První otázka, kterou všichni chtějí vědět, je: jak?
Související obsah
- Jak chránit své místní opylovače za deset snadných způsobů
- Uvnitř úložiště Colorado, které chrání vaše oblíbená jídla před vyhynutím
"Překvapilo mě, že vám trvalo tak dlouho, než se zeptáte, " řekl Brandon Hopkins se smíchem. 35letý entomolog připravuje vzorky, které mají být zaslány do Národní laboratoře zemědělského výzkumu USDA pro ochranu genetických zdrojů ve Fort Collins v Coloradu, zařízení zaměřeném na zajištění naší potravy shromažďováním genetického materiálu ze zemědělských druhů. "Skoro je jen stlačíte a ty věci se objeví, " říká.
Hopkins je včelařským a laboratorním vedoucím programu včelínského programu Washington State University a „věcmi“, o nichž hovoří, je semeno medonosné včely.
Ano, sperma. Hopkins tráví spoustu času návštěvou včelařů a shromažďováním semenné tekutiny z dronů, mužských včel, které existují primárně k impregnaci včel královny. Nebo, jak říká Hopkins: „Létají genitálie. Nesbírají nektar; nesbírají pyl. Jediné, co dělají, je kamarád. “
Raději zajímá drony během letu, když jsou na cestě zpět z jejich každodenních pokusů o párování s královnou. Mezi 13:00 a 17:00 - jejich doba letu - nastaví před vchody do okénka síťovinu. Pracovní včely jsou dostatečně malé, aby se dostaly skrz obrazovky a zpět do svého obydlí, ale drony nemohou. Když se drželi děličů, vyskočil Hopkins do akce, shromáždil bezstrčivé včely v klecích a umístil je, jeden po druhém, pod mikroskop.
Vysvětluje svůj postup: „Když stlačíte muže, pokud je zralý, objeví se jeho genitálie. A pak, vznášející se na trochu hlenu, je asi jeden mikrolitr spermatu. “Bohužel, v přírodě drony dávají do reprodukce tolik krve a energie, že po úspěšném páření zemřou. A to je to, co Hopkins napodobuje v laboratoři: „Vytlačujeme je do bodu, kde umírají, “ říká. Hopkinsovi trvá asi hodinu, než zpracuje 300 - 500 robotů a naplní jednu 100 mikrolitrovou zkumavku reprodukční tekutinou.
Následující otázka samozřejmě zní: proč? To je: proč na světě sbírají vědci sperma včel?
Stručně řečeno, jako zajištění budoucnosti. "Mohly by existovat jedinečné a cenné [varianty genu], které nemusí být v tomto okamžiku znatelně cenné, " ale mohl by se stát neuvěřitelně důležitým vzhledem k dosud neznámé budoucí hrozbě, říká Hopkins o genetickém materiálu, který shromažďuje. Většina spermatu je zmrazena, katalogizována a uložena ve Fort Collins, kde je naděje, že zůstane životaschopná celá léta, možná desetiletí, jen čekající na rozmrazení, aby mohla v budoucnu napustit včelu medonosnou daleko.
Nebo ne tak daleko v budoucnosti. Včely medonosné již čelí velkému ohrožení: škůdci a nemoci, pesticidy a fungicidy, výživa a způsob, jakým jsou nakládány s koloniemi, a to jak z hlediska včelařství, chovu, tak genetiky. Na vrcholu seznamu je parazitický roztoč zvaný Varroa destructor, který se rozmnožuje v včelských koloniích a žije podle svého zlověstného jména sáním krve od dospělých a vyvíjením larev. Populace včel ničí od svého prvního odhalení ve Spojených státech v roce 1987.
Podle čísel je situace hrozná. Podle Národní zemědělské statistické služby USDA jsme na konci 40. let měli ve Spojených státech téměř 6 milionů spravovaných úlů. Do roku 2008 toto číslo kleslo na něco přes 2 miliony - a od té doby tam zůstalo. Sperma Hopkins sbírá, pak, by mohla pomoci chránit nebo dokonce rozšířit budoucí generace včel medonosných - což znamená chránit miliardy dolarů v zemědělských plodinách a neocenitelné bohatství biologické rozmanitosti pro planetu.
.....
