低コストの音響モニタリングシステムは、野外に設置した小型マイクのデータを使って、飛行中のミツバチを観測できます。新たな研究は、農家がこの技術を使って受粉を観測し、食料生産を増やす方法を示しています。
近年の研究によると、野生および飼育下のミツバチの個体数減少は、世界の被子植物の85％超、農作物の75％で花の受粉を脅かしています。広範かつ効果的にミツバチの個体数を観測できれば、より適切な管理につながる可能性があります。しかし、ミツバチの追跡は難しく、費用もかかります。
花から花へ飛ぶミツバチの羽音から、科学者は時間の経過とともにクローバーがどれほど受粉しているかを把握し、こうした高山の野草の種子生産を予測できます。
「花粉媒介者の減少の原因は複雑です。花資源の減少、生息地の喪失、気候変動、病気の発生率上昇、農薬への曝露などが含まれるため、主な要因を特定することは依然として課題です」と、ミズーリ大学芸術科学部の生物科学教授、キャンディス・ゲイレン氏は述べています。
「科学者は100年以上にわたり、鳥、コウモリ、カエル、昆虫の観測に音響振動を利用してきました。音響を使ってミツバチの飛行活動を追跡する遠隔観測プログラムの可能性を検証したいと考えました。」
まずチームは、実験室でミツバチの羽音の特徴的な周波数、つまり音楽家が音高と呼ぶものを分析しました。次に、データ保存装置につないだ小型マイクを野外に設置し、コロラド州のペンシルベニア山にある3地点で音響調査データを収集して、マルハナバチの活動を推定しました。
チームはそのデータを使って、各地点のミツバチの羽音を識別し、その数を定量化するアルゴリズムを開発し、野外で実施した目視調査のデータと比較しました。ほぼすべての場合、音響調査のほうが感度が高く、より多くの羽音を捉えました。
「ミツバチの飛行が発する音響特性に耳を澄ませば、ミツバチの活動と受粉サービスの実態が分かります」とゲイレン氏は述べています。
「農家は同じ方法を使って果樹園や野菜作物の受粉を観測し、受粉不足を未然に防げるかもしれません。さらに、世界中の『市民科学者』が参加し、自宅の庭でミツバチを観測することもできます。」
現在チームは、この研究で開発したアルゴリズムを用いて、羽音を記録するとともに、ミツバチを写真で記録できるスマートフォンアプリを開発しています。今後の研究では、ミツバチが音で競争相手を察知するか、また花がミツバチの羽音に化学的に反応するかを明らかにできる可能性があると、ゲイレン氏は述べています。
この研究はPLOS ONEに掲載されました。研究は米国国立科学財団の助成を受けました。内容については著者のみが責任を負い、助成機関の公式見解を必ずしも示すものではありません。研究の共著者はウェブスター大学、リンカーン大学、ミズーリ大学に所属しています。
出典：ミズーリ大学
原著論文 DOI: 10.1371/journal.pone.0179273
