STUDYING THE DIFFERENCE IN AIR TEMPERATURE INSIDE A HIVE AND INSIDE SEALED BROOD COMB UNDER NATURAL SOLAR HIVE HEATING IN "SUNNY HIVE".

 

Abstract

 

In common practice, when articles are written about bee living conditions in a hive, and especially about temperatures, they typically refer to the air temperature inside the hive. However, how this affects brood temperature in a hive full of comb, bees, and honey is generally overlooked. In the Sunny Hive, this is a vital parameter, determining the survival of bees, brood, and the queen when the hive interior heats up to high temperatures, which can kill Varroa mite egg masses. Our experiment on monitoring the temperature inside the brood comb showed that the brood temperature follows the air temperature in the hive by 3-4 degrees, and stabilizes, most likely due to the bees' active efforts to lower it.

 

Keywords

 

Mites, Varroa, Solar Hive, solar heating, brood

 

ypically, the temperature in Sunny Hive, even in typical temperate climate during summer, doesn't reach critical levels and is only 1-2 degrees higher than the typical temperature in the bee nest. Only on certain hot and sunny days does the temperature in the hive rise to 38-40°C or more. During such periods, the key conditions for mite death—high temperature and low relative humidity—should be achieved. But is this achieved? How does it affect the brood, the bees, and the queens? Our experiments provide answers to the part of these questions.

 

First, the queens. Queens can withstand high temperatures as long as they are short-term and don't reach the bees' survival threshold of 45-50°C. In our experiment, when the air inside the hives heated to 43-45°C, the queens in two small colonies died, in one became infertile.

 

Second, the eggs. Eggs also disappear from the nest at such high temperatures. Italian beekeepers believe that queens stop laying eggs, but more likely, the eggs cannot withstand the high temperatures and dryness and die, and the bees remove them. It's also possible, of course, that queens sharply reduce egg production after heat stress.

 

Thirdly, the bees. Bees generally don't suffer from high temperatures of 42-43°C (104-111°F), especially those that can leave the hive and create clusters in the shade. However, it can happen that bees in small colonies die completely at such temperatures, as the hive has zones of above-average temperatures approaching 50-60°C (122-140°F). In these cases, young honeycombs also can melt and collapse. But only young combs, which lack cocoons and the wax foundation of which is too soft. Large colonies with a full complement of combs containing brood and honey, as a rule, don't suffer.

 

Fourthly, the brood. The brood situation has been unclear until now. Experiments showed that heating the air around the brood comb to 43°C (111°F) did not harm the brood. Normal bees eventually emerged from such combs. However, the actual temperature in the comb during this period is unclear. After all, a temperature of 38°C (102°F) is considered the threshold for normal brood development.

 

Materials and Methods

 

For this reason, we conducted another experiment to monitor the brood comb temperature in a single-body ten-frame hive of a typical bee colony with three frames of brood and seven frames of food. The sensors were positioned on the comb as shown in Figure 1.

Figure 1. Location of temperature sensors on a comb and their temperature indicators arranged in the corresponding order. The sixth sensor shows the air temperature between the brood combs.

Five sensors were placed inside a brood comb so that the metal body of the sensor was completely deepened into the comb. Half of the sensor was on one side of the comb, the other on the other side. Only the wire remained exposed. Sensors 1 and 2 were located on the south side of the comb, 3 in the center, and 4 and 5 on the north side opposite the hive entrance. One sensor was positioned in the air between the brood frames, approximately in the middle of the comb, well away from the south wall and the hot air flow from the solar heater. This means that the temperature of the hot air coming from the solar heater down the south wall of the hive could be significantly higher. We only measure an average air temperature between the brood frames.

 

Measurements were taken at 0.5-1 hour intervals over two hot and, most importantly, sunny days with temperatures ranging from 26-27°C (80-82°F) and 28-29°C (82-82°F). This difference is quite significant, as the air temperature inside the hive approaches the critical limit of +40°C and above. It was important to clarify several questions, three of which are key:

• To what temperature does the brood actually warm up, and what is the difference between the air and brood temperatures, if any?

• Is there a delay, and for how long, in the brood reaching its maximum temperature when the hive is heated in the sun from morning to evening?

• Are bees able to withstand overheating of the hive and interfere with its efficient operation, while still preserving the lives of  brood and queen?

 

Results

 

The results of temperature monitoring on the first day are shown in Figure 2.

Figure 2. Temperature graph in five zones of brood frame and the air between the frames, which warms them up due to heat transfer at an outside temperature of +26-27C

The results showed that with an outside temperature of 26-27°C and clear skies, the temperature inside the hive reaches 39-40°C, while the brood comb temperature generally remains in the range of 36-37°C. Only in the southern part of the hive does it exceed 37°C, and then mostly in the lower part, where brood is typically sparse. The brood is in a comfortable temperature zone. The bees ventilate the hive without gathering in a cluster on the wall of the hive around the entrance. The graph shows that ventilation allows the bees to maintain a stable temperature in most of the brood comb, with a 3-4°C difference relative to the temperature in the interframe space.

 

The monitoring results on the second day are shown in Figure 3.

Figure 3. Temperature graph in five zones of the brood frame and the air between the frames, which warms them up due to heat transfer at an outside temperature of +28-29C

Results showed that with an outside temperature of 28-29°C and clear skies, the air temperature inside the hive reaches 41-42°C, while the brood comb temperature generally ranges near and above 37°C. In the southern part of the hive, it reaches and exceeds 38°C, especially in the lower part, where hot air enters. Conditions for brood are approaching a critical limit. Bees actively ventilate the hive, partially crowding outside the hive. This temperature is not critical for the brood and queen unless it lasts for several days at a time. However, if it persists for a long time, some eggs may die, and the queen may cease laying. In small colonies, bees and the queen may die, as they are unable to provide adequate thermoregulation in the nest. Therefore, we recommend partially closing the heating elements of the hive, which ensure its heating at low external temperatures.

 

Discussion

 

In both cases, Varroa mite eggs suffer from overheating. Based on the work of Akimov and Piletskaya, we can draw conclusions about the approximate temperature ranges for the death of mite eggs at an average relative humidity of 40%-60% (Fig. 4).

• +35-36°C - up to 50%

• +36-37°C - up to 70%

• +37-38°C - up to 95%

• +38°C - up to 100%

In our case, we can talk about three temperature zones with varying effectiveness (Fig. 4). In the first, on the south side of the brood frames, all mite eggs will die, then up to 70%, and further north, toward the entrance, up to 50%. On average, up to 70% of all Varroa mite eggs in sealed brood will die after these temperatures are reached. Furthermore, increasing the hive temperature to 40-42°C will lead to a decrease in humidity to 15-20%, which in turn will affect the female mites present on the bees in the hive. This will further reduce the mite infestation in bee colonies.

Figure 4. Temperature and humidity ranges and their lethality levels for Varroa mite egg laying, as well as an approximate distribution of temperature zones in a brood frame in a Sunny Hive

In summary, answering the main question posed before the experiment, we can say that:

• The brood warms to temperatures 3-4 degrees Celsius lower than the average air temperature inside the hive. This temperature is maintained for a long time (3-4 hours in the experiment). This may be due to active thermoregulation by the bees, coupled with natural heat loss of the hive. This difference ensures brood survival at hive temperatures of up to +41-42°C.

• When the hive warms up, surprisingly, there is almost no delay in the brood warming relative to the air in the hive. A delay of about half an hour is possible. Subsequently, during the established thermal regime, with air temperature fluctuations in the hive within 1-2 degrees, the brood temperature remains fairly stable. Convection in the hive is virtually absent. Zonal heating of the brood combs is observed. • Analysis of the graphs shows that, when a certain air temperature is reached in the hive, the brood temperature stabilizes with a decrease of 3-4 degrees. It is unlikely that this is due to heat loss within the hive. Therefore, it can be concluded that this is the result of the bees' activity. On the one hand, this has a negative effect, as the hive must be heated more intensely to reach a temperature at which Varroa mite eggs in the brood will die. This creates dangerous conditions for the bees themselves, and especially for the queen, who cannot leave the hive like the bees if it overheats. On the other hand, in the case of critical, uncontrolled hive overheating and the absence of a beekeeper, this can at least save the part of brood from death. However, this is only possible in complete colonies. In colonies with a small number of frames and bees, this is not possible, and the colonies may die entirely.

