Prima întrebare pe care toată lumea vrea să o știe este: cum?
Continut Asemanator
- Cum să vă protejați polenizatorii locali în zece moduri ușoare
- În interiorul bolții Colorado care vă împiedică alimentele preferate să dispară
"Sunt surprins că v-a luat atât de mult să întrebați", spune Brandon Hopkins cu un râs. Entomologul în vârstă de 35 de ani pregătește probe pentru a fi trimis la Serviciul Național de Cercetare Agricolă al USDA Laboratorul Național de Conservare a Resurselor Genetice din Fort Collins, Colorado, o instalație dedicată asigurării aprovizionării noastre alimentare prin colectarea materialului genetic din speciile agricole. „Îi stoarceți aproape, iar lucrurile apar”, spune el.
Hopkins este stupina și managerul de laborator al Programului Apiator al Universității de Stat din Washington, iar „chestiile” la care se referă sunt sperma de albine.
Da, material seminal. Hopkins își petrece o bună parte din timp vizitând apicultorii și colectând lichidul seminal din drone, albinele bărbătești care există în primul rând pentru a impregna albinele regine. Sau, după cum spune Hopkins: „Au zboruri genitale. Nu colectează nectar; nu colectează polenul. Singurul lucru pe care îl fac este să fie pereche. ”
El preferă să captureze drone în timpul zborului, când se întorc din încercările lor zilnice de a se împerechea cu o regină. Între 1 și 17 pm - timpul lor de zbor - el stabilește ecrane cu plasă în fața intrărilor în stupi. Albinele muncitoare sunt suficient de mici pentru a trece prin ecrane și a reveni în locuința lor, dar dronele nu pot. În timp ce se agăță de împărțitori, Hopkins răsufle în acțiune, adunând albinele fără stinger în colivii și așezându-le, una câte una, la microscop.
El explică procesul său: „Când stoarceți un bărbat, dacă este matur, genitalele lui apar. Și atunci, plutind pe un pic de mucus, este vorba despre un microlitru de spermă. ”Din păcate, în natură, dronele pun atât de mult sânge și energie în reproducere încât mor după reușirea împerecherii. Și asta este ceea ce Hopkins mimează în laborator: „Îi strecurăm până acolo unde mor”, spune el. Este nevoie de Hopkins aproximativ o oră pentru a prelucra 300-500 de drone și umple un singur tub de 100 de microlitri cu lichidul lor de reproducere.
Întrebarea de urmărire, desigur, este: de ce? Acesta este: de ce în lume oamenii de știință colectează material seminal?
Pe scurt, ca gard viu pentru viitor. „Ar putea exista [variante ale unei gene] unice și valoroase, care poate să nu fie în mod vizibil valoroase în acest moment”, dar ar putea deveni incredibil de importante în fața unei amenințări viitoare încă necunoscute, spune Hopkins despre materialul genetic pe care îl colectează. Cea mai mare parte a materialului seminal este congelat, catalogat și păstrat în Fort Collins, unde se speră că va rămâne viabil timp de ani, poate zeci de ani, abia așteptând să fie dezghețat, astfel încât să poată impregna o albină de miere departe în viitor.
Sau nu atât de departe în viitor. Albinele cu miere se confruntă deja cu numeroase amenințări: dăunători și boli, pesticide și fungicide, nutriția și modul în care sunt administrate coloniile, atât în ceea ce privește apicultura, cât și reproducerea și genetica. În fruntea listei este un acarian parazit numit Varroa destructor, care se reproduce în coloniile de albine de miere și trăiește până la numele său sinistru prin supt sângele de la adulți și dezvoltând larve. A devastat populațiile de albine de când a fost detectată pentru prima dată în Statele Unite în 1987.
După numere, situația este îngrozitoare. Conform Serviciului Național de Statistică Agricolă USDA, la sfârșitul anilor 1940, aveam aproape 6 milioane de stupi gestionate în Statele Unite. Până în 2008, acest număr a scăzut la puțin peste 2 milioane - și a rămas acolo de atunci. Apoi, sperma Hopkins colectează, ar putea ajuta la protejarea sau chiar la extinderea generațiilor viitoare de albine de miere - ceea ce înseamnă salvgardarea a miliarde de dolari în culturile agricole și o bogăție inestimabilă de biodiversitate pentru planetă.
.....