Brandon Hopkins, tvrdě pracující při shromažďování spermatu včel. (Steve Sheppard) Zatímco ve Spojených státech je domovem přibližně 4 000 domácích včel, naším zemědělským opylovačem je nepůvodní včelí medonosná, která pochází z jižní a jihovýchodní Asie. Je to proto, že včely jsou plodnými a víceúčelovými opylovači, říká Bob Danka, vedoucí výzkumu USDA Honey Bee Lab v Baton Rouge v Louisianě. Zatímco některé včely opylují jediný druh rostliny, medonosné píce se krmí na více než 100 komerčních plodinách, přičemž poskytují opylovací služby v hodnotě téměř 3 000 USD na hektar na plodinu.
V USA zpracovávají včely medonosné „něco jako 90 procent opylování“, vysvětluje Danka a jedna kolonie průměruje maximální letní populaci s více než 60 000 včely. "Jiné včely nemohou existovat v dostatečném množství, aby opylovaly obrovské plochy plodin, " říká. Včely lze také relativně snadno pohybovat na různých místech a z různých míst, což je nezbytné pro plodiny, jako jsou mandle, které vyžadují křížové opylení.
Od února do března každého roku je do Kalifornie přepraveno 80 až 90 procent dostupných obchodních včel - asi 1, 8 milionu kolonií, aby opylovaly mandlové květy. Ale práce tam nekončí. Tyto včely jsou používány po celý rok pro svou práci, píše Ferris Jabr píše v Scientific American :
"Po rozkvětu mandlí někteří včelaři berou své včely do třešňových, švestkových a avokádových sadů v Kalifornii a jablečných a třešňových sadů ve státě Washington." Přijďte letní čas, mnoho včelařů míří na východ do polí lucerny, slunečnice a jetele v severní a jižní Dakotě, kde včely produkují většinu svého medu za rok. Další včelaři navštěvují tykve v Texasu, klementinky a mandarinky na Floridě, brusinky ve Wisconsinu a borůvky v Michiganu a Maine. Po celé východní stěně migrují včelaři opylení jablek, třešní, dýní, brusinek a různých druhů zeleniny. V listopadu začnou včelaři přemisťovat své kolonie do teplých míst a čekat na zimu: Kalifornie, Texas, Florida a dokonce i bramborové sklepy s řízenou teplotou v Idahu. “
Tato přílišná závislost na včelí práci má však svá nebezpečí. "My, v Severní Americe, jsme se do tohoto koutu vtírali pomocí včel medonosných kvůli moderním zemědělským postupům a naší potřebě efektivně produkovat velké množství plodin, " říká Danka. A práce začíná zdůrazňovat včely: „Tlak na ně je velmi reálný a zdá se, že se zhoršuje.“
Dnes si možná myslíte, že tyto včely jsou plně závislé na lidech. "Když roztoči Varroa přišli do USA, eliminovalo to 99 procent divoké populace včel, " říká Hopkins. "Někteří říkají, že teď nejsou žádné divoké včely, protože nemohou přežít bez lidského zásahu. Jsou jako domácí druh."
Tento vztah závislý na člověku se projevuje změnami ve výživě včel. Včely jsou stejně jako my: K prosperitě potřebují pestrou stravu. Vzhledem k tomu, že naše strava se stala méně různorodou, mají i své. Rozšíření průmyslového zemědělství a nárůst monokultů pěstovaných v monokultuře znamená, že rostliny, ze kterých včely pocházejí z pylu a nektaru, mají malou rozmanitost. Stanoviště, kde se píce staly, se proměnilo v to, co Marla Spivaková, profesorka entomologie na University of Minnesota, popisuje jako „potravinové pouště“.
Výzva je prohloubena, vysvětluje Spivak v přednášce TED v roce 2012 prostřednictvím sbližování nabídky a poptávky. Současně zažíváme pokles populací včel, rosteme také rostoucí počet plodin, které se na ně spoléhají. V posledním půlstoletí ve své přednášce říká: „došlo k nárůstu v rostlinné produkci o 300 procent, což vyžaduje opylení včel.“ Jen loni ztratili američtí včelaři přibližně 40 procent svých včelstev.
.....
Kryokonzervované zkumavky spermatu medonosné včely uložené v centru genetické ochrany USDA ve Fort Collins v Coloradu. (Simran Sethi) Proto se v roce 2016 zemědělský výzkumný ústav USDA rozhodl přidat do své sbírky Fort Collins sperma medonosných včel, které také uchovává celou řadu dalších materiálů - od semen a stonků až po živočišnou krev a embrya - které jsou nezbytné pro udržení našeho domácího jídla zásobování. "Je to součást naší reakce na probíhající krizi, se kterou se včelaři v zemi potýkají, " uvedla instituce ve svém online příspěvku a oznámila zahájení.
