Pierwsze pytanie, które każdy chce wiedzieć to: jak?
powiązana zawartość
- Jak chronić lokalne zapylacze w dziesięciu prostych sposobach
- Wewnątrz krypty w Kolorado, która chroni Twoje ulubione potrawy przed wymarciem
„Dziwi mnie, że tyle czasu zajęło ci zapytanie” - śmieje się Brandon Hopkins. 35-letni entomolog przygotowuje próbki, które zostaną przesłane do USDA Agricultural Research Service National Laboratory for Genetic Resources Preservation in Fort Collins, Colorado, placówki zajmującej się zabezpieczaniem naszego zaopatrzenia w żywność poprzez zbieranie materiału genetycznego z gatunków rolniczych. „Po prostu je ściskasz, a rzeczy wyskakują” - mówi.
Hopkins jest pasieką i kierownikiem laboratorium programu pasieki Uniwersytetu Stanowego w Waszyngtonie, a „rzeczy”, o których mówi, to nasienie pszczoły miodnej.
Tak nasienie. Hopkins spędza dużo czasu odwiedzając pszczelarzy i zbierając płyn nasienny z dronów, samców pszczół miodnych, które istnieją przede wszystkim w celu zapłodnienia pszczół królowych. Lub, jak to ujął Hopkins: „Latają na genitaliach. Nie zbierają nektaru; nie zbierają pyłku. Jedyne, co robią, to kolega.
Woli schwytać drony podczas lotu, gdy wracają z codziennych prób krycia z królową. Pomiędzy godziną 13 a 17 - czasem lotu - ustawia siatki przed wejściami do uli. Robotnice są wystarczająco małe, aby przedrzeć się przez ekrany i wrócić do swojego mieszkania, ale drony nie mogą. Kiedy przylegają do przegródek, Hopkins wskakuje do akcji, zbierając pszczoły bez żądła w klatkach i umieszczając je jeden po drugim pod mikroskopem.
Wyjaśnia swój proces: „Kiedy ściskasz mężczyznę, jeśli jest dojrzały, jego genitalia wyskakują. A potem, unosząc się na odrobinie śluzu, jest około jednego mikrolitra nasienia. ”Niestety, w naturze drony wkładają tyle krwi i energii w reprodukcję, że umierają po udanym kryciu. I to właśnie naśladuje Hopkins w laboratorium: „Ściskamy ich do punktu, w którym umierają”, mówi. Hopkins potrzebuje około godziny na przetworzenie 300-500 dronów i napełnienie pojedynczej 100-mikrolitrowej probówki płynem reprodukcyjnym.
Kolejne pytanie oczywiście brzmi: dlaczego? To jest: dlaczego na świecie naukowcy zbierają nasienie pszczół?
Krótko mówiąc, jako zabezpieczenie na przyszłość. „Mogą istnieć wyjątkowe i cenne [warianty genu], które mogą nie być w tym momencie zauważalnie cenne”, ale mogą stać się niezwykle ważne w obliczu nieznanego jeszcze zagrożenia w przyszłości, mówi Hopkins o gromadzonym materiale genetycznym. Większość nasienia jest zamrożona, skatalogowana i przechowywana w Fort Collins, gdzie istnieje nadzieja, że pozostanie on żywotny przez lata, być może dekady, tylko czekając na rozmrożenie, aby mógł zaimpregnować pszczoły miodnej daleko w przyszłości.
Lub nie tak daleko w przyszłości. Pszczoły miodne już teraz stają w obliczu wielu zagrożeń: szkodników i chorób, pestycydów i fungicydów, żywienia i sposobu zarządzania koloniami, zarówno pod względem pszczelarstwa, hodowli, jak i genetyki. Na szczycie listy znajduje się pasożytniczy roztocz Varroa destructor, który rozmnaża się w koloniach pszczół miodnych i żyje aż do swojej złowrogiej nazwy, wysysając krew od dorosłych i rozwijając larwy. Dewastacja populacji pszczół była niszcząca, odkąd po raz pierwszy wykryto ją w Stanach Zjednoczonych w 1987 roku.
Według liczb sytuacja jest tragiczna. Według danych USDA National Agricultural Statistics Service, pod koniec lat 40. XX wieku mieliśmy prawie 6 milionów zarządzanych uli w Stanach Zjednoczonych. Do 2008 roku liczba ta spadła do nieco ponad 2 milionów - i do tego czasu pozostała. Nasienie, które gromadzi Hopkins, może zatem pomóc w ochronie, a nawet powiększeniu przyszłych pokoleń pszczół miodnych - co oznacza ochronę miliardów dolarów w uprawach rolnych i nieocenione bogactwo różnorodności biologicznej dla planety.
.....
