Más de una década después de la identificación del trastorno del colapso de colonias, un fenómeno marcado por la pérdida generalizada de colonias de abejas melíferas, los científicos todavía están trabajando para resolver el complejo problema ecológico de cómo mitigar las pérdidas continuas de abejas melíferas y otras especies polinizadoras.La ayuda muy necesaria en este esfuerzo es una forma más eficiente de rastrear los impactos específicos en la salud de las abejas. Para abordar esta necesidad, un grupo de investigadores de Illinois ha establecido un método de laboratorio para rastrear la fertilidad de las reinas de las abejas melíferas.
Los coautores Julia Fine y Hagai Shpigler, ambos investigadores posdoctorales de la Universidad de Illinois, trabajaron con otros en el laboratorio del Instituto Carl R. Woese de Director de Biología Genómica y Profesor Swanlund de Entomología Gene Robinson para establecer un conjunto de laboratorio.eso imitaría los aspectos clave del entorno de la colmena y permitiría la detección de la puesta de huevos por las reinas de las abejas melíferas que viven con pequeños grupos de abejas obreras. El sistema resultante, descrito en PLOS UNO les permitió explorar la relación entre la nutrición de los trabajadores y la fertilidad reina.
"La idea de que la nutrición de las abejas melíferas influye en las métricas de reproducción a nivel de colonias se ha demostrado antes, pero aquí, examinamos una vieja historia usando nuevas herramientas", dijo Fine. "Pudimos obtener una imagen más clara de cómo la nutrición puede afectarla relación entre los trabajadores de las abejas melíferas y las reinas y cómo esto puede afectar la producción de huevos de la reina ".
Las poblaciones de muchas especies de polinizadores han disminuido en los EE. UU. Y en todo el mundo. Los estudios de los factores que influyen en las colmenas de abejas silvestres y manejadas han identificado cuatro factores principales que influyen en la salud: parásitos, patógenos, pesticidas y mala nutrición. Estos factores pueden influenciarse entre sí.Por ejemplo, los parásitos pueden propagar patógenos, al igual que las pulgas en las personas, mientras que una nutrición deficiente puede aumentar la probabilidad de alimentarse de fuentes de alimentos contaminados.
La producción de huevos es un aspecto vital de la función de la colonia de abejas melíferas. Las reinas ponen huevos que eclosionan entre las miles de abejas obreras que mantienen la colonia en funcionamiento, así como los machos y las reinas jóvenes para permitir que la colonia se propague. Pero en la oscuridad,bullicioso interior de una colmena estándar, es difícil controlar la puesta de huevos o evaluar los impactos de los factores ambientales.
"La puesta de huevos ocurre en la oscuridad de una colmena ocupada por miles de trabajadores y, por lo tanto, es difícil de rastrear", dijo Shpigler. "La puesta de huevos de la reina nunca se estudió fuera de la colonia; el mayor desafío fue darles a las reinas el derechocondiciones para la puesta continua de huevos fuera de las condiciones naturales "
Para trasladar con éxito la productividad de la reina al laboratorio, los investigadores se centraron en lo esencial de su entorno natural. Desarrollaron un panal de miel de plástico impreso en 3D que refinaron para imitar lo que una reina experimentaría en la colmena, lo que aseguró que la jaulael medio ambiente podría controlarse cuidadosamente y mantenerse libre de pesticidas. También proporcionaron a cada reina un pequeño grupo de abejas obreras para alimentar y apoyar a la reina; este elemento se convirtió en la inspiración para sus primeros experimentos con el nuevo sistema.
"Las reinas de las abejas melíferas solo ingieren alimentos en forma de secreciones glandulares que les proporcionan sus cuidadores trabajadores, y no se sabe que las reinas ponen huevos sin el apoyo de sus abejas obreras", dijo Fine. "Mientras más trabajábamos en estosistema, cuanto más se hizo evidente que la forma más fácil de influir en la reina era primero influir en las abejas obreras que la cuidan. Una vez que identificamos esta estrategia, diseñar experimentos efectivos se volvió más fácil ".
Fine, Shpigler y sus coautores proporcionaron a cada grupo de abejas enjauladas solución de miel, agua y sacarosa, pero variaron la fuente de grasa y proteína: algunas abejas fueron alimentadas con una pasta de miel y una cantidad baja o altade polen floral, mientras que otros fueron alimentados con pan de abejas, una mezcla de polen, miel y secreciones producidas por abejas obreras que preservan y fermentan el polen. Los investigadores monitorearon cómo el tipo de dieta alimentada influyó en el comportamiento de la puesta de huevos de la reina.los trabajadores que la cuidan.
Descubrieron que cuando un grupo de trabajadores se alimentaba con pasta de polen, la reina a la que asistían probablemente aumentaría su puesta de huevos más lentamente en el entorno del laboratorio que una reina a la que asistían los trabajadores alimentados con pan de abejas. Esta diferencia fue más notable cuando else usó pasta de polen de menor porcentaje, pero persistió incluso en las abejas alimentadas con la pasta de polen más rica.
Los resultados afirmaron la importancia de la nutrición para la productividad de la reina, así como también demostraron la utilidad potencial de la configuración del laboratorio para investigar otros factores que afectan el comportamiento y la salud de la reina.
"El efecto de la nutrición ... fue nuestro primer uso exitoso del sistema, dándonos la esperanza de tener más éxito en el futuro", dijo Shpigler. "Los resultados muestran muy bien cómo funciona la colonia de abejas melíferas como un solo cuerpo,con sistemas digestivos y reproductivos compartidos. Los trabajadores son los que comen la comida y el efecto está en la puesta del huevo de la reina: ¡el superorganismo en acción! "
"Ha sido emocionante ver el tipo de datos cuantitativos que podemos generar con este sistema utilizando menos recursos en relación con los estudios que usan colonias de abejas melíferas de tamaño completo", dijo Fine. "Eventualmente, esperamos que este sistema pueda adaptarse comouna herramienta de evaluación de riesgos para identificar otros factores que influyen positiva y negativamente en la reproducción de las abejas melíferas ... existe una necesidad inmediata de un sistema de laboratorio que pueda usarse para evaluar cuantitativamente los riesgos para la salud y reproducción de las abejas melíferas ".
El trabajo fue apoyado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa; un coautor también recibió el apoyo de LifeFoundry Inc.
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Materiales proporcionado por Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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