معلومة

ما هي السلوكيات المعرفية الأخرى في النحل ، خارج الملاحة ، التي تتأثر بمبيدات النيونيكوتينويد

ما هي السلوكيات المعرفية الأخرى في النحل ، خارج الملاحة ، التي تتأثر بمبيدات النيونيكوتينويد


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

من المؤكد أن مبيدات النيونيكوتينويد تغير التنقل في النحل عند تحديد مصادر الغذاء. http://journals.plos.org/plosone/article؟id=10.1371/journal.pone.0091364

ولكن إذا كان الأمر كذلك ، ألا يتأثر الإدراك أيضًا؟ وإذا تأثرت ، ألن يكون التأثير على الخلية أكثر وضوحًا بسبب رقصات النحل غير الدقيقة والتأخير / عدم القدرة بشكل عام في العثور على مصدر للغذاء؟ ألا يجب أن يكون هذا حاسمًا في تفسير مبيدات النيونيكوتينويد لتكون مساهماً في اضطراب انهيار المستعمرات؟


من المفترض أن هذا التأثير للسلوك الحركي له تأثير على الإدراك (1-4). يتطلب التنقل ذاكرة لقطة وتعلمًا واهتمامًا (2-4). لقد سألت عما إذا كان تأثير مبيدات النيونيكوتينويد على الإدراك يتجلى من خلال السلوكيات الحيوية الأخرى. الجواب القصير ، نعم. تظهر مبيدات النيونيكوتينويد على وجه التحديد أنها تؤثر على التزاوج وسلوك الملكة والبحث عن الطعام لمسافات قصيرة وطويلة (5-7). يُشير إلى أن مبيدات النيونيكوتينويد هي عامل مساهم في انهيار المستعمرات مع كل من التحليل التلوي والدليل المباشر على التأثيرات على السلوك (5-8). أعتقد أنك تتساءل أكثر عن سبب عدم قيام الناس بأي شيء حيال هذه القضية أو بشكل أكثر تحديدًا في عملهم ضد انهيار المستعمرة. هذا هو أكثر من قضية سياسية. نظرًا لأن مبيد الآفات لا يحتوي على العديد من التأثيرات على صحة الإنسان عند المستويات التي تسبب انهيار النحل ، فإن سياسات حل هذه المشكلة ليست واضحة. ناقشت وكالة حماية البيئة وضع قيود على استخدام مبيدات النيونيكوتينويد ، لكنها ستظل مستخدمة. ومع ذلك ، فقد تم حظرها بالفعل في فرنسا بسبب هذه الآثار. أتمنى أن يكون هذا قد أجاب على سؤالك!

مصادر

  1. سلوكيات نحل العسل doi: 10.1016 / S1364-6613 (00) 01601-6
  2. Bee Navigation and Memory دوى: 10.1006 / anbe.1997.0574
  3. التعلم والذاكرة في النحل دوى: 1146 / annurev.ne.19.030196.002115
  4. علم الأعصاب السلوكي ISBN: 978-0-87893-092-0
  5. تأثير النحل والنيونيكوتينويد والرقص السلوكي: 10.1242 / jeb.068718
  6. تأثير سلوك النحل والنيونيكوتينويد وطعام البحث عن الطعام DOI: 10.1046 / j.1365-2435.2000.00443.x
  7. تأثيرات الملكة والمستعمرة DOI: 10.1126 / science.1215025
  8. دراسة وصفية لطي المستعمرة DOI: 10.1007 / s10646-010-0566-0

تظهر الدراسة أن التعرض لمبيدات الآفات يمكن أن يؤثر بشكل كبير على السلوك الاجتماعي للنحل

عامل نحلة (Bombus impatiens) يبحث عن الطعام في الهواء الطلق ، ومجهز بعلامة تتبع فريدة (BEEtag). الائتمان: جيمس كرال

بالنسبة للنحل ، أن تكون اجتماعيًا هو كل شيء.

سواء كان الأمر يتعلق بالبحث عن الطعام ، أو رعاية الصغار ، أو استخدام أجسامهم لتوليد الحرارة أو لتهوية العش ، أو بناء الأعشاش وإصلاحها ، فإن مستعمرة النحل تقوم بكل شيء تقريبًا كوحدة واحدة.

بينما أشارت الدراسات الحديثة إلى أن التعرض لمبيدات الآفات يمكن أن يكون له تأثيرات على سلوك البحث عن الطعام ، فقد أظهرت دراسة جديدة بقيادة جيمس كرال أن هذه التأثيرات قد تكون مجرد قمة جبل الجليد.

زميل ما بعد الدكتوراه يعمل في مختبر Benjamin de Bivort ، الأستاذ المساعد Thomas D. Cabot في علم الأحياء العضوية والتطورية ، Crall هو المؤلف الرئيسي لدراسة تظهر التعرض لمبيدات الآفات من نوع neonicotinoid - وهي أكثر فئات مبيدات الآفات شيوعًا في الزراعة - تأثيرات عميقة على مجموعة من السلوكيات الاجتماعية.

باستخدام منصة روبوتية مبتكرة لمراقبة سلوك النحل ، أظهر كرال والمؤلفون المشاركون بما في ذلك دي بيفورت ونعومي بيرس وأستاذ علوم الأحياء في سيدني أ وجون هـ. اليرقات وكانت أقل اجتماعية من النحل الآخر. أظهرت الاختبارات الإضافية أن التعرض يضعف قدرة النحل على تدفئة العش ، وبناء أغطية شمعية عازلة حول المستعمرة. تم وصف الدراسة في ورقة 9 نوفمبر في علم.

بالإضافة إلى Crall و de Bivort و Pierce ، شارك في تأليف الدراسة Callin Switzer ، دكتوراه. '18 ، ستايسي كومبس من جامعة كاليفورنيا في ديفيس ، مساعد أبحاث سابق في علم الأحياء العضوية والتطوري روبرت إل.أوبنهايمر وماكاي إيستر وجامعة هارفارد أندريا براون ، '19.

قال كرال: "بدأ استخدام هذه المبيدات في منتصف التسعينيات ، وهي الآن أكثر فئات المبيدات الحشرية شيوعًا في جميع أنحاء العالم". "عادةً ما تعمل من خلال معالجة البذور - يتم وضع جرعات عالية من التركيز على البذور ، وأحد الأسباب التي تجعل المزارعين وشركات مبيدات الآفات مثل هذه المركبات هو أنها يتم تناولها بشكل منهجي بواسطة النباتات. لذا فإن الفكرة هي أنها توفر مقاومة كاملة للنبات. المشكلة هي أنها تظهر أيضًا في حبوب اللقاح ويتغذى عليها النحل ".

قال كرال إنه خلال العقد الماضي ربط عدد من الدراسات بين التعرض لمبيدات الآفات والاضطرابات في البحث عن الطعام ، "لكن كانت هناك أسباب للاشتباه في أن هذه ليست الصورة الكاملة".

قال كرال: "البحث عن الطعام ليس سوى جزء مما يفعله النحل". "كانت تلك الدراسات تلتقط التأثيرات المهمة التي تحدثها هذه المركبات على ما يحدث خارج العش ، ولكن هناك عالم كامل من السلوكيات المهمة حقًا تحدث في الداخل. وهذا صندوق أسود أردنا فتحه قليلاً."

التتبع الآلي لعمال العش في مستعمرة النحل الطنان (Bombus impatiens). الائتمان: جيمس كرال

للقيام بذلك ، طور Crall وزملاؤه نظامًا فريدًا على الطاولة سمح لهم بتتبع نشاط النحل في ما يصل إلى اثنتي عشرة مستعمرة في وقت واحد.