Brandon Hopkins, ciężko pracuje, zbierając nasienie pszczół. (Steve Sheppard) Podczas gdy w Stanach Zjednoczonych mieszka około 4000 rodzimych pszczół, naszym rolniczym zapylaczem jest nierodzima pszczoła miodna, która pochodzi z Azji Południowej i Południowo-Wschodniej. To dlatego, że pszczoły miodne są płodnymi i wielozadaniowymi zapylaczami, mówi Bob Danka, lider badań USDA Honey Bee Lab w Baton Rouge w Luizjanie. Podczas gdy niektóre pszczoły zapylają jeden gatunek rośliny, pszczoły miodne żerują na ponad 100 uprawach komercyjnych, zapewniając usługi zapylania o wartości prawie 3000 USD na hektar na roślinę.
W USA pszczoły miodne radzą sobie z „czymś w rodzaju 90 procent zapylania”, wyjaśnia Danka, a jedna kolonia średnio osiąga szczytową populację latem wynoszącą ponad 60 000 pszczół. „Inne pszczoły nie mogą istnieć w wystarczającej liczbie, aby zapylić rozległe areały upraw” - mówi. Pszczoły można również przemieszczać i przemieszczać z różnych miejsc ze względną łatwością, co jest niezbędne w przypadku upraw takich jak migdały, które wymagają zapylenia krzyżowego.
Od lutego do marca każdego roku od 80 do 90 procent dostępnych w kraju pszczół komercyjnych - około 1, 8 miliona kolonii - przewożonych jest ciężarówkami do Kalifornii w celu zapylenia kwiatów migdałów. Ale praca się nie kończy. Te pszczoły są wykorzystywane przez cały rok do pracy, pisze Ferris Jabr w Scientific American :
„Po kwitnieniu migdałów niektórzy pszczelarze zabierają pszczoły miodne do sadów wiśniowych, śliwkowych i awokado w Kalifornii oraz sadów jabłkowych i wiśniowych w stanie Waszyngton. Latem wielu pszczelarzy udaje się na wschód do pól lucerny, słoneczników i koniczyny w Północnej i Południowej Dakocie, gdzie pszczoły produkują większość swojego miodu przez cały rok. Inni pszczelarze odwiedzają kabaczki w Teksasie, klementynki i mandarynki na Florydzie, żurawinę w Wisconsin i jagody w Michigan i Maine. Na całym wschodnim wybrzeżu wędrowni pszczelarze zapylają jabłka, wiśnie, dynie, żurawinę i różne warzywa. Do listopada pszczelarze zaczynają przenosić swoje kolonie do ciepłych miejsc, by przeczekać zimę: Kalifornia, Teksas, Floryda, a nawet piwnice ziemniaczane o kontrolowanej temperaturze w Idaho. ”
Ta nadmierna zależność od pracy pszczół miodnych wiąże się jednak z niebezpieczeństwami. „My, w Ameryce Północnej, malowaliśmy się w tym zakątku, wykorzystując pszczoły miodne ze względu na nowoczesne praktyki rolnicze i naszą potrzebę wydajnej produkcji dużych ilości plonów”, mówi Danka. A praca zaczyna stresować pszczoły: „Presja na nich jest bardzo realna i wydaje się, że się pogarsza”.
Dzisiaj możesz myśleć o tych pszczołach jako całkowicie zależnych od ludzi. „Kiedy roztocza Varroa przybyły do USA, wyeliminowały 99 procent dzikiej populacji pszczół miodnych” - mówi Hopkins. „Niektórzy twierdzą, że nie ma teraz dzikich pszczół miodnych, ponieważ nie mogą przetrwać bez interwencji człowieka. Są jak gatunek domowy.”
Ta współzależna relacja z ludźmi ujawnia się w zmianach w żywieniu pszczół. Pszczoły są takie same jak my: potrzebują zróżnicowanej diety, aby się rozwijać. Ponieważ nasze diety stały się mniej zróżnicowane, zmieniają się również ich. Ekspansja rolnictwa uprzemysłowionego i wzrost roślin jednoliściennych uprawianych w monokulturze oznacza, że rośliny, z których pszczoły pozyskują pyłek i nektar, są mało zróżnicowane. Siedliska, w których żerują, zmieniły się w to, co Marla Spivak, profesor entomologii na University of Minnesota, określa jako „pustynie żywnościowe”.
Wyzwanie to nasila się, wyjaśnia Spivak podczas wykładu TED w 2012 r., Poprzez konwergencję podaży i popytu. Jednocześnie obserwujemy spadek populacji pszczół, a także rosnącą liczbę upraw, które na nich polegają. W swoim ostatnim półwieczu, mówi w swoim przemówieniu, „nastąpił 300-procentowy wzrost produkcji upraw, który wymaga zapylania pszczół”. W ubiegłym roku amerykańscy pszczelarze stracili około 40 procent swoich kolonii pszczół miodnych.
.....
Krioprezerwowane probówki nasienia pszczoły miodnej przechowywane w centrum ochrony genetycznej USDA w Fort Collins w Kolorado. (Simran Sethi) Właśnie dlatego w 2016 r. Departament Badań Rolniczych USDA postanowił dodać nasienie pszczoły miodnej do swojej kolekcji Fort Collins, która przechowuje również szereg innych materiałów - od nasion i łodyg po krew i zarodki zwierząt - które są niezbędne do utrzymania naszej domowej żywności Dostawa. „Jest to część [naszej] reakcji na trwający kryzys, z którym borykają się pszczelarze w kraju”, napisała instytucja w swoim internetowym poście informującym o uruchomieniu.