Brandon Hopkins, greu la muncă colectând materialul seminal de albine. (Steve Sheppard) În timp ce Statele Unite ale Americii găzduiesc în jur de 4.000 de albine autohtone, polenizatorul nostru agricol la alegere este albina care nu este nativă, care provine din sudul și sud-estul Asiei. Acest lucru se datorează faptului că albinele de miere sunt polenizatoare prolifice și polivalente, spune Bob Danka, liderul cercetării laboratorului USDA Honey Bee Lab din Baton Rouge, Louisiana. În timp ce unele albine polenizează o singură specie de plantă, albinele cu miere se hrănesc cu peste 100 de culturi comerciale, furnizând servicii de polenizare în valoare de aproape 3.000 USD la hectar pe cultură.
În SUA, albinele cu miere se ocupă de „ceva de genul 90 la sută din polenizare”, explică Danka, iar o colonie are o medie de vârf de peste 60.000 de albine. „Alte albine nu pot exista în număr suficient de mare pentru a poleniza suprafețe vaste de culturi”, spune el. Albinele pot fi, de asemenea, mutate în și în diverse locații cu o ușurință relativă, ceea ce este esențial pentru culturi precum migdalele, care necesită polenizare încrucișată.
Între februarie și martie a fiecărui an, 80 până la 90 la sută din albinele comerciale disponibile ale țării - aproximativ 1, 8 milioane de colonii - sunt transportate în California pentru a poleniza florile de migdale. Dar lucrarea nu se termină acolo. Aceste albine sunt folosite tot timpul anului pentru munca lor, scrie Ferris Jabr în Scientific American :
„După înflorirea migdalelor, unii apicultori își duc albinele în livezile de vișine, prune și avocado din California și livezile de mere și cireșe din statul Washington. Vine ora de vară, mulți apicultori se îndreaptă spre est spre câmpuri de lucerna, floarea soarelui și trifoi în Dakota de Nord și de Sud, unde albinele produc cea mai mare parte a mierii lor pentru tot anul. Alți apicultori vizitează dovlecei în Texas, clementine și mandarine din Florida, afine în Wisconsin și afine în Michigan și Maine. De-a lungul coastei de est apicultorii migratori polenizează mere, cireșe, dovlecei, afine și diverse legume. Până în noiembrie, apicultorii încep să-și mute coloniile în localități calde pentru a aștepta iarna: California, Texas, Florida și chiar pivnițe de cartofi cu temperatură controlată în Idaho. "
Această dependență a muncii albinelor are pericolele sale. „Noi, în America de Nord, ne-am vopsit în acest colț folosind albine de miere din cauza practicilor agricole moderne și a nevoii noastre de a produce cantități mari de culturi în mod eficient”, spune Danka. Iar munca începe să streseze albinele: „Presiunea asupra lor este foarte reală și pare să se agraveze.”
Astăzi, s-ar putea să credeți că aceste albine sunt dependente pe deplin de oameni. „Când acarienii Varroa au ajuns în SUA, a eliminat 99 la sută din populația sălbatică de albine”, spune Hopkins. "Unii spun că acum nu există albine sălbatice pentru că nu pot supraviețui fără intervenția umană. Sunt ca o specie domestică."
Această relație codependentă cu oamenii este dezvăluită în schimbările în nutriția albinelor. Albinele sunt la fel ca noi: au nevoie de o dietă variată pentru a prospera. Deoarece dietele noastre au devenit mai puțin diverse, la fel și ale lor. Extinderea agriculturii industrializate și creșterea monoculturilor cultivate în monocultură înseamnă că există o mică diversitate în plantele din care albinele provin polenul și nectarul. Habitatele în care se hrănesc s-au transformat în ceea ce Marla Spivak, profesor de entomologie la Universitatea din Minnesota, descrie drept „deșerturi alimentare”.
Provocarea este agravată, explică Spivak într-o discuție TED din 2012, prin convergența ofertei și a cererii. În același timp, avem o scădere a populației de albine, creștem și un număr tot mai mare de culturi care se bazează pe ele. În ultima jumătate de secol, spune ea în discuția sa, „a existat o creștere de 300 la sută a producției de culturi care necesită polenizarea albinelor”. Doar anul trecut, apicultorii americani au pierdut aproximativ 40% din coloniile de albine.
.....
Tuburi crioprezervate de material seminal de albine păstrate la centrul de conservare genetic al USDA din Fort Collins, Colorado. (Simran Sethi) De aceea, în 2016, Serviciul de Cercetare Agricolă al USDA a decis să adauge material seminal de albine în colecția sa Fort Collins, care stochează și o serie de alte materiale - de la semințe și tulpini până la sângele animalelor și embrioni - care sunt esențiale pentru susținerea alimentelor noastre domestice. livra. „Este parte a [răspunsului nostru] la criza continuă cu care se confruntă apicultorii țării”, a scris instituția în postarea sa online care anunța lansarea.
