Para salvar a las abejas melíferas necesitamos nuevas colmenas

Las abejas melíferas están bajo extrema presión. El número de colonias de abejas melíferas en los EEUU.

Ha disminuido a una tasa promedio de casi el 40% desde 2010. El mayor contribuyente a esta disminución es el virus propagado por un parásito, Varroa Destructor. Pero esta no es una situación natural. El parásito se transmite por las prácticas de la apicultura, incluido el mantenimiento de las abejas en condiciones muy diferentes de su morada natural de huecos de árboles.

Hace unos años, demostré que las pérdidas de calor en las colmenas de abejas artificiales son muchas veces mayores que las de los nidos naturales. Ahora, usando técnicas de ingeniería que se encuentran más comúnmente en los problemas industriales de sondeo, he demostrado que el diseño actual de las colmenas artificiales también crea niveles de humedad más bajos que favorecen al parásito Varroa.

Los nidos naturales dentro de las cavidades de los árboles crean altos niveles de humedad en los que prosperan las abejas melíferas y evitan que Varroa se reproduzca. Entonces, si podemos rediseñar las colmenas de los apicultores para recrear estas condiciones, podríamos ayudar a detener el parásito y darles a las abejas la oportunidad de recuperarse.

Para salvar a las abejas melíferas necesitamos diseñarles nuevas colmenas
Crédito: Aleksandr Gavrilychev / Shutterstock

La vida de la colonia de abejas melíferas está íntimamente entrelazada con su hogar. Podemos ver esto en la forma sofisticada en que las abejas melíferas eligen nidos de los tamaños y propiedades correctos, y cuán duro trabajan para modificarlas. De hecho, el nido puede verse como parte de la abeja melífera, un concepto que en biología se conoce como un » fenotipo extendido «, que se refiere a todas las formas en que los genes de una criatura afectan el mundo.

Quizás el ejemplo más común de un fenotipo extendido es el del castor, que da forma a su entorno al controlar el flujo de agua con presas. Los nidos permiten a las abejas melíferas ajustar su entorno de manera similar al controlar el flujo de dos fluidos, el aire y el vapor de agua, además de algo que actúa como un fluido: calor.

Las abejas melíferas seleccionan un árbol hueco con una entrada en la parte inferior que hace que sea menos probable que escape el aire caliente dentro del nido. Luego lo modifican aplicando un sellador antibacteriano de resina de árbol que retarda el vapor sobre las paredes interiores y cualquier pequeño agujero o grieta. Esto evita aún más las fugas de aire caliente y ayuda a mantener el nivel correcto de vapor de agua. Dentro del nido, las abejas construyen un panal que contiene miles de células, cada una de las cuales proporciona un microclima aislado para el cultivo de larvas (abejas) o para hacer miel.

Para salvar a las abejas melíferas necesitamos diseñarles nuevas colmenas
Colmenas artificiales versus nidos naturales. Crédito: Derek Mitchell

Diseños antinaturales

A pesar de la importancia de los nidos para las abejas melíferas, las colmenas que las construimos tienen poco parecido y tienen pocas de las propiedades de los nidos naturales de árboles con los que evolucionaron las abejas melíferas europeas. En el siglo XXI, todavía usamos colmenas diseñadas en las décadas de 1930 y 1940, basadas en ideas de la década de 1850. Los nidos naturales solo se estudiaron científicamente en 1974 y la investigación de sus propiedades físicas solo comenzó en 2012 .

Las colmenas hechas por el hombre son achaparradas y cuadradas (por ejemplo, de 45 cm de altura), construidas de madera delgada (de menos de 2 cm de espesor) con grandes entradas (alrededor de 60 cm²) y a menudo grandes aberturas de malla de alambre debajo. Fueron diseñados para ser baratos y para que los apicultores puedan acceder fácilmente a las abejas y extraer la miel. En contraste, las abejas melíferas europeas evolucionaron con nidos de árboles naturales que son en promedio altos (alrededor de 150 cm), estrechos (20 cm) con paredes gruesas (15 cm) y pequeñas entradas (7 cm ²).

Para evaluar qué tan bien las colmenas artificiales recrean las condiciones de los nidos naturales, necesitaba medir el flujo de fluidos (aire, vapor de agua y calor) a su alrededor. Para hacer eso, recurrí a un aspecto de la ciencia física y la ingeniería llamado termofluidos , el estudio de líquidos, gases y sólidos de combustión, y los cambios de estado, masa y movimiento de energía.

En el nido de abejas melíferas, esto significa la «combustión» de azúcares en la miel y el néctar, la evaporación y condensación del agua y el flujo de aire a través del nido. También incluye todo lo que transportan las abejas a través de la entrada o las fugas a través de las paredes.

Las diversas barreras que crean los nidos de abejas pueden usarse como límites convenientes en modelos matemáticos de la energía necesaria y la humedad producida dentro del nido. Mi nuevo estudio combina estos modelos con datos de investigaciones experimentales sobre las propiedades térmicas de los nidos y colmenas de abejas y estudios de comportamiento sobre cómo las abejas ventilan su nido.

Esto me permitió comparar la humedad promedio en colmenas artificiales y nidos de árboles con la que necesitan las abejas melíferas y sus parásitos. Descubrí que la mayoría de las colmenas artificiales tienen una pérdida de calor siete veces mayor y un tamaño de entrada ocho veces mayor que los nidos de los árboles. Esto crea los niveles de humedad más bajos que favorecen al parásito.

Mi investigación muestra que el papel del nido de abejas es claramente mucho más sofisticado que el simple refugio. Los cambios simples en el diseño de la colmena para reducir la pérdida de calor y aumentar la humedad, por ejemplo, utilizando entradas más pequeñas y paredes más gruesas, podrían reducir el estrés en las colonias de abejas melíferas causado por el Destructor Varroa. Ya sabemos que la simple construcción de colmenas de poliestireno en lugar de madera puede aumentar significativamente la tasa de supervivencia y el rendimiento de miel de las abejas. Más investigación sobre la complejidad termofluídica de los nidos nos permitiría diseñar las colmenas óptimas que equilibren las necesidades de la miel. abejas con sus cuidadores humanos.

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