ออร์แลนโด Teen Varun Madan ใช้แบคทีเรียโปรไบโอติกเพื่อบันทึกผึ้ง

เช่นเดียวกับวัยรุ่นทุกคน Varun Madan เบี่ยงเบนความสนใจจากการบ้านของเขา เย็นวันหนึ่งแทนที่จะอ่านเกี่ยวกับผีเสื้อสำหรับงานมอบหมายที่โรงเรียนเขาบังเอิญล้มลงในโพรงกระต่ายอินเทอร์เน็ตของการวิจัยผึ้ง ทางอ้อมนำวัยรุ่นออร์แลนโดเข้าร่วมการแข่งขันในงานมหกรรมวิทยาศาสตร์ระดับมัธยมที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในสหรัฐอเมริกาในสัปดาห์นี้โดยมีแผนว่าจะช่วยอาณานิคมผึ้งของโลกจากการล่มสลายทั้งหมด

Madan ซึ่งเป็นเกรดเก้าจะบอกคุณทั้งหมดเกี่ยวกับวิธีการผสมเกสรผึ้งผึ้งล้านดอลลาร์ของพืชผลการเกษตรทั่วโลก เขาจะอธิบายว่าพวกเขากำลังจะตายด้วยอัตราที่น่าตกใจปรากฏการณ์ลึกลับที่เรียกว่า "การล่มสลายของอาณานิคม" ซึ่งเกิดจากโรคสารกำจัดศัตรูพืชและสารอาหารที่ไม่ดี แต่ที่สำคัญที่สุดเขาจะบอกคุณเกี่ยวกับการค้นพบที่เขาทำเกี่ยวกับความกล้าหาญของผึ้งที่อาจป้องกันการตายของพวกเขา

“ มันกำลังดำเนินมาเป็นเวลานานจริงๆ” มาดีบอก ผกผัน. “ มีหลายสิ่งที่ไม่ประสบความสำเร็จมากมายที่ผู้คนได้ลองทำสิ่งนี้” การเข้าร่วมงาน Society for Science และงานแสดงสินค้าวิทยาศาสตร์ Broadcom MASTERS ในวอชิงตัน ดี.ซี. ในเดือนนี้คือแผนการของเขาที่จะช่วยพวกเขา

Madan ได้พบกับ Jamie Ellis, Ph.D., ศาสตราจารย์ด้านกีฏวิทยาที่มหาวิทยาลัย Florida ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านผึ้ง Ellis ยึด Madan เป็นสมมุติฐานสำคัญที่นำเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้ผึ้งโลกลดลง

“ เขาให้ความรู้กับฉันมากกว่านี้เกี่ยวกับสาเหตุที่เกิดขึ้นและสมมติฐานหลักของเขาคือการขาดภูมิต้านทานทำให้เกิดการต่อต้านความเครียดภายนอกเช่นปรสิตศัตรูพืชนักล่าสิ่งต่าง ๆ ทั้งหมด” Madan กล่าว ทันทีบทบาทของ microbiome ในลำไส้ของมนุษย์ในระบบภูมิคุ้มกันผุดขึ้นในใจ กาแลคซีของแบคทีเรียยีสต์และไวรัสที่อาศัยอยู่ในทางเดินอาหารของมนุษย์เป็นสิ่งจำเป็นต่อสุขภาพโดยรวม เช่นเดียวกับการที่ microbiome หยุดชะงักทำให้การพัฒนาและการทำงานของภูมิคุ้มกันในมนุษย์ลดลงเขาคิดว่าบางทีสิ่งเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นกับผึ้ง ทันทีที่เขากลับถึงออร์แลนโดเขาก็ทำการวิจัยค้นพบว่ามีแบคทีเรีย 13 ชนิดที่เป็นประโยชน์ใน microbiome ผึ้งซึ่งมีอยู่สองตัวในมนุษย์

