Ученые смогли дистанционно обнаружить, зафиксировать и проанализировать звуки, издаваемые инвазивным азиатским шершнем и клещом Варроа, что может помочь спасти колонии медоносных пчел от бедствия и уничтожения.
Команда Университета Ноттингем Трент первой охарактеризовала и дифференцировала звуки полета азиатского шершня от звуков полета медоносной пчелы, используя микрофоны и методы машинного обучения, способные автоматически идентифицировать хищника, как только он прибывает на пасеку. Работа опубликована в журнале Computers and Electronics in Agriculture .
В рамках своего исследования ученые в тесном сотрудничестве с учеными из Университета Коимбры в Португалии и Гентского университета в Бельгии смогли обнаружить присутствие шершней, когда поблизости от улья находилась всего одна особь.
Азиатские шершни - инвазивный вид, который распространяется по Европе с 2004 года и впервые был замечен в Великобритании в 2016 году.
Медоносные пчелы являются одним из основных источников пищи азиатского шершня, который ловит и поедает пчел, входящих и выходящих из улья в поисках пищи.
Шершни наносят серьезный ущерб колониям, поскольку пчелы испытывают такой стресс от их присутствия возле улья, что они сокращают, а в некоторых случаях и вовсе прекращают свою деятельность по поиску пищи. Поскольку пчелы слишком напуганы, чтобы покидать колонию для сбора ресурсов, они вступают в зимний период с меньшими запасами пищи, что ставит под угрозу выживание колонии.
В отличие от азиатских медоносных пчел, европейские медоносные пчелы не эволюционировали совместно с шершнями, поэтому у них нет практики и опыта в защите от этой угрозы.
В рамках пилотного исследования ученым удалось выявить повторяющиеся особенности в звуках полета (или частотах взмахов крыльев) азиатских шершней и медоносных пчел, связанные с их зависанием.
Они также обнаружили, что шершни надежно воспроизводят эти особенности, поскольку они, как правило, непрерывно парят в воздухе, в то время как зависание медоносных пчел длится гораздо меньше, поскольку они в основном входят и выходят из улья, практически не паря в воздухе.
Используя недорогой микрофон в сочетании с разработанным командой алгоритмом, команда смогла обнаружить присутствие азиатских шершней на пасеке в Университете Коимбры в Португалии с почти 100% точностью в течение трех сезонов.
В настоящее время они работают над последующим исследованием с использованием более долгосрочных данных для дальнейшего развития своего метода.
Исследователи утверждают, что их систему можно оставить на пасеках на длительный срок, чтобы она могла постоянно различать звуки полета азиатских шершней и медоносных пчел. Это позволит пчеловодам немедленно получать оповещения о появлении шершней, даже если это всего лишь одна особь, с помощью смартфона и быстро применять методы борьбы с шершнями, прежде чем колонии будет причинен ущерб.
В настоящее время мониторинг азиатских шершней является дорогостоящим и требует много времени. Их идентифицируют и контролируют с помощью «личных» методов, таких как программы гражданской науки и методы обнаружения гнезд, которые включают в себя пешие прогулки людей и использование тепловизоров для обнаружения гнезд на деревьях с целью их будущего уничтожения.
«Инвазивные виды, такие как азиатский шершень, представляют серьезную угрозу биоразнообразию. Наши местные медоносные пчелы не эволюционировали вместе с этим хищником, и поэтому их защита от шершней низкая. Раннее выявление присутствия азиатских шершней на пасеках было бы очень полезно для пчеловодов, которые могли бы немедленно принять меры. Мы смогли различить звуки азиатских шершней и медоносных пчел, и это открывает прекрасные возможности для использования в качестве системы удаленного оповещения о шершнях, с помощью которой пчеловоды могут немедленно получать уведомления о появлении шершней», - заявила ведущий исследователь доктор Харриет Холл.
Доктор Мартин Бенчик, физик из Университета Ноттингем Трент, сказал: «Азиатские шершни представляют серьезную угрозу для европейских медоносных пчел, и нам нужно найти новые способы быстрого определения их присутствия. Несмотря на перекрывающиеся особенности звуковых спектров медоносных пчел и шершней, удивительно видеть, что их зависающие звуковые характеристики сильно различаются, и для этой техники обнаружения удачно, что шершни зависают вокруг ульев гораздо больше, чем пчелы».
Добавим, что в 2023 году команда из Ноттингема обнаружила, что крошечный паразитический пчелиный клещ Варроа имеет характерную походку, и что, «прислушиваясь» к уникальной вибрации, вызванной его походкой, ученые могут определить, заражает ли он улей.
Источник: Nottingham Trent University. Автор: Дэйв Роджерс.
На изображении - эскиз и фотография экспериментальной установки. Источник: Computers and Electronics in Agriculture (2025). DOI: 10.1016/j.compag.2025.110307.