Bombus Arısı (Bombus) Kovan Girişleri için 3D Baskılı Polen Tuzağı
Summary
Bir kovana geri dönen bombus arısı(Bombus)işçilerinden polen toplamak için ölümcül olmayan ve otomatik bir mekanizma sunuyoruz. Cihazların üretimi, hazırlanması, kurulumu ve kullanılması için talimatlar dahildir. 3D baskılı nesneler kullanılarak, tasarımda değişiklik zamanında, verimli ve test için hızlı dönüş için izin verildi.
Abstract
Polenler için bombus arılarının bulunduğu bitki kaynaklarını doğrulamak için, bireyler analiz için korbiküler polen yüklerini çıkarmak için toplanmalıdır. Bu geleneksel olarak yuva girişlerinde veya çiçeklerde yemlikleri ağlayarak, arıları buzda soğutarak ve daha sonra polen yüklerini korbilyolden forseps veya fırça ile çıkararak yapılmıştır. Bu yöntem zaman ve emek yoğundur, normal arama davranışını değiştirebilir ve görevi gerçekleştiren işçi için batma olaylarına neden olabilir. Bal arısı kovanlarında kullanılanlar gibi polen tuzakları, yuva girişindeki ekranlardan geçerken işçilerin bacaklarından korbiküler polen yüklerini yerinden sökerek polen toplar. Tuzaklar, büyük miktarda poleni en az emekle geri dönen forager arılardan uzaklaştırabilir, ancak bugüne kadar bombus arı kolonilerinde kullanılmak üzere böyle bir tuzak yoktur. Bombus arı kolonisi içindeki işçiler boyut olarak değişebilir, bu da girişlerin boyut seçimini ticari olarak yetiştirilen bombus arı kovanlarına uyarlamayı zorlaştırır. 3D baskı tasarım programlarını kullanarak, dönen bombus arısı yemlerinin bacaklarındaki korbiküler polen yüklerini başarıyla kaldıran bir polen tuzağı oluşturduk. Bu yöntem, koloniye geri dönen bombus arısı yemliklerinden polen toplamak için araştırmacıların gerektirdiği süreyi önemli ölçüde azaltır. Polen giderme verimlilik testlerinin tasarımını, sonuçlarını sunuyoruz ve araştırmacıların tuzakları çeşitli bombus arısı türlerine veya yuva kutusu tasarımlarına uyarlamaları için değişiklik alanları öneriyoruz.
Introduction
Bombus arıları(Bombus spp.), dünyanın ılıman, alp ve kutup bölgelerinde bulunan büyük sağlam böceklerdir1. Toplumları dikmek ve ziyaret ettikleri tarımsal ürünler için önemli tozlaşma hizmeti sağlamak içinönemlidirler 2. Birkaç türün bolluğunda ve dağılımında son zamanlarda meydana gelen düşüşler, tozlayıcılar olarak önemini kamuoyunun farkındalığının ön plana çıkardığını3. Araştırmacılar, bombus arılarının4. Hangi bitki türlerinin bombus arılarının yem olduğunu belirlemek, araştırmacıların ve arazi yöneticilerinin bombus arılarının kaynak kullanılabilirliği, rekabet ve antropojenik bozukluklardaki değişikliklere nasıl tepki verdiğini anlamalarını sağlar5,6.
Bombus arılarının polen arama tercihlerini araştıran çalışmalar genellikle araştırmacılar tarafından çiçeklerde yiyecek arayan bireysel arıları yakalar ve daha sonra daha fazla işlem ve tanımlama için numunelerden korbiküler polen yüklerini çıkarır 7,8,9,10. Bu yöntem, bir türün veya bombus arı türlerinin bir montajının bir alandaki kaynakları nasıl kullandığına dair fikirsağlarken 7, zaman yoğundur ve kovanlar arasındaki tercihlerdeki potansiyel farklılıklar, yem arısının köken kolonisini tanımlamak için ek moleküler analizler olmadan ayırt edilemez11.
Dinamiklerin aleni olduğu bazı çalışmalar için, çalışmaların bireysel kolonilerde yürütülmesi arzu edilir; bununla birlikte, yabani bombus arı yuvaları genellikle yeraltında veya zemin seviyesinde bulunur ve12’yibulmalarını zorlaştırır. Ticari olarak üretilen bombus arı kovanları araştırmacılara daha fazla erişim ve daha iyi deneysel kontrol sağlar ve polenlerin işçilerden uzaklaştırılması, kovana geri dönerken yemlikleri yakalayarak ve korbiküler polen yüklerini manuel olarak çıkararak halagerçekleştirilir 13,14. Polenlerin bir arının korbikomundan elle çıkarılması, özellikle polenlerin geri dönme oranının düşük olabileceği kovan girişlerinde saatlik düşük polen verimi ile zaman yoğundur. Ek olarak, polenlerin arılardan manuel olarak çıkarılması, rahatsız işçilerin sokmalarına neden olabilir.
