RoboBees, miejskie rezerwaty i gorące ule mogą uratować świat przed „beepokalipsą”

Rolnictwo przeszło długą drogę w ciągu ostatniego stulecia. Produkujemy więcej żywności niż kiedykolwiek wcześniej, ale nasz obecny model jest niezrównoważony, a liczba ludności na świecie gwałtownie rośnie zbliża się do poziomu 8 miliardów, nowoczesne metody produkcji żywności będą wymagały radykalnej transformacji, jeśli mają się utrzymać w górę. Na szczęście szereg nowych technologii może w tym pomóc. W Tej serii, przyjrzymy się niektórym innowacyjnym rozwiązaniom, nad którymi pracują rolnicy, naukowcy i przedsiębiorcy, aby mieć pewność, że nikt nie będzie głodny w naszym coraz bardziej zatłoczonym świecie.

Jeśli nie mieszkałeś pod kamieniem lub nie zakopałeś głowy w pustym ulu górniczym, prawdopodobnie słyszałeś o obecnej „beepokalipsie”. W ciągu ostatnich kilku lat populację pszczół spustoszyło zaburzenie zapadania się kolonii (CCD). na całym świecie. Ponad 40

procent kolonii w Stanach Zjednoczonych zginęło tylko w 2016 r., więc nazwanie tej trudnej sytuacji „zdziesiątkowaniem” byłoby rażącym niedopowiedzeniem.

Prawie jedna trzecia naszej diety pochodzi z roślin zapylanych przez owady, a według Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych, pszczoły odpowiadają za 80 procent tego zapylenia. Nie trzeba dodawać, że ogromna część naszej globalnej sieci żywnościowej zależy od dobrobytu tej niedocenianej siły roboczej w rolnictwie. Mówiąc najprościej: jeśli oni pójdą, my pójdziemy.

Za tym masowym wymieraniem kryje się wiele przyczyn, w związku z czym nie ma złotego środka, który mógłby odwrócić ten trend. Problem jest wieloaspektowy, a rozwiązanie tak labiryntowego problemu będzie wymagało sieci uzupełniających się wysiłków.

Na szczęście planeta Ziemia ma już kogoś, kto zajmuje się tą sprawą.

Obecnie na całym świecie działacze na rzecz ochrony przyrody, inżynierowie i zwykli obywatele wykorzystują nowoczesną technologię, aby pomóc ocalić naszych brzęczących, skrzydlatych sojuszników. W tym artykule zabierzemy Cię w podróż po nie tylko największych problemach, przed którymi stoją obecnie pszczelarze, ale także niektórych niesamowitych rozwiązaniach, które ludzie wymyślili, aby je rozwiązać.

Okazuje się, że pestycydy są szkodliwe dla pszczół. Kto wiedział?!

W ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci rolnicy zaczęli zwracać uwagę na genetycznie modyfikowane uprawy i nową klasę pestycydów – mianowicie neonikotynoidy (lub neoniki) – aby zwiększyć plony, aby sprostać naszemu światowemu zapotrzebowaniu na żywność. Niestety, pozostałości tych upraw i pestycydów są bezpośrednio powiązane z wyższymi wskaźnikami zaburzenie zapadania się kolonii — zjawisko, w którym większość robotnic opuszcza ul i opuszcza swoją matkę za.

W tym tkwi zagadka. Polegamy na tych rolniczych chemikaliach, aby wyprodukować dla siebie odpowiednią ilość żywności, ale zabijają one również pszczoły i niszczą kluczowy filar naszego systemu żywnościowego. Naukowcy twierdzą, że prawdopodobnie nie powinniśmy w dalszym ciągu stosować neonów, ale rolnicy prawdopodobnie będą to nadal robić, ponieważ zwiększają one plony. To błędne koło.

Dobra wiadomość jest taka, że ​​ostatnio coraz więcej krajów zaczyna to robić zakaz niektórych z tych pestycydów, co zmusza hodowców do poszukiwania alternatywnych metod. Jednak nawet gdybyśmy wczoraj przestali używać neonów na całym świecie, nasze problemy nie skończyłyby się.