เขาใช้หนึ่งเรียกว่า Bifidobacterium infantis เพื่อทดสอบสมมติฐานของเขาว่าการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในลำไส้ของผึ้งนำไปสู่การตายของพวกเขา

สมาคมผู้เลี้ยงผึ้งในท้องถิ่นของ Madan สมาคม Orange Blossom Beekeepers ได้รับการสนับสนุนอย่างมากจากงานของ Madan “ ฉันได้รับความสุขที่จะได้รับห้าลมพิษ school ทำให้นักคณิตศาสตร์ระดับกลางสุ่มขอลมพิษผึ้งบางคนโดยปกติแล้วพวกเขาจะบอกว่าไม่ทำเช่นนั้น” เขากล่าว “ แต่ฉันมีลมพิษทั้งห้า!”

ตลอดฤดูหนาวเมื่อผึ้งไม่ได้ให้ดอกไม้กินผึ้งมากเท่าที่ควรผึ้งจะจัดหาขวดใส่น้ำตาลสำหรับก่ออิฐเพื่อจำลองน้ำหวานจากธรรมชาติของผึ้ง นี่เป็นโอกาสให้ชาวมาดานทดลองควบคุมสิ่งที่ผึ้งของเขาบริโภคเพราะพวกมันกินเฉพาะจากขวดตลอดฤดูหนาว

ในไหก่ออิฐให้อาหารลมพิษทั้งห้าของเขามะดันใส่ระดับที่แตกต่างกัน B. infantis แบคทีเรีย. ลมพิษสองตัวมีความเข้มข้นของแบคทีเรียสูงลมพิษสองตัวลดลงเล็กน้อยและกลุ่มที่ห้าไม่มีเลย - กลุ่มควบคุม เป็นเวลาหกสัปดาห์เขาตรวจสอบตัวบ่งชี้สุขภาพรังที่แตกต่างกันสี่ตัว: ค่าการจับเหยื่อ (จำนวนผึ้งเข้าและออกจากรังเพื่อนำอาหารกลับมา) มวลน้ำผึ้งประชากรและการผลิตลูกไก่ (จำนวนตัวอ่อนที่รังผึ้งผลิต)

เพื่อตรวจสอบประชากรผึ้ง Madan ถ่ายภาพของแต่ละเฟรมในรังโดยประมาณจำนวนผึ้งในนั้นจากนั้นคูณจำนวนนั้นด้วยจำนวนทั้งหมดของเฟรมในรัง “ แน่นอนว่ามันไม่มีเหตุผลที่จะนับพวกเขาทั้งหมด” เขากล่าว สำหรับการผลิตลูกไก่เขานับจำนวนตัวอ่อนในทำนองเดียวกัน เขาใช้เคาน์เตอร์มืออย่างระมัดระวังเพื่อนับจำนวนผึ้งเข้าและออกในสิบนาทีในระหว่างการสังเกตทุกสองสัปดาห์ การชั่งน้ำหนักบล็อกด้านล่างของรังผึ้งแต่ละก้อนบ่งบอกถึงมวลของน้ำผึ้งซึ่งเป็นที่ซึ่งทุกหยดมัน “ ไหนก็ตามที่เป็นน้ำผึ้งที่สุด - ขอโทษที่ใดก็ตามที่หนักที่สุด - เราจะบันทึกสิ่งนั้น” เขากล่าว

Madan รู้สึกถึงความยากลำบากในการทำงานภาคสนามอย่างรวดเร็ว “ สิ่งนี้ไม่ได้มาโดยปราศจากอันตรายของฉัน” เขากล่าว “ เราเอาลมพิษออกมาและฉันก็ต่อย 42 ครั้ง! เมื่ออยู่ในปุ่มท้องของฉัน! แต่คุณรู้อะไรไหม? มันเป็นวิทยาศาสตร์! และฉันดีใจมากที่ได้ดูแล ไม่เช่นนั้น 42 จะกลายเป็นสี่ร้อยได้อย่างง่ายดาย” การเล่าเรื่องภัยการเลี้ยงผึ้งนักแสดงในมาดานออกมา เขาเป็นนักร้องและนักแสดงเขาใช้ทักษะของนักแสดงของเขาในการเปลี่ยนส่วน "วิธีการ" ของกระดาษให้เป็นเรื่องที่น่าสนใจ

