Първият въпрос, който всеки иска да знае, е: как?
Свързано съдържание
- Как да защитим местните опрашители по десет лесни начина
- Вътре в свода в Колорадо, който запазва любимите ви храни от изчезване
„Изненадан съм, че ви отне толкова време да питате“, казва Брандън Хопкинс със смях. 35-годишният ентомолог подготвя проби, които да бъдат изпратени в Националната лаборатория за съхранение на генетични ресурси на USDA във Форт Колинс, Колорадо, съоръжение, предназначено да осигури снабдяването с храна чрез събиране на генетичен материал от селскостопански видове. "Вие почти просто ги стискате и нещата изскачат", казва той.
Хопкинс е пчеларят и лабораторен ръководител на програмата за пчелини на Университета на щата Вашингтон, а "нещата", които той има предвид, са спермата на пчелните пчели.
Да, сперма. Хопкинс прекарва голяма част от времето си в посещение на пчелари и събиране на семенна течност от дронове, мъжките пчели, които съществуват предимно за импрегниране на кралици. Или както казва Хопкинс: „Те летят по гениталии. Те не събират нектар; те не събират прашец. Единственото, което правят, е половинката. "
Той предпочита да улавя дронове по време на полет, когато те са на връщане от ежедневните си опити да се чифтосват с кралица. Между 13 и 17 ч. - времето им на полет - той поставя мрежести екрани пред входовете на кошерите. Пчелите работнички са достатъчно малки, за да влязат през екраните и да се върнат в жилището си, но дроновете не могат. Докато се вкопчват в разделителите, Хопкинс започва да действа, като събира пчелите без жилки в клетки и ги поставя една по една под микроскоп.
Той обяснява процеса си: „Когато изтръгнеш мъж, ако е зрял, гениталиите му изскачат. И тогава, плаващ върху малко слуз, е около един микролитър сперма. ”За съжаление, в природата дроновете влагат толкова много кръв и енергия в репродукция, че умират след успешно чифтосване. И това имитира Хопкинс в лабораторията: „Стискаме ги до момента, в който умират“, казва той. На Хопкинс отнема около час, за да обработи 300-500 дрона и да напълни една 100-милилитрова тръба с тяхната репродуктивна течност.
Следващият въпрос, разбира се, е: защо? Тоест: защо по света учените събират пчелна сперма?
Накратко, като жив плет за бъдещето. „Може да има уникални и ценни [варианти на ген], които в този момент може да не са забележимо ценни“, но биха могли да станат невероятно важни пред все още неизвестната бъдеща заплаха, казва Хопкинс за генетичния материал, който събира. По-голямата част от спермата е замразена, каталогизирана и съхранявана във Форт Колинс, където надеждата е, че ще остане жизнеспособна с години, може би десетилетия, само чака да бъде размразена, за да може да импрегнира медена пчела далеч в бъдеще.
Или не толкова далеч в бъдеще. Пчелните пчели вече са изправени пред множество заплахи: вредители и болести, пестициди и фунгициди, хранене и начин на управление на колониите, както по отношение на пчеларството, така и по отношение на развъждането и генетиката. Начело в списъка е паразитна акара, наречена Varroa destructor, която се възпроизвежда в пчелни колонии и живее до зловещото си име чрез изсмукване на кръвта от възрастни и развиване на ларви. Това е опустошителна популация на пчелите, тъй като е открита за първи път в САЩ през 1987 г.
По числата ситуацията е тежка. Според Националната служба за селскостопанска статистика на USDA в края на 40-те години в САЩ имахме близо 6 милиона управлявани кошери. До 2008 г. този брой е спаднал до малко над 2 милиона - и досега остава там. Спермата, която Хопкинс събира, би могла да помогне за защита или дори разширяване на бъдещите поколения медоносни пчели - което означава запазване на милиарди долари в селскостопански култури и неоценимо богатство от биоразнообразие за планетата.
.....