Pestycydy to tylko wierzchołek góry lodowej

Big Ag i bastardyzacja pszczelarstwa

Pszczelarstwo komercyjne zawsze było dochodowym biznesem. Jednak w ostatnich latach pszczelarze zaczęli wynajmować coraz więcej swoich uli do celów zapylania (zamiast po prostu produkcji miodu), aby zachować rentowność.

Często odbywa się to na masową skalę, z udziałem półciężarówek załadowanych setkami uli i milionami pszczół. Pszczelarze ci podróżują autostradami po całym kraju, podążając za cyklami zapylania i wynajmują swoje rodziny oferentom, którzy zaoferują najwyższą cenę.

Pszczoły są jednak dość wybredne. Jeśli temperatura spadnie poniżej 50 stopni Fahrenheita lub będzie deszczowo, szczególnie wietrznie lub nawet pochmurno, prawdopodobieństwo opuszczenia ula przez pszczoły i zapylenia będzie mniejsze. Aby zagwarantować zapylenie plonów, rolnicy często korzystają z usług pszczelarzy komercyjnych jako swego rodzaju polisy ubezpieczeniowej.

Wiele osób często wynajmuje podwójną liczbę pszczół niezbędną do danej uprawy, aby zapewnić jej zapylenie bez względu na wszystko. Niestety, zazwyczaj oznacza to, że na danym polu jest o połowę mniej pożywienia, aby odpowiednio odżywić pszczoły. Aby zrekompensować tę nierównowagę, wielu pszczelarzy uzupełnia dietę swoich pszczół alternatywnymi źródłami pożywienia. Zwykle obejmuje to tani, mniej pożywny syrop kukurydziany, który ma jeszcze bardziej zwiększyć rentowność.

„To tylko ze względu na sposób, w jaki [pszczelarze] muszą zarządzać dużą liczbą rodzin, aby zarabiać pieniądze szkodliwe dla ich zdrowia” – mówi dr Francis Drummond, profesor ekologii owadów na Uniwersytecie im Maine. „To więc swego rodzaju paragraf 22”.

Syrop kukurydziany nie jest tak pożywny jak cukier trzcinowy, a cukier trzcinowy nie jest tak pożywny jak nektar z kwiatów. Podobnie obecny system ciągłego transportu jest również stresujący i szkodliwy dla ogólny stan zdrowia tych komercyjnych populacji pszczół, co czyni je bardziej podatnymi na choroby i pasożyty.

„Za każdym razem, gdy populacja żywiciela jest zakażona pasożytem lub chorobą, a także utrzymuje się w naprawdę dużym zagęszczeniu, jest on bardziej podatny na zarażenie się tą chorobą” – powiedział Drummond.

Jednym ze sposobów walki z tym problemem jest lepsza technologia monitorowania, która pozwala pszczelarzom wzmacniać zdrowe populacje i leczyć chore. Brać Oczy na pokrzywce, Na przykład. Podobnie jak FitBit dla pszczół, system wykorzystuje kamery znajdujące się w ulu do monitorowania aktywności i przekazywania danych pszczelarzom za pośrednictwem smartfon lub tabletu.

Za pomocą oprogramowania godziny obserwacji uli można rozbić na wzorce aktywności kolonii, aby zapewnić przydatne analizy. Aplikacja zbiera dane nie tylko o poszczególnych pszczołach, ale także monitory ul jako suma „superorganizm.” Dzięki temu aplikacja może oceniać stan ula za pomocą analitycznych skoków i spadków, dzięki czemu hodowcy mogą szybciej reagować na zakłócenia.

I chłopcze, czy jest mnóstwo zakłóceń, którymi warto się martwić.

Walcz z roztoczem

Roztocze Varroa — lub Destruktor Varroa jak formalnie wiadomo, od dziesięcioleci pustoszy kolonie pszczół na całym świecie. Od czasu wprowadzenia gatunku inwazyjnego do Ameryki Północnej pod koniec Lata 80, szkodnik był odpowiedzialny za wymieranie cały populacji pszczół zachodnich.

