Пчелы являются важными опылителями в сельском хозяйстве и природных экосистемах. Стрессовые факторы, такие как изменение климата, потеря среды обитания и воздействие пестицидов, угрожают их способности собирать пыльцу, которая является ключевым ресурсом для выживания колоний пчел. Исследователи из Школы экологических наук и технологий доказали, что системы мониторинга на основе искусственного интеллекта (ИИ) в сочетании с компьютерными моделями могут связать воздействие неоникотиноидных пестицидов отдельных пчел с состоянием здоровья всей пчелиной колонии.

Неоникотиноиды широко используются в сельском хозяйстве. Растения поглощают неоникотиноиды и распределяют их по всей ткани, что делает пыльцу растения потенциально опасной для пчел. Согласно предыдущим полевым исследованиям, пчелы, подвергшиеся воздействию неоникотиноидов, собирают пыльцу реже в течение дня.

Тем не менее, связь между изменениями в поведении отдельных пчел при сборе пыльцы и общим состоянием здоровья колонии не была широко изучена. Теперь междисциплинарная команда во главе с Мином Вангом хочет изменить это, объединив данные полевых исследований с компьютерным моделированием и мониторингом на основе искусственного интеллекта.

Исследователи повторили полевой эксперимент 2019 года по сбору пыльцы, подвергнув пчел подлетальным дозам неоникотиноидных инсектицидов, а затем отслеживая активность насекомых, используя технологию камеры на основе искусственного интеллекта и традиционные экотоксикологические методы. В этом эксперименте они проанализировали недавно собранные данные, используя компьютерное моделирование под названием BEEHAVE, которое предназначено для изучения влияния стресса на динамику колонии пчел.

Метод Каплана-Мейера и тест логарифмического ранга были использованы для сравнения набора пыльцы, собранной мечеными вновь появившимися пчелами между контрольной группой и группой лечения (значимой разницы не было при P = 0,05).

Используя свой новый подход, члены команды обнаружили, что даже более низкое воздействие неоникотиноидов приводит к снижению эффективности сбора пыльцы на уровне отдельных лиц и колоний, что подтверждает их предыдущие исследования. «Мы были удивлены, что смогли повторить результаты первого полевого испытания в 2019 году», — рассказал один из исследователей Сильвио Кнайбе. «Поведение колоний пчел сильно различается, и статистически значимые эффекты трудно обнаружить».

Учитывая эти предварительные результаты, исследователи говорят, что их новая модель, использующая поведение сбора пыльцы в качестве ключевого параметра, может стать уникальным кандидатом для оценки риска пестицидов в полевых условиях на уровне отдельных пчел и колоний.