وقال "ما نقوم به هو وضع علامة بيضاء وسوداء مع رمز QR مبسط على ظهر كل نحلة". "وهناك كاميرا يمكنها التحرك فوق الخلايا وتتبع سلوك كل نحلة تلقائيًا باستخدام رؤية الكمبيوتر. وهذا يسمح لنا بالنظر داخل العش."

باستخدام هذا النظام ، تمكن Crall وزملاؤه من إعطاء جرعة معينة من النحل الفردي بمبيد الآفات ومراقبة التغيرات في سلوكهم - تفاعل أقل مع زملائهم في العش وقضاء المزيد من الوقت على أطراف المستعمرة - ولكن هذه التجارب محدودة في عدة طرق مهمة.

قال كرال: "أحدهما فسيولوجي". "على الرغم من أننا كنا نعطي النحل جرعات واقعية من مبيدات الآفات ، فإن شرب مخصصاتك اليومية من القهوة في خمس دقائق سيكون مختلفًا عن توزيعها على مدار اليوم ، لذا فإن إعطاء جرعة كبيرة واحدة قد لا يكون أمرًا واقعيًا تمامًا. أحد الأمور المهمة الأخرى هو أن مستعمرة النحل هي وحدة وظيفية. ليس من المنطقي علاج الأفراد ، لأن ما تخسره عندما تفعل ذلك هو البنية الاجتماعية الطبيعية للمستعمرة. "

ومع ذلك ، مع النظام الآلي ، يمكن للباحثين التعامل مع مستعمرة بأكملها كوحدة واحدة.

قال كرال إن كل وحدة من وحدات النظام الاثنتي عشرة تضم مستعمرة واحدة حيث يمكن للنحل الوصول إلى غرفتين - واحدة لتقليد العش والأخرى للعمل كمساحة للبحث عن الطعام.

قال كرال: "هذا يتيح لنا القيام بالتعرض المتعدد على مستوى المستعمرة ، والقيام بالمراقبة المستمرة". "نعتقد أن هذا أقرب بكثير إلى كيفية عمل سلوكهم الطبيعي ، كما أنه يسمح لنا بأتمتة التتبع السلوكي عبر مستعمرات متعددة في نفس الوقت."

كما في الدراسات السابقة ، قال كرال ، أظهر النحل المكشوف تغيرات في مستويات النشاط والتنشئة الاجتماعية ، وقضى المزيد من الوقت على أطراف العش ، لكن الاختبارات أظهرت أيضًا أن النتائج كانت أقوى بين عشية وضحاها.

وأوضح كرال أن "النحل له في الواقع إيقاع يومي قوي للغاية". "ما وجدناه هو أنه ، خلال النهار ، لم يكن هناك تأثير يمكن ملاحظته إحصائيًا ، ولكن في الليل ، يمكننا أن نرى أنها كانت تتحطم. لا نعرف حتى الآن ما إذا كانت (مبيدات الآفات) تعطل تنظيم الجينات اليومية أو إذا هذه ليست سوى بعض ، ربما ردود الفعل الفسيولوجية. لكنها تشير إلى أنه ، من منظور عملي فقط ، إذا أردنا فهم أو دراسة هذه المركبات ، فإن النظر إلى التأثيرات بين عشية وضحاها مهم للغاية ".

التغذية اليدوية لعامل نحلة (Bombus impatiens) أثناء تجارب التعرض الحاد. الائتمان: جيمس كرال

أشارت التجارب الإضافية ، التي تم فيها وضع مجسات درجة الحرارة داخل خلايا النحل في الهواء الطلق ، إلى أن المبيدات الحشرية لها تأثيرات عميقة على قدرة النحل على تنظيم درجات الحرارة داخل العش.

قال كرال: "عندما تنخفض درجات الحرارة ، يقفل النحل أجنحته لأسفل ويرجف عضلاته لتوليد الحرارة". "ولكن ما وجدناه هو أنه في الطوائف الضابطة ، حتى مع تقلب درجات الحرارة على نطاق واسع ، كانوا قادرين على الحفاظ على درجة الحرارة في المستعمرة ثابتة في حدود بضع درجات. لكن النحل المكشوف ، يفقد بشكل كبير القدرة على تنظيم درجة الحرارة . "

بالإضافة إلى تعطيل قدرة النحل على تسخين العش أو تبريده مباشرة ، كشفت التجربة أيضًا أن التعرض للمبيدات أثر على قدرة النحل على بناء غطاء شمعي عازل فوق المستعمرة.

قال كرال: "قامت كل مستعمراتنا الخاضعة للسيطرة تقريبًا ببناء هذا الغطاء". "ويبدو أنه قد تم القضاء عليه تمامًا في المستعمرات المعرضة لمبيدات الآفات ، لذلك فقدوا هذه القدرة على القيام بإعادة الهيكلة الوظيفية للعش."

للمضي قدمًا ، قال كرال ، هناك بعض الأسئلة الإضافية التي أثارتها الدراسة والتي يأمل في معالجتها.

وقال: "هذا العمل - خاصة في التنظيم الحراري - يفتح مجموعة جديدة من الأسئلة ، ليس فقط حول ماهية الآثار المباشرة لمبيدات الآفات ، ولكن كيف تؤثر هذه المبيدات على قدرة المستعمرات على التعامل مع الضغوطات الأخرى". "يشير هذا العمل إلى أنه ، في البيئات القاسية على وجه الخصوص ، قد نتوقع أن تكون تأثيرات مبيدات الآفات أسوأ ، لذا فهو يغير كلاً من الطريقة التي نتبعها في اختبار المواد الكيميائية الزراعية عمليًا بشكل عام ، ولكنه يشير إلى أسئلة محددة حول ما إذا كنا قد نرى أقوى ينخفض ​​في بيئات معينة ".

مجتمعة ، يعتقد كرال أن النتائج تشير إلى الحاجة إلى تنظيم أكثر صرامة لمبيدات النيونيكوتينويد ومبيدات الآفات الأخرى التي قد تؤثر على النحل.

"أعتقد أننا في مرحلة يجب أن نكون فيها قلقين للغاية بشأن الطريقة التي تعمل بها الطرق التي نغير بها البيئة على تقويض وتدمير مجموعات الحشرات التي تعتبر مهمة ليس فقط لوظيفة كل نظام بيئي. مهم جدا لانتاج الغذاء ". "أصبح نظامنا الغذائي أكثر اعتمادًا على الملقحات بمرور الوقت - اليوم يعتمد حوالي ثلث المحاصيل الغذائية على الملقحات ، وهذا في ازدياد. حتى الآن ، لدينا هذه الهدية الطبيعية الوفيرة من الملقحات التي تقوم بكل هذا العمل من أجلنا ، والآن بدأنا ندرك أن هذا ليس أمرًا مسلمًا به ، لذلك أعتقد أننا يجب أن نكون قلقين للغاية بشأن ذلك. "


يؤثر مبيد النيونيكوتينويد على العلف والتفاعل الاجتماعي في النحل

في صندوق بلاستيكي مصنوع من الليزركوت مظلل بالطلاء ومضاء بالضوء الأحمر ، يمارس النحل الطنان العامل (Bombus impatiens) أنشطته اليومية: التفاعل مع زملائه البالغين ، واستخراج الطعام من أواني العسل ، وإطعام اليرقات ، وأحيانًا الخروج للبحث عن الرحيق . في حين أن هذا العش بعيدًا عن الطبيعي ، فإن النحل الذي يعيش هنا تكيف بشكل جيد مع مساحته الجديدة. ومع ذلك ، فإن كل شيء ليس جيدًا داخل العش ، وليس بسبب شكله الغريب. تخلى بعض النحل عن أنماطه اليومية ويقضي وقتًا أطول بمفرده على الأطراف. يقضي البعض الآخر وقتًا أقل في رعاية اليرقات المعتمدة تمامًا والتي ستصبح الجيل التالي من النحل الطنان.

