DoD's bisyssla

Short English summary: It is believed by many that the bees that live through the winter is a different type of bees that are born in late August and perhaps given a different food with more protein. De Grooth concluded (3) already in 1953 that all bees can be longlived and it is the fact that they do not have to perform any nurse duties that gives the long life span. In 1950 Maurizio (4) showed that longlived bees can be produced at any time and the absence of brood triggers them to add extra protein in their fat body to prepare for a long time without pollen and nectar. Amdam did a study in 2004 (5) where the hemolymph of longlived bees impacted by Mites during the pupae phase were compared with unharmed bees. He showed that even if there were no mites in the hive the damages done during the pupae phase were so severe that the protein level in the fat body was lowered compared to unharmed bees which in turn will prevent the bees from nursing brood once the pollen and nectar is abundance again. It indicates that it is important to ensure that the mite population is low during the whole season and that the standard practice to let the mite number increase during the flow season and carry out treatments in late august might not be enough. Consequently, a high miteload in early august will probably give many weak bees for the winter and thus have a detrimental impact on the winter survival.

På hösten föder bina upp speciella vinterbin som skiljer sig från sommarbina genom att de har förmågan att leve längre. Vinterbina får mer pollen och bygger därför upp en större fettkropp vilket ger dem längre livslängd. Detta är ett välkänt “faktum” som står att läsa i de flesta biböcker (1, 2) där vinterbina har en större och tyngre fettkropp med större förråd av proteiner vilket skulle förklara den långa livslängden. Men är det verkligen sant?
I sverige har vi många sorters bin utöver vårt ursprungliga svarta bi, tex italienska bin som inte är anpassat för vårt klimat med långa vintrar. Om det verkligen vore så att Mellifera biet hade utvecklat ett sätt att veta när vintern sätter in hur kan då Ligustica biet ha lärt sig detta så snabbt? De har ju bara funnits här i drygt hundra år vilket är ett ögonblick evolutionärt sett men likväl övervintrar de relativt bra. Kan det istället vara så att den längre livslängden finns hos alla bin men av någon anledning slås på när vintern nalkas?
Den här frågan besvarades redan 1953 av De groot som gjorde mängder av experiment där han mätte proteinhalt i bina som matats med olika sorters proteiner för att avgöra vilka aminosyror som är essentiella för bina. Som ett sidospår kom han fram till att det inte spelade någon roll när ambina föds – deras mängd proteiner är densamma och tillgång till protein är en avgörande faktor för livslängden. Det som avgör ifall bina åldras snabbt eller långsamt är tillgång till högkvalitativt protein och om de behöver göra tjänst som ambin – när de fött upp yngel åldras de och förändras biologiskt och blir gamla bin redo för flygtjänst. Bin som inte föder upp yngel åldras långsaammare och kan därför leva länge.
DeGroot skriver i sin sammanfattning;
“The opinion of additional pollen consumption by bees in autumn
to build up reserve protein stores for the winter season has been opposed.
The absence of nursing duties in autumn is sufficient to explain the
physiological condition of youth in a great part of old bees during the
winter season.”

I graferna ovan kan man se proteinvikt hos vuxna bin. I den övre grafen jämför man ambin med flygbin och då ser man att speciellt torrvikten minskat hos de äldre bina. I den nedre grafen visas att vikten av nitrogen (proteiner) är tämligen konstant över tid hos de övervintrande bina och, enligt DeGroot, räcker detta faktum som förklaring till att bina överlever en hel vinter.
År 1950 visade Maurizio (4) att långlivade bin kan produceras när som helst och att det är frånvaron av yngel som triggar dem att bygga upp extra protein i sin fetkropp för att förbereda sig för en lång tid utan pollen och nektar. Amdam gjorde en studie 2004 (5) där hemolymfan hos långlivade bin som påverkats av kvalster under puppafasen jämfördes med oskadda bin. Han visade att även om det inte fanns några kvalster i kupan så var skadorna under puppafasen så allvarliga att proteinnivån i fettkroppen sänktes jämfört med oskadda bin, vilket i sin tur hindrar bina från att ta hand om yngel när pollen och nektar finns i överflöd igen.