Łatwo zrozumieć dlaczego. Pszczoły zachodnie są całkowicie bezbronny przeciwko roztoczom. Pasożyt — nie większy niż ziarno sezamu, przyczepia się do pszczoły i wysysa jej krew, ostatecznie albo całkowicie ją zabijając, albo czyniąc pszczołę bardziej podatną na choroby i wirusy. Co gorsza, pszczelarze nie mają zbyt wiele do zaoferowania, jeśli chodzi o te roztocza i często są zmuszeni do stosowania wszystkiego, od kwasów i wybielaczy po leki na kleszcze końskie, aby je zwalczać. Ale oczywiście one również mogą mieć negatywny wpływ na kolonię.

Na szczęście może istnieć bezpieczne rozwiązanie naszego problemu z destruktorem.

The Ul termosłoneczny jest tak proste, jak skuteczne. W przeciwieństwie do pszczół miodnych, roztocza Varroa Nie mogę wytrzymać wysokie temperatury. Thermosolar Hive wykorzystuje to, korzystając z umieszczonego na dachu panelu słonecznego, który został do tego zaprojektowany podnieś temperaturę wewnątrz ula do temperatury śmiertelnej dla roztocza Varroa, nie powodując przy tym szkody pszczoły.

Twórcy ula twierdzą, że przyspiesza on wiosenny wzrost kolonii, zdolność zbierania pyłku i aktywność lotną. Ul jest wciąż w fazie prototypu, ale może być potężną bronią w walce z roztoczami.

Oczywiście, jeśli to proste podejście nie zadziała, istnieje plan awaryjny. W przyszłości, wraz z rogiem obfitości genetycznie zmodyfikowanej żywności, możemy mieć także ule pełne genetycznie zmodyfikowanych pszczół miodnych.

Projektuj lepsze pszczoły i na wszelki wypadek buduj roboty

Inny plan złagodzenia problemu roztoczy Varroa pochodzi od Matki Natury – z niespodzianką. Pomysł polega na zastosowaniu techniki zwanej interferencją RNA (RNAi) poprzez karmienie pszczół syropem cukrowym syntetycznym kodem RNA, który został specjalnie zaprojektowany do zwalczania roztoczy Varroa. Kiedy roztocz zaczyna wypłukiwać krew z pszczół biotechnologicznych, do jego organizmu dostaje się syntetyczny RNA. Zamiast odżywiać się, szkodnik ma zmniejszoną zdolność do tego oddychać, jeść lub rozmnażać się — a to tylko jedno z wielu sprytnych podejść, o których marzą badacze.

Uniwersytet Harvarda idzie o krok dalej, planując totalne przedsięwzięcie Cicha wiosna scenariusz: Świat bez naturalnie występujących pszczół. W uniwersyteckim Instytucie Robotów Inspirowanych Biologicznie Wyss naukowcy projektują całe floty tzw. “RoboPszczoły”, które mogą zapylić nasze uprawy w przyszłości bez pszczół.

Te RoboBees (a dokładniej autonomiczne latające mikroboty) są wyposażone nie tylko w skrzydła, ale także czujniki które naśladują oczy i czułki pszczół, umożliwiając jednostkom zarówno „wyczuwanie”, jak i reagowanie na nie środowisko. Może to wydawać się szalone i naciągane, ale nie jest to tylko akademickie vaporware. Zespół pracuje nad tymi robotami od ponad pięciu lat i uważa, że ​​RoboBees mogłoby rozpocząć sztuczne zapylanie upraw w ciągu kilku lat. dekada.

To obiecujący projekt, który może uratować sytuację – ale jest też ważny pamiętajcie, że my, zwykli Joe, nie korzystamy z najnowszych technologii, aby odwrócić tę sytuację beepokalipsa. Zarówno miasta, jak i obywatele mogą podjąć wiele podstawowych kroków, aby coś zmienić.

