研究環(huán)境變化對于蜜蜂影響

應用 美墨爾特穩(wěn)定性測試箱HPPeco

升溫實驗中蜜蜂臨界熱最大值測定

環(huán)境測試箱長期來一直用于多種應用場景。無論是濕度控制箱體、恒溫恒濕箱、植物生長箱，或是環(huán)境測試箱等，客戶都可在市場上找到符合應用需求的箱體。

配合例如濕度傳感器等傳感器的使用，再結合創(chuàng)新行業(yè)技術——Peltier半導體技術，能讓一臺環(huán)境測試箱滿足不同應用場景的使用需求。

采用Peltier半導體技術的美墨爾特穩(wěn)定性試驗箱HPP750eco的一個特別的應用——耐熱性實驗，測量臨界熱最大值CTmax，以幫助了解蜜蜂的體溫及其水分因城市化進程產生變化的不同敏感性。正如Justin D. Burdine和Kevin E. McCluney所做實驗。該研究是在博林格林州立大學進行的，并由其生物科學學院發(fā)表。

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蜜蜂數量因環(huán)境變化而面臨減少風險？

物種數量減少或滅絕可用氣候變化和現在土地不當使用所產生的不良影響來解釋。

為什么科學家和研究人員對了解、掌握物種對這些環(huán)境因素的反應如此看重？主要是為了保護生物多樣性和維持我們的生態(tài)系統。

雖然如今技術為人類進行不同種類的物種研究提供了各種設備。但美墨爾特穩(wěn)定性試驗箱HPP750eco在確定如何在生態(tài)系統中健康保護蜜蜂等物種發(fā)揮了關鍵作用。

本文將為您介紹美墨爾特穩(wěn)定性試驗箱HPP750eco在此研究中所發(fā)揮的作用。

蜜蜂對環(huán)境條件反應的影響因素

隨物種數量減少，甚至出現了更糟的情況——滅絕，如研究所闡述的，像授粉等活動，會隨物種數量減少而面臨被干擾或退化的危險。

了解物種生理耐受性，以及耐脫水性，對預測這些生物對全球環(huán)境變化的反應以及對其生存的影響很重要。

什么是耐熱性？

耐熱性是用于衡量物種對溫度變化反應的指標。臨界熱最大值和臨界熱最小值在此時決定物種的對溫度耐受極限。這兩數值，以及熱安全邊際，是專家們用于確定生物如何從生理角度對氣候變化和環(huán)境條件做出反應的指標。

定義臨界熱最大值和臨界熱最小值

根據Burdine和McCluney研究表明，“CTmax是生物體可承受的最高半致死溫度，CTmin是最低半致死溫度。在兩種溫度下，生物體失去肌肉控制，遭受生態(tài)死亡。”CTmax和CTmin值之間的溫度范圍則被稱為耐熱范圍。

什么是熱安全邊際？

這指的是CTmax（臨界熱最大值）與正常體溫、實際體溫或空氣溫度之間的差異，并為了解變暖缺陷提供度量標準。

通常來說，根據發(fā)現，自然溫度梯度會影響熱耐受性。Burdine和McCluney的研究進一步補充，“有證據表明說，昆蟲耐熱性在較小氣候梯度中存在差異。體型（表面積與體積之比）也可能會影響耐熱性，因為較小動物的散熱會更好，但可能也更容易脫水。”

將耐脫水性考慮在內

耐脫水性指的是“在干燥到蜜蜂c體內水分含量為10%時，蜜蜂仍可以存活的能力，這大概相當于在20℃，50%相對空氣濕度（RH）的環(huán)境（=水勢- 100 MPa）”（Alpert, 2006;Oliver等人，2010）。

Hadley在陸生節(jié)肢動物的水關系中指出，在澳大利亞，果蠅耐脫水性會隨著降水量的增加而下降。其他證據還表明，地中海果蠅耐脫水性在地理上存在差異。

從該類研究中可得出結論：耐脫水性可預測如土地使用和氣候變化等環(huán)境因素對于生物的影響。較高的表面積與體積之比和較高的水分流失與代謝率比，也為像蜜蜂這類小型生物在干燥方面提供了有力證據。

臨界水分含量

導致脫水的一重要因素是臨界水分含量。是指生物體死亡時體內的水分含量。CWC（即臨界水分含量）按重量計算，即濕質量與干質量之差與濕質量的比值。

城市化及其對蜜蜂數量的不利影響

土地使用和全球氣候變化影響蜜蜂的耐熱及耐脫水能力。眾所周知，溫度、水分的變化會影響節(jié)肢動物體內水分含量?；谶@點，可以研究蜜蜂的耐熱性，因為臨界熱最大值可用來預測蜜蜂數量如何隨著城市化梯度而變化。其他因素是高溫下城市的熱島效應。實際上，昆蟲水平衡變化還會對其生長、繁殖和存活率產生負面的影響。