Bărbatul însărcinat cu meseria plină de farmec de colectare a materialului seminal? Brandon Hopkins.
În 2008, colecționarul modern de spermă de albine din ziua de miere a încheiat un master în biologie la Universitatea de Est din Washington, concentrându-se pe biologia reproductivă a broaștelor și șoarecilor. Când Hopkins a aflat despre provocările cu care se confruntă populațiile de albine, a decis să exploreze o metodă care a fost folosită pentru a păstra materialul seminal de vaci și alte animale: înghețarea criogenică. În mod tradițional, probele de spermă de albine au fost extrase, depozitate la temperatura camerei și au rămas viabile timp de aproximativ două săptămâni.
„Niciodată nu văzusem cu adevărat un stup de albine”, spune Hopkins. „Dar, din fericire, consilierul stăpânului meu a lucrat destul de mult în lumea mamiferelor - cu vite și oi și capre și toate aceste lucruri - și a spus:„ Nu trebuie să fie perfect, ci trebuie să funcționeze .“ În loc să așteptăm să obținem un sistem perfect, am mers înainte și am făcut-o. ”
De fapt, explică Hopkins, ei s-au referit la congelarea materialului seminal de albine, în ciuda faptului că una dintre ultimele lucrări scrise despre crioprezervare din anii 1980 a declarat că rezultatele nu sunt suficient de bune și că cercetătorii ar trebui să înceteze să urmărească acea metodă de depozitare. Cu toate acestea, Hopkins a extras un singur tub capilar de spermă (100 de microlitri), l-a înghețat și a avut „un succes destul de bun”.
Acest lucru s-a întâmplat în același timp în care cercetătorul Universității de Stat din Washington, Steve Sheppard, șeful Laboratorului de sistematică moleculară WSU Apis, se afla în domeniu, colectând materiale proaspete din același soi. În acel an, i s-a acordat singurul permis acordat de USDA pentru a importa material seminal din populațiile globale de albine în Statele Unite. Aceste probe au devenit fundamentul a ceea ce a devenit cea mai mare colecție de germoplasmă de albine din lume, stocată la WSU și care conține subspecii native din Europa, Asia de Vest și Europa Centrală.
Ulterior, Sheppard a devenit consilier de doctorat al lui Hopkins, iar cei doi au început să călătorească împreună, colectând material seminal și înghețându-l la fața locului. Lucrarea a venit cu provocări unice. „Problema cu materialul seminal proaspăt este că ai doar o singură lovitură”, explică Hopkins. „Este foarte scump și consumă mult timp pentru a colecta peste mări. Atunci îl folosești și s-ar putea să ai o regină care nu produce nici măcar descendenți. ”
Dar a dat rezultate și: Hopkins spune că materialul colectat și congelat în urmă cu cinci ani este „același ca și cum ar fi fost înghețat timp de cinci zile”.
Când a fost întrebat dacă a avut vreodată în vedere lucrarea vieții sale, Hopkins a fost clar: „Nu. Cu siguranță că nu. ”Dar vede valoarea incredibilă în munca pe care o face. "Lucrul cel mai fain despre încorporarea crioprezervării în creșterea albinelor este că ne va permite să reproducem în spațiu și timp", a spus Sheppard într-un e-mail. „Putem prelua genetica ani după ce a fost plasată în depozitare. Deci, puteți imagina că, în 2030, am putea trece albinele înapoi la materialele din 2015 pe care le-am [depozitat] în rezervorul de azot lichid. "
De aceea este important să păstrăm materiale atât viabile, cât și diverse din punct de vedere comercial. „Deși nu cred cu adevărat că vom pierde dintr-o dată toate albinele noastre de miere și trebuie să ne apropiem de acest stoc înghețat pentru a repopula planeta cu albine, este prea rău să nu facem asta înainte, să spunem, Au venit acarienii Varroa ”, spune Hopkins. „Am pierdut o cantitate uriașă de diversitate genetică în populația americană, pe care nu o putem întoarce cu adevărat, deoarece nu aveam niciun material înghețat.
Pentru a reveni la acel nivel de diversitate, spune el, trebuie să fie mai multe de lucru. „Albinele de miere sunt acum o specie agricolă domestică”, spune Hopkins. „Au nevoie de aceeași cercetare și atenție pe care o obțin vitele, de exemplu. Ar fi minunat dacă ar fi mai bine recunoscuți - în conservare, tehnici de reproducere, selecție, toate [este nevoie] pentru a le îmbunătăți. ”
