Orlando Teen Varun Madan Menggunakan Bakteria Probiotik untuk Simpan Honeybees

Seperti semua remaja, Varun Madan mendapat terganggu dari kerja rumahnya. Suatu petang, dan bukannya membaca tentang rama-rama untuk tugasan sekolah, dia secara tidak sengaja menumpahkan lubang arnab internet dari penelitian honeybee. Pelarian itu membawa remaja Orlando untuk bersaing di salah satu pameran sains sekolah menengah terbesar di Amerika Syarikat minggu ini, bersenjata dengan rancangannya untuk menyelamatkan koloni lebah dunia dari keruntuhan keseluruhan.

Madan, sekarang dalam gred kesembilan, akan memberitahu anda semua mengenai bagaimana lebah menguap berbilion ringgit bernilai tanaman pertanian di seluruh dunia. Dia juga akan menjelaskan bahawa mereka mati pada kadar yang membimbangkan, sebuah fenomena misterius yang disebut "keruntuhan koloni" yang didorong oleh penyakit, racun perosak, dan pemakanan yang buruk. Tetapi yang paling penting, dia akan memberitahu anda tentang penemuan yang dibuatnya mengenai keberanian lebah yang mungkin menghalang kematian mereka.

"Ia berlaku untuk masa yang sangat panjang," kata Madan Songsang. "Terdapat begitu banyak perkara yang tidak berjaya yang telah dicuba oleh orang ramai." Masuknya kepada Persatuan Sains dan Pameran Sains MASTERS Broadcom Awam di Washington, D.C. bulan ini adalah rancangannya untuk menyelamatkan mereka.

Ditambah dengan lebah, Madan bertemu dengan Jamie Ellis, Ph.D., seorang profesor entomologi di University of Florida yang mengkhususkan diri dalam madu lebah. Ellis mengadu Madan ke dalam hipotesis utama yang penting tentang apa yang mendorong penurunan lebah global.

"Beliau mendidik saya lebih banyak tentang mengapa ini berlaku, dan hipotesis utamanya adalah kekurangan imuniti mereka yang menyebabkan kekurangan daya tahan terhadap tekanan luar seperti parasit, perosak, pemangsa, semuanya itu," kata Madan. Segera, peranan yang dimainkan oleh mikrobiom usus manusia dalam imuniti muncul dalam fikiran. Galaksi bakteria, ragi, dan virus yang hidup dalam saluran pencernaan manusia adalah penting untuk kesihatan keseluruhan. Sama seperti gangguan mikrobiotik yang terganggu dan fungsi imun pada manusia, dia fikir, mungkin perkara yang sama berlaku kepada lebah. Sebaik sahaja dia pulang ke Orlando, dia menyelidiki penyelidikan itu, mendapati bahawa daripada 13 bakteria berfaedah di microbiome honeybee, dua terdapat pada manusia.

Dia menggunakan satu yang dipanggil Bifidobacterium infantis untuk menguji hipotesisnya bahawa perubahan dalam mikrobiom lebah usus menyebabkan kematian mereka.

Pemadam api tempatan Madan, Persatuan Pengisi Beekeepers Orange Blossom, sangat menyokong kerja Madan. "Saya diberkati untuk mendapatkan lima sarang," kerana seorang penengah sekolah rawak meminta beberapa sarang lebah madu, biasanya mereka tidak akan berkata demikian, "katanya. "Tetapi saya mendapat lima sarang!"

Sepanjang musim sejuk, apabila tidak ada banyak bunga untuk lebah-lebah untuk disapu, beekeepers menyediakan mason garam penyelesaian gula untuk mensimulasikan diet alami madu madu. Ini memberikan Madan dengan peluang untuk menguji apa yang dikonsumsi oleh lebahnya, kerana pada dasarnya mereka hanya makan dari balang sepanjang musim sejuk.

Di dalam balang mason yang memakan lima sarangnya, Madan meletakkan pelbagai peringkat B. infantis bakteria. Dua sarang mendapat kepekatan bakteria yang tinggi, dua sarang mendapat sedikit kurang, dan sarang kelima tidak ada - kumpulan kawalan. Selama enam minggu, dia memantau empat petunjuk kesihatan sarang yang berbeza: nilai pemeliharaan (berapa banyak lebah yang masuk dan keluar dari sarang untuk membawa makanan kembali), massa madu, penduduk, dan pengeluaran brood (berapa banyak larva sarang menghasilkan).