Det indikerar att det är viktigt att se till att kvalsterpopulationen är låg under hela säsongen och att standardpraxis att låta kvalsterantalet öka under dragsäsongen och utföra behandlingar i slutet av augusti kanske inte är tillräckligt. En hög kvalsterbelastning i början av augusti kommer troligen att ge många svaga bin för vintern och därmed ha en negativ inverkan på vinteröverlevnaden.

1. Åke Hanssons stora bok, Bin och Biodling
2. Bin till nytta och nöje
3. De Groot, Protein and amino acid requirements of the honeybee.
4. Maurizio, A. (1950). The influence of pollen feeding and
brood rearing on the length of life and physiological
conditions of the honeybee. Bee World 31: 9 Ð12.
5. Amdam et al. (2004). Altered Physiology in Worker Honey Bees (Hymenoptera: Apidae) Infested with the Mite Varroa destructor (Acari: Varroidae): A Factor in Colony Loss During Overwintering?

Short summary in English: In Hallsberg the bee-keeper Erik Östlund claims to have bees that require no treatment against Varroa. He claim there are about 500 hives in the region that are treatment free and in Norway there are also two populations that don’t require any treatment. The reason is most likely the Varroa sensitive hygienic (VSH) behaviour that some bees have and it appears possible to selectively breed on this behaviour and thus develop a strain of bees that will be treatment free. Researcher Melissa Oddie have worked with the Norwegain populations for many years and showed that with selective breeding it is possible to develop a resistant population in 3-4 years.

Vi var på konferens i helgen arrangerad av Hallsbergs biodlare där temat var behandlingsfria bin (mot Varroa). I Hallsberg med omnejd har de ca 500 bikupor som de hävdar är behandlingsfria eftersom bina är resistenta mot kvalstren, dvs de har beteenden där de städar bort kvalster. Huvudtalare var Melissa Oddie, en forskare som jobbat med två norska populationer som även de är resistenta, och hon har funnit att “recapping” av arbetarceller är ett beteende som kan avlas fram då det finns naturligt i ca 10-20% av alla kolonier. Recapping betyder att bina känner av att det är något fel med cellen (pga av kvalstrets påverkan på larven eller annan orsak) och öppnar cellen samt stänger den igen. Denna förändring av atmosfären i cellen verkar påverka kvalstret till den grad att de inte kan föröka sig. Moderkvalstret överlever men kan inte föröka sig och därmed kommer kvalstermängden att minska ifall tillräckligt många kvalster hindras från att föröka sig. Den avgörande faktorn är således hur stor andel av cellerna med kvalster bina hittar och öppnar och Melissa har funnit att kolonier med mer än 30% öppnade celler med kvalster överlever men att ca 50% behövs för att hålla kvalsterpopulationen på en tillräckligt låg nivå för att kolonin ska förbli starka och livsdugliga. Melissa slog fast att räkning av dagligt nedfall kan användas för att hitta livsdugliga samhällen – nedfallet får inte gå över 10 st/ dag.

Short summary in English: To finish off the Varroa mite test oxalic acid is applied to all the hives – control hives and testhives. We will count the fallen mites and compare the two groups and for a successfull result no significant differences should be found alternatively the control group have a higher mite count. Test colonies was treated with drone cutout + Lactic acid if needed and control recieved formic acid in august and now the oxalic acid.

Nu ska det avgöras ifall testet är succe eller bust då vi ska genomföra oxalsyrebehandling på samtliga kupor som ingår i testet – både testkupor och kontroll. Om antalet fallna kvalster inte skiljer sig signifikant åt mellan grupperna (eller om kontrollgruppen har högre antal) kan vi konstatera att testkuporna har klarat sig bra med bara Drönarutskärning samt Mjölksyrebehandling. Efter två dagars nedfall ligger de värsta på ca 300 kvalster, två kontroll och en test.

