Det første spørgsmål, som alle vil vide, er: hvordan?
Relateret indhold
- Sådan beskytter du dine lokale forurening på ti nemme måder
- Inde i Colorado-hvelvet, der holder dine foretrukne madvarer fra at blive udryddet
”Jeg er overrasket over, at det tog dig så lang tid at spørge, ” siger Brandon Hopkins med en latter. Den 35-årige entomolog forbereder prøver, der skal sendes til USDA Agricultural Research Service National Laboratory for Genetic Resources Conservation i Fort Collins, Colorado, et anlæg, der er dedikeret til at sikre vores fødevareforsyning ved at indsamle genetisk materiale fra landbrugsarter. ”Du skal stort set bare klemme dem, og de ting springer ud, ” siger han.
Hopkins er bigården og laboratoriesjefen for Washington State University's Apiary-program, og de "ting", han refererer til, er honningbissæd.
Ja, sæd. Hopkins bruger en masse af sin tid på at besøge biavlere og indsamle sædvæske fra droner, de mandlige honningbier, der primært findes for at imprægne dronningsbier. Eller som Hopkins udtrykker det: ”De flyver kønsorganer. De samler ikke nektar; de samler ikke pollen. Det eneste, de gør, er at parre sig. ”
Han foretrækker at fange droner under flyvningen, når de er på vej tilbage fra deres daglige forsøg på at parre sig med en dronning. Mellem klokken 13 og 17 - deres flytid - sætter han mesh-skærme foran indgangene til nældefeber. Arbejderbier er små nok til at komme gennem skærmene og tilbage i deres bolig, men droner kan ikke. Når de klamrer sig fast til skilleapparatet, springer Hopkins i aktion, samler de stinger-mindre bier i burene og placerer dem, en efter en, under mikroskopet.
Han forklarer sin proces: ”Når du klemmer en mand, hvis han er moden, dukker hans kønsorganer ud. Og så, flydende på en smule slim, handler det om en mikroliter sæd. ”Desværre, i naturen, indbringer droner så meget blod og energi i reproduktionen, at de dør efter vellykket parring. Og det er, hvad Hopkins efterligner i laboratoriet: ”Vi klemmer dem til det punkt, hvor de dør, ” siger han. Det tager Hopkins cirka en time at behandle 300-500 droner og fylde et enkelt 100-mikroliter-rør med deres reproduktionsvæske.
Opfølgningsspørgsmålet er selvfølgelig: hvorfor? Det er: hvorfor i verden samler forskere bi-sæd?
Kort sagt, som en afdækning for fremtiden. "Der kan være unikke og værdifulde [varianter af et gen], der muligvis ikke er mærkbart værdifulde på dette tidspunkt, " men kan blive utroligt vigtige i lyset af en endnu ukendt fremtidig trussel, siger Hopkins om det genetiske materiale, han indsamler. Det meste af sæden er frosset, katalogiseret og opbevaret i Fort Collins, hvor håbet er, at det vil forblive levedygtigt i årevis, måske årtier, bare venter på at blive tøet ud, så det kan imprægnere en honningbi langt fremover.
Eller ikke så langt i fremtiden. Honningbier står allerede over for masser af trusler: skadedyr og sygdomme, pesticider og fungicider, ernæring og måden, hvorpå kolonier styres, både hvad angår biavl og avl og genetik. På toppen af listen er en parasitmide kaldet Varroa destructor, som gengiver sig i honningbikolonier og lever op til sin uhyggelige navn ved at sutte blodet fra voksne og udvikle larver. Det har været ødelæggende bipopulationer, siden det først blev opdaget i De Forenede Stater i 1987.
I forhold til tallene er situationen alvorlig. I henhold til USDA National Agricultural Statistics Service havde vi i slutningen af 1940'erne næsten 6 millioner administrerede bikuber i USA. I 2008 faldt antallet til lidt over 2 millioner - og har boet der lige siden. Sæden Hopkins indsamler, kan derefter hjælpe med at beskytte eller endda udvide de kommende generationer af honningbier - hvilket betyder at beskytte milliarder af dollars i landbrugsafgrøder og en uvurderlig rigdom af biodiversitet for planeten.
.....
