Орландо підліток Varun Мадан використовує пробіотичні бактерії, щоб зберегти медові бджоли

Як і всі підлітки, Варун Мадан відволікається від домашнього завдання. Одного разу ввечері, а не читав про метеликів для шкільного призначення, він випадково повалив в інтернет кролячу дірку досліджень медоносної бджоли. Цей об'їзд привів підлітка Орландо до змагань на одному з найбільших наукових ярмарків середньої школи в США цього тижня, озброєний своїм планом порятунку бджіл світу від повного краху.

Мадан, який зараз знаходиться в дев'ятому класі, розповість вам все про те, як бджоли запилюють мільярдні долари сільськогосподарських культур у всьому світі. Він також пояснить, що вони помирають з тривожною швидкістю, таємниче явище, яке називається «колапсом колоній», яке викликане хворобами, пестицидами та поганим харчуванням. Але найважливіше, що він розповість вам про відкриття, яке він зробив про мурах бджіл, які могли б запобігти їхній загибелі.

- Це триває дійсно, дуже довго, - розповідає Мадан Обернено. "Є так багато невдалих речей, які люди намагалися для цього". Його вступ до Товариства науки і громадської наукової ярмарки MASTERS у Вашингтоні цього місяця був його планом зберегти їх.

Улюблений бджолами, Мадан зустрівся з доктором наук Джеймі Еллісом, професором ентомології в Університеті Флориди, який спеціалізується на бджолах. Елліс розповідав Мадану про важливу провідну гіпотезу про те, що рушає світова медоносних бджіл.

"Він мене виховував більше про те, чому це відбувається, і його головна гіпотеза полягала в тому, що відсутність імунітету викликає відсутність стійкості до цих зовнішніх стресорів, таких як паразити, шкідники, хижаки, все це", говорить Мадан. Негайно, роль, яку відіграє мікробіома людського кишечника в імунітеті, виникла в голову. Галактика бактерій, дріжджів і вірусів, які живуть у шлунково-кишковому тракті людини, має важливе значення для загального здоров'я. Так само, як порушена мікробіома погіршує розвиток і імунну функцію у людей, він думав, можливо, те ж саме відбувається з бджолами. Як тільки він повернувся додому в Орландо, він пішов у дослідження, виявивши, що з 13 корисних бактерій в мікробіомі медоносної бджоли, дві людини знаходяться у людей.

Він використовував один з них Bifidobacterium infantis перевірити свою гіпотезу, що зміни в мікробіомі кишечника бджіл призвели до їх загибелі.

Місцева пасіка Мадана, Асоціація бджолярів помаранчевого цвітіння, надзвичайно підтримувала роботу Мадана. "Я був благословенний отримати п'ять вуликів," викликати випадкового середнього школяра просити для деяких вуликів медоносних бджіл, як правило, вони б сказали "ні", "згадує він. "Але я отримав п'ять цілих вуликів!"

Протягом зими, коли немає бджіл для бджіл, бджолярі забезпечують баночки з цукровим розчином, щоб імітувати природний раціон нектару бджіл. Це надало Мадану можливість експериментально контролювати те, що його бджоли споживають, оскільки вони, по суті, тільки з'їдали з баночки всю зиму.

У баночках Мейсона, які годували п'ять вуликів, Мадан виставляв різні рівні B. infantis бактерій. Дві вулики отримали високу концентрацію бактерій, два кущі отримали трохи менше, а п'ятий вулик не отримав жодної - контрольної групи. Протягом шести тижнів він стежив за чотирма різними показниками здоров'я кущів: цінності на корм (скільки бджіл надходить і виходить з вулика, щоб повернути їжу), масу меду, популяцію та виробництво виводків (скільки личинок виробляє вулик).

Для визначення популяції бджіл Мадан фотографував кожний кадр у вулику, оцінив кількість бджіл у ньому, а потім помножив це число на загальну кількість кадрів у вулику. "Очевидно, було б нераціонально рахувати їх усіх", говорить він. Для вирощування розплоду він аналогічно підраховував личинок. Він ретельно використовував лічильник рук, щоб підрахувати, скільки бджіл увійшло і вийшло через десять хвилин під час його двотижневих спостережень. Зважуючи нижній блок кожного куща, вказували медову масу, тому що це все, де вона капає. "Який би не був найрізноманітніший, - вибачте, який би був найважчим - ми б записали це", говорить він.

Мадан швидко отримав відчуття труднощів польових робіт. "Це не відбулося без моєї шкоди", говорить він. «Ми вивезли вулики, і я вколовся 42 рази! Одного разу в моїй пупок! Але ви знаєте що? Це наука! І я дуже радий, що мав нагляд. Інакше, що 42 легко міг би перетворитися на чотириста-то. » TРекомендуючи небезпеку бджільництва, виходить виконавець у Мадані. Співак і актор, він використовує навички свого виконавця, щоб перетворити розділ «методів» паперу в захоплюючу казку.

З наглядом дорослих бджолярів, Мадан вижив, щоб захопити всі його дані, перевіряючи їхню значимість за допомогою академіків, які краще обладнані для виконання статистичних аналізів.

Так само, як передбачала його гіпотеза, зміни в кишках бджіл змінили стан здоров'я вулика. Вулики, які отримали низьку дозу B. infantis виробляли більше личинок, робили більше меду і підтримували більші популяції дорослих бджіл. Високі дози сімейства виробляли більше личинок, ніж контрольні, але не стільки, скільки низькі дози вулика. Однак він не знайшов жодних статистично значущих відмінностей у цінностях фуражу.

Камерон Джек, дослідник медоносної бджоли в Університеті Флориди, є одним з дорослих, які активізувалися, щоб допомогти Мадану представити свою роботу публічно, навчаючи його орієнтуватися - можливо, найголовніше для початківця дослідника - як уникнути завищення значення його висновків. Він був вражений тим, як швидко Мадан усвідомив, яким чином наука повинна бути представлена ​​в професійній обстановці.

"Приємно бачити деяких дітей, які дійсно розуміють деякі важливі наукові поняття, які багато дорослих не отримують. Вам потрібно мати декілька повторів і те, що можна статистично виявити, перш ніж ви зможете зробити освічене припущення", - розповідає Джек. Обернено. "Багато хто з громадськості не розуміє цих речей, і там багато сміттєвої науки, яку люди сприймають як істину, але тому, що вони не знають, як працює наука. Приємно бачити, що молоде покоління це розуміє.

З цими навичками, Мадан представив на Broadcom MASTERS на цьому тижні, заробивши один з 30 загальнонаціональних титулів фіналістів. Незважаючи на те, що він не приніс додому головну премію, Мадан не спокійний, тепер звертає увагу на мікроскопічні ефекти B. infantis на внутрішній стороні бджіл.

- Чи дійсно це вплинуло на справжню кишку бджоли? Це проект цього року, - говорить він. «Я хочу побачити, чи справді ця бактерія може стерти цей збудник, що називається ноземою, яка знаходиться в кишечнику медоносної бджоли. Якщо це так, то бактерії можна довести один раз і назавжди, що це дійсно, дійсно добре ».