Para las abejas, ser social lo es todo.
Ya sea para buscar comida, cuidar a las crías, usar sus cuerpos para generar calor o avivar el nido, o construir y reparar nidos, una colonia de abejas hace casi todo como una sola unidad.
Si bien estudios recientes han sugerido que la exposición a pesticidas podría tener un impacto en el comportamiento de búsqueda de alimento, un nuevo estudio, dirigido por James Crall, ha demostrado que esos efectos pueden ser solo la punta del iceberg.
Un becario posdoctoral que trabaja en el laboratorio de Benjamin de Bivort, el profesor asociado de biología orgánica y evolutiva Thomas D. Cabot, Crall es el autor principal de un estudio que muestra la exposición a los pesticidas neonicotinoides, los más utilizadosclase de pesticidas en la agricultura: tiene profundos efectos en una serie de comportamientos sociales.
Utilizando una plataforma robótica innovadora para observar el comportamiento de las abejas, Crall y sus coautores, incluidos De Bivort y Naomi Pierce, el profesor de biología Sidney A. y John H. Hessel, mostraron que, después de la exposición al pesticida, las abejas gastaron menosamamantaban larvas y eran menos sociables que otras abejas. Pruebas adicionales mostraron que la exposición perjudicaba la capacidad de las abejas para calentar el nido y construir capas aislantes de cera alrededor de la colonia. El estudio se describe en un artículo del 9 de noviembre en ciencia .
Además de Crall, de Bivort y Pierce, el estudio fue coautor de Callin Switzer, Ph.D. '18, Stacey Combes de UC Davis, los ex asistentes de investigación de Biología Organística y Evolutiva Robert L. Oppenheimer y Mackay Eyster yEstudiante de Harvard Andrea Brown, '19.
"Estos pesticidas se usaron por primera vez a mediados de la década de 1990 y ahora son la clase de insecticida más comúnmente utilizada en todo el mundo", dijo Crall. "Por lo general, funcionan a través del tratamiento de semillas: se dosifican altas concentraciones en las semillas, y una de las razones por las que los agricultores y las compañías de pesticidas como estos compuestos es porque son absorbidos sistémicamente por las plantas ... por lo que la idea es que proporcionan resistencia a toda la planta. Pero el problema es que también aparecen en el polen y las abejas néctar sonse alimentan de."
En la última década, dijo Crall, varios estudios han relacionado la exposición a pesticidas con interrupciones en la búsqueda de alimento, "pero había razones para sospechar que esa no era la imagen completa".
"La búsqueda de alimento es solo una parte de lo que hacen los abejorros", dijo Crall. "Esos estudios estaban recogiendo los importantes efectos que estos compuestos estaban teniendo sobre lo que estaba sucediendo fuera del nido, pero hay todo un mundo de comportamientos realmente importantes".dentro ... y esa es una caja negra que queríamos abrir un poco "
Para hacerlo, Crall y sus colegas desarrollaron un sistema de banco único que les permitió rastrear la actividad de las abejas en una docena de colonias a la vez.
"Lo que hacemos es poner una etiqueta en blanco y negro con un código QR simplificado, en la parte posterior de cada abeja", dijo. "Y hay una cámara que puede moverse sobre las colonias y rastrear el comportamiento de cada abeja automáticamente usandovisión por computadora ... así que nos permite mirar dentro del nido "
Usando el sistema, Crall y sus colegas pudieron dosificar abejas individuales específicas con el pesticida y observar los cambios en su comportamiento, menos interacción con los compañeros de nido y pasar más tiempo en la periferia de la colonia, pero esos experimentosestán limitados de varias maneras importantes.
"Uno es fisiológico", dijo Crall. "A pesar de que le estábamos dando a las abejas dosis realistas de pesticidas, beber su cantidad diaria de café en cinco minutos será diferente de distribuirlo en el transcurso del día, así quedar una gran dosis puede no ser totalmente realista. La otra importante es que una colonia de abejas es una unidad funcional. No tiene sentido tratar a las personas, porque lo que estás perdiendo cuando lo haces es la estructura social natural dela colonia."
Sin embargo, con el sistema robótico, los investigadores pueden tratar a una colonia entera como una sola unidad.
Crall dijo que cada una de las 12 unidades del sistema alberga una sola colonia donde las abejas tienen acceso a dos cámaras, una para imitar el nido y la otra para actuar como un espacio de alimentación.