ด้วยการกำกับดูแลของผู้เลี้ยงผึ้งผู้ใหญ่ Madan รอดชีวิตจากการเก็บข้อมูลทั้งหมดของเขาทดสอบความสำคัญของพวกเขาด้วยความช่วยเหลือของนักวิชาการพร้อมที่ดีกว่าในการดำเนินการวิเคราะห์ทางสถิติ

เช่นเดียวกับที่สมมติฐานของเขาทำนายการเปลี่ยนแปลงในความกล้าของผึ้งเปลี่ยนสุขภาพของรัง ลมพิษที่มีขนาดต่ำ B. infantis ผลิตตัวอ่อนมากขึ้นทำน้ำผึ้งมากขึ้นและรองรับประชากรผึ้งตัวโตมากขึ้น ลมพิษปริมาณสูงผลิตตัวอ่อนได้มากกว่าตัวควบคุม แต่ไม่มากเท่ารังลต่ำ อย่างไรก็ตามเขาไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในการหาค่า

Cameron Jack นักวิจัยผึ้งที่มหาวิทยาลัยฟลอริดาเป็นหนึ่งในผู้ใหญ่ที่ก้าวขึ้นมาเพื่อช่วย Madan นำเสนองานของเขาสู่สาธารณะสอนให้เขานำทาง - บางทีที่สำคัญที่สุดสำหรับนักวิจัยรุ่น - วิธีการหลีกเลี่ยง เกิน ความสำคัญของการค้นพบของเขา เขาประทับใจในความรวดเร็วของ Madan ที่จะต้องนำเสนอวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในสภาพแวดล้อมแบบมืออาชีพ

“ ดีใจที่ได้เห็นเด็ก ๆ บางคนที่เข้าใจแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญบางอย่างที่ผู้ใหญ่จำนวนมากไม่ได้รับ: คุณต้องมีการจำลองซ้ำหลายครั้งและบางอย่างที่ตรวจจับได้ทางสถิติก่อนที่คุณจะสามารถทำการสันนิษฐานได้” แจ็คบอก ผกผัน. “ ประชาชนทั่วไปจำนวนมากไม่เข้าใจสิ่งเหล่านั้นและมีวิทยาศาสตร์ขยะจำนวนมากที่ผู้คนยึดถือเป็นความจริง แต่นั่นเป็นเพราะพวกเขาไม่มีความรู้เกี่ยวกับวิธีการทำงานของวิทยาศาสตร์ ดีใจที่ได้เห็นคนรุ่นใหม่ที่เข้าใจเรื่องนั้น”

ด้วยทักษะเหล่านั้น Madan นำเสนอที่ Broadcom MASTERS ในสัปดาห์นี้โดยได้รับหนึ่งใน 30 ชื่อผู้เข้ารอบสุดท้ายทั่วประเทศ แม้ว่าเขาจะไม่ได้รับรางวัลสูงสุดกลับบ้าน แต่มาดานก็ไม่ได้รับผลกระทบ แต่ตอนนี้เขาหันมาสนใจผลของกล้องจุลทรรศน์ B. infantis ข้างในผึ้ง

“ มันส่งผลต่อลำไส้ของผึ้งจริงๆหรือไม่? นั่นเป็นโครงการในปีนี้” เขากล่าว “ ฉันต้องการดูว่าแบคทีเรียนี้สามารถลบเชื้อโรคที่เรียกว่า nosema ซึ่งอยู่ในลำไส้ผึ้งได้หรือไม่ ถ้าเป็นเช่นนั้นแบคทีเรียนี้สามารถพิสูจน์ได้ทันทีและทั้งหมดนั้นดีจริง ๆ ”