Foto: Albert Fertl / Getty Images

Zumzete din știință: urmărirea albinelor cu ajutorul florilor robotice și al senzorilor din stupi16 min read

De Anthony King 13.11.2023

Cercetătorii din UE își îndreaptă atenția către cei mai importanți polenizatori din lume în încercarea de a inversa pierderea biodiversității și a ajuta producătorii de fructe.

Atunci când te gândești la urmărirea viețuitoarelor, probabil că primul lucru care îți vine în minte sunt documentarele care urmăresc deplasările maiestuoase ale elefanților prin savană, migrațiile grațioase ale țestoaselor de mare prin adâncurile albastre și felinele mari care pândesc în junglele dese. 

Însă în marele tablou al naturii, găsești trudind cu delicatețe o viețuitoare vitală pentru ecosistem, dar aflată mai puțin în lumina reflectoarelor: umila albină. Cercetătorii urmăresc cu atenție aceste minunății zumzăitoare într-un efort unic de a le înțelege comportamentul și a asigura supraviețuirea lor.

CITEȘTE ȘI: Albinele în pericol: jumătate dintre polenizatori dispar. Ce soluții există? 

Un zumzet important

Albinele polenizează 80% din totalul plantelor cu flori, inclusiv peste 130 de tipuri de fructe și legume. Eroi din umbră ai lumii naturale, albinele și alți polenizatori își aduc o contribuție anuală de până la 550 miliarde euro la producția alimentară mondială. 

„Trebuie să înțelegem mai bine cum se mișcă albinele și cum polenizează acestea plantele”, spune dr. Mathieu Lihoreau, ecologist comportamental la Universitatea din Toulouse. 

Lângă Toulouse, un oraș din sudul Franței mai cunoscut ca loc al unor obiecte înaripate mai mari – avioanele Airbus – e o mică fermă. 

Nu este însă o fermă obișnuită. Este un amplasament experimental, care nu are, de exemplu, flori adevărate. Aici li se va da drumul bondarilor și albinelor pe un câmp care se întinde pe 25 de hectare, iar insectele vor fi urmărite în zborul lor către florile robotice, unde se vor înfrupta dintr-o răsplată dulce. 

Experimentul face parte dintr-un proiect de cercetare care beneficiază de finanțare din partea UE pentru a înțelege mai bine cum caută hrană și cum interacționează albinele. Lihoreau conduce acest proiect denumit BEE-MOVE,// „Pollination ecology: how do bees move across the landscape and fashion plant reproduction?”, cordis.europa.eu // care se întinde pe cinci ani și se va încheia la sfârșitul lunii septembrie 2026. 

Zeci de albine vor fi urmărite simultan cu ajutorul unui radar în drumul lor către sute de flori robotice amplasate pe câmp. O mai bună înțelegere a motivelor pentru care albinele se îndreaptă într-o anumită direcție poate ajuta la îmbunătățirea polenizării culturilor, la conservarea populațiilor de albine sălbatice și la salvarea unor specii de plante rare. 

Viețuitoare captivante

Lihoreau a fost dintotdeauna fascinat de comportamentul animalelor, însă, ca student, s-a imaginat observând balenele din Oceanul Pacific sau primatele din junglele africane. Mai apoi, ca tânăr cercetător, a devenit captivat de viețuitoare mult mai mici, după ce s-a alăturat unui laborator care studia furnicile. 

Atenția sa se îndreaptă acum spre modul în care navighează albinele și iau decizii atunci când caută nectar și polen, orientându-se după soare, după trăsăturile peisajului și chiar după alte albine. Atunci când adună hrană pentru ele însele și culeg nectar și polen pentru colonia lor, albinele memorizează peisajul. 

Cercetările// „‘Bees are sentient’: inside the stunning brains of nature’s hardest workers”, theguardian.com // sugerează că albinele pot avea chiar emoții și îndoieli, pot detecta câmpurile electrice și pot număra. 