Polen tuzakları on yıllardır bal arılarından polenlerin deneysel olarak uzaklaştırılması için kullanılmaktadır15; ancak, polenleri bombus arılarından çıkarmak için pasif bir yöntem geliştirilmemiştir. Polenleri geri dönen forager bombus arılarından uzaklaştırmak için bir mekanizma geliştirmenin önündeki birincil engel, bombus arı kolonisinde bulunan büyük işçi boyutlarının varyasyonudur16. Bal arısı polen tuzakları büyük ölçüde etkilidir, çünkü bal arısı işçi büyüklüğü çok fazla değişmez. Ek olarak, bu tuzaklar kurulumdan sonra sadece küçük manipülasyonlar gerektirir ve arıların kurban edilmesi gerekmez17. Bu, kovana geri dönen işçilerin arka ayaklarındaki polenleri yerinden çıkan ekranlar veya plastik yüzeyler kullanılarak elde edilir. Bu tuzaklar, polen yüklerinin sadece bir kısmını geri dönen yemliklerden uzaklaştırır ve bunların çeşitli tasarımları polen toplamada çeşitli verimliliklere neden olan çeşitli verimliliklere neden olandır. Polen arı bacaklarından çıkarıldığında, bir ekrandan ve arıların erişemeyeceği bir toplama havzasına düşer, böylece araştırmacı kovana sadece küçük bir rahatsızlıkla çıkarabilir.
Bu çalışmanın amacı, bal arısı kovanlarından polen toplamak için kullanılan teknikleri uyarlamak ve 3D baskılı yapılar kullanarak bombus arı yuvalarına uygulamak ve tuzak tasarımlarını Bombus huntiikolonileri üzerinde test etmektir. Tasarım süreci, tuzakların üretilmesi ucuz olması, çeşitli bombus arısı türlerine uyarlanabilen, arılara minimum zarar veya rahatsızlık vermesi ve polen çıkarma oranının polenlerin el toplamasını aşması gerektiği varsayımlarını takip etti. Üç boyutlu baskı teknolojisi çok yönlüdür, kolayca erişilebilir ve araştırmacıların nesneleri belirli amaçlarla çoğaltmasına ve değiştirmesine izin sağlayan uygun maliyetli bir araçtır18. Burada sunulan teknik, kullanıcıya polen tuzakları oluşturmasını ve bunları ticari olarak mevcut bombus arı kolonilerine takmasını söyler. Tuzaklar vahşi kolonilerle kullanılmak üzere tasarlanmamıştır. Bu tuzaklar, yuva kutularına döndüklerinde bombus arıları taşıyan polenlerin arka ayaklarındaki korbiküler polen yüklerini pasif olarak çıkarır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bombus arısı kolonisi girişlerinden polen toplanması, çeşitli ekolojik ve tarımsal çalışmalara izin verebilir. Bombus arılarının polen topladığı çiçek kaynaklarının belirlenmesi, bir koloninin genel diyetine katkıda bulunan bitkilerin çeşitliliği hakkında değerli bilgiler ve içgörü sağlar19. Polen kaynağının belirlenmesinin hem tarımsal üretim hem de vahşi topraklarda ekosistem hizmetlerinin çalışmaları üzerinde etkileri vardır12<su…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Colby Carpenter ve Spencer Mathias’a 3D baskı tasarımındaki yardımları için teşekkür ederiz. Fotoğraf figürlerinin üretilmesinde yardımcı olan Ellen Klinger’a ve revizyonlar konusunda yardım sağladığı için Jonathan B. Koch’a teşekkür ederiz. Fon USDA-ARS-Tozlaşan Böcek Biyolojisi, Yönetimi ve Sistematiği Araştırma Birimi tarafından sağlanmıştır.
Materials
| MakerBot Replicator+ | MakerBot | Model PABH65 | |
| MakerBot Tough Material | PLA Filament | various colors | |
| Nest Box | Biobest | Not sold publicly without bee purchase |
Referências
- Michener, C. D. . The bees of the world. , (2000).
- Corbet, S. A., Williams, I. H., Osborne, J. L. Bees and the pollination of crops and wild flowers in the European Community. Bee world. 72 (2), 47-59 (1991).
- Cameron, S. A., et al. Patterns of widespread decline in North American bumble bees. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108 (2), 662-667 (2011).
- Goulson, D., Nicholls, E., Botías, C., Rotheray, E. L. Bee declines driven by combined stress from parasites, pesticides, and lack of flowers. Science. 347 (6229), 1255957 (2015).
- Jha, S., Stefanovich, L. E. V., Kremen, C. Bumble bee pollen use and preference across spatial scales in human-altered landscapes. Ecological Entomology. 38 (6), 570-579 (2013).
- Thomson, D. Competitive interactions between the invasive European honey bee and native bumble bees. Ecology. 85 (2), 458-470 (2004).