Short summary in English: The Varroa test with drone cutout + Lactic acid treatment instead of traditional treatment with strong acids or chemical acaricides is coming to an end. The result is shown in the graph below and the test group have a significantly lower mitefal after the drone cutout is completed and the low mitefall is kept all the way through the season. Only one of 10 hives in the test group have a mite fall in september that require a treatment with formic acid or other strong acaricide.

Nu börjar vi närma oss mål i vårt Varroa test, vi startade med 16 test och 11 kontroll och kommer i mål med 10 respektive 6. Resultatet är en statistiskt säkerställd skillnad i nedfall av kvalster mellan kontroll och testgrupp vilket var väntat efter att drönarutskärningen var avklarad. Att den skulle hålla i sig även fram till slutet av augusti var glädjande, men inte självklart, men visar att med vår metod håller vi kvalsternivån låg över hela säsongen. I oktober har en testkupa av 10 fått för höga nivåer och den kupan skulle vi i normala fall behandla med myrsyra. I år låter vi den stanna i testgruppen för att se om vi kan rädda den med enbart mjölksyra.

Short English summary:
How nectar turns to honey. Foraging bees can carry up to 90% of their body weight with nectar. When they arrive to the colony they give the nectar to nurse bees that regurgigate and exchange the nectar to other bees, thus constantly add enzymes to the nectar. This process ends when the water content is about 30% and then the unripe honey is placed in a cell in the brood chamber where the high temperature in combination with low humidity reduce the water content to about 20%. The almost finished honey is then placed in a cell far away from the fluster and is capped once the honey is fully riped. Due to the high sugar content no microbes can survive there and hence ripe honey have almost unlimited shelf life.
När biet Berta kommer hem från sin tur är honungsmagen fylld med nektar, upp till 90 % av biets vikt (1) kan den bära med sig, ca 80-90 mg.
Nektar innehåller 20-40% sockerarter beroende på vilken sorts blomma det är, samt en mängd andra ämnen som härrör från blommorna. I den färdiga honungen har man fö identifierat över 200 olika kemiska ämnen (1); bla sockerarter, proteiner, aminosyror, mineraler mm vilket visar vilken komplex produkt honung är.
När flygbiet kommer till kupan lämnas nektarn över till ambina som börjar bearbeta honungen – de stöter upp honungsdroppen som hamnar på tungan där värmen gör att vatten förångas (1). Detta förfarande upprepas samtidigt som nektarn förs från bi till bi och när sockerhalten nått 70% placeras honungen i en tom cell mitt i yngelklotet. Under denna behandling tillsätts enzymerna från bina, ju fler bin som deltar desto mer enzymer, vilket bla delar sackaros till fruktos och glukos (nektar innehåller en del sackaros) vilket är de enda sockerarter som bina kan tillgodogöra sig direkt. Temperaturen i yngelkammaren är 34-35 grader och för att kunna dra ur ytterligare vatten håller bina luftfuktigheten låg med hjälp av luftströmmar. Speciellt på kvällen fläktar bina in kall luft som värms upp och som därmed får låg luftfuktighet och därmed sjunker vattenhalten ca 20% och därefter förs den till en cell så långt från flustret som möjligt där bina till slut stänger igen cellen när honungen är mogen, dvs håller en fukthalt på 17-18%. Under hela mognadsprocessen förändras de kemiska föreningarna pga fortsatt enzympåverkan, vilket förbättrar smak och doft. När sackaros, med hjälp av enzymet invertase, omvandlas till fruktos och glukos binds samtidigt en vattenmolekyl vilket drar ur det sista vattnet (1) och ger den färdiga mogna honungen. I den färdiga honungen kan inga mikrober föröka sig och honungen har därför närmast obegränsad hållbarhet så länge som fuktkvoten hålls låg och honungen skyddas från ljus.

