Det første spørsmålet alle ønsker å vite er: hvordan?
Relatert innhold
- Slik beskytter du dine lokale forurensere på ti enkle måter
- Inne i Colorado-hvelvet som holder din favorittmat fra å bli utryddet
"Jeg er overrasket over at det tok deg så lang tid å spørre, " sier Brandon Hopkins med en latter. Den 35 år gamle entomologen forbereder prøver som skal sendes til USDA Agricultural Research Service National Laboratory for Genetic Resources Conservation i Fort Collins, Colorado, et anlegg som er dedikert til å sikre matforsyningen vår ved å samle genetisk materiale fra landbruksarter. "Du stort sett bare klemmer dem, og ting spretter ut, " sier han.
Hopkins er bigården og laboratoriesjefen for Washington State University's Apiary Program, og de "tingene" han viser til er honningbissæd.
Ja, sæd. Hopkins bruker mye av sin tid på å besøke birøktere og samle sædvæske fra droner, de mannlige honningbierene som først og fremst eksisterer for å impregnere dronningsbier. Eller, som Hopkins uttrykker det: “De flyr kjønnsorganer. De samler ikke nektar; de samler ikke inn pollen. Det eneste de gjør er å parre seg. ”
Han foretrekker å fange droner under flyturen, når de er på vei tilbake fra sine daglige forsøk på å parre seg med en dronning. Mellom klokken 13 og 17 - deres flytid - setter han maskeskjermer foran inngangene til elveblest. Arbeiderbier er små nok til å komme seg gjennom skjermene og tilbake i boligen, men droner kan ikke. Når de klamrer seg fast til skilleapparatene, springer Hopkins ut i handling, samler de stinger-mindre biene i bur og plasserer dem, en etter en, under mikroskopet.
Han forklarer prosessen sin: “Når du klemmer en mann, hvis han er moden, dukker kjønnsorganene ut. Og så, flytende på litt slim, handler det om en mikroliter sæd. ”Dessverre, i naturen, legger droner så mye blod og energi i reproduksjonen at de dør etter vellykket parring. Og det er dette Hopkins etterligner i laboratoriet: "Vi klemmer dem til et punkt der de dør, " sier han. Det tar en time å Hopkins bearbeide 300-500 droner og fylle et enkelt 100-mikroliter rør med deres reproduksjonsvæske.
Oppfølgingsspørsmålet er selvfølgelig: hvorfor? Det er: hvorfor i all verden samler forskere biesæd?
Kort sagt, som en hekk for fremtiden. "Det kan være unike og verdifulle [varianter av et gen] som kanskje ikke er merkbart verdifulle på dette tidspunktet, " men kan bli utrolig viktige i møte med en ennå ukjent fremtidig trussel, sier Hopkins om arvestoffet han samler. Det meste av sæden er frosset, katalogisert og lagret i Fort Collins, hvor håpet er at det vil holde seg levedyktig i mange år, kanskje flere tiår, bare venter på å bli tint ut slik at det kan impregnere en honningbi langt fremover.
Eller ikke så langt i fremtiden. Honningbier står allerede overfor mange trusler: skadedyr og sykdommer, plantevernmidler og soppdrepende midler, ernæring og hvordan kolonier håndteres, både når det gjelder birøkt og avl og genetikk. På toppen av listen er en parasittisk midd som kalles Varroa destructor, og som reproduserer seg i honningbikolonier og lever opp til sitt uhyggelige navn ved å suge blodet fra voksne og utvikle larver. Det har vært ødeleggende beebestander siden det ble oppdaget første gang i USA i 1987.
Etter tallene er situasjonen alvorlig. I følge USDA National Agricultural Statistics Service hadde vi på slutten av 1940-tallet nesten 6 millioner administrerte bikuber i USA. I 2008 falt tallet til drøyt 2 millioner - og har oppholdt seg der siden. Sæden Hopkins samler, kan da bidra til å beskytte, eller til og med utvide, fremtidige generasjoner av honningbier - noe som betyr å sikre milliarder av dollar i landbruksavlinger og en uvurderlig mengde biologisk mangfold for planeten.
.....
