V poslední době se hodně mluví o včelách. Není to žádné překvapení, vzhledem k tomu, že jejich počet celosvětově alarmujícím tempem klesá a jejich vymizení by nás nechalo bezmála 70 % našeho ovoce, zeleniny, semen a ořechů. Nejde jen o včely. Roční celosvětová produkce potravin z opylovačů se pohybuje mezi 235 a 577 miliardami dolarů a stále větší počet těchto druhů, asi 16 %, směřuje k vyhynutí.
Vzhledem k roli včel v podpoře obnovy lesů, produkce potravin a příjmových příležitostí se včelíny stávají stále oblíbenějším místem v oblastech obnovy životního prostředí jako prostředek ochrany a obnovy lesů.
Sklizní a prodejem medu si mohou venkovské rodiny vydělávat na živobytí díky zdravým a prosperujícím lesům – což je motivací pro místní zapojení do obnovy lesů. Navíc i samotné opylování včelami pomáhá obnově lesů.
Intenzivní opylování může také zvýšit výnosy plodin na okolních farmách, což poskytuje další výhody zemědělským komunitám.
Kromě včel rostliny opylují čmeláci, ptáci, zejména malí, jako jsou kolibříci, hmyz, jako jsou vážky, motýli a netopýři. (1)
Opylování je základní přírodní proces, který umožňuje rostlinám rozmnožování.
Pyl, který obsahuje genetický materiál rostliny, musí k oplodnění cestovat ze samčí části květu do samičí části jiného květu stejného druhu.
Nejčastěji to vyžaduje opylovač – organismus, který fyzicky přenáší pyl mezi květy.
Podle zprávy zveřejněné Organizací spojených národů závisí přibližně 75 procent světových plodin, včetně základních potravin, jako jsou jablka, čokoláda, mrkev a káva, alespoň částečně na opylování. Odhadovaná hodnota potravin vyrobených s pomocí opylovačů se pohybuje mezi 235 a 577 miliardami dolarů ročně.
Mnoho opylovačů je však ohroženo, zejména hmyz, jako jsou včely a motýli. Patří do skupiny bezobratlých opylovačů, v níž 40 procentům druhů hrozí vyhynutí, uvádí tatáž zpráva.
Vzhledem ke katastrofálnímu poklesu počtu včel na planetě – hlavních opylovačů rostlin a lesů – čelí biologové a inženýři z různých zemí skutečnému problému nahrazení biologických opylovačů technickými. „Dron“ je pokusem o řešení tohoto problému: „Globální krize opylování je kritickým problémem pro životní prostředí a naše životy,“ píší autoři studie (3).
Foto: Svět medu
Klíč je v geluPro vytvoření umělého opylovače vědci nejprve vybrali nejmenší model dronu, který stojí pouhých 100 dolarů. Na jeho spodní stranu pak připevnili štětiny z koňských žíní, aby napodobily strukturu těla včely.
Štětiny pak potáhli lepkavým gelem, který slouží k zachycení pylu, když se dron dotkne květu. Eijiro Miyako z japonského Národního institutu pokročilých průmyslových věd a technologií a jeho kolegové využili princip křížového opylování u včel k vytvoření dronu, který přenáší pyl mezi květy.
Ruční dron je 4 cm široký a váží 15 gramů. Spodní strana je pokryta koňskými žíněmi potaženými speciálním lepkavým gelem. Když dron letí ke květu, pylová zrna se lehce přilepí k gelu a poté se setřou o další květ, který dron navštíví.
Japonský výzkumník Miyako říká, že k gelu jako řešení inženýrského problému dospěl zcela náhodou poté, co v šuplíku našel dávno zapomenutou tubu s gelem (3).
Foto: Focus
Inženýr Miyako vysvětlil, že zvláštní na jeho gelu je, že nevysychá. Běžné gely se většinou skládají z vody, takže se rychle odpařují. Tento lepkavý gel se však neodpařuje, ani když ho vložíte do vakua nebo horké trouby. A to je důležité, když dron pracuje na slunci. Navíc po dvou letech skladování v šuplíku stolu gel nezměnil své fyzikální vlastnosti, pokud jde o objem a viskozitu, což z něj činí ideálního kandidáta pro řešení problému.
Aby chloupky efektivně sbíraly pyl, vědci je pokryli iontovým tekutým gelem (ILG) – lepkavou látkou s dlouhotrvající „lepivou přilnavostí“ – ideální pro sběr pylu z jednoho květu a jeho přenos na druhý.