Referenser: 1. Horn, Lullman 2019. The honey

Short summary in English:
How many mites are in a colony?
we have an idea of a model how to determine the total number of mites in the colony which uses the cut out drones from the drone combs to estimate the total population. Since the mayoriy of the mites prefer to enter a drone cell, and the ratio is known, it should be possible to give a decent estimation of the total mite population, see below how the formula is built up and the first preliminary results.

Varroakvalster är som bekant den enskilt värsta parasiten som, om den inte bekämpas, tar död på de flesta kolonier inom 2 år. Trots mängder av forskning finns det många frågetecken kvar;
tex hur länge lever ett kvalster, hur snabbt förökar de sig, och hur beräknar man antalet kvalster som finns i en koloni?
För att kunna anpassa behandling (så lite som möjligt) behöver man veta hur många kvalster som finns men det är omöjligt att veta säkert utan att döda samhället eller använda starka pesticider eller acaracider, vilket vi vill undvika.
Av den anledningen behöver vi en metod där vi kan uppskatta antalet men de metoder som finns har alla inbyggda osäkerheter och/eller är besvärliga att utföra:

1. Skaka bin i alkohol ger en uppfattning om hur stor andel bin som finns på vuxna bin.
   Nackdelar: tar mycket tid, dödar bin, måste först leta upp drottningen så man inte får med henne, väldigt beroende på var man tar bina, de flesta kvalster sitter inne i cellerna så ger en dålig bild av totala antalet kvalster, måste veta hur många bin som finns i kupan för att kunna beräkna totalen, ger oprecist resultat vid låga kvalsternivåer, behöver upprepas ofta för att se utvecklingen men då dödar man många bin samt att det tar mycket tid.
2. Skaka bin i florsocker, samma som ovan minus att man inte dödar bina.
3. Räkna naturligt nedfall ger en uppfattning hur stor population som finns i kupan.
   Nackdelar: Svårt att veta hur korrelationen ser ut mellan nedfall och antal kvalster i kolonin och korrelationen kan dessutom ändras under säsong. Svårt att bedöma felkällorna (myror och andra insekter äter eventuellt kvalster, bina städar eventuellt bort kvalster, kvalster följer med flygbina och försvinner etc).
4. Skära ut arbetaryngel och räkna kvalster och få en bild av hur stor andel celler som är angripna.
   Nackdelar: Dålig tillförlitlighet, man dödar många bin vid upprepade test

Vi föreslår en metod där vi använder det faktum att kvalstret föredrar att krypa in i drönarceller – det är mellan 6-11x större sannolikhet att kvalsterhonan kryper in i en drönarcell än en arbetar cell (Beetsma et al., 1999; Fuchs, 1990). Om vi använder det lägre värdet , dvs 6, innebär det att drygt 80% av kvalstren väljer en drönarcell. När vi använder en drönarram (fig 1.) kommer bina att koncentrera drönarna där och vi kan relativt enkelt enkelt räkna hur många kvalster som befinner sig där.

Utifrån det värdet kan vi sedan beräkna hur många kvalster som sitter i en arbetar cell och slutligen hur många kvalster som befinner sig i den phoretiska fasen dvs sitter på vuxna bin. Om vi sedan summerar alltihop har vi fått en hygglig uppfattning hur många kvalster som totalt finns i kupan.

Ett exempel: I ramen i fig 1 har vi ca 700 täckta drönare. Vi öppnar 100 st och hittar 8 st kvalster => 56 kvalster (7×8) i hela täckta kakan. Det finns lite drönare på andra ramar vilket vi uppskattar (får man göra vid varje enskilt tillfälle) till 25 st per ram a 10 ramar med täckt arbetar yngel=> 250 drönare till dvs 20 kvalster (vi använder 8/100 celler även här). Då har vi totalt 76 kvalster i våra drönare (som representerar 80% av alla kvalster i celler) och vi behöver beräkna de som sitter i arbetarcellerna. 76/0,80=> 95 kvalster totalt (så då 19 sitter i arbetarynglet).
Nu har vi en sak kvar och det är att beräkna hur stor andel som sitter på de vuxna bina (phoretiska fasen). Mellan 10-35% av kvalstren sitter på vuxna bin i en sk phoretisk fas (Martin et al. 1998, Rosenkrantz et al, 2010). Vi håller oss till en konservativ modell och väljer en högre siffra, 30%, och då representerar ovanstående 95 kvalster 70% av alla kvalster i kolonin. Totalen blir då 95/0,70=136 kvalster.
Vi summerar:

Från drönarram (8 /100 celler ger 7×8, 700 drönare i en utskärning)	56
Från övriga drönare	20
Från arbetarceller (20% =>15 st)	19
Från vuxna bin (30% => 41 st)	41
Summa	136

Den matematiska formeln ser då ut på följande vis:

x=total mite population in the hive

a=infestation rate of drone brood (calculated by result from drone comb calculations)

Dr_drc= number of capped drone cells in the drone comb (calculated by measure the area of the capped drones in the drone comb)

Dr_drh= number of capped drone cells in the worker brood combs (counted/estimated)

Diskussion
Om man gör drönarutskärning kan man således räkna med att man får bort drygt 1/3 av alla kvalster per utskärning (56 av 136) vilket skulle hålla kvalsterpopulationen relativt stabil under de veckor man gör drönarutskärning. Vi tar ju bort 56 kvalster men de 39 (20+19) som sitter i andra celler kommer att föröka sig och i princip ersätta de som vi skar bort och därmed borde totalen hållas konstant. I praktiken ser vi oftast en rejäl minskning redan efter 3-4 utskärningar (dagliga nedfallet minskar kraftigt) vilket tyder på att modellen är aningens konservativ, se fig 2, Drönarutskärning 2023. Vi kommer ihåg att vi använde konservativa siffror för fördelningen var kvalstren sitter (30% istället för 10% på de vuxna bina) samt även på fördelningen mellan drönar celler och arbetar celler vilket eventuellt förklarar skillnaden.

Modellen tar inte hänsyn till invasion utifrån av kvalster eller kvalster som försvinner med flygbin men eftersom det ger en ögonblicksbild av kupans totala antal kvalster spelar det mindre roll. Metoden är dessutom relativt enkel att upprepa vilket då ger en bra bild av förändringen under den tid då varroan förökar sig snabbast. Nedan har vi en plott baserad på våra drönarutskärningar vi gjorde i somras – här har vi bara gissat att antal drönare på andra kakor är ca 25%. Nästa år kommer vi starta ett projekt där vi ska undersöka ifall modellen är användbar.

Referenser:
1. Beetsma, J., Boot, W. J., & Calis, J. (1999). Invasion behaviour of Varroa jacobsoni Oud.: from bees into brood cells. Apidologie, 30, 125–140. https://doi.org/10.1051/apido:19990204

2. Fuchs, S. (1990). Preference for drone brood cells by Varroa jacobsoni Oud in colonies of Apis mellifera carnica. Apidologie, 21, 193–199. https://doi.org/10.1051/apido:19900304

3. Martin, S., 1998. A population model for the ectoparasitic mite Varroa jacobsoni in
honey bee (Apis mellifera) colonies. Ecol. Model. 109, 267–281.

4. Rosenkrantz P, Aumeier P, Ziegelmann B. 2010. Biology and control of Varroa destructor

5. Bjusen, Nordin, (2023). Varroa management by drone cutout and Lactic Acid Treatment (LAT)

Vi använder mjölksyra för att trycka ner kvalsternivåerna och någon kupa har fortfarande lite för högt nedfall och därmed för stort kvalstertryck. En nackdel med mjölksyra är att det tar tid att lyfta varje ram och av den anledningen har vi kommit på ett nytt sätt att applicera mjölksyran. Med vår nya metod tar det bara en dryg minut att spraya en låda vilket gör att vi inte riskerar att kyla ner samhället vilket är viktigt när det bara är 12-13 grader utomhus.
Short summary in English: Our newly developed technique to apply Lactic acid for a quick Mite treatment.

