Орландо подросток Варун Мадан использует пробиотические бактерии, чтобы спасти пчел

Как и все подростки, Варун Мадан отвлекается от своей домашней работы. Однажды вечером, вместо того, чтобы читать о бабочках для школьного задания, он случайно упал в интернет-кроличью нору исследований медоносных пчел. Этот объезд привел подростка Орландо к участию в одной из крупнейших научных выставок в средней школе в Соединенных Штатах на этой неделе, вооруженной его планом по спасению пчелиных семей мира от полного краха.

Мадан, который сейчас в девятом классе, расскажет вам все о том, как пчелы опыляют сельскохозяйственные культуры на миллиарды долларов по всему миру. Он также объяснит, что они умирают с угрожающей скоростью - загадочное явление, называемое «разрушение колонии», вызванное болезнями, пестицидами и плохим питанием. Но самое главное, он расскажет вам об открытии, которое он сделал о кишках пчел, которые могут предотвратить их гибель.

«Это происходит очень долго», - говорит Мадан. обратный, «Есть так много неудачных вещей, которые люди пытались сделать для этого». Его участие в этом месяце в Обществе науки и общественной выставке Broadcom MASTERS в Вашингтоне, округ Колумбия, было его планом спасти их.

Влюбленный в пчел, Мадан встретил Джейми Эллис, доктора философии, профессора энтомологии в Университете Флориды, который специализируется на пчелах. Эллис подсказал Мадану важную ведущую гипотезу о том, что движет глобальной пчелой.

«Он рассказал мне больше о том, почему это происходит, и его главной гипотезой было то, что их отсутствие иммунитета вызывает недостаток устойчивости к таким внешним стрессорам, как паразиты, вредители, хищники, и все такое», - говорит Мадан. Сразу же на ум пришла роль, которую играет кишечный микробиом человека в иммунитете. Галактика бактерий, дрожжей и вирусов, которые живут в пищеварительном тракте человека, имеет важное значение для общего здоровья. Он подумал, что разрушенный микробиом ухудшает развитие и иммунную функцию у людей, возможно, то же самое происходит с пчелами. Как только он вернулся домой в Орландо, он погрузился в исследование, обнаружив, что из 13 полезных бактерий в микробиоме пчелы два обнаружены у человека.

Он использовал один называется Бифидобактерия младенческая проверить свою гипотезу о том, что изменения в кишечном микробиоме пчел приводят к их гибели.

Местная пасека Мадана, Ассоциация Пчеловодов Апельсинового Цвета, очень поддерживала работу Мадана. «Мне посчастливилось получить пять ульев, потому что случайный средний школьник просил несколько ульев-медоносных пчел, обычно они отвечали« нет », - вспоминает он. «Но у меня есть пять целых ульев!»

Всю зиму, когда пчел не так много, чтобы питаться цветами, пчеловоды дают банкам с сахарным раствором для имитации естественного рациона пчел нектара. Это дало Мадану возможность экспериментально контролировать то, что потребляли его пчелы, поскольку они по существу ели только из банки всю зиму.

В каменщики, кормящие пять ульев, Мадан ставил разные уровни Б. младенец бактерии. Два улья получили высокую концентрацию бактерий, два улья получили немного меньше, а пятый улей не получил - контрольная группа. В течение шести недель он контролировал четыре различных показателя здоровья улья: показатели кормодобывания (сколько пчел входит и выходит из улья, чтобы принести еду обратно), масса меда, популяция и выводок (сколько личинок производит улей).

Чтобы определить популяции пчел, Мадан сфотографировал каждый кадр в улье, оценил количество пчел в нем, а затем умножил это число на общее количество кадров в улье. «Очевидно, было бы неразумно считать их всех», - говорит он. Для производства выводка он так же подсчитывал личинок. Он кропотливо использовал счетчик, чтобы подсчитать, сколько пчел вошло и вышло за десять минут во время его еженедельных наблюдений. Взвешивание нижнего блока каждого улья указывало на медовую массу, поскольку именно там все это капает. «В зависимости от того, что было самым дорогим, - извините, в зависимости от того, что было самым тяжелым, - мы запишем это», - говорит он.

Мадан быстро почувствовал трудности полевых работ. «Это не произошло без моего вреда», - говорит он. «Мы вынули ульи, и меня ужалили 42 раза! Однажды в пупке! Но вы знаете, что? Это наука! И я так рад, что у меня был присмотр. В противном случае эти 42 легко могли бы превратиться в четыреста с чем-то ». Вспоминая опасности пчеловодства, выходит исполнитель в Мадане. Певец и актер, он использует навыки своего исполнителя, чтобы превратить раздел «методики» в захватывающую историю.

Под присмотром взрослых пчеловодов Мадан выжил, чтобы собрать все свои данные, проверив их значимость с помощью ученых, лучше подготовленных для проведения статистического анализа.

Как и предсказывала его гипотеза, изменения в кишечнике пчел изменили здоровье улья. Ульи, которые получили низкую дозу Б. младенец произвел больше личинок, сделал больше мёда и поддержал большую популяцию взрослых пчел. Ульи в высоких дозах дают больше личинок, чем в контроле, но не так много, как ульи в низких дозах. Однако он не обнаружил какой-либо статистически значимой разницы в ценностях на добычу пищи.

Кэмерон Джек, исследователь медоносных пчел в Университете Флориды, является одним из взрослых, которые помогли Мадану публично представить свою работу, научив его ориентироваться - возможно, наиболее важно для начинающего исследователя - как избежать завышение значимость его выводов. Он был впечатлен тем, как быстро Мадан понял, как наука должна быть представлена ​​в профессиональной обстановке.

«Приятно видеть, что некоторые дети действительно осознают некоторые важные научные концепции, которых не получают многие взрослые: вам нужно иметь несколько повторов и что-то статистически обнаруживаемое, прежде чем вы сможете сделать обоснованное предположение», - говорит Джек. обратный, «Многие люди не понимают этих вещей, и существует множество научных исследований о мусоре, которые люди воспринимают как истину, но это потому, что они не знают, как работает наука. Приятно видеть, что молодое поколение это понимает ».

С этими навыками Мадан выступил на Broadcom MASTERS на этой неделе, получив один из 30 общенациональных финалистов. Несмотря на то, что Мадан не взял домой главный приз, его не смутило, и теперь он сосредоточился на микроскопических эффектах Б. младенец на внутренностях пчел.

«Это действительно повлияло на настоящую кишку медоносных пчел? Это проект этого года », - говорит он. «Я хочу посмотреть, могут ли эти бактерии действительно стереть этот патоген, называемый носма, который находится в кишечнике медоносной пчелы. Если это произойдет, то эти бактерии могут быть доказаны раз и навсегда, что это действительно очень хорошо ».