„Mă fascinează”, spune Lihoreau. 

În total, există circa 20.000 de specii de albine, inclusiv sălbatice, care sunt critice pentru un ecosistem sănătos. Acestea sunt asistenți vitali în înmulțirea plantelor, cărând polenul de la o floare la alta. 

Anterior, cercetătorii foloseau radare armonice mari și costisitoare pentru a urmări o antenă plasată pe spatele unei singure albine. Astfel, oamenii de știință puteau urmări albina cum zboară printr-o pajiște în căutarea de flori, întorcându-se apoi în colonie. 

Însă urmărirea unei singure albine oferă doar mici frânturi de informații în legătură cu ce se întâmplă. Albinele trăiesc în colonii de mii de albine lucrătoare, iar bondarii în cuiburi cu zeci sau sute de exemplare. 

Modul în care acționează albinele ca grup sau iau decizii eficiente de căutare a hranei în compania altor polenizatori rămân întrebări deschise.

Urmărirea cu ajutorul radarului

Radarul BEE-MOVE urmărește insectele fără a fi nevoie ca albinele să poarte antene. Folosește aceeași tehnologie ca senzorii de mers înapoi amplasați pe mașini, trimițând unde de energie care se răsfrâng atunci când detectează obiecte. 

Lihoreau spune că, din câte știe, este pentru prima oară când un astfel de radar este folosit în ecologie.

„Vreau să arăt că albinele nu se mișcă la întâmplare în mediu și să înțelegem regulile după care se ghidează în căutarea de hrană, o activitate sofisticată”, spune acesta. 

Radarul va urmări albinele și bondarii separat în drumul lor către florile robotice, iar apoi împreună. Plantele robotice prevăzute sunt niște mici recipiente de metal care recunosc albinele etichetate individual atunci când poposesc pe platformă și le permit să soarbă apă cu zahăr.

În cele din urmă, Lihoreau dorește să studieze ce efect are asupra comportamentului albinelor adăugarea unor contaminanți, cum ar fi pesticidele, în apa cu zahăr. 

Amenințarea pesticidelor

Pesticidele, inclusiv insecticidele, folosite împotriva unor dăunători precum afidele, sunt adesea neurotoxine.

„Albinele sunt în pericol deoarece caută hrană pe plante pe care noi le tratăm cu pesticide, astfel că ajung să ingereze neurotoxine”, spune Lihoreau. 

Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară a declarat în 2018// „Neonicotinoids: risks to bees confirmed”, efsa.europa.eu // că insecticidele neonicotinoide reprezintă o amenințare pentru albinele sălbatice și albinele melifere. Se suspectează că neonicotinoidele afectează sistemele de navigare ale albinelor. 

Tot ceea ce albinele învață atunci când navighează printr-o pajiște, o grădină sau un peisaj urban este păstrat în memorie. Acest lucru ar putea să le facă, în cele din urmă, să fie deosebit de vulnerabile la neurotoxine. 

„Întrucât creierul lor este minuscul, probabil că fiecare neuron este important”, spune Lihoreau. 

În agricultură, albinele sănătoase sunt cruciale pentru productivitatea unor recolte precum cele de căpșune sau migdale. 

„Plantațiile angajează apicultori să aducă stupi, însă au nevoie de multe albine sănătoase”, spune dr. Joao Encarnacao, expert în senzori la Irideon, o companie tehnologică cu sediul la Barcelona, în Spania. 

 CITEȘTE ȘI: Polenizatorii prosperă în orașe, în ciuda declinului global

Senzori de stupi

Dacă un stup nu este sănătos, albinele nu pot poleniza suficiente flori, iar recolta de fructe scade. Însă un cultivator nu va ști că există o deficiență legată de polenizatori decât atunci când este deja prea târziu.