 

Conclusion

 

Thus, it can be concluded that on hot, sunny days, the Solar Hive performs its function—suppressing the growth of Varroa mites by regularly ovsrheating their eggs to lethal temperatures. This means that the Sunny Hive demonstrates its true effectiveness in combating Varroa mites in honeybee colonies.

ESTUDIO DE LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA DEL AIRE DENTRO DE UNA COLMENA Y TEMPERATURA DENTRO DE UN PANAL DE LA CRIA SELLADA, BAJO CALEFACCIÓN SOLAR NATURAL EN LA COLMENA "SUNNY HIVE" (Colmena Soleada).

 Resumen

En la práctica habitual, cuando se escriben artículos sobre las condiciones de vida de las abejas en una colmena, y especialmente sobre las temperaturas, generalmente se hace referencia a la temperatura del aire dentro de la colmena. Sin embargo, suele pasarse por alto cómo esto afecta la temperatura del panal de cría en una colmena llena de panales, abejas y miel. En la Colmena Soleada, este es un parámetro vital que determina la supervivencia de las abejas, la cría y la reina cuando el interior de la colmena alcanza temperaturas elevadas, que pueden matar las masas de huevos del ácaro Varroa. Nuestro experimento de monitorización de la temperatura dentro del panal de cría demostró que la temperatura de la cría sigue la temperatura del aire en la colmena con una diferencia de 3 a 4 grados menos, y se estabiliza, muy probablemente debido a los esfuerzos activos de las abejas para reducirla.

 

Palabras clave

Ácaros, Varroa, Colmena Solar, calefacción solar, cría

 

Normalmente, la temperatura en la Colmena Soleada, incluso en un clima templado típico durante el verano, no alcanza niveles críticos y solo es 1-2 grados superior a la temperatura habitual en el nido. Solo en ciertos días calurosos y soleados la temperatura en la colmena sube a 38-40 °C o más. Durante estos periodos, deberían darse las condiciones clave para la muerte de los ácaros: alta temperatura y baja humedad relativa. Pero, ¿se cumplen estas condiciones? ¿Cómo afecta a la cría, las abejas y las reinas? Nuestros experimentos ofrecen respuestas a parte de estas preguntas.

 

Primero, las reinas. Las reinas pueden soportar altas temperaturas siempre que sean de corta duración y no alcancen el umbral de supervivencia de las abejas de 45-50 °C. En nuestro experimento, cuando el aire dentro de las colmenas se calentó a 43-45 °C, las reinas de dos colonias pequeñas murieron y una de ellas se volvió infértil.

 

En segundo lugar, los huevos. Los huevos también desaparecen del nido a temperaturas tan elevadas. Los apicultores italianos creen que las reinas dejan de poner huevos, pero lo más probable es que los huevos no soporten las altas temperaturas y la sequedad, mueran y las abejas los retiren. También es posible, por supuesto, que las reinas reduzcan drásticamente la producción de huevos tras un estrés por calor.

 

En tercer lugar, las abejas. Las abejas generalmente no sufren con temperaturas de 42-43 °C (104-111 °F), especialmente aquellas que pueden abandonar la colmena y formar racimos a la sombra. Sin embargo, puede ocurrir que las abejas de colonias pequeñas mueran por completo a estas temperaturas, ya que la colmena presenta zonas con temperaturas superiores a la media, cercanas a los 50-60 °C (122-140 °F). En estos casos, los panales jóvenes también pueden derretirse y colapsar. Pero solo los panales jóvenes, que carecen de capullos y cuya cera base es demasiado blanda. Las colonias grandes con panales completos que contienen cría y miel, por lo general, no sufren. En cuarto lugar, la cría. Hasta ahora, la situación de la cría no estaba clara. Los experimentos demostraron que calentar el aire alrededor del panal de cría a 43 °C (111 °F) no la perjudicaba. Finalmente, las abejas normales emergieron de dichos panales. Sin embargo, se desconoce la temperatura real dentro del panal durante este período. Después de todo, se considera que una temperatura de 38 °C (102 °F) es el umbral para el desarrollo normal de la cría.

 

Materiales y Métodos

 

Por este motivo, realizamos otro experimento para monitorear la temperatura del panal de cría en una colmena de diez cuadros de una colonia típica, con tres cuadros de cría y siete de alimento. Los sensores se colocaron en el panal como se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Ubicación de los sensores de temperatura en un panal y sus indicadores de temperatura dispuestos en el orden correspondiente. El sexto sensor muestra la temperatura del aire entre los panales de cría.

 

Se colocaron cinco sensores dentro de un panal de cría, de manera que el cuerpo metálico del sensor quedara completamente sumergido. La mitad del sensor se ubicó a un lado del panal y la otra mitad al otro. Solo el cable quedó expuesto. Los sensores 1 y 2 se ubicaron en el lado sur del panal, el 3 en el centro y el 4 y el 5 en el lado norte, frente a la entrada de la colmena. Un sensor se colocó en el aire entre los panales de cría, aproximadamente en el centro del panal, lejos de la pared sur y del flujo de aire caliente del calentador solar. Esto significa que la temperatura del aire caliente proveniente del calentador solar que baja por la pared sur de la colmena podría ser significativamente mayor. Solo medimos la temperatura promedio del aire entre los panales de cría.

 

Las mediciones se tomaron a intervalos de 0,5 a 1 hora durante dos días calurosos y, sobre todo, soleados, con temperaturas que oscilaron entre 26-27 °C (80-82 °F) y 28-29 °C (82-82 °F). Esta diferencia es bastante significativa, ya que la temperatura del aire dentro de la colmena se acerca al límite crítico de +40 °C o más. Era importante aclarar varias preguntas, tres de las cuales son clave:

 

• ¿A qué temperatura se calienta realmente la cría y cuál es la diferencia entre la temperatura del aire y la de la cría, si la hay?

 

• ¿Existe un retraso, y de cuánto tiempo, en que la cría alcance su temperatura máxima cuando la colmena se calienta con el sol desde la mañana hasta la tarde?

 

• ¿Pueden las abejas soportar el sobrecalentamiento de la colmena e interferir con su funcionamiento eficiente, sin dejar de sobrevivir a la cría y a la reina?

 

Resultados

 

Los resultados del monitoreo de temperatura del primer día se muestran en la Figura 2.

 

Figura 2. Gráfico de la temperatura en cinco zonas del cuadro de cría y el aire entre los cuadros, que los calienta debido a la transferencia de calor a una temperatura exterior de +26-27 °C.

Los resultados mostraron que, con una temperatura exterior de 26-27 °C y cielos despejados, la temperatura dentro de la colmena alcanza los 39-40 °C, mientras que la temperatura del panal de cría generalmente se mantiene entre 36 y 37 °C. Solo en la parte sur de la colmena supera los 37 °C, principalmente en la parte inferior, donde la cría suele ser escasa. La cría se encuentra en una zona de temperatura confortable. Las abejas ventilan la colmena sin agruparse en la pared alrededor de la entrada. El gráfico muestra que la ventilación permite a las abejas mantener una temperatura estable en la mayor parte del panal de cría, con una diferencia de 3-4 °C menos, con respecto a la temperatura en el espacio entre cuadros.

 

Los resultados del monitoreo del segundo día se muestran en la Figura 3.

Figura 3. Gráfico de temperatura en cinco zonas del cuadro de cría y del aire entre los cuadros, que los calienta debido a la transferencia de calor a una temperatura exterior de +28-29 °C.

