Oamenii de știință au dezvoltat un "superaliment" revoluționar pentru albine, prin modificarea genetică a drojdiei pentru a produce nutrienții esențiali găsiți în mod normal în polen. În studiile controlate, coloniile hrănite cu această dietă special concepută au produs de până la 15 ori mai mulți pui, arătând o creștere dramatică a reproducției și a sănătății generale. Pe măsură ce schimbările climatice și agricultura modernă reduc disponibilitatea polenului natural, această inovație ar putea oferi o modalitate practică de a sprijini populațiile de albine aflate în dificultate.
O echipă de cercetători condusă de Universitatea din Oxford a dezvoltat un supliment alimentar revoluționar care ar putea ajuta la inversarea declinului alarmant al albinelor. Lucrând cu Royal Botanic Gardens Kew, Universitatea din Greenwich și Universitatea Tehnică din Danemarca, oamenii de știință au conceput o dietă care imită nutrienții cheie pe care albinele îi obțin în mod normal din polen. Când au fost testate, coloniile hrănite cu acest supliment au produs de până la 15 ori mai mulți pui. Constatările au fost publicate în revista Nature.
Albinele se bazează pe polen ca principală sursă de hrană. Acesta conține lipide esențiale numite steroli, care sunt esențiale pentru creștere și dezvoltare. Dar schimbările climatice și agricultura intensivă au redus varietatea florilor de care depind albinele. Drept urmare, albinelor le lipsesc din ce în ce mai mult nutrienți cheie. Apicultorii folosesc adesea înlocuitori artificiali de polen făcuți din făină de proteine, zaharuri și uleiuri. Acestea oferă calorii, dar nu au sterolii de care au nevoie albinele, lăsând coloniile deficiente nutrițional.
Pentru a umple acest gol, cercetătorii au modificat genetic drojdia Yarrowia lipolytica pentru a produce un amestec precis de șase steroli esențiali. Au adăugat această drojdie la dietele albinelor și au testat-o timp de trei luni în experimente controlate în seră. Configurația închisă a asigurat că albinele au consumat doar hrana experimentală.
Rezultatele au fost dramatice. Coloniile care au primit dieta îmbogățită au produs de până la 15 ori mai multe larve care au ajuns la stadiul de pupă, comparativ cu cele cu diete standard. De asemenea, au continuat să crească puiet pe toată durata studiului. Coloniile fără steroli au încetat să mai producă puiet după aproximativ 90 de zile. Ceea ce este și mai izbitor, profilul nutrițional al larvelor a corespuns cu cel al albinelor care se hrănesc în mod natural, sugerând că suplimentul reproduce îndeaproape nutriția polenului real.
Autorul principal, profesorul Geraldine Wright (Departamentul de Biologie, Universitatea din Oxford), a spus: "Studiul nostru demonstrează modul în care putem valorifica biologia sintetică pentru a rezolva provocări ecologice din lumea reală. Majoritatea sterolilor de polen folosiți de albine nu sunt disponibili în mod natural în cantități care ar putea fi recoltate la scară comercială, făcând imposibilă crearea unui aliment complet nutrițional care să înlocuiască polenul."
Autorul principal, Dr. Elynor Moore (Departamentul de Biologie, Universitatea din Oxford la momentul studiului, acum Universitatea de Tehnologie Delft) a adăugat: "Pentru albine, diferența dintre dieta îmbogățită cu steroli și hrana convențională pentru albine ar fi comparabilă cu diferența pentru oameni dintre consumul de mese echilibrate, complete nutrițional și consumul de mese cărora le lipsesc nutrienți esențiali, cum ar fi acizii grași esențiali. Folosind fermentația de precizie, suntem acum capabili să oferim albinelor un aliment personalizat, complet nutrițional la nivel molecular."
Pentru a afla de ce au nevoie de fapt albinele, cercetătorii au analizat țesuturi de la pupe și albine adulte. Acest lucru a necesitat lucrări de laborator extrem de delicate, inclusiv disecarea albinelor doici individuale. Au identificat șase steroli cheie care domină biologia albinelor: 24-metilenocolesterol, campesterol, izofucosterol, β-sitosterol, colesterol și desmosterol.
Folosind editarea genică CRISPR-Cas9, echipa a programat Yarrowia lipolytica să producă acești steroli eficient. Această drojdie a fost aleasă deoarece produce în mod natural lipide, este sigură pentru uz alimentar și poate fi scalată pentru producție industrială. Suplimentul final este realizat prin creșterea drojdiei în bioreactoare și uscarea acesteia într-o pulbere.
Albinele ajută la producerea a peste 70% din principalele culturi globale. Dar populațiile lor sunt supuse unei presiuni severe din cauza nutriției deficitare, a schimbărilor climatice, a paraziților, a bolilor și a pesticidelor. În SUA, pierderile anuale de colonii au variat între 40 și 50% în ultimii ani și ar putea ajunge până la 60-70% în 2025. Acest nou supliment ar putea consolida sănătatea albinelor fără a crește concurența pentru florile sălbatice limitate. Poate evolua chiar într-un aliment nutrițional complet.
Coautorul, profesorul Phil Stevenson (RBG Kew și Natural Resources Institute, Universitatea din Greenwich) a adăugat: "Albinele sunt polenizatori extrem de importanți pentru producția de culturi precum migdale, mere și cireșe și, prin urmare, sunt prezente în unele locații de culturi în număr foarte mare, ceea ce poate pune presiune asupra florilor sălbatice limitate. Suplimentul nostru modificat ar putea beneficia, prin urmare, speciile de albine sălbatice, reducând concurența pentru proviziile limitate de polen."
Danielle Downey (Director Executiv al organizației non-profit de cercetare a albinelor Project Apis m., neafiliată cu studiul) a declarat: "Ne bazăm pe albine pentru a poleniza una din trei mușcături din hrana noastră, dar albinele se confruntă cu mulți factori de stres. O nutriție bună este o modalitate de a le îmbunătăți rezistența la aceste amenințări, iar în peisajele cu hrană naturală în scădere pentru albine, un supliment alimentar mai complet ar putea schimba jocul. Această descoperire revoluționară a fitonutrienților cheie care, atunci când sunt incluși în suplimentele alimentare, permit creșterea susținută a puietului de albine are un potențial imens de a îmbunătăți rezultatele pentru supraviețuirea coloniei și, la rândul său, afacerile apicole pe care ne bazăm pentru producția noastră de alimente."
Sunt încă necesare studii mai mari pe teren pentru a confirma beneficiile pe termen lung. Dacă are succes, suplimentul ar putea ajunge la fermieri în doi ani. Aceeași tehnologie ar putea fi, de asemenea, adaptată pentru a sprijini alți polenizatori sau insecte de fermă, deschizând noi căi pentru o agricultură durabilă.