Orlando Teen Varun Madan používá probiotické bakterie k záchraně včel

Stejně jako všichni dospívající, Varun Madan se odvrátil od domácích úkolů. Jeden večer, spíše než čtení o motýlech pro školní úkol, on náhodou spadl na internet králík díra výzkumu včel. Tato objížďka vedla teenagera Orlanda k soutěži na jednom z největších vědeckých veletrhů střední školy ve Spojených státech tento týden, vyzbrojených jeho plánem zachránit kolonie světových včel před úplným kolapsem.

Madan, nyní v deváté třídě, vám řekne vše o tom, jak včely opylují miliardy zemědělských plodin po celém světě. Vysvětlí také, že umírají alarmující rychlostí, záhadným jevem nazývaným „kolaps kolonií“, který je poháněn chorobami, pesticidy a špatnou výživou. Ale co je nejdůležitější, řekne vám o objevu, který učinil o vnitřnostech včel, které by mohly zabránit jejich zániku.

"Pokračuje to opravdu opravdu dlouho," vypráví Madan Inverzní. „Je to tolik neúspěšných věcí, o které se lidé snažili.“ Jeho vstup do vědeckého veletrhu Society for Science a Public Broadcom MASTERS ve Washingtonu, D.C.

Madan se setkal s včelami a setkal se s Jamie Ellis, Ph.D., profesorem entomologie na University of Florida, která se specializuje na včely. Ellis chytil Madana do důležité vedoucí hypotézy o tom, co je hnací silou globálního poklesu včel.

„Vzdělával mě více o tom, proč se to děje, a jeho hlavní hypotézou byl nedostatek imunity způsobující nedostatek odporu vůči těmto vnějším stresorům, jako jsou paraziti, škůdci, dravci, to vše,“ říká Madan. Okamžitě vzbudila na mysli role lidského mikrobiomu v imunitě. Galaxie bakterií, kvasinek a virů, které žijí v lidském trávicím traktu, jsou nezbytné pro celkové zdraví. Stejně jako narušený mikrobiom zhoršuje vývoj a imunitní funkci u lidí, pomyslel si, možná se to děje i včelám. Jakmile se vrátil domů do Orlanda, ponořil se do výzkumu a zjistil, že z 13 prospěšných bakterií v mikrobiomu medonosných včel se dva nacházejí u lidí.

Použil jeden volal Bifidobacterium infantis otestovat jeho hypotézu, že změny ve střevním mikrobiomu včel vedou k jejich zániku.

Madanův místní včelín, asociace Orange Blossom Beekeepers Association, velmi podporoval madanskou práci. „Byl jsem požehnán, když jsem dostal pět úlů,“ protože náhodný středoškolák žádal o nějaké včelí úly, obvykle by tomu neřekli, “vzpomíná. "Ale mám pět celých úlů!"

V průběhu zimy, kdy se včela nenajde tolik květin, aby se živila, včelaři poskytují masonové sklenice s roztokem cukru, aby simulovali přirozenou dietu nektaru. Toto poskytlo Madan příležitost experimentálně řídit co jeho včely byly náročné, protože oni v podstatě jedli jen od jar celé zimy.

V mason nádobách krmení jeho pět úlů, Madan dal různé úrovně B. infantis bakterie. Dvě úly mají vysokou koncentraci bakterií, dvě úly mají o něco méně a pátý úl nemá žádnou - kontrolní skupinu. Šest týdnů sledoval čtyři různé ukazatele zdraví úlu: hodnoty pícnin (kolik včel přichází dovnitř a ven z úlu, aby přineslo potravu zpět), medu, populace a produkci plodů (kolik larv produkuje úl).

Abychom určili populace včel, Madan pořídil snímky každého rámu v úlu, odhadl počet včel v něm a pak toto číslo vynásobil celkovým počtem rámců v úlu. „Bylo by samozřejmě iracionální spočítat všechny z nich,“ říká. Pro produkci plodů, podobně počítal larvy. Opatrně používal počítadlo rukou, aby spočítal, kolik včel přišlo během deseti minut během pozorování v průběhu dvou týdnů. Vážení spodního bloku každého úlu indikovalo medovou hmotu, která je tam, kde to všechno kape. „Ať už to byl medovník, - promiň, podle toho, co bylo nejtěžší - to bychom zaznamenali,“ říká.

Madan si rychle uvědomil obtíže práce v terénu. „Tohle nebylo bez mého poškození,“ říká. „Vyndali jsme úly a 42krát jsem se ztratil! Jednou v břiše! Ale víš co? Je to věda! A jsem tak ráda, že jsem měl dozor. V opačném případě by se to mohlo snadno změnit na čtyři sta - něco. “Vyprávěl, jak se v Madan objevuje nebezpečí včelařství. Zpěvák a herec využívá dovedností svého umělce, aby otočil část „metod“ papíru do uchopujícího příběhu.

Madan s dohledem dospělých včelařů přežil, aby zachytil všechna jeho data, testoval jejich význam s pomocí akademiků lépe vybavených k provádění statistických analýz.

Stejně jako předpověděla jeho hypotéza, změny ve střevech včel změnily zdraví úlu. Úly, které mají nízkou dávku B. infantis produkoval více larv, dělal více medu, a podporoval větší populace dospělých včel. Vysoký dávkový úl produkoval více larev než kontrola, ale ne tolik jako úlu s nízkou dávkou. Nezjistil však statisticky významný rozdíl v hodnotách pícnin.

Cameron Jack, výzkumník včely medonosné na Floridské univerzitě, je jedním z dospělých lidí, kteří pomohli Madanovi prezentovat svou práci veřejně, a naučili ho, aby se mohli orientovat - možná nejdůležitější pro začínajícího výzkumníka - jak se vyhnout přehnané jeho zjištění. Byl ohromen tím, jak rychle Madan pochopil způsob, jakým musí být věda prezentována v profesionálním prostředí.

„Je hezké vidět některé děti, které opravdu chápou některé důležité vědecké koncepty, které mnoho dospělých nedostane: Musíte mít více replikací a něco, co je statisticky zjistitelné dříve, než budete moci vytvořit vzdělaný předpoklad,“ říká Jack. Inverzní. „Spousta široké veřejnosti si tyto věci neuvědomuje a je tam spousta vědění o odpadcích, které lidé berou jako pravdu, ale to proto, že nemají znalosti o tom, jak věda funguje. Je hezké vidět, že to mladší generace pochopí. “

S těmito dovednostmi Madan tento týden představil na Broadcom MASTERS a získal jeden z 30 celostátních finalistů. Ačkoli si hlavní cenu nebral domů, Madan je nedoceněný a nyní se zaměřuje na mikroskopické efekty B. infantis na vnitřcích včel.

„Opravdu to ovlivnilo skutečné střevo včel? To je letošní projekt, “říká. „Chci zjistit, zda tato bakterie může skutečně odstranit tento patogen zvaný nosema, který je ve střevě včel. Pokud ano, mohou být tyto bakterie jednou provždy prokázány, že je to opravdu, opravdu dobře. “