داخل العش ، يعد المركز الفوضوي لحياة النحل والسلوك الاجتماعي والتفاعلات أمرًا ضروريًا لصحة النحل وإنتاج الشباب. عندما يتغير السلوك الاجتماعي ورعاية الشباب ، تصبح أعداد السكان أكثر عرضة للانخفاض. ربط جيمس كرال ، وهو باحث ما بعد الدكتوراة في منظمة Planetary Health Alliance في جامعة هارفارد ، وطالب الدراسات العليا كالين سويتزر وزملاؤه ، هذه التغيرات في السلوك الاجتماعي بالتعرض غير المميت لمبيد النيونيكوتينويد ، إيميداكلوبريد.

بالنسبة لدراستهم ، طور Crall "نظام تتبع سلوكي آلي" يسمح لجهاز كمبيوتر متصل بالكاميرات داخل العش بالتعرف على النحل الفردي وإنشاء نقاط بيانات تشير إلى الموقع والقرب من الآخرين. قال كرال: "أعشاش الطنانة ليست الهندسة المنظمة والجميلة لنحل العسل". بدلاً من ذلك ، "هم أكثر كومة من الطعام واليرقات في كومة في منتصف مساحة العش." سمح نظام التتبع الآلي هذا لـ Crall برؤية "المشاهد الفوضوية والمعقدة والواقعية والفردية" ويمكن تكييفها للاستخدام في البيئات الطبيعية.

في حين أنه قد يبدو أن أصعب جزء في هذه التجربة هو تطوير نظام تتبع ، قال كرال إن عملية وضع العلامات على كل نحلة كانت فنًا وعلمًا في الوقت نفسه ، "سباق مع الزمن" للصمغ على العلامات قبل استيقاظ النحل ، و "أصعب وأبطأ جزء من التجربة إلى حد بعيد". يمكن أن يستهلك وضع علامة على مستعمرة النحل أيامًا كاملة ، بينما تم تسجيل حركة النحل داخل الأعشاش لبضع ساعات فقط. بعد وضع العلامات ، لوحظ النحل قبل وبعد التعرض لإيميداكلوبريد. ثم قام كرال بتقييم الملايين من نقاط البيانات لتقييم التغيرات السلوكية بين النحل المعالج. وجد أن تعرض النحل للمبيد قلل من تواتر رعاية الحضنة وميل إلى الانجذاب نحو محيط العش ، وأصبح أقل اجتماعية.

خارج العش ، هذا النيونيكوتينويد له أيضًا تأثيرات كبيرة على التلقيح وسلوك البحث عن الطعام. عملت كالين سويتزر ، طالبة دكتوراه في جامعة هارفارد ، على دراسة آثار إيميداكلوبريد على سلوك التلقيح. على وجه التحديد ، ركز Switzer على التلقيح بالطنين ، وقدرة النحل الطنان على البحث عن أنواع معينة من النباتات وتلقيحها ، باستخدام الاهتزازات. قبل تعريض النحل لـ imidacloprid ، سجل Switzer صوت النحل الذي يتغذى على أزهار الطماطم. ثم تم تعريض نفس هؤلاء النحل لمركبات النيونيكوتينويد وسمح لهم باستئناف البحث عن الطعام. ومع ذلك ، فإن النحل الذي تعرض للإيميداكلوبريد ، بجرعات مماثلة لتلك التي تمت مواجهتها في يوم واحد ، كان أقل احتمالا لاستئناف البحث عن الطعام من النحل غير المكشوف.

تخيل أنه الصيف ، وفي حقل على جانب الطريق ، تنتظر صفوف على صفوف من نباتات الطماطم لتلقيحها وتنتج ثمارها اللذيذة. تتكاثر هذه النباتات أكثر بعد التلقيح بالطنين ، وهي خدمة تم تجهيز النحل الشرقي بشكل فريد لتقديمها. ومع ذلك ، فإن نباتات الطماطم هذه مغطاة بإيميداكلوبريد ، وعندما يتغذى النحل هنا ، فإنه يتعرض لمستويات شبه مميتة من هذا المبيد. مع تقدم الموسم وزيادة التعرض للإيميداكلوبريد ، لا يزال النحل موجودًا ، لكنهم يبدأون في البحث عن علف أقل ، ولا يهتمون بصغارهم كثيرًا ، وتتغير التفاعلات الاجتماعية. خارج العش ، يمكن أن يساهم انخفاض البحث عن العلف من قبل النحل الطنان المصاب في تقليل إنتاج المحاصيل والإمدادات الغذائية للمستعمرات. داخل العش ، يمكن أن يؤدي تغيير الشبكات الاجتماعية وانخفاض رعاية الشباب إلى انخفاض عدد السكان في الأجيال القادمة. نظرًا لكونه أهم أنواع الملقحات المحلية في أمريكا الشمالية ، فإن الاستخدام المستمر لإيميداكلوبريد النيونيكوتينويد يمكن أن يكون له تأثيرات بعيدة المدى على بقاء النحلة الشرقية الشائعة والنباتات التي تقوم بتلقيحها.

يقدم كل من Callin Switzer و James Crall بحثهما بشكل منفصل في الاجتماع السنوي لجمعية البيولوجيا التكاملية والمقارنة لعام 2017 في نيو أورلينز ، لويزيانا. نُشرت أبحاث سويتزر مؤخرًا في علم السموم البيئية كما "يؤثر مبيد النيونيكوتينويد ، إيميداكلوبريد ، على سلوك صوتنة Bombus impatiens (الطنانة) عند تناوله بجرعات أقل من LD50."


2. المواد والأساليب

2.1 النطاق واستراتيجية البحث

ركزنا على التعلم والذاكرة الشمية ، والتي يتم تقييمها عادة في النحل من خلال نموذج منعكس تمديد خرطوم الشم (يشار إليه فيما بعد PER). خلال تجربة PER ، تتعلم النحلة التي تم تسخيرها ربط رائحة غير مجزية سابقًا بالسكروز. يُظهر النحل في البداية امتدادًا للخرطوم كاستجابة غير مشروطة (UR) للتلامس الهوائي مع السكروز (الحافز غير المشروط بالولايات المتحدة). عندما يقترن هذا التلامس برائحة (المنبه المشروط CS) ، تتعلم النحلة أن تمد خرطومها استجابةً للرائحة وحدها (استجابة مشروطة CR). عادةً ما تستخدم التجارب المستندة إلى PER والتي تتعلق بمبيدات الآفات نموذج تكييف مطلق (حيث يتعلم النحل ربط رائحة واحدة فقط مع السكروز) بدلاً من التكييف التفاضلي (حيث تتم مكافأة رائحة واحدة والبديل ليس ستانلي ، سميث ، ورين ، 2015 ). على الرغم من النماذج الأخرى لاختبار التعلم والذاكرة (على سبيل المثال ، الارتباط الحر ، التعلم المكاني ، التعلم المكروه ، أو التعلم عن طريق اللمس [برنادو ، ديماريس ، كوريه فوفيل ، ساندوز ، وجوتييه ، 2009 تان وآخرون ، 2014 Samuelson ، Chen- Wishart، Gill، & Leadbeater، 2016 Zhang & Nieh، 2015]) متاحة وتستخدم على نطاق واسع في الأدبيات المعرفية ، استخدم عدد قليل جدًا من الدراسات مثل هذه الأساليب لفحص كيفية تأثير مبيدات الآفات على الأداء (انظر القسم 4 Bernadou et al. ، 2009 Samuelson et al.، 2016 Zhang & Nieh، 2015). في المقابل ، فإن نموذج PER هو المنهجية الأكثر استخدامًا لتقييم تعلم النحل وذاكرته ، وبالتالي يوفر هدفًا واضحًا لدراستنا.