Mężczyzna, któremu powierzono czarującą pracę polegającą na zbieraniu nasienia? Brandon Hopkins.
W 2008 roku współczesny kolekcjoner nasienia pszczół miodnych kończył studia magisterskie z biologii na Uniwersytecie Wschodniego Waszyngtonu, koncentrując się na biologii rozrodu żab i myszy. Kiedy Hopkins dowiedział się o wyzwaniach, przed którymi stoją populacje pszczół, postanowił jednak zbadać metodę, która została wykorzystana do ochrony nasienia krów i innych zwierząt: zamrażanie kriogeniczne. Tradycyjnie próbki nasienia pszczelego pobierano, przechowywano w temperaturze pokojowej i utrzymywały żywotność przez około dwa tygodnie.
„Nigdy tak naprawdę nie widziałem ula miodnego” - mówi Hopkins. „Ale na szczęście doradca mojego mistrza [pracował] wystarczająco długo w świecie ssaków - z bydłem, owcami, kozami i tym podobne - i powiedział:„ To nie musi być idealne, po prostu musi działać. . ” Zamiast czekać na doskonały system, poszliśmy dalej i to zrobiliśmy. ”
W rzeczywistości, wyjaśnia Hopkins, postanowili zamrozić nasienie pszczoły miodnej, pomimo faktu, że jeden z ostatnich artykułów na temat kriokonserwacji z lat 80. stwierdził, że wyniki nie były wystarczające i że badacze powinni przestać stosować tę metodę przechowywania. Niemniej jednak Hopkins wyjął pojedynczą rurkę kapilarną z nasieniem (100 mikrolitrów), zamroził ją i „miał całkiem niezły sukces”.
Działo się to w tym samym czasie, gdy badacz Uniwersytetu Stanowego w Waszyngtonie Steve Sheppard, szef WSS Apis Molecular Systematics Laboratory, zbierał świeży materiał tej samej odmiany. W tym roku otrzymał jedyne zezwolenie wydane przez USDA na import nasienia z globalnych populacji pszczół do Stanów Zjednoczonych. Próbki te stały się fundamentem największej na świecie kolekcji plazmy zarodkowej pszczół, przechowywanej w WSU i zawierającej podgatunki rodzime w Europie, Azji Zachodniej i Europie Środkowej.
Następnie Sheppard został doradcą doktora Hopkinsa i oboje zaczęli razem podróżować, zbierając nasienie pszczół i zamrażając je na miejscu. Praca przyniosła wyjątkowe wyzwania. „Problem ze świeżym nasieniem polega na tym, że dostajesz tylko jeden strzał”, wyjaśnia Hopkins. „Odbiór za granicą jest bardzo kosztowny i czasochłonny. Następnie użyjesz go i może mieć królową, która nawet nie rodzi potomstwa. ”
Ale również się opłaciło: Hopkins twierdzi, że materiał zebrany i zamrożony pięć lat temu jest „taki sam, jakby był zamrożony przez pięć dni”.
Zapytany, czy kiedykolwiek wyobrażał to sobie jako dzieło swojego życia, Hopkins powiedział jasno: „Nie. Na pewno nie. ”Ale widzi niesamowitą wartość pracy, którą wykonuje. „Fajne jest to, że włączenie kriokonserwacji do hodowli pszczół pozwala nam rozmnażać się w przestrzeni i czasie”, powiedział Sheppard w e-mailu. „Możemy odzyskać genetykę wiele lat po umieszczeniu w magazynie. Można więc sobie wyobrazić, że w 2030 r. Moglibyśmy przenieść pszczoły z powrotem do materiału z 2015 r., Który [magazynowaliśmy] w zbiorniku z ciekłym azotem. ”
I dlatego ważne jest zachowanie materiału, który jest zarówno opłacalny komercyjnie, jak i różnorodny. „Chociaż tak naprawdę nie sądzę, że nagle stracimy wszystkie nasze pszczoły miodne i musimy skorzystać z tego zamrożonego stada, aby zaludnić planetę pszczołami, szkoda, że nie robiliśmy tego wcześniej, powiedzmy: Przybyły roztocza Varroa - mówi Hopkins. „Straciliśmy ogromną różnorodność genetyczną w populacji USA, której tak naprawdę nie możemy odzyskać, ponieważ nie mieliśmy żadnego zamrożonego materiału”.
Aby powrócić do tego poziomu różnorodności, mówi, jest jeszcze wiele do zrobienia. „Pszczoły miodne są obecnie gatunkiem rolniczym” - mówi Hopkins. „Potrzebują takich samych badań i uwagi, jak na przykład bydło. Byłoby wspaniale, gdyby byli lepiej rozpoznawani - w dziedzinie ochrony, technik hodowlanych, selekcji, wszystko, co trzeba, aby je ulepszyć. ”