Brandon Hopkins, hårdt på arbejde med at indsamle biesæd. (Steve Sheppard) Mens USA er hjemsted for omkring 4.000 indfødte bier, er vores valg af landbrugsbestøvning den ikke-indfødte honningbi, der kommer fra Syd- og Sydøstasien. Det skyldes, at honningbier er produktive og forurenende pollinatorer, siger Bob Danka, forskningsleder for USDA Honey Bee Lab i Baton Rouge, Louisiana. Mens nogle bier bestøver en enkelt plantesort, foder honningbier på over 100 kommercielle afgrøder, og leverer næsten $ 3.000 for pollineringstjenester pr. Ha pr. Afgrøde.
I USA håndterer honningbier “noget i retning af 90 procent af bestøvningen, ” forklarer Danka, og en koloni gennemsnit en høj sommerpopulation på op mod 60.000 bier. ”Andre bier kan ikke eksistere i stort nok antal til at bestøve store arealer af afgrøder, ” siger han. Bierne kan også flyttes ind og ud fra forskellige steder med relativ lethed, hvilket er vigtigt for afgrøder som mandler, der kræver krydsbestøvning.
Mellem februar og marts hvert år transporteres 80 til 90 procent af landets tilgængelige kommercielle bier - ca. 1, 8 millioner kolonier - til Californien for at bestøve mandelblomster. Men arbejdet slutter ikke der. Disse bier bruges året rundt til deres arbejde, skriver Ferris Jabr i Scientific American :
”Efter mandelblomstringen tager nogle biavlere deres honningbier til kirsebær-, blomme- og avokadoplantager i Californien og æble- og kirsebærplantager i Washington State. Kom sommertid, mange biavlere kører østover til marker med lucerne, solsikker og kløver i Nord- og Syd Dakota, hvor bierne producerer størstedelen af deres honning for året. Andre biavlere besøger squash i Texas, klementiner og mandariner i Florida, tyttebær i Wisconsin og blåbær i Michigan og Maine. Langs østkysten pollinerer vandrende biavlere æbler, kirsebær, græskar, tranebær og forskellige grøntsager. I november begynder biavlere at flytte deres kolonier til varme steder for at vente om vinteren: Californien, Texas, Florida og endda temperaturkontrollerede kartoffelskældre i Idaho. ”
Denne overdreven tillid til arbejde med honningbier har dog sine farer. ”Vi i Nordamerika har malet os ind i dette hjørne ved hjælp af honningbier på grund af moderne landbrugspraksis og vores behov for at producere store mængder afgrøder effektivt, ” siger Danka. Og arbejdet begynder at stresse bierne ud: ”Presset på dem er meget reelt, og det ser ud til at blive værre.”
I dag kan du tænke på disse bier som helt afhængige af mennesker. ”Da Varroa mider kom til USA, fjernede det 99 procent af den vildtede befolkning af honningbier, ” siger Hopkins. "Nogle siger, at der ikke er nogen vilde honningbier nu, fordi de ikke kan overleve uden menneskelig indgriben. De er som en tamart."
Dette kodeafhængige forhold til mennesker afsløres i ændringer i bi-ernæring. Bier er ligesom os: De har brug for en varieret diæt for at trives. Da vores diæter er blevet mindre forskellige, så er også deres. Udvidelsen af det industrialiserede landbrug og stigningen i monokrop dyrket i monokultur betyder, at der er ringe mangfoldighed i de planter, hvorfra bier kilder pollen og nektar. De levesteder, hvor de foder, er blevet til, hvad Marla Spivak, professor i entomologi ved University of Minnesota, beskriver som ”madørkener.”
Udfordringen forværres, forklarer Spivak i en TED-tale fra 2012 af konvergensen mellem udbud og efterspørgsel. Samtidig oplever vi et fald i bipopulationer, og vi dyrker også et stigende antal afgrøder, der er afhængige af dem. I det sidste halve århundrede, siger hun i sit foredrag, ”har der været en stigning på 300 procent i afgrødeproduktionen, som kræver bi-bestøvning.” Lige sidste år mistede amerikanske biavlere ca. 40 procent af deres honningbikolonier.
.....
Kryopreserverede rør med sæd af honningbier opbevaret i USDAs genetiske konserveringscenter i Fort Collins, Colorado. (Simran Sethi) Derfor besluttede USDAs landbrugsforskningstjeneste i 2016 at tilføje honningbiesæd til Fort Collins-kollektionen, som også opbevarer en række andre materialer - fra frø og stængler til dyreblod og embryoner - der er essentielle for at opretholde vores huslige fødevarer levere. ”Det er en del af [vores] svar på den igangværende krise, som landets biavlere står overfor, ” skrev institutionen i sit onlineindlæg, hvor de annoncerede lanceringen.