استخدمنا Web of Science و Google Scholar كقواعد بيانات بحث (تم إجراء البحث في أبريل 2018). كانت معايير البحث المستخدمة في Web of Science هي ("مبيد الآفات *" أو "مبيد حشري *" أو "نيونيكوتينويد *") و ("نحلة *" أو "نحلة طنانة *" أو "نحلة عسل *" أو "نحلة عسل *" أو " النحل * "أو"أبيس" أو "قنبلة") و (" التعلم "أو" الذاكرة "أو" لكل "أو" الإدراك "أو" منعكس تمديد خرطوم التنظير "أو" استجابة تمديد الخرطوم "). بعد البحث في Web of Science ، استخدمنا نفس الكلمات الرئيسية في Google Scholar وفحصنا أول 200 نتيجة ، والتي أسفرت عن ثلاث أوراق إضافية (الشكل S1). ظلت ثلاثة وعشرون ورقة مؤهلة بعد فحص العنوان والملخص ، وتطبيق معايير الاشتمال (انظر أدناه والجدول S1). تم فحص قوائم مراجع جميع الأوراق الـ 23 ولم نعثر على أي بيانات إضافية.

2.2 معايير التضمين واستخراج البيانات وقاعدة البيانات النهائية

لكي يتم تضمينها في التحليل التلوي ، كان على الدراسة أن تتضمن التعرض الفموي للنحل لمبيد الآفات متبوعًا بمقايسة التعلم و / أو الذاكرة عبر نموذج تكييف PER. تم استبعاد الدراسات إذا لم تكن تحتوي على مجموعة ضابطة (لا يوجد تعرض لمبيدات الآفات) أو إذا لم نتمكن من استخلاص الوسيلة والانحرافات المعيارية وأحجام العينة لكل من مجموعتي التحكم والمعالجة. كانت بعض البيانات الأولية متاحة على الإنترنت (ن = 3) ولكن في معظم الحالات (ن = 17) يمكن استخراج الوسائل والانحرافات المعيارية من الرسوم البيانية باستخدام WebPlotDigitizer (https://automeris.io/WebPlotDigitizer/). في الحالات التي لا تتوفر فيها المعلومات ، تم الاتصال ببعض المؤلفين بنجاح (ن = 3). استبعدنا المجموعات التجريبية حيث تعرض النحل لضغوط متعددة (على سبيل المثال ، كل من الطفيليات ومبيدات الآفات) ، حيث لم نتمكن من التأكد من عامل الضغط الذي من المحتمل أن يتسبب في حدوث تأثير. في جميع الدراسات المشمولة في التحليل ، تم اختبار النحل إما مباشرة أو بعد 24 ساعة من التعرض لمبيدات الآفات. استبعدنا دراسة واحدة حيث اختلفت فترة اختبار ما بعد التعرض (مع تأخيرات تصل إلى 11 شهرًا ، الجدول S1). بعد تحليل الحساسية (انظر أدناه) ، أسفرت الأوراق الـ 23 المدرجة في قاعدة البيانات النهائية (انظر الجدول S1) عن 104 أحجام تأثير لتأثير مبيدات الآفات على القدرة على التعلم من 23 ورقة و 167 حجم تأثير من 19 ورقة لتأثير المبيدات على الذاكرة. تم نشر هذه الدراسات بين عامي 2009 و 2017.

تستخدم تجارب PER معايير مختلفة لتقييم أداء التعلم ، بما في ذلك عدد التجارب التي استجابت فيها النحلة لـ CS ، أو التجربة الأولى التي استجابت فيها ، أو متوسط ​​الأداء في مجموعة محددة من التجارب. على سبيل المثال ، ستانلي ، سميث ، وآخرون. (2015) استخدم 15 تجربة تعليمية (تجارب يتم فيها إقران UR و CS) لكل حالة ، بينما اختبر Piiroinen و Botías و Nicholls و Goulson (2016) نحلهم على مدى 10 تجارب. لتمكين المقارنة المباشرة ، أعدنا تعريف التعلم عبر الدراسات كنسبة النحل التي استجابت بشكل إيجابي لـ CS من خلال تجربة التعلم النهائية (متوسط ​​الفاصل الزمني = 8.17 ± 5.6). وبالمثل ، قمنا بجمع بيانات الذاكرة (عدد النحل الذي يستجيب لـ CS) من جميع الأطوال الزمنية المبلغ عنها (المدى: 10 دقيقة إلى 48 ساعة) إلى فئتين تقاربان الذاكرة قصيرة وطويلة المدى (انظر أدناه). لاحظ أن هذه التوقيتات تعكس عمليات مميزة عصبيًا في النحل ، والانتقال من الذاكرة قصيرة المدى إلى الذاكرة طويلة المدى التي تعتمد على الترجمة (تمت مراجعتها في Menzel ، 2012).

2.3 الوسطاء المحتملون

يتم استخدام الوسطاء في التحليل التلوي للتحقيق في مصادر التباين في أحجام التأثير بين الدراسات (Koricheva وآخرون ، 2013). تضمن تحليلنا التلوي ما يلي بصفته وسطاء محتملين لحجم تأثير التعرض لمبيدات الآفات على التعلم والذاكرة: نظام التعرض لمبيدات الآفات (مزمن أو حاد) ، والجرعة (الميدانية الواقعية أو أعلى) ، ونوع المبيدات (نيونيكوتينويد أو غيره) ، والجنس (أبيس أو بومبوس). بالنسبة لبيانات الذاكرة ، قمنا أيضًا بتضمين الاحتفاظ بالذاكرة القصيرة (& lt24 h) والطويل (24 ساعة) كوسيط محتمل (انظر أدناه للحصول على الطرز الكاملة). تم اعتبار العلاج حادًا عندما تعرض النحل لجرعة واحدة من المبيدات الحشرية والمزمنة عندما تعرض النحل مرارًا وتكرارًا على مدار فترة زمنية طويلة ، والتي تراوحت بين التجارب من 4 أيام (Williamson & Wright، 2013 Yang، Chang، Wu، & Chen ، 2012) إلى 24 يومًا (ستانلي ، سميث ، وآخرون ، 2015).

إن تعريف الجرعة الواقعية الميدانية مثير للجدل إلى حد كبير وتختلف سمية مبيدات الآفات المختلفة. لتوحيد هذا ، قمنا بتصنيف الجرعات على أنها واقعية أو أعلى بناءً على تركيزات مبيدات الآفات في الرحيق وحبوب اللقاح والعسل وخبز النحل المستخرج من المصادر التالية: Bonmatin et al. (2015) ، Glaberman and White (2014) ، سانشيز بايو وجوكا (2014). في حالة توفر أكثر من تقدير لمبيد آفات معين ، أخذنا القيمة المتوسطة (انظر الجدول S2 لمبيدات الآفات الفردية). بالنسبة للجرعات الحادة ، تم أيضًا دمج بيانات تركيز الرحيق مع متوسط ​​كمية الرحيق التي يستطيع النحل تناولها في نوبة علف واحدة (40 نانوغرام لنحل العسل 37.7 نانوغرام للنحل الطنان الجدول S3) لحساب الجرعة الواقعية الميدانية (كريسويل ، 2011 Samuelson et al. ، 2016). تم اعتبار الجرعات الأعلى من الحدود المذكورة أعلاه غير واقعية ميدانية.

