希望解决提出的问题。

“这工作在thermoregulation-opens一系列新的问题,不仅仅是杀虫剂的直接影响是什么,但这些农药如何损害其他殖民地应对压力的能力,”他说。“这项工作表明,在特别极端的环境中,我们可能期望杀虫剂的影响更糟糕的是,它改变我们如何实际测试化学品一般来说,但它指向特定的质疑在某些环境中我们可能会看到更强的下降。”

综上所述,Crall相信结果指向烟碱类需要更严格的监管和其他杀虫剂,蜜蜂可能带来的影响。

“我认为我们我们应该非常,非常关心我们的方式如何改变环境削弱和昆虫种群的重要不仅为每一个生态系统的功能…但这对粮食生产是非常重要的,”他说。“我们的食物系统在今天越来越pollinator-dependent大约三分之一的粮食作物都依赖于传粉者,只有不断上升。到目前为止,我们有这丰富的,天赋的传粉者为我们做所有这些工作,现在我们开始意识到,不是给定的,所以我认为我们应该非常担心。”