Pertanyaan pertama yang ingin diketahui semua orang adalah: bagaimana?
Konten terkait
- Cara Melindungi Penyerbuk Lokal Anda dalam Sepuluh Cara Mudah
- Di dalam Gudang Colorado Yang Menjaga Makanan Favorit Anda Dari Kepunahan
"Aku terkejut butuh waktu lama bagimu untuk bertanya, " kata Brandon Hopkins sambil tertawa. Ahli entomologi berusia 35 tahun sedang mempersiapkan sampel untuk dikirim ke Laboratorium Nasional Layanan Penelitian Pertanian USDA untuk Pelestarian Sumber Daya Genetik di Fort Collins, Colorado, sebuah fasilitas yang didedikasikan untuk mengamankan pasokan makanan kita dengan mengumpulkan bahan genetik dari spesies pertanian. "Kamu hanya cukup memerasnya, dan barang-barang muncul, " katanya.
Hopkins adalah manajer pemeliharaan lebah dan lab dari Program Pemadam Kebakaran Universitas Negeri Washington, dan "barang-barang" yang ia maksudkan adalah semen lebah madu.
Ya, air mani. Hopkins menghabiskan banyak waktunya mengunjungi peternak lebah dan mengumpulkan cairan mani dari drone, lebah madu jantan yang ada terutama untuk menghamili lebah ratu. Atau, seperti Hopkins katakan: "Mereka terbang alat kelamin. Mereka tidak mengumpulkan nektar; mereka tidak mengumpulkan serbuk sari. Satu-satunya yang mereka lakukan adalah pasangan. ”
Dia lebih suka menangkap drone selama penerbangan, ketika mereka sedang dalam perjalanan kembali dari upaya harian mereka untuk kawin dengan seorang ratu. Antara pukul 1 dan 5 sore — waktu penerbangan mereka — ia memasang layar jala di depan pintu masuk ke sarang. Lebah pekerja cukup kecil untuk bisa melewati layar dan kembali ke tempat tinggal mereka, tetapi drone tidak bisa. Ketika mereka berpegangan pada pembagi, Hopkins beraksi, mengumpulkan lebah-lebah yang tidak berserat di dalam kandang dan menempatkan mereka, satu per satu, di bawah mikroskop.
Dia menjelaskan prosesnya: “Ketika Anda meremas seorang pria, jika dia dewasa, kemaluannya keluar. Dan kemudian, mengapung di atas sedikit lendir, sekitar satu mikroliter air mani. ”Sayangnya, di alam, drone memasukkan begitu banyak darah dan energi ke dalam reproduksi sehingga mereka mati setelah kawin dengan sukses. Dan inilah yang ditiru Hopkins di lab: “Kami meremasnya sampai mati, ” katanya. Hopkins membutuhkan sekitar satu jam untuk memproses 300-500 drone dan mengisi tabung 100-mikroliter tunggal dengan cairan reproduksinya.
Pertanyaan tindak lanjut, tentu saja, adalah: mengapa? Yaitu: mengapa di dunia ini para ilmuwan mengumpulkan semen lebah?
Singkatnya, sebagai lindung nilai untuk masa depan. "Mungkin ada [varian gen] yang unik dan berharga yang mungkin tidak begitu berharga pada saat ini, " tetapi bisa menjadi sangat penting dalam menghadapi ancaman masa depan yang belum diketahui, Hopkins mengatakan tentang bahan genetik yang ia kumpulkan. Sebagian besar semen tersebut dibekukan, didaftarkan, dan disimpan di Fort Collins, di mana harapannya adalah semen itu akan bertahan selama bertahun-tahun, mungkin beberapa dekade, hanya menunggu untuk dicairkan sehingga dapat menghamili lebah madu jauh di masa depan.
