На кону — правильный мёд: пчёлы с крошечными QR-кодами раскрыли секреты ульев

Исследователи прикрепили QR-коды к спинкам пчёл, чтобы отслеживать, когда и на какое время насекомые покидали свои ульи. В итоге тысячи общественных насекомых в сельской местности штатов Пенсильвания и Нью-Йорк носят на спине крошечные QR-коды. Цель кропотливого научного проекта — понять, сколько времени медоносные пчёлы проводят в поисках пищи вне ульев, что важно для оценки химической чистоты мёда.


Исследование стало возможным благодаря сотрудничеству энтомологов и инженеров-электриков из Университета штата Пенсильвания. Уже удалось выяснить, что, хотя большинство вылазок за пределы улья длятся всего несколько минут, небольшая часть пчёл может проводить вне дома более двух часов. Учёные заявили, что рассчитывают узнать гораздо больше благодаря разработанной системе отслеживания времени.

Энтомолог Маргарита Лопес-Урибе сказала, что технология наблюдений открыла перед биологами возможности изучать живые системы, как никогда.


— Лопес-Урибе.

Словно работники, которые входят в здание по пропускам, пчёлы показывают компьютеру свой индивидуальный «пропуск» на спине в виде QR-кода. Насекомых отслеживают с помощью автоматизированной системы, которую команда учёных разработала специально. QR-коды содержат минимальный объём идентификационной информации, зато их можно быстро обнаруживать и регистрировать даже в условиях слабой видимости.

Речь идёт о деле в масштабах целой страны. Органическое пчеловодство означает, что в ульи не попадают пестициды и гербициды, то есть синтетические химикаты. А сами пчелиные домики для этого надо устанавливать вдали от экологически неблагополучных территорий. Однако в США такой максимально чистый от примесей мёд до сих пор официально не производят. В 2010 году Нацсовет по органическим стандартам Минсельхоза страны рекомендовал правила для сертификации мёда и других «органических» продуктов пчеловодства , но эти документы так и не приняли.

Медоносные пчёлы способны летать на большие расстояния, до 10 км от дома. Но, по мнению Лопес-Урибе, такое расстояние всё же редкость, и пчёлы обычно удаляются от улья на дистанции в пределах километра. Если принять это за факт, то требования к зонам размещения ульев, рекомендованные для органического пчеловодства в 2010 году, могли быть чрезмерными.

По словам исследователей, вот почему так важно понять, где пчёлы добывают пищу. Медоносные пчёлы сообщают собратьям в колонии, где находятся источники пищи. Они делают это с помощью так называемого танца.

Лопес-Урибе сказала, что этологи (специалисты по поведению) тратят много времени в попытке расшифровать танец пчёл, чтобы определить, как далеко они забираются от своих колоний. Попыткам понять можно эффективно помочь, точно зная, как долго отдельные пчёлы отсутствовали, собирая нектар.

Ранее за танцем пчёл наблюдали по часу в день в течение двух недель, но этого оказалось недостаточно. Поэтому учёные обратились за советом к инженерам-электрикам: есть ли технология, которая помогла бы наблюдениям?


— Лопес-Урибе.

Энтомологи обратились к электротехникам Хулио Урбине и Диего Пеналоза-Апонте, которые стали соавторами исследования.

Инженеры-электрики работали в полевых условиях, на собственном опыте изучая, как обращаться с пчёлами и наблюдать за ними. А энтомологи посещали лабораторию инженеров, чтобы узнать, какие факторы надо учитывать в автоматизированных технологиях. Кстати, всё необходимое оборудование есть в продаже и обошлось менее 1500 долларов за улей, в котором роятся шесть пчелосемей.

Исследователи использовали маленькие QR-коды бренда AprilTags, которые можно приклеить к рабочей пчеле, не мешая ей двигаться и не причиняя вреда. Каждые две недели в течение активного весеннего и летнего сезона команда помечала 600 молодых пчёл, только что вылетевших из своих ячеек в шести колониях. В общей сложности удалось «оцифровать» более 32 000 пчёл на шести пасеках.



Соавтором проекта стала также Робин Андервуд, профессор пчеловодства в Университете штата Пенсильвания. Она объяснила: на молодых пчёлах сосредоточились, чтобы точнее отслеживать возраст, когда они начинают летать и когда перестают. К тому же молодые пчёлы ещё не жалят, поэтому с ними легче обращаться.


— Андервуд.

Исследователи обнаружили, что большинство полётов обычно длились от одной до четырёх минут. Скорее всего, за это время особи узнавали погоду, а также справляли нужду за пределами улья. Более длительные полёты обычно длились менее 20 минут.

Однако 34% помеченных пчёл проводили вдали от улья более двух часов. Последнему может быть несколько объяснений: и реальный долгий полёт за нектаром, и то, что пчела вовсе не вернулась в улей, и вариант влёта в улей вверх ногами, так что компьютер не увидел QR-код.

В некоторые недели, когда цветов было меньше, пчёлы тратили больше времени на поиск пищи. Ради определённого количества корма им приходилось лететь дальше, а значит, дольше.

Кстати, благодаря наблюдениям удалось также понять истинный срок жизни пчёл. Ранее считалось, что медоносные пчёлы живут около 28 дней.




— Андервуд.

Камеры в каждом улье работали 24 часа в сутки семь дней в неделю. Данные поступали в микрокомпьютеры, и исследователи загружали информацию на свои ноутбуки во время еженедельных визитов.

На ранних этапах мониторинга учёные столкнулись с проблемой — пчёлы способны просто слоняться у входа в улей. Камера фиксировала их индивидуальные QR-коды до сотни раз в день.


— Пеналоза-Апонте.

Сейчас исследователи сотрудничают с командой из Технологического института Вирджинии, чтобы оценить, насколько продолжительность сбора нектара соответствует расшифрованным танцам пчёл. А ещё учёные хотят пометить и отследить не только рабочих пчёл, но также трутней и маток, чтобы узнать больше о колонии общественных насекомых.

Кроме того, участники проекта «паспортизации пчёл» планируют провести семинары, чтобы научить пчеловодов использовать собственные системы мониторинга.