Los resultados mostraron que, con una temperatura exterior de 28-29 °C y cielos despejados, la temperatura del aire dentro de la colmena alcanza los 41-42 °C, mientras que la temperatura del panal de cría generalmente ronda los 37 °C o más. En la parte sur de la colmena, alcanza e incluso supera los 38 °C, especialmente en la parte inferior, por donde entra el aire caliente. Las condiciones para la cría se acercan a un límite crítico. Las abejas ventilan activamente la colmena, apiñándose parcialmente fuera de ella. Esta temperatura no es crítica para la cría y la reina a menos que se prolongue durante varios días seguidos. Sin embargo, si persiste durante mucho tiempo, algunos huevos pueden morir y la reina puede dejar de poner. En colonias pequeñas, las abejas y la reina pueden morir, ya que no pueden proporcionar una termorregulación adecuada en el nido. Por lo tanto, recomendamos cerrar parcialmente los elementos calefactores de la colmena, que aseguran su calefacción a bajas temperaturas exteriores.

 

Discusión

 

En ambos casos, los huevos del ácaro Varroa sufren sobrecalentamiento. Basándonos en el trabajo de Akimov y Piletskaya, podemos extraer conclusiones sobre los rangos de temperatura aproximados para la muerte de los huevos de ácaros con una humedad relativa promedio del 40 % al 60 % (Fig. 4).

• +35-36 °C: hasta el 50 %

• +36-37 °C: hasta el 70 %

• +37-38 °C: hasta el 95 %

• +38 °C: hasta el 100 %

En nuestro caso, podemos hablar de tres zonas de temperatura con diferente efectividad (Fig. 4). En la primera, en el lado sur de los panales de cría, morirán todos los huevos de ácaros, luego hasta el 70 %, y más al norte, hacia la entrada, hasta el 50 %. En promedio, hasta el 70 % de todos los huevos de ácaros Varroa en la cría sellada morirán al alcanzar estas temperaturas. Además, aumentar la temperatura de la colmena a 40-42 °C provocará una disminución de la humedad a un 15-20 %, lo que a su vez afectará a los ácaros hembra presentes en las abejas de la colmena. Esto reducirá aún más la infestación de ácaros en las colonias de abejas.

 

Figura 4. Rangos de temperatura y humedad y sus niveles de letalidad para la puesta de huevos del ácaro Varroa, así como una distribución aproximada de las zonas de temperatura en un cuadro de cría en una Colmena Soleada.

En resumen, respondiendo a la pregunta principal planteada antes del experimento, podemos afirmar que:

 

• La cría alcanza temperaturas 3-4 grados Celsius inferiores a la temperatura media del aire dentro de la colmena. Esta temperatura se mantiene durante un tiempo prolongado (3-4 horas en el experimento). Esto puede deberse a la termorregulación activa de las abejas, junto con la pérdida de calor natural de la colmena. Esta diferencia garantiza la supervivencia de la cría a temperaturas de hasta +41-42 °C dentro de la colmena.

 

• Sorprendentemente, al calentarse la colmena, prácticamente no hay retraso en el calentamiento de la cría con respecto al aire interior. Es posible un retraso de aproximadamente media hora. Posteriormente, durante el régimen térmico establecido, con fluctuaciones de la temperatura del aire dentro de la colmena de 1-2 grados, la temperatura de la cría se mantiene bastante estable. La convección en la colmena es prácticamente inexistente. Se observa calentamiento zonal de los panales de cría. El análisis de los gráficos muestra que, al alcanzarse cierta temperatura ambiente en la colmena, la temperatura de la cría se estabiliza con un descenso de 3-4 grados. Es improbable que esto se deba a la pérdida de calor dentro de la colmena. Por lo tanto, se puede concluir que es el resultado de la actividad de las abejas. Por un lado, esto tiene un efecto negativo, ya que la colmena debe calentarse con mayor intensidad para alcanzar una temperatura que elimine los huevos del ácaro Varroa en la cría. Esto crea condiciones peligrosas para las abejas, especialmente para la reina, que no puede abandonar la colmena como las demás si se sobrecalienta. Por otro lado, en caso de sobrecalentamiento crítico e incontrolado de la colmena y en ausencia de un apicultor, esto puede al menos salvar a parte de la cría. Sin embargo, esto solo es posible en colonias completas. En colonias con pocos cuadros y abejas, esto no es posible y las colonias pueden morir por completo.

 

Conclusión

 

Por lo tanto, se puede concluir que en días calurosos y soleados, la Colmena Soleada cumple su función: suprimir el crecimiento del ácaro Varroa al sobrecalentar regularmente sus huevos a temperaturas letales. Esto significa que la Colmena Solar demuestra su verdadera eficacia en el control del ácaro Varroa en las colonias de abejas.

 

CONDITIONS FOR EFFECTIVE VARROA MITE CONTROL USING A SUNNY HIVE IN SOUTH REGIONS OF EUROPE AND USA.

 SUNNY HIVE is currently the most effective means of controlling Varroa and Tropilaelaps mites without the use of any chemical acaricides. It suppresses and destroys both the brood of mites and the mites themselves in sealed brood cells of bees. This effect is achieved by maintaining elevated temperatures in the brood area of ​​the nest, which are lethal to the young mites and eggs. These temperatures in the solar hive are achieved by heating the interior of the hive by collecting solar energy and converting it into thermal energy using special heating elements inside the hive.

Since it utilizes solar energy, the hive only operates in the presence of solar light and a certain outdoor temperature. This combination allows the temperature inside the bee nest to reach a range of 36-43°C, which is lethal to the mites eggs. The higher the internal temperature in the bee nest within the specified range, the more effective the suppression of mite population growth.

Higher temperatures, especially those lasting for a long time, can be dangerous for brood and queens. This is precisely what limits the hive's ability to operate in extremely hot conditions. However, it's important to understand that SUNNY HIVE is not an automatic system that maintains the required temperature (otherwise it would cost several times more). It's a conventional hive, which requires the beekeeper's attention during extreme weather conditions.

So, let's look at the temperature distribution for the period April-September 2025 in one of south regions (Fig. 1):

• April. Temperatures in April do not reach 22°C (72°F), which is together with sun light, is sufficient for the hive to function, meaning the bee nest reaches temperatures above 36°C (96°F). However, sunny days at these temperatures improve the hive's temperature and free up some bees from heating the nest during the day, reducing wear and tear and freeing them up for nectar collection.

• May. In May, there were three temperature intervals during which temperatures in the bee nest reached 37-40°C (98-104°F), allowing for a fairly effective effect on young mites and eggs. One of the intervals lasted 8 days, which should have had a very noticeable effect on young mites and eggs.

• June. In June, temperatures suitable for effective and complete suppression of mite population growth persist for almost the entire month. Two short, one-day intervals with high temperatures would have effectively killed off young mites, which had been greatly weakened during the month, and their eggs in the capped brood. 47% of sunny days means there were plenty of days for the bees to rest from the high temperatures and for the queens to continue laying eggs.

• July. July's conditions—most days with temperatures above 30-36°C and 66% of sunny days—mean it's best to completely cover the hives with sunscreens and, if possible, provide additional shade. Conditions for mite breeding at this time are already unfavorable. The goal of this month is to avoid harming the bees by overheating the brood and, most importantly, the queen.

• August. In August, conditions are roughly 50/50... That is, half of  sunny days are too hot to open the hive, and half of sunny days are around 30°C, which is generally suitable for hive operation and successful suppression of the mite population. In these conditions, everything depends on the beekeeper. If he wasn't afraid of work, the hive could be exposed to sunlight for 8-10 days this month, effectively controlling mites. However, on the remaining days, the screens had to be closed and perhaps additional shade was required, as temperatures were too high.