Brandon Hopkins, hard på jobb med å samle biesæd. (Steve Sheppard) Mens USA er hjemmet til rundt 4.000 innfødte bier, er vår landbruksbestøver som er valgt, den ikke-innfødte honningbien, som kommer fra Sør- og Sørøst-Asia. Det er fordi honningbier er fruktbare og flerbruks pollinerende, sier Bob Danka, forskningsleder for USDA Honey Bee Lab i Baton Rouge, Louisiana. Mens noen bier pollinerer en enkelt plantesort, fôrer honningbier på over 100 kommersielle avlinger, og leverer nesten 3000 dollar for pollineringstjenester per hektar per avling.
I USA håndterer honningbier “noe som 90 prosent av pollinering, ” forklarer Danka, og en koloni er gjennomsnittlig en topp sommerpopulasjon på oppover 60 000 bier. "Andre bier kan ikke eksistere i stort nok antall til å pollinere store arealer med avlinger, " sier han. Biene kan også flyttes inn og ut fra forskjellige steder med relativt enkelhet, noe som er viktig for avlinger som mandler, som krever kryssbestøvning.
Mellom februar og mars hvert år blir 80 til 90 prosent av landets tilgjengelige kommersielle bier - cirka 1, 8 millioner kolonier - fraktet til California for å pollinere mandelblomster. Men arbeidet slutter ikke der. Disse biene brukes året rundt til arbeid, skriver Ferris Jabr i Scientific American :
Etter mandelblomsten tar noen birøktere honningbierene sine til kirsebær-, plomme- og avokadohage i California og eple- og kirsebær frukthager i Washington State. Kom sommerstid tar mange birøktere østover til åker med alfalfa, solsikker og kløver i Nord- og Sør-Dakota, der biene produserer mesteparten av honningen for året. Andre birøktere besøker squash i Texas, klementiner og mandariner i Florida, tyttebær i Wisconsin og blåbær i Michigan og Maine. Langs østkysten pollinerer trekkende birøktere epler, kirsebær, gresskar, tyttebær og forskjellige grønnsaker. I november begynner birøktere å flytte koloniene sine til varme steder for å vente vinteren: California, Texas, Florida og til og med temperaturkontrollerte potetkjellere i Idaho. ”
Denne overtilliten til arbeid med honningbier har imidlertid sine farer. "Vi i Nord-Amerika har malt oss inn i dette hjørnet ved å bruke honningbier på grunn av moderne landbrukspraksis og vårt behov for å produsere store mengder avlinger effektivt, " sier Danka. Og arbeidet begynner å stresse biene ut: "Presset på dem er veldig reelt, og det ser ut til å bli verre."
I dag kan du tenke på disse biene som helt avhengige av mennesker. "Da Varroa midd kom til USA, eliminerte det 99 prosent av den vilde befolkningen av honningbier, " sier Hopkins. "Noen sier at det ikke er noen ville honningbier nå fordi de ikke kan overleve uten menneskelig innblanding. De er som en tamart."
Dette kodeavhengige forholdet til mennesker avsløres i endringer i bieernæring. Bier er akkurat som oss: De trenger et variert kosthold for å trives. Ettersom diettene våre har blitt mindre forskjellige, så har også deres. Utvidelsen av det industrialiserte jordbruket og økningen i monokrops dyrket i monokultur betyr at det er lite mangfold i plantene som bier kaller pollen og nektar. Habitatene der de grovfôr har blitt til det Marla Spivak, professor i entomologi ved University of Minnesota, beskriver som "matørkener."
Utfordringen forverres, forklarer Spivak i en TED-tale fra 2012, av konvergensen av tilbud og etterspørsel. Samtidig som vi opplever en nedgang i beebestanden, vokser vi også stadig flere avlinger som er avhengige av dem. I løpet av det siste halve århundret, sier hun i foredraget, "har det vært en økning på 300 prosent i avlingsproduksjonen som krever bivirkning." Bare i fjor mistet amerikanske birøktere omtrent 40 prosent av sine honningbikolonier.
.....
Kryopreserverte rør med honningbissæd lagret på USDAs genetiske konserveringssenter i Fort Collins, Colorado. (Simran Sethi) Derfor besluttet USDAs landbruksforskningstjeneste i 2016 å legge honningbissæd til Fort Collins-samlingen, som også lagrer en rekke andre materialer - fra frø og stengler til dyreblod og embryoer - som er essensielle for å opprettholde hjemlig mat forsyning. "Det er en del av [vårt] svar på den pågående krisen som landets birøktere står overfor, " skrev institusjonen i sitt online innlegg som kunngjorde lanseringen.
