Orlando Teen Varun Madan Używa probiotycznych bakterii do ratowania pszczół miodnych

Podobnie jak wszystkie nastolatki, Varun Madan zostaje rozproszony po swojej pracy domowej. Pewnego wieczoru, zamiast czytać o motylu na szkolne zadanie, przypadkowo przewrócił Internetową króliczą dziurę z badań pszczół miodnych. Ten objazd doprowadził nastolatka z Orlando do rywalizacji w jednym z największych w tym tygodniu targów nauki w gimnazjum w Stanach Zjednoczonych, uzbrojonych w jego plan ratowania kolonii pszczół na świecie przed całkowitym upadkiem.

Madan, teraz w dziewiątej klasie, opowie ci wszystko o tym, jak pszczoły zapylają miliardy dolarów upraw rolnych na całym świecie. Wyjaśni także, że umierają w alarmującym tempie, tajemniczym zjawisku zwanym „zapaścią kolonii” napędzanym przez choroby, pestycydy i złe odżywianie. Ale co najważniejsze, opowie ci o odkryciu, jakie dokonał na temat wnętrzności pszczół, które po prostu mogą zapobiec ich śmierci.

„Trwa naprawdę długo”, mówi Madan Odwrotność. „Jest tak wiele nieudanych rzeczy, które ludzie próbowali dla tego.” Jego wejście do tegorocznych targów naukowych Society for Science i the Public Broadcom MASTERS w Waszyngtonie było jego planem ich uratowania.

Zakochany w pszczołach Madan spotkał się z dr Jamie Ellisem, profesorem entomologii na University of Florida, który specjalizuje się w pszczołach miodnych. Ellis zwrócił uwagę Madan na ważną hipotezę o tym, co napędza globalne spadki pszczół miodnych.

„Nauczył mnie więcej o tym, dlaczego tak się dzieje, a jego główną hipotezą było to, że brak odporności powoduje brak odporności na te zewnętrzne stresory, takie jak pasożyty, szkodniki, drapieżniki, wszystkie te rzeczy” - mówi Madan. Natychmiast przyszła na myśl rola ludzkiego mikrobiomu jelitowego w odporności. Galaktyka bakterii, drożdży i wirusów żyjących w ludzkim przewodzie pokarmowym ma zasadnicze znaczenie dla ogólnego stanu zdrowia. Pomyślał, że tak jak zakłócone mikrobiomy osłabiają rozwój i funkcje odpornościowe u ludzi, tak samo może być z pszczołami. Gdy tylko wrócił do Orlando, wrócił do badań, odkrywając, że spośród 13 pożytecznych bakterii w mikrobiomie pszczoły miodnej, dwa znajdują się u ludzi.

Użył jednego z nich Bifidobacterium infantis przetestować jego hipotezę, że zmiany w mikrobiomie jelitowym pszczół doprowadziły do ​​ich śmierci.

Lokalna pasieka Madan, Orange Blossom Beekeepers Association, bardzo wspierała pracę Madan. „Byłem pobłogosławiony, że dostałem pięć uli,„ ponieważ przypadkowy nauczyciel średniej klasy prosi o ule miodowe, zazwyczaj powiedzieliby, że nie ”- wspomina. „Ale mam pięć całych uli!”

Przez całą zimę, kiedy pszczół nie ma tak dużo kwiatów, pszczelarze dostarczają słoiki z cukrem, aby zasymulować naturalną dietę nektaru pszczół. To dało Madanowi możliwość eksperymentalnego kontrolowania tego, co konsumują jego pszczoły, ponieważ w zasadzie jedli ze słoika przez całą zimę.

W słojach kamieniarza karmiących jego pięć uli, Madan różnił się poziomem B. infantis bakteria. Dwie ule uzyskały wysoką koncentrację bakterii, dwie ule trochę mniej, a piąty nie otrzymał żadnej - grupy kontrolnej. Przez sześć tygodni monitorował cztery różne wskaźniki zdrowia uli: wartości żerowania (ile pszczół wchodzi i wychodzi z ula, aby przywrócić żywność), masę miodową, populację i produkcję czerwia (ile larw produkuje rój).