• September. September conditions, except for the first 2-3 days and the end of the month, were quite suitable for the SUNNY HIVE's operation and suppressing the development of mites and their young ones in the brood. The hive didn't require any special attention throughout September, other than the first 2-3 days.

 

Figure 1. Temperatures and sunny days in Maykop (Russia), 2025

(The yellow areas on the graphs indicate temperature zones where, in the presence of sunlight, the development of Varroa and Tropilaelaps mites is partially suppressed. The red areas on the graphs indicate temperature zones where, in the presence of sunlight, the development of Varroa  mites is effectively suppressed and Tropilaelaps mites are destroyed. The dark gray areas on the graphs indicate temperature zones where, in the presence of sunlight, conditions in the bee nest can become dangerous for brood and queens.)

I'd like to once again explain to beekeepers of the southern regions who constantly complain that now, during incredibly hot summers, the bees crowding outside the hives even without the use of SUNNY HIVEs... Dear colleagues, the purpose of SUNNY HIVE is to create elevated temperatures in the bees' nest when such conditions are absent in nature! This means avoiding placing of SUNNY HIVEs in the sun and opening the heaters on days when temperatures exceed 30-32°C and the sun is shining. During these periods, nature itself suppresses mites. A Solar Hive should be in operation in April, May, June, and September. It's possible, with supervision, that it can operate partially in August. However, it definitely cannot and should not operate in July. During this time, it should be closed and shaded, like all other types of hives. It's precisely during the "cool months" that a Solar Hive can create unbearable "summer" conditions for young mites and eggs. And thanks to this it can suppress Varroa mites development, completely or partially destroying the mites egg production. This is the SUNNY HIVE's job during the spring and summer season in southern regions. Roughly speaking, it operates in the spring and fall and rests in the summer. It is during these months that mite populations in southern regions experience their greatest growth, and it is during this cool period that the Solar Hive must operate, suppressing their growth.

In more northern and cooler regions, SUNNY HIVE can operate all summer, with the exception of some sunny weeks with temperatures exceeding 30°C.

 

 

UN MÉTODO PARA DESTRUIR LOS ÁCAROS TROPILAELAPS EN LAS COLMENAS DE ABEJAS SIN USAR PREPARADOS ACARICIDAS, Y LA POSIBILIDAD DE UTILIZAR PARA ESTO LA COLMENA SOLEADA DE PROUECTO APIVOX .

 

Resumen: Los ácaros Tropilaelaps son actualmente uno de los principales enemigos de las abejas, destruyendo grandes colmenares en cuestión de meses. Un control eficaz, basado en el conocimiento de sus características vitales y reproductivas, puede contribuir a la supresión del desarrollo descontrolado de la población de ácaros Tropilaelaps en las familias de abejas melíferas. El metaanálisis de trabajos científicos de todo el mundo durante los últimos 70 años, y nuestros propios estudios sobre el impacto en la población de ácaros Varroa de la destrucción regular de sus crías en panales sellados, utilizando un parámetro como la temperatura elevada, nos han permitido comprender que existe una posibilidad real de suprimir el desarrollo de la población de ácaros Tropilaelaps debido al efecto de la temperatura sobre la cría y estos ácaros. La ocultación de los ácaros de todo tipo de tratamientos en las celdas de cría se convierte, en este caso, en un factor clave para el éxito de la lucha contra ellos. El experimento permitió no solo confirmar la eficacia de los efectos de la temperatura sobre las crías de ácaros Tropilaelaps para inhibir el desarrollo de su población en general, sino también confirmar que la Colmena Soleada Apivox es capaz de crear las condiciones para la eliminación gradual de la población de ácaros Tropilaelaps en la colonia de abejas que vive en dicha colmena. El uso generalizado de este tipo de colmena es capaz de limpiar colmenares y regiones enteras de ácaros Tropilaelaps a pesar de la presencia de abejas silvestres y colmenares en las inmediaciones infectados con Varroa y ácaros Tropilaelaps.

 

Palabras clave: ácaros, Tropilaelaps, colmena, abejas, enfermedades

 

Los ácaros Tropilaelaps, que se han convertido en la segunda amenaza más importante para la apicultura en el sur de Europa, se conocen desde hace tiempo en los países del Sudeste Asiático y Central. Su hábitat es el mismo que el del ácaro Varroa y el de las propias abejas: el Sudeste Asiático. Su ciclo de desarrollo en las familias de abejas también es bien conocido por los científicos. [1] (Fig. 1)

Figura 1 Patria de los ácaros Tropilaelaps y su ciclo de desarrollo en una colonia de abejas

La lista de artículos científicos sobre este tema se actualiza constantemente, en los que se realizan estudios sobre la capacidad de los ácaros para sobrevivir en condiciones donde no hay cría adecuada para la alimentación, es decir, en cría abierta sobre huevos, pupas y abejas adultas [2], [3]. Los resultados obtenidos por los científicos, en general, se conocen desde la década de 1970 del siglo pasado: los ácaros no sobreviven en abejas adultas más de 2-3 a 10 días. Sobreviven parcialmente en pupas y no sobreviven más de 2-3 días en huevos de abeja. Tampoco pueden alimentarse de ellos. Estos resultados, aparentemente muy prometedores, centran la atención de una parte de los científicos, creando cierta euforia ante la posibilidad de una victoria fácil. En realidad, este no tienen un efecto práctico. Ningún apicultor, para quien la apicultura es un negocio, dejará el colmenar sin cría durante los 21 días necesarios para su limpieza completa. Además, siempre hay alguien cerca que no hizo nada y cuyo colmenar se convierte en una fuente de nueva infestación, haciendo inútiles todos los esfuerzos.

 

Ante esta situación, otros científicos se centran en probar la posibilidad de utilizar productos químicos utilizados para combatir los ácaros Varroa y los ácaros Tropilaelaps [4]. Se están probando diferentes métodos, pero en general los resultados son prácticamente iguales. Los preparados matan los ácaros cuando se desplazan por los panales y no son eficaces si se encuentran en celdas selladas. Por lo tanto, han surgido diversos intentos para crear métodos para combatir los ácaros Tropilaelaps. Sin embargo, a juzgar por los resultados obtenidos en todo el mundo, ningún método elimina los ácaros Tropilaelaps de las colonias de abejas con suficiente fiabilidad. Los ácaros compensan rápidamente el retraso. Si bien pueden emerger hasta 5 hembras de una celda infectada con ácaros Varroa, pueden emerger hasta 14 hembras de una celda infectada con ácaros Tropilaelaps. Este hecho ha sido verificado por los científicos. Por lo tanto, se reproducen casi tres veces más rápido que los ácaros Varroa y son mucho menos visibles. Por lo tanto, si un apicultor los detecta, la colonia de abejas ya está al borde del colapso.

 

Veamos dónde son comunes los ácaros Tropilaelaps hoy en día y dónde podrían aparecer en un futuro próximo, según los científicos, e intentemos comprender las razones de esta situación [1]. (Fig. 2) En primer lugar, se trata de zonas del Sudeste Asiático, China y, en parte, países de Asia Central, en particular Pakistán e India. Existe información sobre la propagación de ácaros en el sur de Rusia, en los territorios de Krasnodar y Stávropol [5], así como en Georgia [6]. En todos los casos, la magnitud de las pérdidas de abejas es colosal.