Hösten har anlänt med kalla nätter men dagtid kan bina fortfarande flyga när temperaturen stiger uppåt 12-13 grader. Idag fick vi stöd för ett påstående om svarta bin – de flyger vid lägre temperaturer än andra bin. Idag vid 1600 tiden var det 11 grader och alla bin hade lagt av för dagen förutom de svarta som fortsatte flyga för fullt.

Två andra påståenden verkar också stämma – de kör på längre på hösten med yngel och de verkar invintra mindre kolonier. När vi gjorde mjölksyran idag såg vi yngel i bägge kuporna och båda hade ca 5 ramar med bin. Våra andra kupor har alla slutat med yngel och har ca 10 ramar med bin så en rejäl skillnad. Vi får se hur det ser ut till våren.

Så var sommaren 2023 över och för vår del den tuffaste säsongen någonsin med mycket problem och därmed klen honungsskörd. Nå, vi har i vart fall invintrat 13 hyggligt starka samhällen med två nordiska svarta nykomlingar. Det ska bli oerhört spännande att följa dem och se vilka påståenden som håller och vilka som kan avfärdas som myter; de äter mindre under vintern, de har mindre kluster, de har långsammare vårutveckling, de sätter inget vinteryngel och klarar därmed Varroan bättre, visst ja vi får inte glömma att de är ilskna. Det sista påståendet avfärdar vi direkt som en myt då vi var in i kuporna senast idag och gjorde mjölksyra då de har något för högt nedfall. Snällare bin får man leta efter och dessutom är det två andra myter till som vi kan slänga på sophögen. Inte sjutton är bina ilskna på hösten och inte heller är det någon särskilt stor risk för röveri om man öppnar på hösten.
Vad gäller att bina skulle vara ilskna på hösten hänger det nog ihop med att många biodlare tömmer kuporna vid den sk slutskattningen för att något senare ge sockervatten. När all maten försvinner blir bina givetvis desperata och försöker förtvivlat hitta mat och då blir de irriterade eftersom det inte finns någon nektar (dödsdom för dem) samt ger sig på svagare samhällen som eventuellt har lite mat. Inte alls konstigt.
Eftersom vi aldrig gör någon slutskattning där vi tömmer kuporna på mat upplever inte våra bin att de svälter och behöver således inte ägna sig åt röveri utan kan lugnt fortsätta med sitt samlande.

Idag var en hyggligt varm höstdag och bina flög som bara den – de var alldeles vita så det är jättebalsamin som de har hittat. Många hade ljust pollen med sig så det blir bra reserv för vinteryngel längre fram.

Vi har också kommit till slutet på vårt Varroa test där vi gjort en kontrollerad studie för att visa att man kan klara sig med drönarutskärning och mjölksyrebehandling och därmed helt slippa använda myrsyra och oxalsyra. Vi startade med 14 testkupor (drönarutskärning och mjölksyra) och 11 kontrollkupor som får traditionell behandling med myrsyra och oxalsyra som positiv kontroll. Nedan ses delresultat efter att drönarutskärnigen avslutats kvar är att göra oxalsyra på samtliga kupor för att jämföra hur många kvalster som finns kvar i de bägge grupperna. Ett oväntat sidoresultat är att det ser ut som om vissa kupor har VSH egenskaper då de har klarat en hel säsong utan någon behandling alls – detta ska vi titta närmare på. Det är stor skillnad på hur olika kupor klarar sig trots att de står bredvid varandra och förklaringen kan vara VSH egenskap hos några kupor.

Som biodlare undrar man ständigt vad bina hittar att dra på och man blir hela tiden överraskad på vad de hittar på. Nu är det uppenbarligen vindruvor som är favoriten, det lustiga är att björnbären som växer på samma ställe är ointressant. Uppenbarligen är det mer socker i druvorna än björnbären.