Untuk menentukan populasi lebah, Madan mengambil gambar setiap bingkai di sarang, menganggarkan jumlah lebah di dalamnya, dan kemudian mengalikan jumlah itu dengan jumlah bingkai dalam sarang. "Jelas sekali ia tidak munasabah untuk mengira semuanya," katanya. Untuk pengeluaran brood, dia juga menghitung larva. Dia dengan susah payah menggunakan kaunter tangan untuk mengira berapa banyak lebah yang masuk dan keluar dalam sepuluh minit semasa pemerhatiannya dua kali seminggu. Berat blok bawah setiap sarang menunjukkan massa madu, seperti itu di mana semuanya menetes. "Mana-mana yang paling gemuk, - maaf, mana yang paling berat - kami akan merakamkannya," katanya.

Madan dengan cepat mendapat rasa kesukaran kerja lapangan. "Ini tidak datang tanpa kemudaratan saya," katanya. "Kami mengeluarkan sarang, dan saya tersandung 42 kali! Sekali di dalam butang perut saya! Tetapi anda tahu apa? Ia sains! Dan saya sangat gembira saya mempunyai pengawasan. Jika tidak, dengan mudahnya boleh bertukar menjadi empat ratus-sesuatu. "Mengulas kebimbangan mengenai lebah lebah, pelaku di Madan keluar. Seorang penyanyi dan pelakon, dia menggunakan kemahiran pelaku untuk mengubah "kaedah" seksyen kertas menjadi kisah menarik.

Dengan penyeliaan pemakan lebah dewasa, Madan bertahan untuk menangkap semua datanya, menguji kepentingannya dengan bantuan akademik yang lebih baik untuk melakukan analisis statistik.

Sama seperti ramalannya yang diramalkan, perubahan dalam lebah lebah mengubah kesihatan sarang. Sarang yang mendapat dos yang rendah B. infantis menghasilkan lebih banyak larva, membuat lebih banyak madu, dan menyokong populasi lebah dewasa yang lebih besar. Hives dosis tinggi menghasilkan larva lebih banyak daripada kawalan, tetapi tidak seberapa banyak sarang rendah dos. Walau bagaimanapun, beliau tidak menjumpai apa-apa perbezaan statistik yang ketara dalam nilai pemeliharaan.

Cameron Jack, seorang penyelidik di Universiti Florida, adalah salah seorang yang dewasa yang membantu Madan membentangkan karyanya secara terbuka, mengajarnya untuk menavigasi - mungkin yang paling penting untuk penyelidik yang sedang berkembang - bagaimana untuk mengelakkan berlebihan kepentingan penemuannya. Beliau kagum betapa cepatnya Madan memahami cara sains mesti dibentangkan dalam suasana profesional.

"Adalah baik untuk melihat sesetengah kanak-kanak yang benar-benar memahami beberapa konsep saintifik penting yang banyak orang dewasa tidak mendapat: Anda perlu mempunyai banyak ulangan dan sesuatu yang secara statistik dapat dikesan sebelum anda boleh membuat andaian yang berpendidikan," Jack memberitahu Songsang. "Banyak orang awam tidak menyedari perkara itu, dan terdapat banyak sains sampah di luar sana bahawa orang mengambil kebenaran, tetapi itu kerana mereka tidak mempunyai pengetahuan mengenai bagaimana sains berfungsi. Senang melihat generasi muda merasakannya."

Dengan kemahiran tersebut, Madan disajikan di MASTERS MASTERS minggu ini, memperoleh satu daripada 30 gelaran finalis di seluruh negara. Walaupun dia tidak membawa pulang hadiah teratas, Madan tidak terkecuali, kini memusatkan perhatiannya pada kesan mikroskopik B. infantis pada lebah 'lebah.

"Adakah ia benar-benar memberi kesan kepada usus sebenar lebah madu? Itulah projek tahun ini, "katanya. "Saya mahu melihat jika bakteria ini benar-benar boleh menghapus patogen ini dipanggil nosema, yang terdapat di usus lebah. Jika ia berlaku, bakteria ini dapat dibuktikan sekali dan untuk semua bahawa ia benar-benar baik."