Atau tidak sejauh ini di masa depan. Lebah madu telah menghadapi banyak ancaman: hama dan penyakit, pestisida dan fungisida, nutrisi dan cara koloni dikelola, baik dalam hal pemeliharaan lebah dan pembiakan dan genetika. Topping daftar adalah tungau parasit yang disebut Varroa destructor, yang mereproduksi di koloni lebah madu dan hidup sampai nama menyeramkan dengan mengisap darah dari orang dewasa dan mengembangkan larva. Ini telah menghancurkan populasi lebah sejak pertama kali terdeteksi di Amerika Serikat pada tahun 1987.
Dengan angka, situasinya mengerikan. Menurut Layanan Statistik Pertanian Nasional USDA, pada akhir 1940-an, kami memiliki hampir 6 juta sarang lebah yang dikelola di Amerika Serikat. Pada 2008, jumlah itu turun menjadi lebih dari 2 juta — dan sejak itu tetap ada. Semen yang dikumpulkan Hopkins, kemudian, dapat membantu melindungi, atau bahkan memperluas, generasi lebah madu di masa depan — yang berarti melindungi miliaran dolar dalam tanaman pertanian dan kekayaan keanekaragaman hayati yang tak terelakkan untuk planet ini.
.....
Brandon Hopkins, bekerja keras mengumpulkan semen lebah. (Steve Sheppard) Sementara Amerika Serikat adalah rumah bagi sekitar 4.000 lebah asli, penyerbuk pertanian pilihan kami adalah lebah madu non-asli, yang berasal dari Asia Selatan dan Tenggara. Itu karena lebah madu adalah penyerbuk yang produktif dan multiguna, kata Bob Danka, pemimpin penelitian USDA Honey Bee Lab di Baton Rouge, Louisiana. Sementara beberapa lebah menyerbuki satu spesies tanaman, lebah madu mencari makan di lebih dari 100 tanaman komersial, memberikan layanan penyerbukan senilai hampir $ 3.000 per hektar per tanaman.
Di AS, lebah madu menangani "sekitar 90 persen penyerbukan, " Danka menjelaskan, dan satu koloni rata-rata memiliki populasi puncak musim panas sebanyak 60.000 lebah. “Lebah lain tidak bisa ada dalam jumlah yang cukup besar untuk menyerbuki areal tanaman yang luas, ” katanya. Lebah juga dapat dipindahkan masuk dan keluar dari berbagai lokasi dengan relatif mudah, yang sangat penting untuk tanaman seperti almond, yang membutuhkan penyerbukan silang.
Antara Februari dan Maret setiap tahun, 80 hingga 90 persen dari lebah komersial yang tersedia di negara itu — sekitar 1, 8 juta koloni — diangkut dengan truk ke California untuk menyerbuki bunga badam. Tetapi pekerjaan itu tidak berakhir di sana. Lebah-lebah ini digunakan sepanjang tahun untuk kerja mereka, tulis Ferris Jabr dalam Scientific American :
"Setelah mekar almond, beberapa peternak lebah mengambil lebah mereka untuk kebun ceri, prem dan alpukat di California dan kebun apel dan ceri di Negara Bagian Washington. Saat musim panas tiba, banyak peternak lebah menuju ke timur ke ladang alfalfa, bunga matahari, dan semanggi di Dakota Utara dan Selatan, tempat lebah menghasilkan sebagian besar madu mereka untuk tahun itu. Peternak lebah lainnya mengunjungi squash di Texas, clementine dan jeruk keprok di Florida, cranberry di Wisconsin dan blueberry di Michigan dan Maine. Di sepanjang pantai timur peternak lebah migrasi menyerbu apel, ceri, labu, cranberry dan berbagai sayuran. Pada bulan November, peternak lebah mulai memindahkan koloni mereka ke tempat yang hangat untuk menunggu musim dingin: California, Texas, Florida, dan bahkan ruang bawah tanah yang dikendalikan suhu kentang di Idaho. ”
Namun, ketergantungan yang berlebihan pada proses kerja lebah madu ini memiliki bahaya. “Kami, di Amerika Utara, telah melukis diri kami di sudut ini menggunakan lebah madu karena praktik pertanian modern dan kebutuhan kami untuk menghasilkan sejumlah besar tanaman secara efisien, ” kata Danka. Dan pekerjaannya mulai membuat lebah stres: "Tekanan pada mereka sangat nyata, dan tampaknya semakin memburuk."