"Eso nos permite hacer exposiciones múltiples a nivel de colonias y hacer un monitoreo continuo", dijo Crall. "Creemos que esto está mucho más cerca de cómo funciona su comportamiento natural, y también nos permite automatizar el seguimiento del comportamiento en múltiples coloniasal mismo tiempo."
Al igual que en estudios anteriores, dijo Crall, las abejas expuestas mostraron cambios en los niveles de actividad y socialización, y pasaron más tiempo al margen del nido, pero las pruebas también mostraron que los resultados fueron más fuertes durante la noche.
"Las abejas en realidad tienen un ritmo circadiano muy fuerte", explicó Crall. "Entonces, lo que descubrimos fue que, durante el día, no había un efecto estadísticamente observable, pero por la noche, podíamos ver que se estrellaban.Todavía no se sabe si los pesticidas están interrumpiendo la regulación génica circadiana o si esto es solo algo, tal vez retroalimentación fisiológica ... pero sugiere que, solo desde una perspectiva práctica, si queremos entender o estudiar estos compuestos, observandolos efectos de la noche a la mañana son muy importantes "
Experimentos adicionales, en los que se colocaron sondas de temperatura dentro de colmenas al aire libre, sugirieron que los pesticidas tienen efectos profundos en la capacidad de las abejas para regular las temperaturas dentro del nido.
"Cuando las temperaturas bajan, las abejas cierran sus alas y tiemblan los músculos para generar calor", dijo Crall. "Pero lo que encontramos fue que, en las colonias de control, incluso cuando la temperatura fluctuaba ampliamente, podían mantener la temperatura".en la colonia estable a unos pocos grados. Pero las abejas expuestas, pierden dramáticamente la capacidad de regular la temperatura ".
Además de interrumpir la capacidad de las abejas para calentar o enfriar directamente el nido, el experimento también reveló que la exposición a pesticidas afectó la capacidad de las abejas para construir una capa aislante de cera sobre la colonia.
"Casi todas nuestras colonias de control construyeron ese límite", dijo Crall. "Y parece que está totalmente aniquilado en las colonias expuestas a pesticidas, por lo que pierden esta capacidad para hacer esta reestructuración funcional del nido".
En el futuro, dijo Crall, hay algunas preguntas adicionales planteadas por el estudio que espera abordar.
"Este trabajo, especialmente en termorregulación, abre un nuevo conjunto de preguntas, no solo acerca de cuáles son los efectos directos de los pesticidas, sino también cómo esos pesticidas perjudican la capacidad de las colonias para hacer frente a otros factores estresantes", dijo."Este trabajo sugiere que, en entornos particularmente extremos, podríamos esperar que los efectos de los pesticidas sean peores, por lo que cambia la forma en que prácticamente hacemos pruebas de agroquímicos en general, pero apunta a preguntas específicas sobre si podríamos ver más fuertesdisminuye en ciertos entornos "
Tomados en conjunto, Crall cree que los hallazgos apuntan a la necesidad de una regulación más estricta de los neonicotinoides y otros pesticidas que pueden estar afectando a las abejas.
"Creo que estamos en un punto en el que deberíamos estar muy, muy preocupados acerca de cómo las formas en que estamos cambiando el medio ambiente están socavando y diezmando las poblaciones de insectos que son importantes no solo para la función de cada ecosistema ..."Pero eso es muy importante para la producción de alimentos", dijo. "Nuestro sistema alimentario se está volviendo cada vez más dependiente de los polinizadores con el tiempo: hoy en día, aproximadamente un tercio de los cultivos alimentarios dependen de los polinizadores, y eso solo está aumentando. Hasta ahora, hemos tenido este regalo abundante y natural de polinizadores que hacen todo este trabajo por nosotros, y ahora estamos empezando a darnos cuenta de que eso no es un hecho, así que creo que deberíamos estar muy preocupados por eso ".
Esta investigación fue apoyada con fondos de BioBest, National Science Foundation, Winslow Foundation, Rockefeller Foundation, National Defense Science and Engineering Graduate Fellowship Program, Moore and Sloan Foundations, Sloan Research Fellowship, Klingenstein-Simons FellowshipPremio y el Instituto de Ciencias Matemáticas Aplicadas y Estadísticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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