- Kleijn, D., Raemakers, I. A retrospective analysis of pollen host plant use by stable and declining bumble bee species. Ecology. 89 (7), 1811-1823 (2008).
- Harmon-Threatt, N. H., Kremen, C. Bumble bees selectively use native and exotic species to maintain nutritional intake across highly variable and invaded floral resource pools. Ecological Entomology. 40, 471-478 (2015).
- Harmon-Threatt, N. H., Valpine, P., Kremen, C. Estimating resource preferences of a native bumblebee: the effects of availability and use-availability models on preference estimates. Oikos. , (2016).
- Martin, A. P., Carreck, N. M. L., Swain, J. L., Goulson, D. A modular system for trapping and mass-marking bumblebees: applications for studying food choice and foraging range. Apidologie. 37, (2006).
- Saifuddin, M., Jha, S. Colony-level variation in pollen collection and foraging preferences among wild-caught bumble bees. (Hymenoptera: Apidae). Environmental Entomology. 42 (2), 393-401 (2014).
- Heinrich, B. . Bumblebee Economics. , (2004).
- Leonhart, S. D., Bluthgen, N. The same, but different: pollen foraging in honeybee and bumblebee colonies. Apidologie. 43, (2012).
- Kriesell, L., Hilpert, A., Leonhardt, S. D. Different but the same: bumblebee species collect pollen of different plant sources but similar amino acid profiles. Apidologie. 48, 102-116 (2017).
- Al-Tikrity, W. S., Benton, A. W., Hillman, R. C., Clarke, W. W. The relationship between the amount of unsealed brood in honeybee colonies and their pollen collection. Journal of Apicultural Research. 11 (1), 9-12 (1972).
- Spaethe, J., Weidenmüller, A. Size variation and foraging rate in bumblebees (Bombus terrestris). Insectes Sociaux. 49 (2), 142-146 (2002).
- Goodwin, R. M., Perry, J. H. Use of pollen traps to investigate the foraging behaviour of honey bee colonies in kiwifruit. New Zealand Journal of Crop and Horticulture Science. 20 (1), 23-26 (1992).
- Chua, C. K., Leong, K. F. . 3D PRINTING AND ADDITIVE MANUFACTURING: Principles and Applications (with Companion Media Pack) of Rapid Prototyping. , (2014).
- Kearns, C. A., Inouye, D. W. . Techniques for Pollination Biologists. , (1993).
- Velthuis, H. H., van Doorn, A. A century of advances in bumblebee domestication and the economic and environmental aspects of its commercialization for pollination. Apidologie. 37 (4), 421-451 (2006).
- Moisan-Deserres, J., Girard, M., Chagnon, M., Fournier, V. Pollen loads and specificity of native pollinators of lowbush blueberry. Journal of Economic Entomology. 107 (3), 1156-1162 (2014).
- Medler, J. T. A nest of Bombus huntii Greene (Hymenoptera: Apidae). Entomological News. 70, 179-182 (1959).
- Husband, R. W. Observation on colony of bumblebee species (Bombus spp). Great Lakes Entomologist. 10, 83-85 (1977).
- Buttermore, R. E. Observations of successful Bombus terrestris (L), (Hymenoptera: Apidae) colonies in Southern Tasmania. Australian Journal of Entomology. 36, 251-254 (1997).
- Goulson, D., Peat, J., Stout, J. C., Tucker, J., Darvill, B. Can alloethism in workers of the bumblebee, Bombus terrestris, be explained in terms of foraging efficiency. Animal Behaviour. 64 (1), 123-130 (2002).
- Couvillon, M. J., Jandt, J. M., Duong, N. H. I., Dornhaus, A. Ontogeny of worker body size distribution in bumble bee (Bombus impatiens) colonies. Ecological Entomology. 35 (4), 424-435 (2010).
- Russell, A. L., Morrison, S. J., Moschonas, E. H., Papaj, D. R. Patterns of pollen and nectar foraging specialization by bumblebees over multiple timescales using RFID. Scientific Reports. 7 (1), 1-13 (2017).
- Hagbery, J., Nieh, J. C. Individual lifetime pollen and nectar foraging preferences in bumble bees. Naturwissenschaften. 99 (10), 821-832 (2012).
- Baur, A., Strange, J. P., Koch, J. B. Foraging economics of the Hunt bumble bee, a viable pollinator for commercial agriculture. Environmental Entomology. 48 (4), 799-806 (2019).
- Winter, K., et al. Importation of non-native bumble bees into North America: potential consequences of using Bombus terrestris and other non-native bumble bees for greenhouse crop pollination in Canada, Mexico, and the United States. San Francisco. 33, (2006).
- Ruz, L., Herrera, R. Preliminary observations on foraging activities of Bombus dahlbomii and Bombus terrestris (Hym: Apidae) on native and non-native vegetation in Chile. Acta Horticulturae. 561, 165-169 (2001).