Manden, der fik det glamorøse job at samle sæden? Brandon Hopkins.
I 2008 indsamlede den moderne honningbiesædceller en kandidatgrad i biologi ved Eastern Washington University med fokus på den reproduktive biologi af frøer og mus. Da Hopkins lærte om de udfordringer, bipopulationerne stod overfor, besluttede han imidlertid at udforske en metode, der er blevet brugt til at bevare sæden hos køer og andre dyr: kryogen frysning. Traditionelt blev biesædprøver ekstraheret, opbevaret ved stuetemperatur og forblev levedygtige i ca. to uger.
”Jeg havde aldrig engang set en honningbikup, ” siger Hopkins. ”Men heldigvis havde min mesters rådgiver [arbejdet] længe nok i pattedyrsverdenen - med kvæg og får og geder og alt det derpå - og han sagde: 'Det behøver ikke at være perfekt, det skal bare arbejde .' I stedet for at vente på at få et perfekt system, gik vi videre og gjorde det. ”
Faktisk, forklarer Hopkins, begyndte de at indefryse sæd med honningbi på trods af, at et af de sidste papirer, der blev skrevet om kryokonservering fra 1980'erne, sagde, at resultaterne ikke var gode nok, og at forskere skulle stoppe med at forfølge den metode til opbevaring. Ikke desto mindre ekstraherede Hopkins et enkelt kapillarrør sæd (100 mikroliter), frøs det og havde ”temmelig god succes.”
Dette skete på samme tid, som Washington State University-forsker Steve Sheppard, leder af WSU Apis Molecular Systematics Laboratory, var ude i marken og indsamlede frisk materiale af samme sort. Det år fik han den eneste tilladelse, som USDA havde givet til at importere sæd fra globale bipopulationer til USA. Disse prøver blev grundlaget for, hvad der er blevet den største samling af bi-kimplasmas i verden, opbevaret i WSU og indeholdt underarter, der er hjemmehørende i Europa, Vestasien og Centraleuropa.
Herefter blev Sheppard Hopkins 'ph.d.-rådgiver, og de to begyndte at rejse sammen, samle biesæd og fryse den på stedet. Arbejdet kom med unikke udfordringer. ”Problemet med frisk sæd er, at du kun får det ene skud, ” forklarer Hopkins. ”Det er meget dyrt og tidskrævende at samle i udlandet. Så bruger du det og har muligvis en dronning, der ikke engang producerer nogen afkom. ”
Men det betalte sig også: Hopkins siger, at det indsamlede og frosne materiale for fem år siden er "det samme som om det var blevet frosset i fem dage."
Da han blev spurgt, om han nogensinde havde forestillet sig dette som sit livsværk, var Hopkins klar: ”Nej. Helt sikkert ikke. ”Men han ser den utrolige værdi i det arbejde, han udfører. ”Den seje ting ved inkorporering af kryopræservering i bi-avl er, at det giver os mulighed for at avle på tværs af rum og tid, ” sagde Sheppard i en e-mail. ”Vi kan hente genetik år efter, at det er blevet opbevaret. Så du kan forestille os, at vi i 2030 kunne krydse bierne tilbage til materiale fra 2015, som vi har [opbevaret] i den flydende nitrogenbeholder. ”
Og det er derfor, det er vigtigt at bevare materiale, der er både kommercielt bæredygtigt og mangfoldigt. ”Selvom jeg ikke virkelig tror, at vi pludselig vil miste alle vores honningbier og har brug for at udnytte denne frosne bestand for at genbefolke planeten med bier, er det for dårligt, at vi ikke gjorde det før, siger, Varroa mider kom, ”siger Hopkins. "Vi mistede en enorm mængde genetisk mangfoldighed i den amerikanske befolkning, som vi ikke rigtig kan komme tilbage, fordi vi ikke havde noget frossent materiale."
For at komme tilbage til det niveau af mangfoldighed, siger han, er der mere arbejde, der skal gøres. ”Honningsbier er en indenlandsk landbrugsart nu, ” siger Hopkins. ”De har brug for den samme forskning og opmærksomhed, som kvæg f.eks. Får. Det ville være dejligt, hvis de blev bedre anerkendt - inden for bevaring, avlsteknikker, udvælgelse, alt [hvad der kræves] for at forbedre dem. ”
