研究人员给 30,000 只蜜蜂粘上了微型二维码

这就像一个可扫描的身份证,但对象是蜜蜂。
Bee with QR sticker held in researcher's hand
研究人员在数千只蜜蜂的背部贴上了二维码,以追踪它们离开蜂箱的时间和持续时长。图片来源:宾夕法尼亚州立大学

昆虫学家正在向蜜蜂身上粘贴微型二维码,以更好地追踪传粉者的迁徙习性和生命周期。通过这样做,他们希望能更全面、更准确地了解这些对环境至关重要的生物,以及保持蜂箱健康和繁荣所需的条件。现在,他们的研究结果和方法已在开源期刊HardwareX 上发布,该团队希望其他保育人士也能尽快开始他们自己的二维码昆虫观测项目。

早在 2010 年,美国农业部就提出了关于将蜂蜜等蜂产品指定为“有机”的新要求。为了达到监管标准,食品和其他物品必须不含化学处理、除草剂和杀虫剂。不仅如此,这些产品的来源地周围的环境也必须同样干净。蜜蜂在技术上能够飞到 10 公里(6.1 英里)远,这在有机认证的后勤需求中占据了重要地位。

虽然美国农业部的提议最终未能通过,但一些研究人员认为 10 公里的区域可能被高估了。但要更准确地了解蜜蜂的迁徙习性并非易事——通常需要研究它们著名的“摇摆舞”。这个术语指的是蜜蜂通过复杂的动作与蜂群成员进行物理交流,通常是关于潜在食物源的位置。

“摇摆舞是我们了解蜜蜂觅食的最佳信息来源,但这基于人类观察,可能每天只观察一小时,持续两周,”研究的合著者之一、宾夕法尼亚州立大学昆虫学副教授 Margarita López-Uribe 在声明中解释道。“在野外生物学中,我们通常只用眼睛观察事物,但我们人类能够进行的观察次数永远无法与机器相比。”

考虑到这一点,López-Uribe 的团队与宾夕法尼亚州立大学的电气工程师合作,设计了一个新的自动化系统,可以在更长的时间内记录更多数据。

López-Uribe 说:“目标是了解 10 公里的估算在生物学上是否准确。我们能否确定蜜蜂究竟从蜂箱中飞出多远?”

研究人员最终决定使用放置在养蜂箱上方的定制扫描仪系统,该系统采用低成本的现成组件,如 Raspberry Pi 计算机和摄像头。然后,他们使用天然虫胶将纸质二维码贴在每只蜜蜂的背部。就像进入建筑物时扫描身份证一样,该系统会自动检测并记录每只蜜蜂进出家园的二维码。总的来说,每个设置的成本约为每个养蜂箱 1500 美元。

该团队在春季和夏季每两周访问六个养蜂场,每次标记约 600 只觅食的蜜蜂。到研究结束时,研究人员已标记了超过 32,000 只蜜蜂。为了确保蜜蜂和研究人员的安全,该团队专注于尚未开始蜇人的软体、较年轻的蜜蜂。然后,扫描仪系统会记录蜜蜂每次离开和返回蜂箱的时间,以及日期和外部温度。结果既证实了一些研究人员的理论,也让他们感到惊讶。

正如他们最初认为的那样,大多数蜜蜂离开蜂箱的旅程只持续了几分钟。但对于约 34% 的传粉者来说,这些飞行可能持续长达两个小时。尽管其中一些数量可能归因于从未回家或甚至倒着进入蜂箱的蜜蜂,但这仍然表明觅食距离通常由花朵的可用性和位置决定。然而,科学家们没有预料到的是,他们的数据对蜜蜂寿命的影响。

“我们还发现,蜜蜂在其一生中觅食的时间比最初想象的要长得多,”宾夕法尼亚州立大学养蜂教育家、研究合著者 Robyn Underwood 说。尽管人们普遍认为蜜蜂的寿命只有大约 28 天,但 Underwood 表示,他们看到“蜜蜂觅食长达六周,而且它们直到大约两周大才开始觅食,所以它们的寿命比我们想象的要长。”

López-Uribe、Underwood 和他们的同事希望他们的系统能够帮助进一步分析,例如将蜜蜂的飞行时间与摇摆舞动作相匹配,以破译它们的信号。他们还计划举办研讨会,教授其他人如何构建自己的扫描仪装置。

López-Uribe 说:“这项技术为生物学家提供了以前不可能的方式来研究系统,尤其是在有机养蜂方面。”

 

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