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實驗研究

該實驗研究了中等城市城市化梯度（不透水表面，例如路面區(qū)域）是如何去改變蜜蜂種群的臨界熱最大值CTmax和臨界水分含量CWC。

研究所用蜜蜂

本研究對于來自不同種群的三類蜜蜂進行了研究：

● 絲紋汗蜂(Agapostemon sericeus)

● 西方蜜蜂(意大利蜜蜂)

● 常見的東方大黃蜂(Bombus impatiens)

為什么需要使用這三種蜜蜂去進行同一項研究。這是因為，它們的體型大小、覓食偏好、社會性和蜂巢的特異性都不相同。這樣增加了發(fā)現物種之間差異反應的可能性。

用美墨爾特穩(wěn)定性試驗箱HPP750eco進行蜜蜂耐熱性實驗

耐熱實驗使用美墨爾特穩(wěn)定性試驗箱HPP750eco對每種蜜蜂的臨界熱最大值進行了測量。

穩(wěn)定性試驗箱HPPeco內的溫度穩(wěn)步上升，從25°C開始，按照標準方法以0.5°C min?1速率來上升。箱體中的溫濕度傳感器由Peltier半導體元件供電，有助于讀取讀數。得益于箱內配置的濕度傳感器，箱體濕度能夠穩(wěn)定保持在20%。

蜜蜂被單獨放置在箱體中的標本杯中，標本杯上用網格覆蓋，以允許杯子中的空氣溫度隨著穩(wěn)定性試驗箱HPPeco的升溫而上升。

翻正反應則是通過吹氣來完成的。隨著它的損失，實驗表明肌肉功能開始失效的終點，通常用于估計臨界熱最大值CTmax。如果蜜蜂在15秒的窗口內接受空氣后還可以直立移動，則被認為是失去了直立反應。

臨界熱最大值在這被認為是校正響應丟失的溫度。此時，蜜蜂被帶出測試箱體。美墨爾特穩(wěn)定性試驗箱HPP750eco中的溫度上升持續(xù)大約2H，直到所有用于實驗的90只蜜蜂都達到了它們的臨界熱最大值。

這些蜜蜂被稱重，后安置在密封的小瓶中。在升溫過程中，蜜蜂沒被喂食，也沒喝水。

研究發(fā)現

● 每種蜜蜂的耐熱性和耐脫水性都不一樣，它們對于溫度的安全忍耐范圍也不同；

● 城市化和氣候變化導致的干旱可能會影響蜜蜂；

● 汗蜂對溫度變化非常敏感；

● 需更多的數據來了解大黃蜂對溫度變化和水平衡差異的反應。

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Memmert  環(huán)境測試箱HPPeco

美墨爾特環(huán)境測試箱HPPeco在節(jié)約能源方面極具優(yōu)勢。此外，由于其長期穩(wěn)定免維護的特點，非常適合穩(wěn)定性測試與樣品在受控環(huán)境下的儲存?？販鼐雀_，溫度范圍從0 °C ~+70 °C ，濕度動態(tài)加濕及除濕（范圍） 10%~90%rh，符合 ICH Q1A關于穩(wěn)定性測試的指導方針。

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關于美墨爾特產品

德祥的資深合作伙伴之一——德國美墨爾特致力于在滿足上述及更多應用需求的基礎上，為用戶提供一系列行業(yè)領先的溫控箱體。Peltier半導體冷卻和加熱技術在美墨爾特不同的產品系列中發(fā)揮重要作用。Peltier半導體元件的使用，幫助我們將理論成功轉化為能滿足實際應用需求的的先進Peltier半導體技術驅動設備，如穩(wěn)定性試驗箱HPPeco和低溫培養(yǎng)箱IPPeco。除此之外，美墨爾特也提供以下溫控箱體：

● 高溫高濕試驗箱HCP

● 恒溫恒濕箱ICH

● 環(huán)境試驗箱CTC / TTC

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美墨爾特

全球溫控箱體領導品牌德國Memmert（美墨爾特），成立于1933年。九十年來，美墨爾特一直致力于精確溫控箱體的研發(fā)和生產，并在行業(yè)中保持領先地位。公司擁有悠久的半導體控溫技術（Peltier）經驗，是能夠提供全系列半導體技術溫控箱體的制造商。

德祥科技

德祥科技有限公司成立于1992年，是實驗室及工業(yè)檢測儀器設備和服務行業(yè)的優(yōu)質供應商?？偛课挥谥袊愀?，并在越南、廣州、上海和北京設有分公司。德祥通過與中山大學和華南理工大學的合作，成立了聯合實驗室，并設立了“測試分析獎學金”。2017年，德祥自主生產品牌英諾德成立，推出了多款科學儀器設備，展示了其在前瞻性技術研發(fā)方面的強大實力。