Aby określić populacje pszczół, Madan zrobił zdjęcia każdej klatki w ulu, oszacował w niej liczbę pszczół, a następnie pomnożył tę liczbę przez całkowitą liczbę klatek w ulu. „Oczywiście byłoby nieracjonalne liczyć je wszystkie”, mówi. W przypadku produkcji czerwia podobnie policzył larwy. Skrupulatnie użył licznika, aby policzyć, ile pszczół pojawiło się i zniknęło w ciągu dziesięciu minut podczas jego dwutygodniowych obserwacji. Ważenie dolnego bloku każdego ula wskazuje masę miodową, ponieważ to tam wszystko kapie. „Którykolwiek był najmilszy, - przepraszam, cokolwiek było najcięższe - nagralibyśmy to”, mówi.

Madan szybko zrozumiał trudności związane z pracą w terenie. „To nie przyszło bez mojej szkody” - mówi. „Wyjęliśmy ule, a 42 razy zostałem ukąszony! Raz w moim pępku! Ale wiesz co? To nauka! I cieszę się, że miałem nadzór. W przeciwnym razie ta 42 z łatwością mogłaby przerodzić się w czterysta. ”Opowiadając o niebezpieczeństwach związanych z pszczelarstwem, wychodzi Madan. Piosenkarz i aktor, wykorzystuje umiejętności swojego wykonawcy, aby przekształcić sekcję „metod” papieru w porywającą opowieść.

Pod nadzorem dorosłych pszczelarzy, Madan przeżył, aby uchwycić wszystkie swoje dane, testując ich znaczenie z pomocą naukowców lepiej wyposażonych do przeprowadzania analiz statystycznych.

Tak jak przewidywała jego hipoteza, zmiany w jelitach pszczół zmieniły zdrowie ula. Ule, które dostały niską dawkę B. infantis produkował więcej larw, produkował więcej miodu i wspierał większe populacje dorosłych pszczół. Ule wysokodawkowe wytwarzały więcej larw niż kontrola, ale nie tak dużo jak ula niskiej dawki. Nie znalazł jednak statystycznie istotnej różnicy w wartościach żerowania.

Cameron Jack, badacz pszczół miodnych z University of Florida, jest jednym z dorosłych, którzy podjęli wysiłek, aby pomóc Madan publicznie zaprezentować swoją pracę, ucząc go nawigacji - być może co najważniejsze dla początkującego badacza - jak uniknąć zawyżone znaczenie jego ustaleń. Był pod wrażeniem tego, jak szybko Madan zrozumiał, w jaki sposób nauka musi być prezentowana w profesjonalnym otoczeniu.

„Miło jest widzieć niektóre dzieci, które naprawdę rozumieją pewne ważne koncepcje naukowe, których wielu dorosłych nie otrzymuje: Musisz mieć wiele replikacji i coś, co jest statystycznie wykrywalne, zanim będziesz mógł dokonać świadomego założenia”, mówi Jack. Odwrotność. „Wielu ludzi nie zdaje sobie sprawy z tych rzeczy, a ludzie uważają, że wiele śmieci jest prawdą, ale to dlatego, że nie wiedzą, jak działa nauka. Miło jest zobaczyć młodsze pokolenie. ”

Dzięki tym umiejętnościom Madan zaprezentował się na Broadcom MASTERS w tym tygodniu, zdobywając jeden z 30 ogólnopolskich tytułów finalistów. Chociaż nie zabrał do domu głównej nagrody, Madan jest niezrażony, teraz koncentrując się na mikroskopijnych efektach B. infantis na wnętrzach pszczół.

„Czy to naprawdę wpłynęło na rzeczywiste jelita pszczół? To projekt tegoroczny - mówi. „Chcę zobaczyć, czy te bakterie mogą naprawdę usunąć ten patogen zwany nosema, który znajduje się w jelitach pszczoły miodnej. Jeśli tak, bakterie można udowodnić raz na zawsze, że jest naprawdę, naprawdę dobrze ”.