2.4 التحليل التلوي

تم إجراء جميع التحليلات في R (الإصدار 1.0.136) باستخدام الحزمة ميتفور (فيشتباور ، 2010). تم تحليل بيانات التعلم والذاكرة بشكل منفصل. استخدمنا متوسط ​​فرق معياري في قدرة تعلم النحل أو ذاكرته بين مجموعات التحكم ومجموعات العلاج (Hedges ’d) كمقياس لحجم التأثير (محسوب باستخدام وظيفة" التصعيد "في metafor). بالنسبة إلى مجموعتي البيانات ، قمنا بتركيب نماذج التأثيرات العشوائية لحساب التأثير المتوسط ​​الكبير بالإضافة إلى متوسطات المجموعة (على سبيل المثال ، تأثيرات التعرض الحاد مقابل التعرض المزمن). تم استخدام نهج الاحتمالية القصوى المقيدة (REML) لتقدير معلمات نماذج التحليل التلوي. لكل من مجموعتي البيانات ، تم استخدام الانحدار التلوي بعد ذلك لاستكشاف مصادر التباين في أحجام التأثير من خلال تضمين جميع الوسطاء (انظر أعلاه) في نموذج واحد. لم يتم تضمين نوع مبيد الآفات في هذه النماذج لأن مجموعة فرعية من الدراسات عرّضت النحل في وقت واحد لأكثر من مبيد واحد (Williamson، Baker، & Wright، 2013 Williamson & Wright، 2013) ، مما أدى إلى إسقاط هذه الدراسات من التحليلات ( للحصول على قائمة كاملة بمبيدات الآفات في التحليل التلوي ، انظر الجدول S2). وبالتالي ، قمنا بتحليل نوع مبيد الآفات في نموذج فرعي استبعد هذه الدراسات. تم تضمين "الدراسة" كعامل عشوائي في جميع النماذج للتحكم في عدم الاعتماد المحتمل لأحجام تأثير متعددة من نفس الدراسة.

قمنا في البداية بتضمين نتائج التحليل من الدراسات حيث تعرض النحل لمبيدات الآفات كاليرقات. ومع ذلك ، كان هناك عدد قليل جدًا من هذه (ثلاث دراسات لبيانات التعلم ودراستان لبيانات الذاكرة) ووجدنا أن التأثير العام لمبيدات الآفات على تعلم النحل عندما تم تضمين هذه الدراسات في التحليل العام كان أقوى بكثير (د = 0.60، 95٪ CI = 0.90 إلى 0.30) ، في حين أن التأثير العام لمبيدات الآفات على ذاكرة النحل كان مشابهًا (د = −0.24، 95٪ CI = 0.28 إلى 0.20) مقارنة بالتأثيرات المستندة إلى التحليل عندما تم استبعاد بيانات اليرقات من التحليل (انظر القسم 3 للمقارنة). وبالتالي ، لمنع التحيز ، أزلنا هذه الدراسات من التحليلات اللاحقة. علاوة على ذلك ، نظرًا لقلة عدد الدراسات التي أجريت على النحل مقارنة بنحل العسل ، أجرينا تحليل الحساسية بدراسات استخدمت نحل العسل فقط (انظر الشكل S2). ضمن هذا التحليل ، قمنا أيضًا بمقارنة تأثير المبيدات بين الأوروبيين (أبيس ميليفيرا) والنحل الآسيوي (أبيس سيرانا) (انظر الشكل S2). قمنا أيضًا بإعادة إجراء التحليل الشامل بدون دراسات استخدمت مبيدات آفات متعددة (تعلم ن = 2 والذاكرة ن = 2) ولم تتغير النتائج (انظر المواد التكميلية). اختبرنا ما إذا كان عدد تجارب التعلم التي خاضها النحل قد أثر على النتائج ولم نجد أي تأثير كبير (ص = 0.15) وبالتالي لم نقم بتضمين هذا العامل في النموذج العام. لاختبار أي تحيز محتمل للنشر ، تم استخدام تقنية القطع والتعبئة في بيانات التعلم والذاكرة (Duval & Tweedie ، 2000).


يفقد نحل العسل النوم بعد تناول المبيدات الحشرية ، مما يؤدي إلى زيادة التوتر وانخفاض معدلات بقاء الخلية

يغير ابتلاع النيونيكوتينويد الإيقاعات الحركية اليومية لعلاف نحل العسل في الضوء / الظلام والظلام الكامل. تظهر الرسوم البيانية التمثيلية لنحل العلف (أ) التحكم في النشاط الإيقاعي ، (ب) فقدان الإيقاعات بعد تناول كلوثيانيدين (140 جزء في البليون) وتغيير أنماط الإيقاع الحركي بعد تناول (ج) ثياميثوكسام (140 جزء في البليون) و (د) كلوثيانيدين (140 جزء في البليون) جزء في البليون). الائتمان: جامعة فاندربيلت

أظهر بحث جديد من جامعة فاندربيلت أن النحل الذي يتناول مستويات غير مميتة من المبيدات الحشرية الشائعة التي تشبه النيكوتين ، والمعروفة باسم neonicotinoids ، تفقد النوم. يتسبب هذا الاضطراب في إيقاع الساعة البيولوجية في فقدان نحل العسل لإحساسه بالوقت والملاحة ، مما يؤدي إلى إجهاد أوسع داخل مجموعات النحل الاجتماعية للغاية وانخفاض معدلات بقاء الخلية.

لطالما كان هناك ارتباط غامض بين مبيدات النيونيكوتينويد وتأثيرها المميت على النحل. تمامًا كما بدأ الجمهور في ملاحظة انخفاض أعداد النحل ، تم استخدام هذه المبيدات كأسلوب لصيانة النباتات. في حين أن العلاقة تبدو منطقية ، إلا أنها لم تثبت. سعى البحث الذي قاده دوج مكماهون ، رئيس ستيفنسون للعلوم البيولوجية ، إلى استكشاف الصلة.

نُشر مقال بعنوان "مواد النيونيكوتينويد تعطل إيقاعات الساعة البيولوجية والنوم في نحل العسل" في المجلة. التقارير العلمية في 21 أكتوبر.

قال مايكل تاكنبيرج ، عالم ما بعد الدكتوراه في مختبر ماكماهون ، "كنت أفكر في اختفاء نحل العسل ونقرت عليه ، إذا كانت المبيدات الحشرية تقتل النحل بشكل غير مباشر ولكننا لا نعرف بالضبط كيف ، فربما يكون ذلك بسبب ضياعهم جسديًا". دفع الفائدة المشروع.

انضم إلى الفريق المتعاونون - بما في ذلك مانويل جيانوني غوزمان ، وهو باحث آخر في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مختبر ماكماهون - حافظ الفريق على خلايا نحل صحية لإجراء تجارب استكشفت كيف أن مبيد الآفات الزراعية المستخدم على نطاق واسع والمباع في متاجر تحسين المنزل يمنع النحل من الحصول على الراحة التي يحتاجها للنمو. تستطيع نحلة واحدة تلقيح ما يصل إلى 5000 زهرة في اليوم. تدعم جهودهم المشتركة ثلث إنتاج المحاصيل الغذائية في العالم.