Брандън Хопкинс, усилено работи за събиране на пчелна сперма. (Стив Шеппард) Докато Съединените щати са дом на около 4000 местни пчели, нашият селскостопански опрашител за избор е неместната медена пчела, която родом от Южна и Югоизточна Азия. Това е така, защото медоносните пчели са плодотворни и многофункционални опрашители, казва Боб Данка, ръководителят на научните изследвания в лабораторията за мед пчела USDA в Батън Руж, Луизиана. Докато някои пчели опрашват един вид растение, медоносните пчели се хранят с над 100 търговски култури, предоставяйки услуги за опрашване на стойност близо 3000 долара на хектар на култура.
В САЩ медоносните пчели се справят с „нещо като 90 процента от опрашване“, обяснява Данка и една колония е средно пикова лятна популация от над 60 000 пчели. „Други пчели не могат да съществуват в достатъчно голям брой, за да опрашват огромни площи от посеви“, казва той. Пчелите също могат да се преместват навън и извън различни места с относителна лекота, което е от съществено значение за културите като бадеми, които се нуждаят от кръстосано опрашване.
Между февруари и март всяка година 80 до 90 процента от наличните търговски пчели в страната - около 1, 8 милиона колонии - са превозвани до Калифорния, за да опрашват бадемовите цветове. Но работата не свършва дотук. Тези пчели се използват целогодишно за своя труд, пише Ferris Jabr, пише в Scientific American :
„След цъфтежа на бадемите някои пчелари отвеждат пчелните си пчели в овощни градини от череши, сливи и авокадо в Калифорния и овощни градини от ябълки и череши в щата Вашингтон. Ела лятно време, много пчелари се отправят на изток към нивите на люцерна, слънчогледи и детелина в Северна и Южна Дакота, където пчелите произвеждат по-голямата част от меда си за годината. Други пчелари посещават тикви в Тексас, клементини и мандарини във Флорида, червени боровинки в Уисконсин и боровинки в Мичиган и Мейн. По цялото източно крайбрежие мигриращите пчелари опрашват ябълки, череши, тикви, червени боровинки и различни зеленчуци. До ноември пчеларите започват да преместват колониите си в топли местности, за да изчакат зимата: Калифорния, Тексас, Флорида и дори температурни изби с картофи в Айдахо. "
Тази свръхзависимост от медоносния пчелен труд обаче има своите опасности. „Ние, в Северна Америка, сме се боядисали в този ъгъл, използвайки медоносните пчели поради съвременните селскостопански практики и нуждата ни да произвеждаме големи количества култури ефективно“, казва Данка. И работата започва да стресира пчелите навън: „Натискът върху тях е много реален и изглежда се влошава.“
Днес може да мислите за тези пчели за напълно зависими от хората. „Когато акарите на Вароа дойдоха в САЩ, той елиминира 99 процента от дивата популация на медоносните пчели“, казва Хопкинс. "Някои казват, че сега няма диви пчели, защото те не могат да оцелеят без човешка намеса. Те са като домашен вид."
Тази взаимозависима връзка с хората се разкрива в промените в храненето на пчелите. Пчелите са точно като нас: Те се нуждаят от разнообразна диета, за да процъфтяват. Както нашите диети станаха по-малко разнообразни, така и тяхната. Разрастването на индустриализираното земеделие и увеличаването на монокропите, отглеждани в монокултурата, означава, че има много разнообразие в растенията, от които пчелите произвеждат цветен прашец и нектар. Хабитатите, където те се хранят, са се превърнали в това, което Марла Спивак, професор по ентомология в Университета на Минесота, определя като „пустини с храна“.
Предизвикателството се изостря, обяснява Спивак в разговор за TED от 2012 г. с конвергенцията на търсенето и предлагането. В същото време наблюдаваме спад на пчелните популации, ние също отглеждаме все по-голям брой култури, които разчитат на тях. През последния половин век, казва тя в своята беседа, „е имало 300-процентово увеличение на производството на култури, което изисква опрашване на пчелите.“ Само миналата година американските пчелари загубиха около 40 процента от своите пчелни семейства.
.....
Криоконсервирани епруветки от медоносна пчелна сперма, съхранявани в центъра за генетично съхранение на USDA във Форт Колинс, Колорадо. (Симран Сети) Ето защо през 2016 г. службата за изследване на селското стопанство на USDA реши да добави медоносна пчелна сперма в колекцията си Fort Collins, която също съхранява редица други материали - от семена и стъбла до животинска кръв и ембриони - които са от съществено значение за поддържането на домашната ни храна доставки. „Това е част от [нашия] отговор на продължаващата криза, с която се сблъскват пчеларите в страната“, пише институцията в онлайн публикацията си, обявявайки старта.