Figura 2 - Áreas potenciales de infestación de abejas melíferas por ácaros Tropilaelaps

La figura muestra claramente las zonas que los científicos han designado como potencialmente peligrosas: zonas cálidas y húmedas donde las abejas no interrumpen su reproducción. En las regiones frías de Europa, Asia, América del Sur y del Norte, existe un período invernal sin cría, en el que los ácaros no pueden sobrevivir. Además, esto ocurre en todos los colmenares simultáneamente. Lo mismo ocurre en regiones demasiado cálidas y secas de África, Asia, Australia y Europa, donde la cría está ausente durante la época más calurosa del año. ¿Podemos afirmar, con base en esto, que las altas temperaturas no solo afectan la reducción de la cría en las colonias de abejas, sino también la fertilidad de los propios ácaros? Científicos de Pakistán han sugerido esta posibilidad [7]. Esto se puede afirmar con certeza sobre el ácaro Varroa. Sí, las altas temperaturas inhiben el desarrollo de los ácaros, y esto ha sido demostrado por el proyecto Apivox, no solo mediante un metaanálisis de artículos científicos de los últimos 70 años, sino también mediante sus propios experimentos con el diseño de colmena desarrollado, lo que permite trasladar la teoría a la práctica a los colmenares. La Colmena Soleada que desarrollamos ha demostrado su eficacia en el control de los ácaros Varroa durante tres temporadas apícolas en varios colmenares.

 

Todo esto nos llevó a creer que las poblaciones de ácaros Tropilaelaps, al igual que los ácaros Varroa, se verían suprimidas por la muerte de sus crías, y quizás de los propios ácaros en celdas de cría selladas, bajo la influencia de temperaturas elevadas. Esto nos pareció aún más probable porque los ácaros Tropilaelaps son físicamente más delicados que los ácaros Varroa, que se esconden bien en una gruesa capa quitinosa. Sin embargo, para estar completamente seguros, se requería un experimento a gran escala.

Materiales y métodos del experimento

 

Se decidió realizar el experimento utilizando nuestra metodología en Georgia, con abejas caucásicas y especialistas apiveterinarios georgianos. Los experimentos se llevaron a cabo en dos lugares diferentes bajo la supervisión del experto en enfermedades de las abejas, Nino Kipiani, DVM, un representante de la Agencia Nacional de Alimentos de Georgia, y representantes de la Asociación Georgiana para la Preservación de las Abejas y la Asociación Internacional de Apicultura F. Benton. La elección de Georgia como punto de partida para los experimentos no fue casual, ya que la industria apícola del país sufre gravemente una infestación combinada de ácaros Varroa y una plaga relativamente nueva en la región, el ácaro Tropilaelaps.

 

Se decidió realizar tres experimentos con diferentes objetivos. El primer experimento consistió en determinar si temperaturas de +40 °C o superiores tendrían un impacto negativo en los ácaros Tropilaelaps ubicados fuera de las celdas de cría de las abejas obreras, es decir, simplemente en el panal. El segundo experimento consistía en demostrar el efecto de la misma temperatura en los ácaros Tropilaelaps y sus crías dentro de celdas de cría selladas de abejas obreras. El tercer experimento pretendía obtener un resultado estadísticamente significativo si el segundo tenía éxito. Para evitar esperar "a que la naturaleza se favoreciera" y a que los días soleados calentaran la Colmena Soleada a la temperatura requerida, se utilizó una cámara termostática. En el experimento se utilizó un dispositivo Thermo ELECTRON CORPORATION.

 

El primer experimento se realizó en el Laboratorio Veterinario Estatal de Tbilisi. Se recolectó una muestra de panales infectados de un colmenar de cuatro colonias de abejas en Tbilisi, propiedad del apicultor Vakhtang Kakhniashvili. Tamar Tagilauri, especialista principal en diagnóstico de enfermedades animales del Laboratorio de Virología y Serología, ajustó el termostato a 40 °C. Pensamos que los resultados serían los esperados, por lo que se realizó solo una vez. El panal, que contenía cría y ácaros Tropilaelaps en la superficie, se selló en un sobre de papel y se colocó en el termostato durante dos horas. Después de dos horas, el panal se devolvió al laboratorio y los resultados del calentamiento fueron analizados visualmente por especialistas (Figura 3).

Figura 3. Colocación de panales con cría infestada con ácaros Tropilaelaps en una cámara de calor durante el primer experimento y análisis del estado de los ácaros Tropilaelaps en la superficie del panal después del calentamiento en un termostato a +40 °C.

El segundo experimento se realizó en el oeste de Georgia, en el Laboratorio Veterinario de Zugdidi. Larisa Chkadua, especialista principal del Laboratorio Veterinario Estatal de Zugdidi, preparó el termostato para su funcionamiento. El panel de control del termostato se ajustó a +42 °C. Los demás ajustes del termostato se mantuvieron iguales a los del primer experimento. Se calentó un panal con cría de abejas obreras infestadas con ácaros Tropilaelaps durante tres horas. Posteriormente, se abrieron rápidamente las celdas con la cría utilizando cera caliente y un trozo de papel. Se extrajo el contenido de las celdas y su estado fue analizado por especialistas (Fig. 4).

Figura 4. Apertura de un panal con cría de abeja obrera infestada por el ácaro Tropilaelaps extraída de un termostato y análisis del contenido de las celdas de cría.

Cabe señalar que la inspección preliminar de las celdas de cría reveló la presencia de algunas larvas muertas incluso antes del experimento debido a una grave infestación de ácaros. Se encontraron hasta ocho ácaros Tropilaelaps en dichas celdas simultáneamente (Fig. 5).

Figura 5 Ácaros Tropilaelaps de celdas con larvas de abejas obreras infectadas

El tercer experimento se realizó utilizando una cámara de calor con 46 cuadros de cría infestados con ácaros Tropilaelaps. La temperatura de la cámara se mantuvo entre 42 y 44 °C. La duración del calentamiento se mantuvo igual: tres horas. Una vez finalizado el calentamiento, se abrieron las celdas y se retiraron los ácaros muertos de los panales sobre papel.

 

Resultados experimentales

 

Los experimentos cumplieron plenamente nuestras expectativas.

El primer experimento tuvo un resultado negativo. Una temperatura de +40 °C no dañó a los ácaros Tropilaelaps ni a los Varroa. Su movilidad fue bastante alta y no se observaron signos de daño ni debilitamiento en ninguna de las especies de ácaros.

El segundo experimento tuvo un resultado positivo. Tras el calentamiento, se encontraron ácaros Tropilaelaps muertos de todos los tipos en todas las celdas abiertas (Fig. 6).

Figura 6. Ácaros Tropilaelaps muertos, formas maduras e inmaduras, de una celda con pupa de abeja obrera, extraída después de calentar el panal con cría durante 3 horas a una temperatura de +42 °C.

Además, en celdas con una infestación compleja —en las que estaban presentes tanto ácaros Tropilaelaps como Varroa— todas las formas de ácaros Tropilaelaps estaban muertas, y los ácaros Varroa adultos estaban gravemente deprimidos e inactivos, aunque no muertos. Su número era tan elevado que parecía como si hubieran caído sobre una tabla pegajosa. De hecho, tras abrir las tapas de las celdas del panal de cría con cera caliente y papel, se colocó una hoja de papel sobre la mesa y se golpeó el marco con las tapas de las celdas retiradas contra ella. Todos estos ácaros Tropilaelaps cayeron muertos de las celdas abiertas. Y, efectivamente, había muchísimos.

 

Durante el experimento, tras calentar el panal, se retiraron las larvas de las celdas de cría, y la mayoría estaban muertas. Nos preguntamos si los ácaros Tropilaelaps podrían haber estado muertos antes del experimento, ya que las larvas de las que se alimentaban habían muerto. Para responder a esta pregunta, dejamos en el laboratorio un segundo panal con cría de la misma colmena. Observamos que, al igual que en el primer panal, las larvas murieron por exposición a la masa de ácaros. Cabe destacar que este panal no se calentó en una cámara de calor. Por lo tanto, al abrir diariamente varias celdas con larvas muertas en el segundo panal, encontramos varios ácaros Tropilaelaps vivos. Esto continuó durante aproximadamente 10 días. Por lo tanto, se puede concluir que la muerte de las larvas no fue la causa de la muerte por inanición de los ácaros Tropilaelaps. Es seguro afirmar que la muerte de los ácaros se debió al calentamiento del panal de cría a +42 °C (107 °F) durante tres horas.