في سلسلة من التجارب التي عرّضت النحل للضوء المستمر والظلام المستمر ودورات الضوء والظلام ، وجد الباحثون آلية مفاجئة يعمل بها المبيد. أدت ظروف الإضاءة الثابتة إلى تعطيل إيقاع الساعة البيولوجية في 28 بالمائة من النحل. عندما تمت إضافة مستويات مبيدات الآفات الشائعة في رحيق الأزهار وحبوب اللقاح إلى إمدادات النحل الغذائية ، قفز الرقم إلى 46 بالمائة. قال جيانوني غوزمان ، المؤلف الأول المشارك في الورقة البحثية: "من ناحية الرسومات ، تبدو الإيقاعات اليومية العادية مثل موجات ثابتة". "عندما لاحظنا أن نحلًا استهلك مبيدات النيونيكوتينويد على مدار عدة أيام ، رأينا فقدانًا في الأمواج أو الحركة في أوقات عشوائية أو علامات بالكاد نوم على الإطلاق".

استكشاف هذا الاضطراب المتضخم من خلال التحليل الطيفي الشامل ، وهي تقنية تحدد وتقيس المركبات الكيميائية داخل الجزيئات ، وجد الفريق أن النيونيكوتينويد يتراكم في دماغ النحل ، مما يعطل الخلايا العصبية على مدار الساعة البيولوجية.

قال مكماهون: "لقد رأينا كيف تعطل مبيدات النيونيكوتينويد الساعات البيولوجية لنحل العسل بحيث لا يعود لدى الكثير منهم إيقاعات منتظمة للنوم والاستيقاظ". "النحل الذي لديه إيقاعات غير منتظمة للنوم والاستيقاظ يحرم من النوم وينحرف في مواءمته في الوقت والبيئة."

مثل الأشخاص الذين لا يحصلون على قسط كافٍ من النوم ، لا يمكن للنحل أن يعمل بشكل جيد إذا كان متعبًا ومشوش الذهن. قال تاكنبيرج ، وهو أيضًا المؤلف الأول المشارك في الورقة البحثية: "بعيدًا عن اضطراب النوم ، نعلم أن نحل العسل يعتمد على إحساسه الداخلي بالوقت وموقع الشمس". "إذا كان لديهم إحساس غير صحيح بالوقت ، يتم إعاقة قدرتهم على التنقل بفعالية. ومن المنطقي أنه إذا تم تعطيل أو تغيير إحساس النحلة الداخلي بالوقت ، فقد يؤثر ذلك على التعلم والذاكرة وكفاءة البحث عن الطعام - حتى خارج السعة المنخفضة من النوم الاضطرابات ". يساهم هذا العمل في مجموعة الأدلة التي تشكل كيفية تنظيم صانعي السياسة في الولايات المتحدة للصناعات الزراعية والزراعية التي تبلغ تكلفتها عدة مليارات من الدولارات ، والتي تعتمد بشكل كبير على القدرة الطبيعية للنحل على تلقيح المحاصيل.

يعتزم الفريق البحث عن المزيد في المستوى الميكانيكي لنتائجهم من خلال فحص الدوائر العصبية لنحل العسل وتأثير مبيدات النيونيكوتينويد على المستوى الجزيئي. قال مكماهون: "بما أننا نفهم الآن أن التأثير التخريبي لمبيدات الآفات على إيقاع الساعة البيولوجية للنحلة ، فقد تكون هناك طريقة لمساعدة هذه المخلوقات المهمة على تعزيز وظيفة ساعتها والحفاظ عليها في مواجهة هذا التحدي".


تعتبر خدمات التلقيح التي يقدمها النحل ذات أهمية حيوية لعمل النظام الإيكولوجي وإنتاج المحاصيل. ومع ذلك ، في العقود الأخيرة ، أظهرت العديد من التقارير خسائر فادحة في مستعمرات نحل العسل وتراجع في أعداد النحل البري ، مع عواقب سلبية على النظم البيئية الأرضية ، والاقتصاد ، والأمن الغذائي.

تُعزى هذه الخسائر إلى العديد من عوامل الإجهاد ، بما في ذلك التعرض لمبيدات الآفات ، وفقدان الموائل أو تدهورها ، والأنواع الغازية ، والحيوانات المفترسة ، والطفيليات ، والأمراض ، وتغير المناخ. لا تعمل هذه العوامل بمفردها وغالبًا ما تظهر تفاعلات تآزرية يصعب التنبؤ بها.

في هذا العدد الخاص ، نود أن ننشر أبحاثًا أصلية أو نظرية أو تجريبية أو مراجعات أو تحليلات وصفية كمية أو مقالات منظور تركز على كيفية تأثير عوامل الإجهاد على صحة النحل المدار والبرية وعلى آليات الدفاع المعتمدة على المستوى الفردي و ، في حالة الأنواع الاجتماعية ، أيضًا على مستوى المستعمرات. يمكن أن تكون الموضوعات ذات صلة بالجوانب الجزيئية والفسيولوجية والسلوكية وغيرها من نحل العسل وصحة النحل البري وتمتد لتشمل خدمات التلقيح وخدمات التلقيح.

البروفيسور البرتو ساتا
الدكتور باناجيوتيس ثيودورو
المحررين الضيوف

معلومات تقديم المخطوطات

يجب تقديم المخطوطات عبر الإنترنت على www.mdpi.com من خلال التسجيل وتسجيل الدخول إلى هذا الموقع. بمجرد التسجيل ، انقر هنا للذهاب إلى نموذج التقديم. يمكن تقديم المخطوطات حتى الموعد النهائي. سيتم مراجعة جميع الأوراق من قبل الأقران. سيتم نشر الأوراق المقبولة بشكل مستمر في المجلة (بمجرد قبولها) وسيتم إدراجها معًا على موقع الإصدار الخاص. المقالات البحثية ، مقالات المراجعة بالإضافة إلى الاتصالات القصيرة مدعوة. بالنسبة للأوراق المخططة ، يمكن إرسال عنوان وملخص قصير (حوالي 100 كلمة) إلى مكتب التحرير للإعلان على هذا الموقع.

يجب ألا تكون المخطوطات المقدمة قد نُشرت سابقًا ، أو أن تكون قيد الدراسة للنشر في مكان آخر (باستثناء أوراق وقائع المؤتمرات). يتم تحكيم جميع المخطوطات بدقة من خلال عملية مراجعة أقران أعمى واحدة. يتوفر دليل للمؤلفين ومعلومات أخرى ذات صلة لتقديم المخطوطات في صفحة إرشادات المؤلفين. الحشرات هي مجلة شهرية دولية مفتوحة الوصول تخضع لمراجعة الأقران تنشرها MDPI.

يرجى زيارة صفحة تعليمات المؤلفين قبل إرسال المخطوطة. رسوم معالجة المقالة (APC) للنشر في مجلة الوصول المفتوح هذه هي 1600 فرنك سويسري (فرنك سويسري). يجب أن تكون الأوراق المقدمة منسقة بشكل جيد وأن تستخدم اللغة الإنجليزية بشكل جيد. يمكن للمؤلفين استخدام خدمة تحرير اللغة الإنجليزية الخاصة بـ MDPI قبل النشر أو أثناء مراجعات المؤلف.


مستخلص القنب كعلاج لموت النحل (علم الأحياء)

لا يستطيع النحل حماية نفسه من المبيدات الحشرية ويموت بتركيزات كيميائية ضخمة. دانيل زاوسكي ، د. هابل. NCU professor from Collegium Medicum is a member of a team whose aim is to search for specimens of natural origin which protect insects.

“Help bees”, “Save bees”, “Save our bees”, “Be like Bee” are only some of online actions which are to protects our buzzing friends. What is all the fuss about? Albert Einstein was the one who already warned that “if bees disappear, human kind will soon follow their fate”, as the production of 75% of food in the world depends on the insects which pollinate flowers. And they are massively dying out. The reason is not only nosemosis or varroosis caused by excessive multiplications of the parasite Varroa destructor. Beekeepers are also concerned with the collapse of bee families outside beehives. Scientists have proved that the massive extinction of bees happens due to the use of insecticides on farm lands and in forests – insect-killing neonicotinoids, i.e., neuroactive substances from a pesticide group which disrupt bees’ orientation and communication.

