Tehnologia de dimensiunea polenului protejează albinele de insecticide mortale

Un angajat Beemmunity, Abraham McCauley, aplică o bomboană de polen care conține microsponge la un stup, ca parte a proceselor de colonie. Credit: Nathan Reid

O tehnologie dezvoltată de Cornell oferă apicultorilor, consumatorilor și fermierilor un antidot împotriva pesticidelor mortale, care ucid albinele sălbatice și determină apicultorii să piardă în medie aproximativ o treime din stupii lor în fiecare an.

O versiune timpurie a tehnologiei – care a detoxificat un grup de insecticide utilizate pe scară largă numite organofosfați – este descrisă într-un nou studiu, „Microparticule enzimatice inspirate de polen pentru a reduce toxicitatea organofosfatului în polenizatori gestionați”, publicat la 20 mai 2021, la Hrana naturala. Metoda de livrare a antidotului a fost acum adaptată pentru a proteja eficient albinele de toate insecticidele și a inspirat o nouă companie, Beemmunity, cu sediul în statul New York.

Studiile arată că ceara și polenul din 98% din stupii americani sunt contaminate cu o medie de șase pesticide, ceea ce scade, de asemenea, imunitatea unei albine față de acarienii și agenții patogeni. În același timp, polenizatorii oferă servicii vitale, ajutând la fertilizarea culturilor care duc la producerea unei treimi din alimentele pe care le consumăm, potrivit ziarului.

“Avem o soluție prin care apicultorii își pot hrăni albinele cu micronutrienții noștri în bucăți de polen sau într-un sirop de zahăr, iar acest lucru le permite să detoxifice stupul de orice pesticide pe care îl pot găsi”, a spus James Webb. MS ’20, o co -autor și CEO al Beemmunity.

Primul autor Jing Chen este cercetător postdoctoral în laboratorul autorului principal Minglin Ma, profesor asociat la Departamentul de Inginerie Biologică și de Mediu de la Colegiul de Agricultură și Științe ale Vieții (CALS). Scott McArt, profesor asistent de entomologie la CALS, este și coautor.

Lucrarea se concentrează asupra insecticidelor pe bază de organofosfat, care reprezintă aproximativ o treime din insecticidele de pe piață. O meta-analiză mondială recentă a studiilor privind reziduurile de pesticide din stup a constatat că, conform modelelor actuale de utilizare, cinci insecticide prezintă riscuri substanțiale pentru albine, dintre care două erau organofosfați, a spus McArt.

Cercetătorii au dezvoltat o microparticulă uniformă de dimensiunea polenului, umplută cu enzime care detoxifică insecticidele organofosfat înainte de a fi inhalate și dăunează albinei. Intestinul protector al particulelor permite enzimelor să se deplaseze dincolo de cultura albinelor (stomac), care este acidă și distruge enzimele.

Microprocesoarele pot fi amestecate cu folie de polen sau apă cu zahăr și, odată ingerate, enzimele stocate în siguranță trec prin culturi acide în intestin, unde are loc digestia și toxinele și nutrienții sunt absorbiți. Acolo, enzimele pot acționa pentru a descompune și detoxifica organofosfații.

După o serie de experimente in vitro, cercetătorii au testat sistemul pe albine vii în laborator. Au hrănit cu polen contaminat o păstăi de albine malathion, un pesticid organofosfat, și i-au hrănit și cu microparticule care conțin enzime. Un grup de control a fost alimentat simultan cu polen toxic, fără microparticule încărcate cu enzime.

Albinele hrănite cu microparticule cu o doză mare de enzimă au avut o rată de supraviețuire de 100% după expunerea la malation. Între timp, albinele de control neprotejate au murit câteva zile.

Beemmunity duce conceptul cu un pas mai departe, unde în loc să umple microorganismele cu enzime care descompun un insecticid, particulele au o coajă din proteine ​​de insectă și se umple cu un ulei absorbant special, creând un fel de micro-burete. Multe insecticide, inclusiv neonicotinoidele utilizate pe scară largă, sunt concepute pentru a viza proteinele insectelor, astfel încât învelișul microbian atrage insecticidul unde este sechestrat inert în intestin. În cele din urmă, albinele purifică pur și simplu toxina confiscată.

Compania desfășoară teste la scară de colonie în această vară în 240 de stupi din New Jersey și intenționează să-și lanseze public produsele începând cu februarie 2022. Produsele includ bureți de microfibră într-un mediu de zahăr uscat care pot fi adăugați în folia de polen sau în apa de zahăr și consumatorul dezvoltarea hranitorilor pentru albine.

“Aceasta este o soluție scalabilă, cu costuri reduse, care sperăm că va fi primul pas în abordarea problemei toxicității insecticide și care va contribui la protecția polenizatorilor gestionați”, a spus Ma.

Referință: „Microparticule enzimatice inspirate de polen pentru a reduce toxicitatea organofosfatului în polenizatori gestionați” de Jing Chen, James Webb, Kaavian Shariati, Shengbo Guo, Jin-Kim Montclare, Scott McArt și Minglin Ma, 20 mai 2021, Hrana naturala.
DOI: 10.1038 / s43016-021-00282-0

Jin-Kim Montclare, cercetător la Universitatea din New YorkȘcoala de inginerie Tandon este coautor.

Tehnologia este licențiată prin intermediul Centrului Cornell pentru Licențierea Tehnologiei (CTL). Ma și McArt sunt consilieri pentru Beemmunity.

Studiul a fost finanțat de Institutul Național pentru Alimentație și Agricultură al Departamentului Agriculturii din SUA, Institutul Național de Sănătate și Fundația Națională pentru Științe.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.