 

El tercer experimento fue completamente idéntico al segundo, y sus resultados fueron idénticos. Todos los ácaros Tropilaelaps de todas las edades que cayeron de las celdas de cría abiertas murieron. Las temperaturas durante este experimento alcanzaron los +44 °C (113 °F), pero no se observaron daños graves en la cría de abejas.

 

Discusión

 

El primer experimento confirmó una vez más que las temperaturas cercanas a los +40 °C no son críticas para todas las especies de ácaros fuera de las celdas de cría. Esto no es nuevo para los ácaros Varroa, que se sabe que mueren en cámaras de calor a temperaturas superiores a los +50 °C. Sin embargo, para los ácaros Tropilaelaps, esta información es nueva, aunque negativa. Los resultados experimentales demostraron una vez más que intentar destruir los ácaros en panales o abejas en una colmena calentándola a temperaturas moderadas es imposible. Esto también demuestra por qué los ácaros Tropilaelaps y Varroa no mueren en regiones cálidas: porque las temperaturas en colmenas de color claro, hechas de madera suficientemente gruesa y ubicadas al sol o a la sombra, no alcanzan temperaturas críticas para la cría de ácaros en panales sellados, ni para las fundadoras en panales o abejas fuera de las celdas de cría, e incluso, a veces, fuera de la colmena en abejas agrupadas (Fig. 7).

Figura 7. Experimentos en la zona subtropical cerca de Islamabad. Instituto de Gestión Integrada de Plagas, Centro Nacional de Investigación Agrícola, Pakistán.

El segundo experimento confirmó e incluso superó nuestras expectativas de suprimir el crecimiento de la población del ácaro Tropilaelaps mediante el calentamiento de la cría de abejas obreras infestadas a temperaturas moderadas, específicamente de 42 a 44 °C, lo cual es alcanzable en una colmena con un diseño específico, como la Colmena Soleada de proyecto Apivox. El experimento demostró que los ácaros Tropilaelaps pueden controlarse directamente en el nido de abejas melíferas mediante el sobrecalentamiento de su cría en celdas selladas. Además, creemos que esto ha confirmado una vez más que las temperaturas superiores a las que se encuentran típicamente en el nido, es decir, de 33 °C a 35 °C, afectan negativamente tanto a las especies de ácaros como a su cría. Fue algo sorprendente, pero una grata sorpresa, descubrir que a estas temperaturas, no solo muere la cría del ácaro Tropilaelaps en las celdas del panal de cría, sino también las propias fundadoras. Esto significa que las temperaturas elevadas tienen un impacto aún mayor en los ácaros Tropilaelaps que en los ácaros Varroa, ya que no solo se ralentiza la tasa de reproducción debido a la muerte de las generaciones futuras, sino que también mueren las propias fundadoras, que no iniciarán una nueva etapa de reproducción cuando bajen las temperaturas.

 

Los resultados obtenidos también indican que la eficacia de la Colmena Soleada de proyecto Apivox en los ácaros Tropilaelaps será mayor que en los ácaros Varroa, sobre los que tiene un efecto bastante satisfactorio, reduciendo significativamente la viabilidad de su población en una colonia de abejas melíferas.

 

Conclusión

 

De estos experimentos se concluye lo siguiente:

 

1. Se confirma la viabilidad de la influencia activa sobre la población de ácaros Tropilaelaps mediante temperaturas elevadas, sin el uso de productos químicos, lo que lleva a una supresión radical e incluso a su eliminación total.

 

2. Se confirma la viabilidad del uso de cámaras de calor especiales para el calentamiento único de panales de cría en colmenares con el objetivo de suprimir el desarrollo de la población de ácaros Tropilaelaps en las colonias de abejas.

 

3. Se confirma la viabilidad del uso de colmenas como la Colmena Soleada de proyecto Apivox para la supresión continua de las poblaciones de ácaros Tropilaelaps y Varroa presentes en las colonias de abejas, así como de los ácaros de ambas especies introducidos por abejas de colmenares externos afectados por infestaciones de ácaros. Esta es una clara ventaja de la colmena frente a las cámaras de calor, ya que un solo tratamiento no previene la introducción de ácaros de colmenares vecinos ni la reinfestación de las colonias de abejas por ácaros.

 

Referencias

 

1.  Animal and plant health agency, The National Bee Unit -National Agri-Food Innovation Campus

Sand Hutton, York, YO41 1LZ   Tropilaelaps parasitic mites of honey bees

 

2. Ecology, Life History, and Management of Tropilaelaps Mites   Lilia I. de Guzman, Geoffrey R. Williams, Kitiphong Khongphinitbunjong, and Panuwan Chantawannakul

 

3. Managing the parasitic honey bee mite Tropilaelaps mercedesae through combined cultural and chemical control methods Rogan Tokach, Bajaree Chuttong, Dan Aurell, Lakkhika Panyaraksa & Geoffrey R. Williams

 

4.  Denis L Anderson & John M K Roberts (2013) Standard methods for Tropilaelaps mites research, Journal of Apicultural Research, 52:4, 1-16, DOI: 10.3896/  IBRA.1.52.4.21 

 

5.  Тропилелапсоз – инфестация медоносных пчел, особенности распространения в России Брандорф А.З., д.с.х.н., г.н.с., ФГБНУ ФАНЦ СЕВЕРО-ВОСТОКА СЕЛЕКЦИОННЫЙ ЦЕНТР ПО СРЕДНЕРУССКОЙ ПОРОДЕ МЕДОНОСНЫХ ПЧЕЛ.

 

6.  FIRST REPORT ON TROPILAELAPS MERCEDESAE PRESENCE

IN GEORGIA: THE MITE IS HEADING WESTWARD! Irakli Janashia1* ORCID: 0000-0002-4312-9133, Aleksandar Uzunov2,3 ORCID: 0000-0003-1240-868X, Chao Chen2,3 ORCID: 0000-0002-9582-1105, Cecilia Costa4 ORCID: 0000-0001-9985-2729, Giovanni Cilia4 ORCID: 0000-0002-5234-1240 1- Institute of Entomology, Agricultural University of Georgia, Tbilisi, Georgia 2 - State Key Laboratory of Resource Insects, Institute of Apicultural Research, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, China, 3 - Ss. Cyril and Methodius University in Skopje, Faculty of Agricultural Sciences and Food, Macedonia, 4- CREA Research Centre for Agriculture and Environment, Bologna, Italy.

 

7.  Seazonal canges in mite ( Tropilealaps Clareae) and honeybee ( Apis Melifera) populations in apistan treated and untreated colonies. E.S.W. Camphor, Pakistan, A.A. Hashimi, Pakistan, W. Ritter. Germany, I.D. Bowen, UK.  Apiasta 40, 2005.

 

8.  Акимов И.А.,  И.В. Пилецкая. О жизнеспособности яиц келещей Варроа. Журнал Пчеловодство 1983 №8 

 

9.   И.В. Пилецкая Особенности развития клеща Варроа Якобсони в пчелином и трутневом расплоде

 

10. А.И. Муравская  Влияние температуры и влажности на клеща. Пчеловодство 1984 №8.

 

A METHOD OF DESTROYING TROPILAELAPS MITES IN BEEHIVES WITHOUT USING ACARICIDAL PREPARATIONS, AND THE POSSIBILITY OF USING THE APIVOX PROJECT SUNNY HIVE FOR THIS.

