Orlando Teen Varun Madan utilitza bacteris probiòtics per salvar les abelles

Com tots els adolescents, Varun Madan es distreu de la seva tasca. Un vespre, en lloc de llegir sobre papallones per a una assignació escolar, accidentalment va caure per un forat de conill d’internet de recerca d’abelles. Aquest desviament va portar a l’adolescent a competir en una de les fires de ciències de l’escola mitjana més gran dels Estats Units aquesta setmana, armat amb el seu pla per salvar les colònies d’abelles del col.lapse total.

Madan, ara al novè grau, us explicarà tot el que els abelles pol·linitzen els cultius agrícoles de milers de milions de dòlars arreu del món. També explicarà que moren a un ritme alarmant, un misteriós fenomen anomenat "col.lapse de colònies" impulsat per malalties, pesticides i una mala nutrició. Però el més important és que us dirà sobre un descobriment que va fer sobre les entranyes de les abelles que només podrien evitar la seva desaparició.

"Ha estat passant molt, molt temps", explica Madan Invers. "Hi ha tantes coses que no han tingut èxit que la gent ha intentat per això". Aquest mes va ser el seu pla per salvar-los la seva entrada a la fira de ciències de la Societat per a la ciència i de Broadcom MASTERS del públic a Washington.

Enamorat de les abelles, Madan es va reunir amb Jamie Ellis, Ph.D., professora d’entomologia a la Universitat de Florida, especialitzada en abelles. Ellis va posar en llibertat Madan a una hipòtesi important sobre el que està provocant la caiguda global de les abelles melíferes.

"Em va educar més sobre per què això està passant, i la seva principal hipòtesi va ser que la seva manca d’immunitat provoca falta de resistència a aquests estressors externs com ara paràsits, plagues, depredadors, tot això", diu Madan. Immediatament, va tenir en compte el paper del microbioma intestinal humà en la immunitat. La galàxia de bacteris, llevats i virus que viuen al tracte digestiu humà és essencial per a la salut general. De la mateixa manera que un microbioma alterat perjudica el desenvolupament i la funció immune en els éssers humans, pensava, potser el mateix succeeix amb les abelles. Tan aviat com va tornar a Orlando a Orlando, es va incorporar a la investigació descobrint que de les 13 bacteris beneficioses del microbioma de les abelles, es troben en humans.

Va utilitzar una trucada Bifidobacterium infantis per provar la seva hipòtesi que els canvis en el microbioma intestinal de les abelles estaven provocant la seva desaparició.

El ruscat local de Madan, l'Associació d'Apicultors de Orange Blossom, va donar un gran suport a la feina de Madan. "Vaig ser beneïda per tenir cinc ruscos," perquč un escolar mitjà aleatori demanava alguns ruscs de les abelles, en general ells dirien que no ", recorda. "Però tinc cinc ruscs sencers!"

Al llarg de l’hivern, quan no hi ha tantes flors per alimentar-se les abelles, els apicultors ofereixen gerres de maçoneria de sucre per simular la dieta natural del nèctar de les abelles. Això va proporcionar a Madan l'oportunitat de controlar experimentalment el que consumien les seves abelles, ja que essencialment només menjaven del pot durant tot l'hivern.

En les gerres de paleta que alimenten els seus cinc ruscos, Madan va posar diferents nivells de greix B. infantis bacteris. Dos ruscos van tenir una alta concentració de bacteris, dos ruscos van quedar una mica menys, i la cinquena rusc no va tenir -el grup de control. Durant sis setmanes, va supervisar quatre indicadors diferents de salut dels ruscs: valors de l'alimentació (quantes abelles entra i surten del rusc per retornar els aliments), massa de mel, població i producció de cries (quantes larves produeix el rusc).

Per determinar les poblacions d'abelles, Madan va fer fotografies de cada fotograma del rusc, va estimar el nombre d'abelles que hi havia i, a continuació, va multiplicar aquest nombre pel nombre total de marcs del rusc. "Evidentment, seria irracional comptar tots ells", diu. Per a la producció de cria, va comptar de manera similar les larves. Va utilitzar minuciosament un comptador de mà per explicar quantes abelles entraven i sortien en deu minuts durant les seves observacions quinzenals. Pesant el bloc inferior de cada rusc indicava una massa de mel, ja que és on cau tot. "Qualsevol que fos el més melós, - ho sento, el que sigui el més pesat - ho registraríem", diu.

Madan ràpidament va tenir una idea de les dificultats del treball de camp. "Això no va venir sense el meu mal", diu. “Vam treure els ruscos i em vaig picar 42 vegades! Un cop al ventre! Però, saps què? És ciència! I estic molt contenta de tenir supervisió. En cas contrari, aquest 42 podria haver-se convertit fàcilment en quatre-cents-alguna cosa. "Com parlar dels perills de l'apicultura, l'executant a Madan surt. Cantant i actor, fa servir les habilitats del seu intèrpret per convertir la secció "mètodes" d’un document en una història apassionant.

Amb la supervisió dels apicultors adults, Madan va sobreviure per capturar totes les seves dades, provant la seva importància amb l'ajut de acadèmics més ben equipats per realitzar anàlisis estadístiques.

Tal com prediu la seva hipòtesi, els canvis en les entranyes de les abelles van canviar la salut del rusc. Els ruscos que van obtenir la baixa dosi de B. infantis va produir més larves, va fer més mel i va donar suport a poblacions més grans d’abelles adultes. Els ruscs amb altes dosis van produir més larves que el control, però no tan nombroses com el rusc de baixa dosi. Tanmateix, no va trobar cap diferència estadísticament significativa en els valors de la recerca d'aliments.

Cameron Jack, investigador de les abelles melíferes de la Universitat de Florida, és un dels adults que van ajudar a donar a conèixer a Madan el seu treball públic, ensenyant-li a navegar, potser el més important per a l'investigador en potència: com evitar exageració la importància de les seves troballes. Va quedar impressionat de la rapidesa amb què Madan va entendre com s'ha de presentar la ciència en un entorn professional.

"És bo veure alguns xiquets que realment comprenen alguns conceptes científics importants que molts adults no aconsegueixen: necessiteu múltiples replicacions i alguna cosa que sigui estadísticament detectable abans que pugueu fer una hipòtesi educada", explica Jack Invers. "Molts dels ciutadans no realitzen aquestes coses, i hi ha molta ciència de les escombraries que la gent pren com a veritat, però això és perquè no saben com funciona la ciència. És bo veure una generació més jove que s’adona."

Amb aquestes habilitats, Madan va presentar a Broadcom MASTERS aquesta setmana, obtenint un dels 30 títols finalistes a nivell nacional. Tot i que no va portar el primer premi a casa, Madan és incapaç, ara es centra en els efectes microscòpics de B. infantis a l'interior de les abelles.

"Realment va afectar l'intestí real de les abelles mel?" Aquest és el projecte d’aquest any ”, diu. "Vull veure si aquest bacteri pot esborrar realment aquest patogen anomenat nosema, que es troba en l'intestí de les abelles. Si ho fa, es pot provar aquest bacteri d'una vegada per sempre que és realment bo."