Migration Effects on Population Dynamics of the Honeybee-mite Interactions
Migration Effects on Population Dynamics of the Honeybee-mite Interactions
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迁移对蜂螨相互作用种群动态的影响
DOI：
10.1051/mmnp/201712206
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发表时间：
2017
影响因子：
2.2
通讯作者：
Venturino, E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Messan, K.;DeGrandi-Hoffman, G.;Castillo-Chavez, C.;Kang, Y.;Banerjee, M.;Perasso, A.;Venturino, E.
蜜蜂是一种非常有益的昆虫，在自然生态系统和农业生态系统中发挥着重要作用。不幸的是，蜜蜂越来越多地受到许多因素的威胁，最明显的是寄生瓦螨（瓦螨破坏者anderson和Trueman）。最近的一项实地研究表明，螨虫在觅食的蜜蜂身上迁移到蜂箱中，极大地促进了蜂群中螨虫数量的快速增长，并增加了蜜蜂的死亡率。基于此，我们提出了一个简单的双斑蜜蜂-瓦螨模型，以探讨在瓦螨侵扰下蜜蜂的觅食行为如何分别影响蜜蜂和螨的种群动态。我们对我们提出的双斑块模型的局部和全球动态进行了全面分析，该模型包含了蜜蜂觅食活动产生的螨虫迁移。我们的分析和数值研究揭示了迁移的动力学结果，包括：(a)在没有螨虫迁移的情况下，当每个斑块上的螨虫种群灭绝时，螨虫的迁移不能阻止螨虫的灭绝，但在适当的条件下，螨虫的迁移可以推动螨虫的灭绝。(b)在适当的条件下，螨虫的高迁移率可以产生以下效果：(1)当两个蜂群因不迁移而灭绝时，可以挽救一个蜂群免于崩溃；(2)使至少一个地区的蜜蜂灭绝。(c)中间迁移速率可以产生多个局部稳定的蜂螨共存平衡，并在适当的环境下驱动螨的灭绝。(d)移徙率的增加导致varroa人口的增长，这反过来对殖民地人口产生负反馈。(e)增加螨虫从健康斑块向崩溃斑块的迁移，可以缩短崩溃斑块的灭绝时间。我们的研究结果为觅食和瓦螨迁徙对蚁群生存的影响提供了新的见解。
Honeybees are an amazing and highly beneficial insect species that play important roles in undisturbed and agricultural ecosystems. Unfortunately, honeybees are increasingly threatened by numerous factors, most notably the parasitic varroa mite (Varroa destructorAnderson and Trueman). A recent field study showed that migrations of mites into hives on foraging bees greatly contributes to the rapid growth of mite population in colonies, and increases the mortality of honeybees. Motivated by this, we propose a simple two-patch honeybee-varroa model to explore how foraging behavior of honeybees in the presence of varroa mite infestations affect the population dynamics of honeybees and mites, respectively. We provide a full analysis on the local and global dynamics of our proposed two-patch model, which incorporates mite migration generated by honeybee foraging activities. Our analytical and numerical studies reveal the dynamical outcomes of migration including: (a) Mite's extinction cannot be prevented by mite migration when mite population in each patch goes extinct in the absence of mite migration, however, mite migration could drive mite extinct under proper conditions. (b) Under proper conditions, high rates of mite migration could have the following effects: (1) save one honeybee colony from collapsing when both honeybee colonies are going extinct without migration; (2) drive honeybee extinct in at least one patch. (c) Intermediate migration rate could generate multiple locally stable honeybee-mite coexistence equilibria, and drive mite's extinction under proper environments. (d) An increase in migration rate causes a growth of the varroa population, which in return has a negative feedback on the colony population. (e) Increasing mite migration from a healthy patch to a collapsing patch could reduce the extinction time in the collapsing patch. Our results provide novel insights on the effects of foraging and Varroa migration on colony survival.
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