Abstract:  Tropilaelaps mites are currently one of the most important enemies of bees, destroying large apiaries in a few months. Effective control of them, based on knowledge of the characteristics of their life and reproduction, can lead to the suppression of the uncontrolled development of the Tropilaelaps mite population in honey bee families. Meta-analysis of works of scientists around the world over the past 70 years, and our own studies of the impact on the Varroa mite population through regular destruction of their brood in sealed combs using such a parameter as elevated temperature, led to the understanding that there is a real possibility of suppressing the development of the Tropilaelaps mite population due to the temperature effect on the brood and these mites. The concealment of mites from all types of treatments in brood cells becomes in this case a factor of the success of the fight against them. The experiment allowed not only to confirm the effectiveness of temperature effects on the brood of Tropilaelaps mites to suppress the development of their population as a whole, but also to confirm that the Apivox Sunny Hive is capable of creating conditions for the gradual elimination of the Tropilaelaps mite population in the bee colony living in such a hive, and the widespread use of this type of hive is capable of clearing apiaries and entire regions of Tropilaelaps mites despite the presence of wild bees and apiaries in the vicinity infected with Varroa and Tropilaelaps mites.

 

Keywords: mites, Tropilaelaps, hive, bees, diseases

 

Introduction

 

Tropilaelaps mites, which have now become the second most powerful threat to beekeeping in southern Europe, have long been known in the countries of Southeast and Central Asia. Its homeland is the same as the homeland of the Varroa mite, and of the bees themselves - in Southeast Asia. Its development cycle in bee families is also well known to scientists. [1] (Fig. 1)

Figure 1 Homeland of Tropilaelaps mites and its development cycle in the bee colony

The list of scientific papers on this topic is constantly updated, in which studies are conducted on the ability of mites to survive in conditions where there is no brood suitable for feeding, that is, in open brood on eggs, on pupae and on adult bees [2], [3]. The results that scientists obtain, in general, have been known since the 70s of the last century - mites do not survive on adult bees for more than 2-3 to 10 days. They survive on pupae partially, and do not survive more than 2-3 days on bee eggs. They also cannot feed on them. These seemingly very promising results concentrate the attention of one part of scientists, creating a certain euphoria of the possibility of an easy victory. In reality, they do not give a practical effect. None of the practicing beekeepers, for whom beekeeping is a business, will leave the apiary without brood for 21 days necessary for its complete cleansing. Moreover, there is always someone nearby who did nothing, and whose apiary becomes a source of new infestation, making all efforts useless.

 

Understanding this, another part of scientists is focused on testing the possibility of using chemicals used to combat Varroa mites, to combat Tropilaelaps mites [4]. Different methods are being tested, but in general the results are about the same. The preparations kill the mites when they move around the honeycombs, and are not effective if the mites are in sealed cells. Hence, various attempts to create methods for combating Tropilaelaps mites appear. But, judging by the results that have taken place all over the world, no method rids bee colonies of Tropilaelaps mites with a sufficient degree of reliability. The mites quickly make up for the lag. If up to 5 females can emerge from a cell when infected with Varroa mites, then up to 14 females can emerge from a cell when infected with Tropilaelaps mites. And this is a fact verified by scientists. Thus, they reproduce almost three times faster than Varroa mites, and are much less noticeable. Therefore, if a beekeeper notices them, the bee colony is already close to collapse.

 

So, let's see where Tropilaelaps mites are common today and where they may appear in the near future according to scientists and try to understand the reasons for such a picture [1]. (Fig. 2) First of all, these are the zones of Southeast Asia, China, and partially the countries of Central Asia, in particular, Pakistan and India. There is information about the spread of mites in the south of Russia - in the Krasnodar and Stavropol Territories [5], as well as in Georgia [6]. In all cases, the scale of bee losses is colossal.

Figure 2 - Potential areas of honey bee infestation by Tropilaelaps mites

The figure clearly shows which zones scientists have designated as potentially dangerous - these are warm and humid zones where bees do not stop breeding process. In cold regions of Europe, Asia, and South and North America, there is a winter broodless period that mites are unable to survive. Moreover, this happens in all apiaries at the same time. The same thing happens in too hot and dry regions of Africa, Asia, Australia, and Europe, where brood is absent during the hottest time of the year. Can we say on this basis that high temperatures not only affect the reduction of brood in bee colonies, but also the fertility of the mites themselves? Scientists from Pakistan have suggested such a possibility [7]. This can be said with certainty about the Varroa mite. Yes, high temperatures suppress the development of mites, and this has been proven by the Apivox project, not only by conducting a meta-analysis of scientific papers over the past 70 years, but also by conducting their own experiments with the developed hive design, which allows the theory to be transferred to practice - to apiaries. The Sunny Hive which we developed has proven its effectiveness in combating Varroa mites over three beekeeping seasons in several apiaries.

 

All this led us to believe that Tropilaelaps mite populations, like Varroa mites, would be suppressed by the death of their brood and maybe the mites themselves in sealed brood cells under the influence of elevated temperatures. This seemed all the more likely to us because Tropilaelaps mites are physically more "delicate" than Varroa mites, which are well-hidden in a thick chitinous shell. However, to be completely certain, a full-scale experiment was required.

 

 

Materials and methods of the experiment

 

It was decided to conduct the experiment using our methodology in Georgia, involving Caucasian bees and Georgian apiveterinary specialists. The experiments were conducted in two different locations under the supervision of bee disease expert Nino Kipiani, DVM, a representative of the National Food Agency of Georgia, and representatives of the Georgian Bee Preservation Association, the F. Benton International Beekeeping Association. The choice of Georgia as the starting point for the experiments was no accident—the country's beekeeping industry suffers severely from a combined infestation of Varroa mites and a relatively new pest to the region, the Tropilaelaps mite.

 

It was decided to conduct three experiments with different objectives. The first experiment was to determine whether temperatures of +40°C or higher would have a negative impact on Tropilaelaps mites located outside worker bee brood cells, i.e., simply on the comb. The second experiment was to demonstrate the effect of the same temperature on Tropilaelaps mites and their brood inside sealed worker bee brood cells. The third experiment was intended to yield a statistically significant result if the second experiment was successful. To avoid "waiting for nature's favor" and not wait for sunny days to warm the Sunny Hive to the required temperature, a thermostatic chamber was used. A Thermo ELECTRON CORPORATION device was used in the experiment.

 

The first experiment was conducted at the Tbilisi State Veterinary Laboratory. A sample of infected honeycombs was collected from an apiary consisting of four bee colonies in Tbilisi, owned by beekeeper Vakhtang Kakhniashvili. The thermostat was set to working condition by Tamar Tagilauri, chief specialist in animal disease diagnostics at the Laboratory of Virology and Serology. The thermostat control panel was set to 40°C. We thought the results would be what we expected, so it was conducted only once. The honeycomb containing brood and Tropilaelaps mites on the surface was sealed in a paper envelope and placed in the thermostat for two hours. After two hours, the honeycomb was returned to the laboratory, and the heating results were visually analyzed by specialists (Figure 3).

Figure 3. Placing honeycombs with brood infested with Tropilaelaps mites in a heat chamber during the first experiment and analysis of the condition of Tropilaelaps mites on the surface of the honeycomb after heating in a thermostat at +40C.

The second experiment was conducted in Western Georgia, at the Zugdidi Veterinary Laboratory. Larisa Chkadua, chief specialist at the Zugdidi State Veterinary Laboratory, prepared the thermostat in working order. The thermostat control panel was set to +42°C. The remaining thermostat settings were the same as in the first experiment. A comb containing worker bee brood infested with Tropilaelaps mites was heated for three hours. Afterward, the cells containing the brood were quickly opened using heated wax and a piece of paper. The contents of the cells were removed, and their condition was analyzed by specialists (Fig. 4).

Figure 4. Opening a comb with Tropilaelaps mite-infested worker bee brood removed from a thermostat and analysis of the content of the brood cells.

It should be noted that preliminary inspection of brood cells revealed the presence of some dead larvae even before the experiment due to severe mite infestation. Up to eight Tropilaelaps mites were found in such cells at any one time (Fig. 5).

Figure 5 Tropilaelaps mites from cells with infected worker bee larvae

The third experiment was conducted using a heat chamber containing 46 frames of brood infested with Tropilaelaps mites. The temperature in the chamber was maintained at 42-44°C. The heating duration remained the same—three hours. After the heating period was complete, the cells were opened and the dead mites were shaken out of the combs onto paper.