Směs ILG má navíc ještě jednu vlastnost: když na ni dopadne světlo, splyne s barvou okolí a potenciálně tak maskuje bot před potenciálními predátory. Umělý opylovač byl aplikován na tyčinky a pestíky květů L. japonicum, což je druh divoké lilie. Opylování bylo potvrzeno fluorescenční mikroskopií.
Foto: Alltopnews
Opylení bylo provedeno na velmi velké květině a dron nebyl autonomní: „Věřím, že nějaká forma umělé inteligence a GPS by byla v budoucnu velmi užitečná pro vývoj takových automatických strojů,“ řekla Miyako.
Než budeme moci napodobit komplexní chování hmyzu a zvířat, zbývá nám ještě mnoho práce: „Je malá šance, že by to mohlo nahradit opylovače,“ říká Christina Grosingerová, ředitelka Výzkumného centra opylovačů na Pensylvánské státní univerzitě.
„Provedené experimenty vyvinuly specializované chování letadla pro práci s různými druhy květin. Navrhovaný umělý opylovač dokáže ve skutečnosti „opylovat“ pouze květiny, které se extrémně snadno opylují,“ dodala.
Drobný dron dokáže létat mezi květinami a rostlinami, sbírat pyl na spodní straně a roznášet ho, stejně jako to dělají včely. Zařízení má velikost kolibříka a má čtyři rotující lopatky, které ho udržují ve vzduchu. S dostatečným cvikem byli vědci schopni manévrovat s dálkově ovládaným robotem tak, aby se tyčinek květu jemně dotýkaly pouze štětiny, nikoli objemné tělo nebo lopatky, a sbíraly pyl.
„Doufáme, že to pomůže vyřešit problém klesajících populací včel,“ říká Miyako. „Ale co je důležitější, měly by se používat včely a drony.“ společně“.
Ale zatím nehledejte pole plná bzučících robotů. Protože robot opylovač je dálkově ovládaný, potřebuje pilota. Pilota, který ho navede z rostliny do úlu, což není praktické pro zvládání velkých rojů. Vědci však tvrdí, že je možné, že by se drony jednoho dne mohly naučit létat samy pomocí GPS a umělé inteligence. Jedna věc, kterou stále neumí? Vyrábět med. Ale s jejich pracovní zátěží opylování bychom to možná mohli nechat na včelách.(4)
Včely jsou skvělé v opylování květin, ale všimněte si, že fungují stejně. vibrátory
V médiích se hodně mluví o úbytku včel a objevuje se mnoho návrhů, jak nahradit přirozené opylovače, ať už je to jako beepocalypse. Robotické včely se zdají být docela jednoduchým řešením: létat s robotem, aby sbíral pyl z květů a předával pyl dál. Jen jeden problém: některé rostliny se tak snadno nevzdávají.
Pyl je spermie rostliny a včely a rostliny si během milionů let společné evoluce vyvinuly komplexní sexuální náhradu. Některé rostliny lákají opylovače do nektarového koktejlu a poté na ně sypou pyl jako cenu za nápoj zdarma. Některé mají části květů, které jsou přístupné pouze dlouhým jazykem. A některé rostliny potřebují stimulaci k uvolnění pylu.
Neopylené květy čekají, až přiletí včela a zavibruje na správné frekvenci, na správném místě, a bum: z pylu pocházejí brambory, rajčata, lilky a papriky, dýně, cukety, borůvky a brusinky – všechny tyto rostliny, které se živí plodinami, jsou příklady plodin, které vyžadují bzučení.
Když včela vydává volácí signál, uvolní svá křídla, aby je uvedla do neutrální polohy, a otočí křídelní svaly směrem nahoru. To v místnosti vytváří vibrace o frekvenci až 400 Hz, neboli 24 000 vibrací za minutu. To vytváří zřetelný zvuk. Včela se usilovně snaží přimět květ k vyhození pylu.
Foto: datamu — WordPress.com
Květy v každém lhnutí uvolňují pouze asi 20 % celkového množství pylu. To povzbuzuje včely k opakovaným návštěvám květů stejného druhu. To znamená více křížového opylování, méně příbuzenského křížení a více plodů a semen pro rostlinu.
Další pohled na opylování.
