Aleksandr Gavrilychev / Shutterstock

Lebah madu berada di bawah tekanan ekstrim. Jumlah koloni lebah madu di AS telah menurun pada tingkat rata-rata hampir 40% sejak 2010. Kontributor terbesar untuk penurunan ini adalah virus yang disebarkan oleh parasit, Varroa Destructor. Tapi ini bukan situasi alami. Parasit ini disebarkan melalui praktik perlebahan, termasuk menjaga lebah dalam kondisi yang sangat berbeda dari tempat alami rongga pohon.

Beberapa tahun yang lalu, Saya menunjukkan bahwa kehilangan panas dalam sarang lebah madu buatan manusia jauh lebih besar daripada sarang alami. Sekarang, menggunakan teknik teknik lebih sering ditemukan menyelidiki masalah industri, Saya sudah menunjukkan bahwa desain sarang lebah buatan manusia saat ini juga menciptakan tingkat kelembaban yang lebih rendah Varroa parasit.

Sarang alami di dalam rongga pohon menciptakan tingkat kelembaban tinggi di mana lebah madu berkembang dan mencegahnya Varroa dari pemuliaan. Jadi, jika kita dapat mendesain ulang sarang lebah untuk menciptakan kembali kondisi ini, kita bisa membantu menghentikan parasit dan memberi lebah madu kesempatan untuk pulih.

Kehidupan koloni lebah madu terjalin erat dengan rumahnya. Kita bisa melihat ini dari cara canggih lebah madu memilih sarang dengan ukuran dan properti yang benar, dan seberapa keras mereka bekerja untuk memodifikasinya. Bahkan, sarang dapat dilihat sebagai bagian dari lebah madu itu sendiri, sebuah konsep yang dalam biologi dikenal sebagai "fenotip yang diperluas”, Yang mengacu pada semua cara gen makhluk mempengaruhi dunia.

Mungkin contoh paling umum dari fenotipe yang diperluas adalah berang-berang, yang membentuk lingkungannya dengan mengendalikan aliran air dengan bendungan. Sarang memungkinkan lebah madu untuk menyesuaikan lingkungan mereka dengan cara yang sama dengan mengontrol aliran dua cairan - uap udara dan air - plus sesuatu yang bertindak seperti fluida - panas.

Lebah madu memilih rongga pohon dengan pintu masuk di bagian bawah yang membuat udara panas di dalam sarang semakin kecil kemungkinannya untuk melarikan diri. Mereka kemudian memodifikasinya dengan menggunakan sealant resin pohon anti-bakteri antibakteri pada dinding bagian dalam dan setiap lubang kecil atau retakan. Ini lebih lanjut mencegah kebocoran udara hangat dan membantu menjaga tingkat uap air yang tepat. Di dalam sarang, lebah membangun sarang lebah yang mengandung ribuan sel, yang masing-masingnya menyediakan iklim mikro terisolasi untuk menumbuhkan larva (bayi lebah) atau membuat madu.

Desain yang tidak alami

Terlepas dari pentingnya sarang untuk lebah madu, sarang yang kami buat memiliki sedikit kemiripan dan memiliki beberapa sifat dari sarang pohon alami. Pada abad 21, kami masih menggunakan sarang yang dirancang di 1930 dan 1940, berdasarkan ide dari 1850. Sarang alami hanya secara ilmiah disurvei baru-baru ini sebagai 1974 dan penelitian mereka sifat fisik hanya dimulai pada 2012.

Sarang buatan manusia adalah jongkok dan persegi (misalnya tinggi 45cm), dibangun dari kayu tipis (di bawah tebal 2cm) dengan pintu masuk besar (sekitar 60cm²) dan seringkali bukaan besar dari wire mesh di bawahnya. Mereka dirancang untuk menjadi murah dan bagi peternak lebah untuk dengan mudah mengakses lebah dan mengeluarkan madu. Sebaliknya, lebah madu Eropa berevolusi dengan sarang pohon alami yang rata-rata tinggi (sekitar 150cm), sempit (20cm) dengan dinding tebal (15cm) dan pintu masuk kecil (7cm²).

Sarang buatan manusia versus sarang alami. Derek Mitchell

Untuk menilai seberapa baik sarang buatan manusia menciptakan kembali kondisi sarang alami, saya perlu mengukur aliran cairan (udara, uap air dan panas) di sekitar mereka. Untuk melakukan itu, saya beralih ke aspek ilmu fisika dan teknik yang disebut termofluida, studi tentang cairan, gas dan padatan dari pembakaran, dan perubahan keadaan, massa dan pergerakan energi.

Dalam sarang lebah madu, ini berarti “pembakaran” gula dalam madu dan nektar, penguapan dan kondensasi air, dan aliran udara melalui sarang. Ini juga termasuk semua yang diangkut oleh lebah madu melalui pintu masuk atau bocor melalui dinding.