 

Experimental results

 

The experiments fully met our expectations.

 

The first experiment finished with a negative result. A temperature of +40°C did not harm the Tropilaelaps or Varroa mites. Their motility was quite high, and no signs of damage or weakening were observed in either mite species.

 

The second experiment finished with a positive result. After warming, we found dead Tropilaelaps mites of all types in all opened cells (Fig. 6).

Figure 6. Dead Tropilaelaps mites, mature and immature forms, from a cell with a worker bee pupa, removed after warming the comb with brood for 3 hours at a temperature of +42C.

Moreover, in cells with a complex infestation—in which both Tropilaelaps and Varroa mites were present—all forms of Tropilaelaps mites were dead, and adult Varroa mites were severely depressed and inactive, although not dead. Their numbers were so numerous that it might have appeared as if they had fallen onto a sticky board. In fact, after opening the cell caps of the brood comb with heated wax and paper, a sheet of paper was placed on the table, and the frame with the removed cell caps was struck against the table. All these Tropilaelaps mites fell dead from the opened cells. And there were indeed a great many of them.

 

During the experiment, after warming the comb, larvae were removed from the brood cells, and most of them were dead. We wondered whether the Tropilaelaps mites might have been dead before the experiment, as the larvae they were feeding on had died. To answer this question, we left a second comb containing brood from the same hive in the laboratory. We found that, as in the first comb, the larvae died from exposure of the mass of mites. I would like to point out once again that, this comb was not heated in a heat chamber. As a result, by opening several cells containing dead larvae on the second comb every day, we found several living Tropilaelaps mites in them. This continued for approximately 10 days. Therefore, it can be concluded that the death of the larvae was not the cause of the Tropilaelaps mites' death from starvation. It is safe to say that the death of the mites was caused by heating brood comb up to +42°C (107°F) for three hours.

 

The third experiment was completely identical to the second, and its results were identical. All Tropilaelaps mites of all ages that fell from opened brood cells were dead. Temperatures during this experiment reached +44°C (113°F), but no serious damage to the bee brood was observed.

 

Discussion

 

The first experiment once again confirmed that temperatures around +40°C are not critical for all mite species outside of brood cells. This is not news for Varroa mites, which are known to die in heat chambers at temperatures above +50°C. However, for Tropilaelaps mites, this is new, albeit negative, information. The experimental results once again demonstrated that attempting to destroy mites on combs or bees in a hive by heating the hive to moderate temperatures is impossible. This also demonstrates why Tropilaelaps and Varroa mites do not die in hot regions: because the temperatures in light-colored hives made of sufficiently thick wood and located in the sun or shade do not reach temperatures critical for mite brood in sealed combs, nor for foundresses on combs or bees outside of brood cells, and sometimes even outside the hive on clustered bees (Fig. 7).

Figure 7. Experiments in the subtropical zone near Islamabad. Integrated Pest Management Institute, National Agricultural Research Centre, Pakistan

The second experiment confirmed and even exceeded our expectations for suppressing Tropilaelaps mite population growth by heating infested worker bee brood to moderate temperatures, specifically 42-44°C, which is achievable in a hive with a certain design, such as the Apivox Sunny Hive. The experiment demonstrated that Tropilaelaps mites can be controlled directly in the honeybee nest by overheating their brood in sealed comb cells. Furthermore, we believe this has once again confirmed that temperatures higher than those typically found in the nest, i.e., 33°C to 35°C, negatively impact both mite species and their brood. It was somewhat surprising, but a pleasant surprise, to find that at these temperatures, not only Tropilaelaps mite brood in the brood comb cells dies, but also the foundresses themselves. This means that elevated temperatures have an even greater impact on Tropilaelaps mites than on Varroa mites, as not only does the rate of reproduction slow down due to the death of future generations, but the foundresses themselves also die, and they will not begin a new stage of reproduction when temperatures drop.

 

The results we received also indicate that the effectiveness of  Sunny Hive on Tropilaelaps mites will be higher than on Varroa mites, on which it has a quite satisfactory effect, significantly reducing the viability of their population in a honey bee colony.

 

Conclusion

 

The following can be concluded from these experiments:

 

1. Confirmation of the feasibility of active influencing on Tropilaelaps mites population using elevated temperatures, without the use of any chemicals, leading to a radical suppression, and even to complete elimination of it.

 

2. Confirmation of the feasibility of using special heat chambers for one-time heating of brood combs in apiaries with the goal of suppression of development of Tropilaelaps mites population in bee colonies.

 

3.  Confirmation of the feasibility of using hives such as the Sunny Hive for the continuous suppression of Tropilaelaps and Varroa mites populations present in bee colonies, as well as mites of both species introduced by bees from outside apiaries affected by mite infestations. This is a distinct advantage of the hive over heat chambers, as a single treatment does not prevent the introduction of mites from neighboring apiaries or the re-infestation by the mites of bee colonies.

 

References

 

1.  Animal and plant health agency, The National Bee Unit -National Agri-Food Innovation Campus

Sand Hutton, York, YO41 1LZ   Tropilaelaps parasitic mites of honey bees

 

2. Ecology, Life History, and Management of Tropilaelaps Mites   Lilia I. de Guzman, Geoffrey R. Williams, Kitiphong Khongphinitbunjong, and Panuwan Chantawannakul

 

3. Managing the parasitic honey bee mite Tropilaelaps mercedesae through combined cultural and chemical control methods Rogan Tokach, Bajaree Chuttong, Dan Aurell, Lakkhika Panyaraksa & Geoffrey R. Williams

 

4.  Denis L Anderson & John M K Roberts (2013) Standard methods for Tropilaelaps mites research, Journal of Apicultural Research, 52:4, 1-16, DOI: 10.3896/  IBRA.1.52.4.21 

 

5.  Тропилелапсоз – инфестация медоносных пчел, особенности распространения в России Брандорф А.З., д.с.х.н., г.н.с., ФГБНУ ФАНЦ СЕВЕРО-ВОСТОКА СЕЛЕКЦИОННЫЙ ЦЕНТР ПО СРЕДНЕРУССКОЙ ПОРОДЕ МЕДОНОСНЫХ ПЧЕЛ.

 

6.  FIRST REPORT ON TROPILAELAPS MERCEDESAE PRESENCE

IN GEORGIA: THE MITE IS HEADING WESTWARD! Irakli Janashia1* ORCID: 0000-0002-4312-9133, Aleksandar Uzunov2,3 ORCID: 0000-0003-1240-868X, Chao Chen2,3 ORCID: 0000-0002-9582-1105, Cecilia Costa4 ORCID: 0000-0001-9985-2729, Giovanni Cilia4 ORCID: 0000-0002-5234-1240 1- Institute of Entomology, Agricultural University of Georgia, Tbilisi, Georgia 2 - State Key Laboratory of Resource Insects, Institute of Apicultural Research, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, China, 3 - Ss. Cyril and Methodius University in Skopje, Faculty of Agricultural Sciences and Food, Macedonia, 4- CREA Research Centre for Agriculture and Environment, Bologna, Italy.

 

7.  Seazonal canges in mite ( Tropilealaps Clareae) and honeybee ( Apis Melifera) populations in apistan treated and untreated colonies. E.S.W. Camphor, Pakistan, A.A. Hashimi, Pakistan, W. Ritter. Germany, I.D. Bowen, UK.  Apiasta 40, 2005.

 

8.  Акимов И.А.,  И.В. Пилецкая. О жизнеспособности яиц келещей Варроа. Журнал Пчеловодство 1983 №8 

 

9.   И.В. Пилецкая Особенности развития клеща Варроа Якобсони в пчелином и трутневом расплоде

 

10. А.И. Муравская  Влияние температуры и влажности на клеща. Пчеловодство 1984 №8.