Budowanie miast przyjaznych pszczołom

Jednym z najbardziej problematycznych skutków zarówno rolnictwa na dużą skalę, jak i zmian klimatycznych jest wyczerpywanie się zasobów naturalnych różnorodność biologiczna na rzecz monokultury. Dieta składająca się głównie z jednego źródła pożywienia nie jest idealna dla optymalnego zdrowia pszczół. Obszar zdominowany przez dziesiątki tysięcy akrów pojedynczych, sezonowych upraw nie jest w stanie odpowiednio odżywić zdrowego ula przez cały rok, a co dopiero sezonowo.

Choć miasta są budowane z myślą o ludziach, przestrzenie te można łatwo zaadaptować tak, aby pełniły funkcję ostoi dla pszczół. Imponujące wysiłki podejmowane w Oslo w Norwegii można wdrożyć w miastach na całym świecie, aby lokalnie ożywić kolonie. Nazywają to pierwszym na świecie „autostrada pszczół.”

W ramach projektu zachęca się obywateli do korzystania z przestrzeni zewnętrznych (parki, ogrody szkolne, dachy itp.) w celu tworzenia siedlisk przyjaznych pszczołom w okolicach Oslo. Poszczególne osoby mogą umieszczać na stronie internetowej listę i mapy swoich wysiłków związanych z sadzeniem, aby zachęcić inne osoby w pobliżu do podążania ich śladem w swoich własnych siedliskach i innych zróżnicowanych ogrodach.

Oslo nie jest jedynym miejscem, w którym ludzie na nowo zastanawiają się nad projektowaniem urbanistycznym, mając na uwadze zapylacze. Naukowcy z Uniwersytet Maine pracują nad pełnym składowiskiem śmieci w Hampden i zmieniają przeznaczenie części terenu na potrzeby podobnego projektu. Maine jest zdominowane głównie przez ekosystemy leśne. Niestety obszary te nie są zbyt sprzyjające zdrowiu pszczół. Profesor Frank Drummond i inni zakładają ogrody dla zapylaczy na nieczynnym składowisku Pine Tree, aby zidentyfikować rośliny, które są najbardziej korzystne dla pszczół zamieszkujących ten obszar.

Inne stany USA również zaczynają lepiej wykorzystywać roślinność przydrożną, starając się promować różnorodność roślin specjalnie dostosowaną do potrzeb pszczół. Aby pomóc w tym przedsięwzięciu, Departament Transportu Stanów Zjednoczonych planuje wiosną tego roku przeprowadzić badanie, aby określić, co pochłaniają zapylacze roślinności przydrożnej. Dane zostaną wykorzystane do promowania różnorodności biologicznej i silniejszych siedlisk zapylaczy wzdłuż dróg.

Idąc dalej

Próbując stworzyć wydajną sieć dostaw żywności, nieświadomie zamieniliśmy cały aparat w nieprzewidywalny bałagan.

„Niestety, jeśli przyjrzeć się uważnie dużej części rolnictwa, staje się jasne, że jesteśmy bardzo zależni od tego, co można nazwać wkładem zewnętrznym” – powiedział Drummond. „Bez względu na to, czy chodzi o żywe organizmy, takie jak pszczoły miodne, czy nawozy i pestycydy na bazie ropy naftowej, w tę stronę zmierza rolnictwo na dużą skalę. Tak po prostu jesteśmy, ale to sprawia, że ​​nasze rolnictwo jest podatne na zakłócenia. Powiedziałbym, że stało się to faktem, dopóki coś się nie wydarzy.”

Na szczęście prace nad niektórymi genialnymi rozwiązaniami opartymi na zaawansowanych i niskich technologiach są już zaawansowane.

Czy musimy budować mądrzejsze, wydajniejsze i mniej destrukcyjne globalne dostawy żywności? Absolutnie. Czy stanie się to w ciągu nocy? Nie wstrzymuj oddechu. W międzyczasie musimy podjąć kroki, aby wesprzeć naszych głównych zapylaczy na poziomie mikro, w przeciwnym razie moglibyśmy być następni w kolejce do rąbania.

Choć wyobrażenie sobie floty RoboBees zapylających okolicę jest naprawdę piękne, najlepiej będzie zwrócić uwagę ostrzeżenie dla kanarków w kopalni węgla, bo nasze zapylacze padają jak… no cóż, na to pszczoły punkt.