Около трети продуктов питания, потребляемых американцами, поступает из культур, опыляемых медоносными пчелами, однако это насекомое вымирает угрожающими темпами. Только за один год, с апреля 2019 года по апрель 2020 года, согласно одному исследованию, количество колоний медоносных пчел в США сократилось на 43%.

Новое исследование, проведенное учеными штата Пенсильвания, дает предварительное представление о потенциальном влиянии на медоносных пчел нескольких переменных факторов, в том числе связанных с изменением климата. Результаты исследования показывают, что потеря колоний медоносных пчел в США за последние пять лет связана в первую очередь с присутствием паразитических клещей, экстремальными погодными явлениями, пестицидами, находящимися поблизости, а также проблемами с зимовкой, говорится в новом исследовании, проведенном под руководством ученых штата Пенсильвания.

В исследовании использовались новые статистические методы, и оно является первым, в котором одновременно рассматривается целый ряд потенциальных стрессовых факторов для медоносных пчел в национальном масштабе. Исследование, опубликованное онлайн в журнале Scientific Reports, предлагает несколько проблемных областей, которые должны стать приоритетными в пчеловодческой практике.

"Медоносные пчелы являются жизненно важными опылителями для более чем 100 видов сельскохозяйственных культур в США, и повсеместная потеря колоний медоносных пчел вызывает все большую озабоченность", - сказал Лука Инсолия, первый автор исследования, приглашенный аспирант кафедры статистики Пенсильванского государственного университета на момент проведения исследования, а в настоящее время - постдокторский исследователь Женевского университета в Швейцарии.

"Некоторые предыдущие исследования подробно изучали несколько потенциальных стрессовых факторов, связанных с потерей колоний, но они ограничивались узкими региональными областями. В одном известном нам исследовании на национальном уровне в США изучался только один потенциальный стрессор. В данном исследовании мы объединили множество больших наборов данных с различным пространственным и временным разрешением и использовали новые, сложные статистические методы для оценки нескольких потенциальных стрессоров, связанных с коллапсом колоний по всей территории США".

Исследовательская группа, состоящая из статистиков, географов и энтомологов, собрала общедоступные данные о колониях медоносных пчел, землепользовании, погоде и других потенциальных стрессовых факторах за период с 2015 по 2021 год. Поскольку эти данные поступали из различных источников, они различались по разрешению как в пространстве, так и во времени. Например, данные о погоде содержали ежедневные точки данных для территорий размером всего несколько квадратных миль, а данные о колониях медоносных пчел были получены на уровне штата за несколько месяцев.

"Для того чтобы проанализировать все данные вместе, нам пришлось придумать методику, которая соответствовала бы разрешению различных источников данных", - говорит Мартина Калови, автор-корреспондент исследования, постдокторант кафедры экосистемных наук и управления в Пенсильванском университете на момент проведения исследования, а в настоящее время доцент географии в Норвежском университете науки и технологии.

"Мы могли бы просто взять среднее значение всех погодных измерений в пределах штата, но это сводит всю имеющуюся у нас информацию к одному числу и теряет много информации, особенно о любых экстремальных значениях. В дополнение к усреднению погодных данных мы использовали метод "апскейлинга" для обобщения данных несколькими различными способами, что позволило нам сохранить больше информации, в том числе о частоте экстремальных температурных явлений и осадков".

Исследователи использовали полученный в результате интегрированный набор данных с согласованным разрешением, который они предоставили для использования другим исследователям, наряду со сложными методами статистического моделирования, которые они разработали для одновременной оценки большого количества потенциальных стрессоров.

Исследовательская группа обнаружила, что несколько стрессовых факторов влияют на потерю колоний медоносных пчел на национальном уровне, включая наличие пестицидов поблизости, частые экстремальные погодные явления и нестабильность погоды. Потеря колоний была также связана с присутствием паразитических клещей Varroa destructor, которые размножаются в колониях медоносных пчел, ослабляют пчел и потенциально подвергают их воздействию вирусов.

Исследователи также обнаружили, что потери обычно происходят между январем и мартом, что, вероятно, связано с проблемами зимовки, но в некоторых штатах эта закономерность не прослеживается.

"Наши результаты в значительной степени подтверждают результаты региональных исследований и подтверждают, что региональные модели вокруг этих стрессовых факторов на самом деле более распространены", - сказал Инсолия, который сам является пчеловодом.

"Эти результаты также информируют о действиях, которые пчеловоды могут предпринять, чтобы обойти эти стрессоры и защитить свои колонии, включая обработку от клеща Варроа", особенно в районах с нестабильной погодой. Пчеловоды также могут рассмотреть стратегии перемещения своих колоний в районы с высокой доступностью корма или подальше от близлежащих пестицидов, или обеспечить дополнительный корм в определенные сезоны или месяцы с частыми экстремальными погодными явлениями".

Исследователи отмечают, что наличие данных о практике пчеловодства и потере колоний в более мелком разрешении позволило бы подтвердить их результаты и более тонко взглянуть на стрессовые факторы для медоносных пчел.

"Было бы невероятно полезно изучить практику пчеловодства в более мелком масштабе, чем на уровне штата", - говорит Калови.

"Во многих случаях ассоциации пчеловодов и другие организации собирают эти данные, но они не предоставляются исследователям. Мы надеемся, что наше исследование поможет мотивировать более детальный сбор данных, а также усилия по обмену этими данными - в том числе и от небольших организаций, таких как региональные ассоциации пчеловодов".

Исследовательская группа также обнаружила сильную связь между потерей колоний и широкой категорией методов пчеловодства, которые в опросе Министерства сельского хозяйства США были названы "другими", и включали в себя все: от уничтожения ульев до нехватки корма и вывода маток. Они отметили, что более подробный сбор данных и разделение этой всеобъемлющей переменной улучшит их способность связать конкретные стрессовые факторы с крахом колоний.

"Меняющийся климат и такие громкие экстремальные погодные явления, как ураган Ян, который поставил под угрозу около 15% пчел страны, оказавшихся на его пути, а также их источники пищи, являются важным напоминанием о том, что нам срочно необходимо лучше понять стрессовые факторы, которые приводят к краху колоний медоносных пчел, и разработать стратегии по их смягчению", - сказала Франческа Кьяромонте, профессор статистики и заведующая кафедрой статистики для наук о жизни Ллойда и Дороти Фоер Хак в штате Пенсильвания и старший член исследовательской группы.

"Наши результаты подчеркивают роль паразитических клещей, воздействия пестицидов, экстремальных погодных явлений и зимовки в распаде пчелиных колоний. Мы надеемся, что они помогут улучшить практику пчеловодства и направить будущие усилия по сбору данных, которые позволят нам понять проблему на все более тонком уровне".