Encarnacao conduce un proiect finanțat de UE – iPollinate// „Intelligent Pollination for Sustainable Increases in Crop Yields and Global Food Security”, cordis.europa.eu // – care amplasează senzori în stupi pentru a raporta în timp real cât de bine își culeg hrana albinele melifere. Tehnica de urmărire se bazează pe inteligența artificială și mai mulți senzori de mărimea unor monede amplasați în stupi. 

Informațiile pot fi folosite de proprietarul unei plantații pentru a identifica cele mai sănătoase colonii de albine sau cea mai bună amplasare a stupilor.

„Se pot obține date care arată cât de productiv este un stup în privința polenizării”, spune Encarnacao. „Până în prezent, nimeni nu a reușit să adune suficiente informații despre cum ar putea fi optimizate unele lucruri, cum ar fi amplasarea sau orientarea stupilor, însă aceasta ar putea face diferența între o polenizare bună și una deficitară”.

Proiectul, prevăzut a se încheia în decembrie 2023 după trei ani, își propune să construiască până atunci un prototip al sistemului de senzori. Planul este ca serviciul să fie disponibil partenerilor comerciali ai proiectului din 2024.

Senzorii au fost testați pe plantații de ceapă din Franța și Israel, de arbuști fructiferi din țări precum Franța, Spania și Portugalia și de migdale și floarea-soarelui din California, în SUA. 

Migdalele californiene reprezintă o țintă principală pentru iPollinate, întrucât circa 2,5 milioane de stupi sunt amplasați, în mod obișnuit, pe suprafețe cultivate cu migdali care depășesc 500.000 de hectare, ceea ce înseamnă o oportunitate comercială majoră pentru orice poate îmbunătăți polenizarea și, prin extensie, recolta. 

Atât iPollinate, cât și BEE-MOVE evidențiază legăturile cruciale dintre albine și ecosistem, în ansamblul său, reiterând necesitatea de a aborda pierderea biodiversității cauzată de influența umană, inclusiv de poluare. 

„Albinele sunt în prima linie a unei crize ecologice”, spune Lihoreau din cadrul BEE-MOVE. 


Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate de UE prin Consiliul European pentru Cercetare (CEC). Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.



Text de

Anthony King

Jurnalist de știință din Dublin, Irlanda. Scrie despre chimie și biologie, dar și politici publice despre știință și sănătate. A publicat în Nature, Science, Cell, Chemistry World, New Scientist, the Irish Times, EMBO Reports, Chemistry & Industry etc. Este președintele Asociației Irlandeze a Jurnaliștilor de Știință și Tehnologie.

ȘTIINȚĂ|OVERVIEW

Primul dinozaur a fost atestat științific acum exact 200 de ani

De
Prezentarea lui Megalosaurus într-o conferință științifică de la Oxford din 1824 a deschis calea către Jurassic Park.
ȘTIINȚĂ|BOOK CLUB

Mai putem avea încredere în Modelul Standard al fizicii?

De
Brian Cox vine în România pe 3 aprile. Până atunci, iată un fragment din cartea „De ce E=mc2”, tradusă recent în limba română.
ȘTIINȚĂ|RO-CERCETARE

Cercetarea românească în ianuarie. România participă la un studiu istoric al undelor gravitaționale

De
Agenția Spațială Europeană a dat undă verde misiunii spațiale LISA, la care participă și România, în încercarea de a înțelege mai bine undele gravitaționale. Un cercetător de origine română a proiectat un nou tip de baterii. Au fost descoperite oase de dinozaur în stare foarte bune și s-a făcut o analiză completă a  tuturor imnuri naționale ale României.
ȘTIINȚĂ|FYI

Sci-Memo: Ingenuity, primul vehicul care a zburat în atmosfera unei alte planete, și-a încetat misiunea

De
Drona Ingenuity, ajunsă pe Marte odată cu roverul NASA Perseverance, a efectuat al 72-lea și totodată ultimul zbor în atmosfera Planetei Roșii.