Marla Spivak: Ein Wissenschaftler mit einer echten Biene In ihre Motorhaube

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Wie untersuchen wir Bienen und warum verschwinden sie? Wie arbeiten Wissenschaftler um zu retten? Marla Spivak — MacArthur Fellow und Distinguished Professor McKnight und Verlängerung Entomologe in der Abteilung Entomologie an der Universität von Minnesota – beantwortet diese Fragen und vieles mehr. Schauen Sie sich das Interview unten wie Spivak erklärt die Bedeutung der Bienen und wie hilft, ihre Forschung Wissenschaftler mehr darüber zu erfahren. Auch lernen Sie mehr über Spivak in dieser ScienceLives kennen und erfahren Schritt für Schritt Anweisungen, wie eine "Biene" in dieser Forschung in Aktion Backenbart.

Warum sind Bienen für die Landwirtschaft, die Wirtschaft und den Zustand der Ökosysteme wichtig?
Mehr als ein Drittel der weltweit Obst, Gemüse und Blütenpflanzen sind auf die Bestäubung durch Bienen angewiesen. Alles in allem die Bestäubung Leistungen von Honigbienen in Nordamerika sind derzeit geschätzt auf ungefähr $ 20 Milliarden jährlich – den Wert von Honig und Bienenwachs, die von Honigbienen produziert wird noch nicht einmal eingerechnet.

Bienen Leben auf allen Kontinenten außer der Antarktis und in allen Lebensräumen, die Insekten bestäubt blühende Pflanzen beherbergen. Bestäubung durch Bienen Dienstleistungen zur Förderung der Gesundheit der Lebensräume, in denen sie leben.

Wann begann die Bienen Sie faszinieren?

Meine Faszination für Bienen begann eine Nacht in der Schule, als ich zufällig ein Buch über Bienen abholen, die also absorbierende war, dass ich wurde herauf das Ziehen einer durchgemachten nur um es zu beenden. Später in der Schule arbeitete ich für verschiedene kommerzielle Imker, mehr über Bienen erfahren.

Dann, nach dem College arbeitete ich an einer Studie in Venezuela auf afrikanisierten Honigbienen (AHB), allgemein bekannt als "Killerbienen." Interessanterweise gibt es viel Verhaltens Unterschiede zwischen verschiedenen AHB Kolonien und AHBs scheinen widerstandsfähiger gegen Parasiten als Honigbienen in den USA, die ihren in Europa Ursprung. Ich bin fasziniert von den potentiellen Möglichkeiten zu züchten AHBs und wählen für ihre guten Verhaltens Qualitäten und Resistenz gegen Krankheiten.

Wie und warum verschwinden die Bienen derzeit?
Im Winter 2006 wurden Honigbiene Bienenstöcke in den USA plötzlich und unerklärlich von ihren Arbeitsbienen, verlassen die einfach flog um zu sterben. Das Ergebnis: Hüter der Honigbienen berichtet Verluste von 30 bis 90 Prozent.

Anschließende Untersuchungen vorgeschlagen, daß dieses Phänomen, das heute als Colony Collapse Disorder (CCD) bekannt ist, bereits stattgefunden haben kann für mindestens drei Jahre bevor die ersten CCD-Fälle im Jahr 2006 gemeldet wurden. Hinzufügen von Beleidigung Verletzung, Beginn der CCD, die bis heute anhält, gefolgt von mehr als 50 Jahre weniger dramatisch, aber doch erheblich, Tag für Tag Verluste Bienenzucht Operationen aus den kombinierten Auswirkungen des Parasiten, Krankheiten, schlechte Ernährung, Pestizid-Vergiftungen und Lebensraum-Verluste.

Honigbienen sind aber nicht die einzigen Bienen, die Verluste aufgetreten sind. Populationen von einigen Arten von Bienen, die ursprünglich aus den USA, einschließlich Hummeln und Bienen Blattschneiderameise, sind derzeit ebenfalls rückläufig.

Was sind die Ursachen CCD?

Viele Wissenschaftler vermuten, dass CCD ist das Ergebnis von Stress, die Bienen von einem auferlegt wird oder eine Kombination von Faktoren. Diese Belastung kann beeinträchtigen das Immunsystem der Bienen und damit zu einer Erhöhung der Anfälligkeit für Krankheiten von ihren Kolonien. Immununterdrückung betont gehören schlechten Ernährung aufgrund der Verknappung von Blumen, die Nektar und Pollen zu Bienen, Vergiftungen durch Pestizide, parasitäre Milben und neue und aufkommende Krankheiten, die Bienen zu infizieren.

Ein weiterer möglicher Faktor für CCD möglicherweise den weit verbreiteten Einsatz von Monokultur, eine landwirtschaftliche Praxis, der beinhaltet widmete große Flächen von Ackerland zu einer einzigen Spezies, wie eine Art von Obst, Gemüse oder Nuss (in der Regel Mandeln), die von Bienen bestäubt werden muss.