Mannen fikk den glamorøse jobben med å samle sæden? Brandon Hopkins.
I 2008 pakket den moderne honningbiespermkollektoren opp en mastergrad i biologi ved Eastern Washington University med fokus på den reproduktive biologien til frosker og mus. Da Hopkins fikk vite om utfordringene bipopulasjonene sto overfor, bestemte han seg imidlertid for å utforske en metode som har blitt brukt for å bevare sæd fra kyr og andre dyr: kryogen frysing. Tradisjonelt ble bensædprøver ekstrahert, lagret ved romtemperatur og holdt seg levedyktige i omtrent to uker.
"Jeg hadde aldri engang sett en bikube med honningbier, " sier Hopkins. “Men heldigvis hadde min mestrerådgiver [jobbet] lenge nok i pattedyrens verden - med storfe og sauer og geiter og alt det der - og han sa: 'Det trenger ikke å være perfekt, det må bare fungere .' I stedet for å vente på å få et perfekt system, gikk vi foran og gjorde det. ”
Faktisk, forklarte Hopkins, satte de i gang med frysing av honningbissæd til tross for at et av de siste papirene skrevet om kryokonservering fra 1980-tallet uttalte at resultatene ikke var gode nok, og at forskere burde slutte å følge den metoden for lagring. Likevel hentet Hopkins ut et enkelt kapillarrør med sæd (100 mikroliter), frøs det og hadde "ganske god suksess."
Dette skjedde samtidig som Washington State University-forsker Steve Sheppard, leder for WSU Apis Molecular Systematics Laboratory, var ute i felt og samlet inn ferskt materiale av samme sort. Det året hadde han fått den eneste tillatelsen gitt av USDA til å importere sæd fra globale bipopulasjoner til USA. Disse prøvene ble grunnlaget for det som har blitt den største samlingen av bi-bakterieplasmer i verden, lagret på WSU og inneholder underarter hjemmehørende i Europa, Vest-Asia og Sentral-Europa.
Sheppard ble deretter Hopkins 'PhD-rådgiver, og de to begynte å reise sammen, samle biesæd og fryse den på stedet. Arbeidet kom med unike utfordringer. "Problemet med fersk sæd er at du bare får det ene skuddet, " forklarer Hopkins. “Det er veldig dyrt og tidkrevende å samle utenlands. Da bruker du den og kan ha en dronning som ikke en gang produserer noen avkom. "
Men det lønnet seg også: Hopkins sier at materialet som ble samlet inn og frosset for fem år siden, er "det samme som om det hadde vært frossent i fem dager."
På spørsmål om han noen gang så for seg dette som sitt livsverk, var Hopkins tydelig: “Nei. Helt sikkert ikke. ”Men han ser den utrolige verdien i arbeidet han gjør. "Det kule med integrering av kryokonservering i bi-avl er at det vil tillate oss å avle på tvers av rom og tid, " sa Sheppard i en e-post. “Vi kan hente genetikk år etter at den er blitt lagret. Så du kan se for oss at vi i 2030 kunne krysse biene tilbake til materiale fra 2015 som vi har [lagret] i flytende nitrogenbeholder. "
Og det er derfor det er viktig å bevare materiale som er både kommersielt levedyktig og mangfoldig. "Selv om jeg ikke virkelig tror at vi plutselig vil miste alle honningbierene våre og trenger å benytte oss av denne frosne bestanden for å gjenoppfylle planeten med bier, er det synd at vi ikke gjorde dette før, si, Varroa midd kom, sier Hopkins. "Vi mistet en enorm mengde genetisk mangfold i den amerikanske befolkningen som vi egentlig ikke kan komme tilbake fordi vi ikke hadde noe frossent materiale."
For å komme tilbake til det nivået av mangfold, sier han, er det mer arbeid som må gjøres. "Honningbier er en innenlandsk husdyrart, " sier Hopkins. “De trenger den samme undersøkelsen og oppmerksomheten som for eksempel storfe. Det ville vært flott om de ble bedre anerkjent - innen bevaring, avlsteknikker, seleksjon, alt [det som trengs] for å forbedre dem. ”