Човекът, натоварен с бляскавата работа по събирането на спермата? Брандън Хопкинс.
През 2008 г. съвременният колектор за сперматозоиди на пчелни медове завършва магистърска степен по биология в университета в Източен Вашингтон с акцент върху репродуктивната биология на жабите и мишките. Когато Хопкинс научи за предизвикателствата, пред които са изправени пчелните популации, той реши да проучи метод, използван за запазване на спермата на кравите и други животни: криогенно замразяване. Традиционно екземплярите от пчелна сперма се извличат, съхраняват на стайна температура и остават жизнеспособни за около две седмици.
„Никога дори не бях виждал кошера на пчелна пчела“, казва Хопкинс. „Но, за щастие, съветникът на моя господар беше [работи] достатъчно дълго в света на бозайниците - с говеда, овце и кози и всичко останало - и той каза:„ Не трябва да е перфектно, просто трябва да работи . " Вместо да чакаме да получим перфектна система, ние продължихме напред и го направихме. “
Всъщност, обяснява Хопкинс, те започнаха да замразяват спермата от пчелни медове, въпреки факта, че в един от последните документи, написани за криоконсервация от 80-те години, се казва, че резултатите не са достатъчно добри и че изследователите трябва да спрат да следват този метод на съхранение. Въпреки това Хопкинс извлече една капилярна епруветка от сперма (100 микролитра), замръзна я и имаше „доста добър успех“.
Това се случваше по същото време, когато изследователят на университета в щата Вашингтон Стив Шеппард, ръководител на лабораторията за молекулярна систематика на WSU на WSU, беше събирал свежи материали от същия сорт. През същата година той получи единственото разрешение, дадено от USDA за внос на сперма от глобални пчелни популации в Съединените щати. Тези проби станаха основата на най-голямата колекция от пчелни зародиши в света, съхранявана в WSU и съдържаща подвидове, родни в Европа, Западна Азия и Централна Европа.
Впоследствие Шеппард стана доктор на Хопкинс и двамата започнаха да пътуват заедно, събиране на пчелна сперма и замразяване на място. Работата дойде с уникални предизвикателства. „Проблемът с прясната сперма е, че получавате само една снимка“, обяснява Хопкинс. „Събирането в чужбина е много скъпо и отнема много време. След това го използвате и може да имате кралица, която дори не произвежда потомство. "
Но това също се изплати: Хопкинс казва, че материалът, събран и замразен преди пет години, е „същият, както ако е бил замразен в продължение на пет дни“.
На въпроса дали някога той е смятал това за своя живот, Хопкинс беше категоричен: „Не. Със сигурност не. ”Но той вижда невероятната стойност в работата, която върши. „Хубавото на включването на криоконсервацията в отглеждането на пчелите е, че тя ще ни позволи да се размножаваме в пространството и времето“, казва Шеппард в имейл. „Можем да извлечем генетиката години след като е била поставена на склад. Така че можете да предвидите, че през 2030 г. бихме могли да пресечем пчелите обратно към материал от 2015 г., който [съхраняваме] в резервоара за течен азот. "
Ето защо е важно да запазите материал, който е жизнеспособен и разнообразен в търговската мрежа. „Докато всъщност не мисля, че изведнъж ще загубим всичките си пчелни пчели и трябва да използваме този замръзнал запас, за да пренаселим планетата с пчели, твърде лошо е, че не го правехме преди това, да речем, Вароа акарите дойдоха ”, казва Хопкинс. „Загубихме огромно количество генетично разнообразие в населението на САЩ, което всъщност не можем да върнем, защото нямахме замразени материали.“
За да се върнем към това ниво на многообразие, според него, има още работа. „Пчелните медове са селскостопански домашен вид сега“, казва Хопкинс. „Те се нуждаят от същите изследвания и внимание, каквито добиват например добитъка. Би било чудесно, ако те бяха по-добре разпознати - по отношение на опазването, размножителните техники, селекцията, всичко, което е необходимо за подобряването им. "