Nejlepším řešením by samozřejmě bylo ponechat si včely, které máme. Ale už máme jiný způsob, jak opylovat bez včel. Rajčata pěstovaná ve sklenících jsou odříznuta od běžných opylovačů, takže farmáři vyvinuli způsob, jak problém s nedostatkem včel vyřešit. Nepotřebujeme žádné luxusní minidrony!
Potřebujeme robotické vibrátory.
Vibrátory jsou velmi účinnou náhradou včel pro rostliny, které vyžadují bzučení. Je to docela důkladná práce.
V jednom pokusu trvalo opylení 11,75 rostlin rajčat vibrátorem 640 hodiny, což je něco málo přes 1 minutu na rostlinu. Zvýšený výnos plodů však obecně stojí za vynaložený čas a úsilí (4).
Staré, jednoduché a praktické opylování.
Nikdo nebude namítat proti tomu, že nejsilnějším přirozeným vibrátorem-opylovačem je čmelák. Ne všichni zemědělci však čmeláky chovají a chovají. Každý rok přibývá lidí, kteří si chtějí pořídit tzv. „elektrickou včelu“ na opylování svých skleníků.
Toto je VeggieBee, jehož intenzita je nastavitelná; má rozsah 29 000–44 000 vibrací za minutu, což je velmi podobné vibracím čmeláka. Pro srovnání, Hitachi Magic Wand, jeden z nejvýkonnějších osobních masážních přístrojů dostupných pro lidi, poskytuje 6000 XNUMX vibrací za minutu. Doufejme, že nyní máte větší respekt k tomu, kolik vibrací dokáže čmelák vyprodukovat při bzučení.
Foto: vibrace včely — medapaseka.ru
Opylování je životně důležitý proces pro všechny kvetoucí rostliny. Na rozdíl od zvířat se však rostliny nemohou pohybovat při hledání partnera a musí se spoléhat na vnější síly, jako je vítr, voda nebo hmyz, aby přenesly pyl na jinou rostlinu a vytvořily nová semena. Ačkoli vnější prostředí může zajistit opylení rostlin, nestačí to pro intenzivní zemědělskou produkci. Proto je třeba najít nový, účinnější nástroj pro opylování, který by zvýšil výnosy plodin. Náš článek tvrdí, že simulované opylování zemědělských rostlin pomocí nanokoptéry může zajistit sběr a dodávání pylu automatizovaným způsobem. Návrh nanokoptéry pro opylování může být založen na inovativní modifikaci stávajícího modelu jeho přeprogramováním s ohledem na jeho letový ovladač, který by měl být plně přizpůsoben počítačovému rozhraní. Robotický systém je navržen speciálně pro umělé opylování ve sklenících a malých zemědělských podnicích.
Nové technologie nanokoptéry a vibračního opylování se v rozvinutých zemích stávají stále populárnějšími.
V Ruské federaci dosud nebyly vyvinuty umělé technické metody opylování rostlin a lesů.
Je to otázka budoucnosti.
Bibliografie:
1. http://www.weforest.org/newsroom/bees-trees?gclid=CjwKEAjwlpbIBRCx4eT8l9W26igSJAAuQ_HGSBz_Smk_aU1vc6dBKu90lZX0dxuqgCUvwz5vzLCTpxoC5Pzw_wcB
2. http://edition.cnn.com/2017/03/09/world/artificial-pollinator-japan http://www.weforest.org/newsroom/bees- trees?gclid=CjwKEAjwlpbIBRCx4eT8l9W26igSJAAuQ_HGSBz_Smk_aU1vc6dBKu90lZX0dxuqgCUvwz5vzLCTpxoC5Pzw_wcB —- — —http://edition.cnn.com/2017/03/09/world/artificial-pollinator-japan
3. http://www.sciencemag.org/news/2017/02/could-pollinating-drone-replace-butterflies-and-
— Dx.doi.org/10.1016/j.pbi.2013.05.002.
4. Řízení kvality, Bezpečnost dopravy a informací, Informační technologie (IT&MQ&IS), Konference IEEE.
— Opylování a produkce medu v lese a agrolese1 Dr. Deborah B. Hillová2 ABSTRAKT: Odhaduje se, že každé třetí sousto potravy je přímo či nepřímo závislé na
Aktivní.
Přeložil a připravil profesor, doktor zemědělských věd A. M. Zabuty.
Ilustrace: Baker Tilly Ukrajina