Cannabis extract as a remedy for dying bees
fot. Nadesłane

Pesticides are chemical compounds, for instance derivatives of phenoxyacetic acid, organochlorine or organophosphate compounds, which are used mainly in agriculture and gardening, but also in forestry, veterinary sciences and textile materials impregnation. Apart from active substances, pesticides also contain emulsifiers, preservatives or other auxiliary substances which, for certain, are not indifferent to the environment. Spraying seeds with nicotinoids makes these compounds penetrate the whole plant, including flowers and pollen. Therefore, by collecting pollen and carrying it into the beehive, bees transport poison, which affects not only the insects working outside the beehive but also those which stay inside including the queen. – Pesticides usually affect bees’ nervous system, they change their behavior and decrease immunity – explains Daniel Załuski, Dr. habil, NCU professor, from the Department of Pharmaceutical Botany and Pharmacology of Collegium Medicum. – I have not heard of any substances which would protect bees against the negative influence of insecticides from the group of nicotinoids. Therefore, our research team have begun research on developing such substances of natural origin.

Dr hab. Daniel Załuski, prof. UMK fot. Nadesłane

There is a lot to protect bees against as pesticides may affect them on different layers. Contact substances affect their nervous system This may cause even chemicals which are considered to be nontoxic to poison a bee though direct contact. Pesticides may enter the bee’ organism with contaminated food, for example nectar, pollen, honeydew or water. Depending on the degree of toxicity of the formulation, bees may die instantly or in the beehive. Death in the beehive triggers off other consequences as the contaminated material poisons young bees and further contaminates honey with the pesticide. Bees do not have protective mechanisms against pesticides. At high concentration, they are defenseless.

Dr hab. Aneta Ptaszyńska, prof. UMCS fot. Archiwum NAWA/Alicja Szulc

Apart from professor Daniel Załuski, there are in the research team Aneta Ptaszyńska, Dr. habil, prof. of University of Maria Skłodowska-Curie in Lublin, and Rafał Kuźniewski, Dr., from the Department Pharmaceutical Botany and pharmacology of CM NCU. The problem of massive extinction of bees has been within the scientists’ interest since 2012. – As it often happens in science, the actions undertaken and commercialized initiatives came into life by accident – says professor Załuski. The main subject of my scientific activity are vegetable raw materials with adaptogenic affect, which increases the efficiency of a human organism through the influence on the immune, endocrine or nervous systems. Yet, professor Ptaszyńska has begun her research to seek natural substances which fight against nosemosis in honeybees. – Once, she told me about a tragic situation of bees and the possibility of their extinction, which causes my anxiety. We both agreed that it was worth looking for natural substances of plant origin which could stimulate the immune system of bees. The effect of many years of research is developing a formulation which fights against nosemosis in bees, and which has been on the market since 2018.

Dr Rafał Kuźniewski fot. Nadesłane

The cooperation has not ended with only one project. Scientists have begun research on plants like cannabis, which is the main subject of interest of doctor Kuźniewski. Unexpectedly it turned out that aquatic and ethanolic extracts increase survival of bees in conditions exposed to the presence of pesticides. The scientists obtained the essences from the leaf, stem and roots though the method of extraction supported with ultrasounds, and with application of water and water solutions of alcohols as solvents. Next, the extracts were lyophilizated and used in the tests which examined the survivability of bees in conditions stimulated with the extract and pesticide. The scientists solved the essence of cannabis in food, that is in high fructose corn syrup or a mixture of honey and powdered sugar.

The research model comprised 30 standard cages, each containing 40 bees. The bees were being given the extract for eight days, on the seventh day they were contaminated with imidacloprid or acetamiprid, and for two days they were given food with the extract. Survivability of the bees in particular cages was compared to survivability in the control sample, which was not stimulated with the formulation. It was also there that the bigger number of dead bees was recorded – arithmetic means calculated upon the three cages in the end of the experiment were respectively five and seven alive bees. The lowest number of dead bees was recorded in the groups which were provided with ethanolic or aquatic extract of cannabis leaves (Cannabis sativa L.) – the number of living bees in the end was 19 and 16.

Scientists find it relatively difficult to unequivocally answer the question if the cannabis extract may protect bees against a harmful impact of all pesticides or only selected ones.

Chemical differentiation of pesticides is huge, therefore environmental research should be done in the areas with highly developed agricultural production based on polycultures, which require application of various pesticides. – explains professor Załuski. – Such research usually takes two or three years, and it requires seasonal application of the mixture of food and extract to the bees. In our experiments, we usually used two most often applied pesticides from the group of neonicotinoids: imidacloprid and acetamiprid.

It turned out unexpectedly that the extracts of roots, leaves or stems of cannabis, which were obtained with aquatic solution of ethanol, both prolong the life of bees exposed to pesticides of nicotinoid group, and also decrease the amount of pathogenic spore of Nosema spp. This considerably limits nosemosis in bees.

In April 2020, the scientists made two patent applications, and currently they are preparing an application for an international patent. If they find a licensee, the product should enter the market in two or three years.


نتائج

Experiment 1: Acute exposure

The olfactory learning performance of 171 individual bees from 6 colonies was tested. Bees that extended their proboscis to fewer than 5 odour presentations when their antennae were touched were classed as unresponsive and excluded from further analyses (n = 29: Table S1), resulting in an average of 35.5 bees tested per treatment (34 in control, 37 in 250 ppb, 36 in 10 ppb and 35 in 2.4 ppb treatment groups). Pesticide treatment affected both the trainability and learning level of bees (Fig. 1, Table 1a). More bees were trainable to the conditioned odour in the control and 2.4 ppb groups compared to the 250 ppb treatment group (Fig. 1a). Control bees also displayed a higher learning level than those from both the 10 ppb and 250 ppb treatment groups (Fig. 1b, Table 1a). While there was no significant difference between control and 2.4 ppb groups, post-hoc comparisons revealed that 2.4 ppb treated bees showed a higher learning level than both the 250 ppb (Tukey, Z value = 5.694, p < 0.0001) and 10 ppb (Tukey, Z value = 3.479, p = 0.0028) groups (Fig. 1b). We found no difference in worker body size across treatment groups (linear mixed effects model, F3,164 = 0.28, p = 0.8396), although there was a significant effect of body size in some models as larger bees showed a higher overall learning level (Table 1).

Results from experiment 1: acute exposure.

(أ) The mean proportion of bees in each acute treatment group that were trainable (trainability). (ب) The mean number of conditioned responses of all acutely exposed bees per treatment group (learning level). (ج) Acquisition curves showing the mean proportion of acutely exposed bees responding with a proboscis extension to the conditioned odour prior to reward over 15 conditioning trials. (د) Memory recall of the conditioned association (illustrated by mean proportion of bees that showed the conditioned response to the presented odour on trial 15 (dark grey bars) and 3 hours after the learning task in the memory test (light grey bars)) from trainable bees). Letters indicate significantly different pairwise comparisons from post-hoc tests (p < 0.05) and error bars indicate SE.

