Пчёлы с сенсорами помогают фермерам

Тысячи медоносных пчёл в Австралии оснащаются крошечными датчиками в рамках первой в мире исследовательской программы по мониторингу насекомых и их среды с помощью техники, известной как «роевое зондирование».

Исследование проводится под руководством CSIRO и направлено на улучшение опыления и продуктивности пчёл на фермах, а также на понимание причин синдрома разрушения пчелиных семей (Colony Collapse Disorder, CCD), который уничтожает популяции пчёл по всему миру.

До 5000 датчиков размером 2.5 мм x 2.5 мм крепятся на спинки пчёл в Хобарте (Тасмания), после чего насекомые выпускаются в природу. Это первый случай, когда такое большое количество насекомых используется для экологического мониторинга.

«Пчёлы играют жизненно важную роль в ландшафте, обеспечивая бесплатную услугу опыления для сельского хозяйства, от которой зависят различные культуры для увеличения урожайности. Недавнее исследование CSIRO показало, что опыление пчёлами у бобов Faba может привести к увеличению продуктивности на 17%», — заявил руководитель проекта по роевому зондированию доктор Пауло де Соуза.

«Около трети пищи, которую мы едим, зависит от опыления, но популяции медоносных пчёл во всём мире сокращаются из-за страшного клеща Varroa и синдрома разрушения колоний. К счастью, Австралия в настоящее время свободна от обеих этих угроз».

Исследование также изучит влияние сельскохозяйственных пестицидов на пчёл, отслеживая насекомых, которые питаются на участках со следовыми количествами обычно используемых химикатов.

«С помощью этой технологии мы стремимся понять взаимосвязь пчелы с окружающей средой. Это должно помочь нам понять оптимальные условия для продуктивности, а также углубить наши знания о причинах синдрома разрушения колоний», — сказал доктор де Соуза.

Датчики представляют собой крошечные RFID-сенсоры, работающие аналогично электронному транспондеру автомобиля, и записывают, когда насекомое проходит определённый контрольный пункт. Информация затем удалённо передаётся в центральное место, где исследователи могут использовать сигналы от 5000 датчиков для построения комплексной трёхмерной модели и визуализации перемещений насекомых по ландшафту.

«Пчёлы — социальные насекомые, которые возвращаются в одну и ту же точку и действуют по очень предсказуемому графику. Любое изменение в их поведении указывает на изменение в их среде. Если мы сможем смоделировать их перемещения, мы сможем очень быстро распознать, когда их активность показывает отклонения, и определить причину. Это поможет нам понять, как максимизировать их продуктивность, а также контролировать любые биологические риски», — пояснил доктор де Соуза.

Понимание поведения пчёл даст фермерам и садоводам улучшенные знания для управления, позволяя увеличить пользу от этой бесплатной услуги опыления. Это также поможет им получать и сохранять доступ к рынкам за счёт улучшения способов мониторинга вредителей.

«Мы работаем с Университетом Тасмании, Ассоциацией пчеловодов Тасмании, местными пчеловодами в Хобарте и садоводами по всему штату, чтобы испытать технологию. Многие производители полагаются на диких пчёл или пчеловодов, которые предоставляют им опылителей для улучшения урожая каждый год. Понимание оптимальных условий для этих насекомых улучшит этот процесс», — сказал доктор де Соуза.

Чтобы прикрепить датчики, пчёл на короткое время охлаждают, что вводит их в состояние покоя, достаточное для того, чтобы крошечные сенсоры можно было закрепить у них на спинках с помощью клея. Через несколько минут пчёлы просыпаются и готовы вернуться в свой улей и начать собирать ценную информацию.

«Это неразрушающий процесс, и датчики, по-видимому, не влияют на способность пчелы летать и выполнять свои обычные обязанности», — отметил доктор де Соуза.

Следующий этап проекта — уменьшение размера датчиков до 1 мм, чтобы их можно было прикреплять к более мелким насекомым, таким как комары и плодовые мушки.

Справочная информация

Клещи Varroa — внешние паразиты пчёл. Клещи размером с булавочную головку используют специализированные ротовые части для атаки на развивающихся личинок пчёл или взрослых особей, что приводит к деформации пчёл, сокращению продолжительности жизни и, в конечном итоге, к уничтожению колонии или улья. Эти клещи являются самым опасным вредителем медоносных пчёл во всём мире.

Синдром разрушения пчелиных семей (Colony Collapse Disorder, CCD) — это явление, при котором рабочие пчёлы из улья или колонии европейской медоносной пчелы внезапно исчезают. Разрушение колоний имеет большое экономическое значение, поскольку многие сельскохозяйственные культуры во всём мире опыляются европейскими медоносными пчёлами.