Hier ist das Problem: In vielen Fällen um ausreichende Pflanzenproduktion Ausbeute Land, das durch Monokultur bewirtschaftet wird braucht mehr Bestäubung als von resident Bienenvölker bereitgestellt werden können. Um diese Bestäubung Mangel auszugleichen, werden massive Anzahl von Honigbienenvölkern ständig quer durch die USA zu monocultured Betriebe transportiert. Aber leider, solche Transporte kann erhöhen die Anfälligkeit für Krankheiten der Bienen.

Wie sind Sie und Ihre Forschung Teamarbeit zu Honigbienen retten?
Mein Forschungsteam und ich studieren Bienengesundheit. Ich möchte sagen, dass unsere ultimative, langfristige praktische Ziel ist um "Bienen wieder auf ihre eigenen sechs Beine" durch ihre natürlichen Abwehrkräfte zu fördern.

Das heißt, entwickeln wir Methoden zur Verbesserung der Überlebensraten von Bienen, Krankheiten in Bienenstöcke zu kontrollieren und gewährleisten gesunde, starke Kolonien für die Honigproduktion und Bestäubung, Imker zu reduzieren ihre Abhängigkeit von chemischen Behandlungen, Kolonien lebendig zu halten. Eine Verringerung der Verwendung von Antibiotika und Pestiziden reduziert die Betriebskosten für Imker, verbessert die Umwelt und fördert die Reinheit von Honig, Wachs und anderen marktfähigen Bienenprodukten.

Neben der Produktion von wichtige praktische Anwendungen für Imker, haben unsere Bienen-Studien erweiterte unser grundlegende Verständnis der Biologie der Bienen.

Was sind Ihre Ansätze zur Verbesserung der Biene überleben?

Mit finanzieller Unterstützung der National Science Foundation (NSF), haben mein Forschungsteam und ich studierte die Fähigkeit der Honigbienen zu erkennen und Entfernen von unreifen Bienen (Larven und Puppen) aus dem Nest, die Kranken aber nicht noch ansteckend sind. Diese Fähigkeit – bekannt als hygienisches Verhalten – die Übertragung von Krankheiten verringert und erhöht die gesamte Kolonie Resistenz gegen bestimmte Arten von virulenten krankheitsverursachende Organismen.

Im Jahr 1993 haben wir begonnen, eine Zuchtlinie von Honigbienen für hygienisches Verhalten. Unsere umfangreiche Tests von unserer hygienischen Bienen hat gezeigt, dass ihr hygienische Verhalten etwas Schutz gegen die hoch virulenten parasitische Milbe, zur Verfügung gestellt Varroa Destructor. Unsere hygienischen Linie der Bienen ist jetzt überall in den USA verkauft. Darüber hinaus unterstützen wir derzeit Biene, die Tierpfleger für hygienisches Verhalten und andere Merkmale der Widerstand aus den Reihen ihrer eigenen Linien der Bienen auswählen.

Auch mit NSF Finanzierung forschen mein Team und ich Harze bekannt als Propolis derzeit. Propolis ist von Pflanzen von Honigbienen gesammelt und dann von den Bienen verwendet werden, um Risse in ihren Nestern zu versiegeln. Propolis ist für seine vielfältige mikrobielle Eigenschaften und als menschliche Medizin seit langem bekannt. Mein Team und ich sind jedoch unter den ersten Forschern, die Anti-mikrobielle Vorteile von Propolis für Bienen zu studieren.

So weit, haben unsere Studien gezeigt, dass das Propolis Biene Immunität beeinflusst. Jetzt untersuchen wir, ob diese immunologischen Veränderungen Kolonie Gesundheit fördern. Darüber hinaus arbeiten wir daran, identifizieren die chemischen Inhaltsstoffe von Propolis krankheitserregenden Mikroben in Bienen zu kämpfen. Wir hoffen, dass unsere Forschung schließlich zur Identifizierung von chemischen Inhaltsstoffe in Propolis führt, die krankheitserregenden Mikroben beim Menschen kämpfen würden.

Du bist ein 2010 MacArthur Foundation Fellow. Ermöglicht Ihre MacArthur Fellowship es Ihnen, jede bestimmten Arten von Forschung durchzuführen, die Sie sonst nicht in der Lage durchzuführen gewesen wäre?
Die MacArthur Fellowship ermöglichen es mir, etwas riskanter und kreativer Experimente versuchen, die nicht durch Bundes- oder anderen gewähren Agenturen finanziert werden könnten. Es erlaubt auch, dass mir einige innovative Erweiterungsprogramme, Bienen und Imker helfen zu starten.

Sie haben so viel erreicht und so wichtige Beiträge zur Wissenschaft machen. Gibt es irgendwelche Geheimnisse für Ihren Erfolg, die besonders für angehende Wissenschaftler wissen hilfreich sein könnten?
Ich hatte das Glück, eine Leidenschaft schon früh im Leben, zu finden, die noch mich treibt um mehr zu erfahren. Ich bin sehr gezogen, Bienen und Imkerei, und möchten sicherstellen, dass meine Forschung für beide hilfreich ist. Persönlicher Erfolg war nie wirklich auf meinem Radar, aber im Nachhinein, extreme Ausdauer und meiner Intuition Folgen gewesen Schlüsselbestandteile in all meiner Bemühungen.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Forschung wurde unterstützt von der National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragt. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die hinter die Kulissen-Archiv.