The learning ability of trainable bees (n = 78 bees in total: 23 bees in control, 24 in 2.4 ppb, 19 in 10 ppb and 12 in 250 ppb treatments) was not affected by treatment (Fig. 1). Control bees neither learned the task quicker (Table S2b), nor displayed the conditioned response more frequently (Fig. 1d), than the other treatment groups, with the average bee responding to the odour for the first time at trial 8 (Table S2, Electronic Supplementary Material (ESM)). Similarly, the performance of bees in the memory task was not significantly different after three hours compared to the end of the training period for any treatment group (compare dark and lighter grey columns in Fig. 1d, related samples Wilcoxon signed rank tests: 2.4 ppb p = 0.715 10 ppb p = 0.180 250 ppb p = 0.655 control p = 0.317), indicating there was no overall impact of acute pesticide exposure on memory performance.

Experiment 2: Chronic exposure

We tested the learning performance of 100 bees from 20 colonies (5 bees per colony), of which 5 unresponsive bees were removed from our analysis, resulting in 34 bees tested in control, 29 in 2.4 ppb and 32 in 10 ppb treatments (95 bees in total). We found no effect of pesticide exposure on either the number of bees that were trainable (Fig. 2a) or their learning level (Fig. 2b, Table S3). However, comparing only the performance of trainable bees (26 bees in control, 19 in 2.4 ppb and 19 in 10 ppb treatments: 64 bees in total), we found that control bees learnt the task faster than bees in both the 2.4 ppb (27% faster) and 10 ppb (38% faster) treatment groups (i.e. on average, the first response by control bees happened earlier in the experiment (mean = trial 6.9) than for pesticide treated bees, with average first responses at trial 8.7 for 2.4 ppb and 9.5 for 10 ppb (Table 2b), although final levels of task performance in terms of the proportion of bees responding to the conditioned odour and the learning level of these individuals was comparable across treatment groups after 15 trials (Fig. 2a, d, Table 2a)).

Results from experiment 2: chronic exposure.

(أ) The mean proportion of bees in each chronic treatment group that were trainable (trainability). (ب) The mean number of conditioned responses of all chronically exposed bees per treatment group (learning level). (ج) Acquisition curves showing the mean proportion of chronically exposed bees responding with a proboscis extension to the conditioned odour prior to reward over 15 conditioning trials. (د) Memory recall of the conditioned association (illustrated by mean proportion of bees that showed the conditioned response to the presented odour on trial 15 (dark grey bars) and 3 hours after the learning task in the memory test (light grey bars)) from trainable bees). Letters indicate significant differences (p < 0.05) and error bars show SE.

The 3-hour period between the end of conditioning and the memory test had no significant impact on the proportion of control bees displaying conditioned responses to the odour (Related samples Wilcoxon signed ranked test, p = 0.317 Fig. 2d). However, the proportion of bees exposed to 2.4 ppb pesticide that showed the conditioned response to the odour was significantly lower after the 3 hour break compared to the end of the trial period (Related samples Wilcoxon signed ranked test, p = 0.027), showing an impact of pesticide on memory. Although the proportion of bees in the 10 ppb exposure group responding to the odour stimulus after 3 hours was lower than at the end of the trial period, this difference was not significant at the 5% level (Related samples Wilcoxon signed ranked test, p = 0.066). There were no significant differences in worker body size across treatment groups (Linear mixed effects model, F2,17 = 2.83, p = 0.0869, although there was a trend for 10 ppb treated bees to be smaller).


Professor suspects that hive collapses are caused by pesticides, which also could hurt human health

Lu has continued to investigate the possible links among neonicotinoids, bees, and human health, saying the honeybee is a good model organism for potential pesticide impact, as well as for potential effects across generations. Credit: Wikipedia

It's become something of a rite of spring. Every March, newspaper stories sprout about local beekeepers opening their hives to find an ongoing environmental mystery.

Instead of hungry bees ready for the first flights of spring, honeycombs that should be empty after a long winter are full, and instead the hives are empty. For some reason, during winter's coldest months, these bees chose to leave the hive to perish outside.

Colony collapse disorder, as the condition is known, remains a mystery with troubling implications for the fate of the human food supply, which depends, in part, on pollinators like the honeybee. Explanations that have been offered include pathogens, modern beekeeping practices, malnutrition, climate change, and pesticides.

It is that last possible cause that stands out to Harvard School of Public Health's (HSPH) Chengsheng (Alex) Lu, an associate professor of environmental exposure biology, who believes that the potential human health implications of colony collapse disorder extend beyond the drop in pollination—though that is worrisome enough—to the impact on humans of long exposure to low-level poisons like neonicotinoid pesticides, which have been suspected in the bee disorder. To Lu, it is an open question whether there are links between the pesticide and the recent increase in neurological conditions in children such as autism and ADHD.

To get to the bottom of the mystery, Lu has conducted pioneering research on the impact of neonicotinoid pesticides on honeybees. In a study published in 2012, he replicated colony collapse disorder experimentally, feeding bees sugar water with different levels of neonicotinoids over 13 weeks in the summer and watching what happened.

At first, nothing did. The hives seemed unaffected and healthy as they got ready for winter. Then, the week before Christmas, roughly three months after the neonicotinoid treatment was halted, hives began to fail. Eventually 15 of 16 hives collapsed, even those treated with the lowest dose.

The work was noted for providing a concrete link to neonicotinoids, which are the world's most widely used group of insecticides.

One particularly disturbing aspect of the work, which Lu described during a lunchtime "Hot Topics" talk on Aug. 12 at HSPH's Kresge Building, is that the bees that abandoned the hive during the collapse weren't the individuals that ate the sugar water laced with neonicotinoids. During summer's period of high activity, bees live just 35 days, so the colony that collapsed contained the next generation of bees, indicating that the effect may have been passed on between generations.

Lu has continued to investigate the possible links among neonicotinoids, bees, and human health, saying the honeybee is a good model organism for potential pesticide impact, as well as for potential effects across generations.

Neonicotinoids, chemicals similar to the nicotine produced by tobacco plants, have become widespread in part because of their ease of use, Lu said. Because they're water-soluble, the chemicals are taken up by a plant and spread throughout its tissues. Seed companies have made distribution even easier for farmers by coating seeds with the chemical, which ensures the plants sprouting from them contain the pesticide.

The chemicals are present not just in food plants, but are also widely represented in nursery stock, including plants sold at major garden retailers, Lu said. They're also found in the environment, and Lu said there are questions about their role in the loss of birds and aquatic invertebrates.

Lu described it as a race against time to save the bees, which are routinely transported around the country by commercial beekeepers to pollinate agricultural fields. He spoke to one blueberry farmer who said that before colony collapse disorder struck, he would pay $250,000 to have his fields pollinated. Today that figure stands at $750,000, and the cost is passed on to consumers.

Lu believes that the pesticide is fed to bees by unsuspecting beekeepers. The pesticide is widely used on corn, which is used to make high-fructose corn syrup. The corn syrup is mixed with water and routinely fed to bees by commercial beekeepers.

Affected bees, which include wild honeybees, Lu said, exhibit a range of neurological conditions, including disorientation, flying back to the wrong colonies, and abandoning colonies in winter.

"The [phrase] 'bee-line' is no longer valid," Lu said. "The question … is do these things also apply to human health?"


شكر وتقدير

We thank Kate Vaughan-Williams for help with data collection Dara Stanley, Gemma Baron, Callum Martin, Mark Brown and Aaishah Manan for advice and technical assistance and Dave Goulson for providing worker size distribution data. E.L.’s contribution was partly funded by a Leverhulme Trust Early Career Fellowship. This study was funded by a London BBSRC DTP studentship to E.E.W.S. R.J.G.’s research is supported by the Grand Challenges in Ecosystems and the Environment Initiative at Silwood Park.


شاهد الفيديو: كيفية تقسيم خلية النحل بطريقة جد سهلة وبسيطة مع ترك الخلية في نفس المكان وتربية ملكات منها 1 (قد 2022).