Muž byl pověřen okouzlující prací sběru spermatu? Brandon Hopkins.
V roce 2008 sbíral moderní včelí sperma medonosných včel magisterský titul z biologie na východní Washingtonské univerzitě se zaměřením na reprodukční biologii žab a myší. Když se však Hopkins dozvěděl o výzvách, kterým čelí populace včel, rozhodl se prozkoumat metodu, která byla použita k ochraně spermatu krav a jiných zvířat: kryogenní zmrazení. Vzorky včel spermatu byly tradičně extrahovány, skladovány při pokojové teplotě a zůstávaly životaschopné po dobu asi dvou týdnů.
"Nikdy jsem vlastně neviděl včelí úl, " říká Hopkins. "Naštěstí poradce mého pána pracoval v savčím světě dostatečně dlouho - se skotem, ovcemi a kozami a se všemi takovými věcmi - a řekl:" Nemusí to být dokonalé, musí to prostě fungovat. " . “ Spíše než čekat na dokonalý systém, šli jsme dopředu a udělali jsme to. “
Hopkins vysvětluje, že se pustili do zmrazování spermatu medonosných včel, přestože jeden z posledních článků o kryoprezervaci z osmdesátých let uvádí, že výsledky nebyly dost dobré a že vědci by měli tento způsob skladování přestat sledovat. Nicméně Hopkins extrahoval jednu kapilární zkumavku spermatu (100 mikrolitrů), zmrazil ji a měl „docela dobrý úspěch“.
Stalo se to současně s tím, že vědec Washington State University Steve Sheppard, vedoucí WSU Apis Molecular Systematics Laboratory, byl venku v terénu a shromažďoval čerstvý materiál stejné odrůdy. Toho roku mu bylo uděleno jediné povolení vydané USDA na dovoz spermatu z celosvětové populace včel do Spojených států. Tyto vzorky se staly základem toho, co se stalo největší sbírkou bakterií včel na světě, uloženou na WSU a obsahující poddruhy původem z Evropy, západní Asie a střední Evropy.
Sheppard se následně stal Hopkinsovým PhD poradcem a oba začali spolu cestovat, shromažďovali sperma včel a zmrazovali ho na místě. Práce přišla s jedinečnými výzvami. "Problém s čerstvým spermatem je v tom, že dostanete pouze jednu ránu, " vysvětluje Hopkins. "Sbírání v zahraničí je velmi drahé a časově náročné." Pak to použijete a možná budete mít královnu, která ani nevytvoří žádné potomstvo. “
Ale také se vyplatilo: Hopkins říká, že materiál shromážděný a zmrazený před pěti lety je „stejný, jako kdyby byl zmražen pět dní.“
Na otázku, zda si to někdy představil jako práci svého života, byl Hopkins jasný: „Ne. Určitě ne. “Ale v práci, kterou dělá, vidí neuvěřitelnou hodnotu. "Skvělá věc o začlenění kryokonzervace do chovu včel je, že nám to umožní rozmnožovat se napříč časem a prostorem, " řekl Sheppard v e-mailu. "Můžeme získat genetiku roky poté, co byla uložena. Můžete si tedy představit, že v roce 2030 bychom mohli včely přejít zpět k materiálu z roku 2015, který jsme [uložili] v nádrži na kapalný dusík. “
Proto je důležité uchovat materiál, který je komerčně životaschopný a rozmanitý. "I když si opravdu nemyslím, že najednou ztratíme všechny naše včely medonosné a potřebujeme proniknout do této zmrazené zásoby, aby znovu osídlili planetu včely, je příliš špatné, že jsme to předtím nedělali, řekněme:" Přišli roztoči Varroa, “říká Hopkins. "Ztratili jsme obrovské množství genetické rozmanitosti v americké populaci, kterou se nemůžeme opravdu vrátit, protože jsme neměli žádný zmrazený materiál."
Aby se dostal zpět k této úrovni rozmanitosti, říká, že je třeba udělat více. "Včely medonosné jsou dnes zemědělským domácím druhem, " říká Hopkins. "Potřebují stejný výzkum a pozornost, jakou například získá skot." Bylo by skvělé, kdyby byli lépe rozpoznáni - v ochraně, technikách chovu, výběru, vše je potřeba k jejich zlepšení. “