Berbagai penghalang yang dibuat oleh sarang lebah madu dapat digunakan sebagai batas nyaman dalam model matematika energi yang dibutuhkan dan kelembaban yang dihasilkan di dalam sarang. Studi baru saya menggabungkan model-model ini dengan data dari penelitian eksperimental pada sifat termal dari sarang lebah dan sarang lebah dan studi perilaku tentang bagaimana lebah madu ventilasi sarang mereka.

Ini memungkinkan saya untuk membandingkan kelembaban rata-rata di sarang buatan manusia dan sarang pohon dengan yang dibutuhkan oleh lebah madu dan parasit mereka. Saya menemukan bahwa kebanyakan sarang lebah buatan manusia memiliki kehilangan panas tujuh kali lebih tinggi dan ukuran pintu masuk delapan kali lebih besar dari sarang pohon. Ini menciptakan tingkat kelembaban yang lebih rendah yang mendukung parasit.

Penelitian saya menunjukkan peran sarang lebah madu jelas jauh lebih canggih dari sekadar tempat berlindung sederhana. Perubahan sederhana pada desain sarang untuk mengurangi kehilangan panas dan meningkatkan kelembaban, misalnya menggunakan pintu masuk yang lebih kecil dan dinding yang lebih tebal, dapat mengurangi tekanan pada koloni lebah madu yang disebabkan oleh Varroa Destructor. Kami sudah tahu yang hanya membangun sarang dari polystyrene bukan kayu secara signifikan dapat meningkatkan tingkat kelangsungan hidup dan hasil madu lebah. Lebih banyak penelitian tentang kompleksitas termofluida sarang akan memungkinkan kita untuk merancang sarang optimal yang menyeimbangkan kebutuhan lebah madu dengan penjaga manusia mereka.

Tentang Penulis

Derek Mitchell, PhD Kandidat Teknik Mesin, University of Leeds

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

Keuangan dan Investasi Adaptasi Iklim di California

oleh Jesse M. Keenan
Buku ini berfungsi sebagai panduan bagi pemerintah daerah dan perusahaan swasta ketika mereka menavigasi perairan investasi yang belum dipetakan dalam adaptasi dan ketahanan perubahan iklim. Buku ini tidak hanya berfungsi sebagai panduan sumber daya untuk mengidentifikasi sumber pendanaan potensial tetapi juga sebagai peta jalan untuk manajemen aset dan proses keuangan publik. Ini menyoroti sinergi praktis antara mekanisme pendanaan, serta konflik yang mungkin timbul antara berbagai kepentingan dan strategi. Sementara fokus utama dari pekerjaan ini adalah di Negara Bagian California, buku ini menawarkan wawasan yang lebih luas tentang bagaimana negara bagian, pemerintah daerah, dan perusahaan swasta dapat mengambil langkah-langkah penting pertama dalam berinvestasi dalam adaptasi kolektif masyarakat terhadap perubahan iklim. Tersedia di Amazon

Solusi Berbasis Alam untuk Adaptasi Perubahan Iklim di Wilayah Kota: Keterkaitan antara Sains, Kebijakan dan Praktek

oleh Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Buku akses terbuka ini menyatukan temuan penelitian dan pengalaman dari sains, kebijakan dan praktik untuk menyoroti dan memperdebatkan pentingnya solusi berbasis alam untuk adaptasi perubahan iklim di daerah perkotaan. Penekanan diberikan pada potensi pendekatan berbasis alam untuk menciptakan banyak manfaat bagi masyarakat.

Kontribusi ahli menyajikan rekomendasi untuk menciptakan sinergi antara proses kebijakan yang sedang berlangsung, program ilmiah dan implementasi praktis dari perubahan iklim dan tindakan konservasi alam di wilayah perkotaan global. Tersedia di Amazon

Pendekatan Kritis untuk Adaptasi Perubahan Iklim: Wacana, Kebijakan dan Praktek

oleh Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Volume yang diedit ini menyatukan penelitian kritis tentang wacana, kebijakan, dan praktik adaptasi perubahan iklim dari perspektif multi-disiplin. Dengan mengambil contoh dari negara-negara termasuk Kolombia, Meksiko, Kanada, Jerman, Rusia, Tanzania, Indonesia, dan Kepulauan Pasifik, bab-bab tersebut menggambarkan bagaimana langkah-langkah adaptasi ditafsirkan, diubah, dan diimplementasikan di tingkat akar rumput dan bagaimana langkah-langkah ini berubah atau mengganggu hubungan kekuasaan, pluralisme hukum dan pengetahuan lokal (ekologis). Secara keseluruhan, buku ini menantang sudut pandang yang ditetapkan tentang adaptasi perubahan iklim dengan mempertimbangkan isu keanekaragaman budaya, keadilan lingkungan dan hak asasi manusia, serta pendekatan feminis atau interseksional. Pendekatan inovatif ini memungkinkan untuk analisis konfigurasi baru pengetahuan dan kekuatan yang berkembang atas nama adaptasi perubahan iklim. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.