Hari ini, Anda mungkin menganggap lebah ini sepenuhnya bergantung pada manusia. "Ketika tungau Varroa datang ke AS, ia menghilangkan 99 persen populasi lebah madu liar, " kata Hopkins. "Beberapa mengatakan tidak ada lebah madu liar sekarang karena mereka tidak dapat bertahan hidup tanpa campur tangan manusia. Mereka seperti spesies domestik."
Hubungan kodependen dengan manusia ini terungkap dalam perubahan nutrisi lebah. Lebah sama seperti kita: Mereka membutuhkan makanan yang bervariasi agar dapat berkembang. Karena diet kita menjadi kurang beragam, begitu pula dengan mereka. Perluasan pertanian industri dan peningkatan tanaman tunggal yang ditanam dalam pertanian tunggal berarti ada sedikit keanekaragaman tanaman yang menjadi sumber serbuk sari dan nektar. Habitat di mana mereka mencari makan telah berubah menjadi apa yang Marla Spivak, seorang profesor entomologi di University of Minnesota, menggambarkan sebagai "gurun makanan."
Tantangannya diperburuk, Spivak menjelaskan dalam pembicaraan TED 2012, oleh konvergensi penawaran dan permintaan. Pada saat yang sama kita mengalami penurunan populasi lebah, kita juga meningkatkan jumlah tanaman yang bergantung pada mereka. Dalam setengah abad terakhir, katanya dalam ceramahnya, "ada peningkatan 300 persen dalam produksi tanaman yang membutuhkan penyerbukan lebah." Baru tahun lalu, peternak lebah Amerika kehilangan sekitar 40 persen koloni lebah madu mereka.
.....
Tabung cryopreserved dari semen lebah madu disimpan di pusat pelestarian genetik USDA di Fort Collins, Colorado. (Simran Sethi) Itulah sebabnya, pada tahun 2016, Layanan Penelitian Pertanian USDA memutuskan untuk menambahkan semen lebah madu ke dalam koleksi Fort Collins, yang juga menyimpan berbagai bahan lain — mulai dari biji dan batang hingga darah hewan dan embrio — yang penting untuk mempertahankan makanan domestik kita menyediakan. "Ini adalah bagian dari respon kami terhadap krisis yang sedang berlangsung yang dihadapi peternak lebah negara ini, " tulis lembaga itu dalam posting online-nya yang mengumumkan peluncuran.
Lelaki yang ditugasi pekerjaan glamor mengumpulkan semen? Brandon Hopkins.
Pada tahun 2008, kolektor sperma lebah madu modern sedang menyelesaikan gelar master dalam bidang biologi di Eastern Washington University dengan fokus pada biologi reproduksi katak dan tikus. Ketika Hopkins mengetahui tentang tantangan yang dihadapi populasi lebah, ia memutuskan untuk mengeksplorasi metode yang telah digunakan untuk melestarikan semen sapi dan hewan lainnya: pembekuan kriogenik. Secara tradisional, spesimen semen lebah diekstraksi, disimpan pada suhu kamar dan bertahan selama sekitar dua minggu.
"Aku bahkan belum pernah benar-benar melihat sarang lebah madu, " kata Hopkins. “Tapi, untungnya, penasihat tuanku sudah [bekerja] cukup lama di dunia mamalia — dengan sapi dan domba dan kambing dan semua itu — dan dia berkata, 'Itu tidak harus sempurna, itu hanya harus bekerja . ' Daripada menunggu untuk mendapatkan sistem yang sempurna, kami melanjutkan dan melakukannya. ”
Faktanya, Hopkins menjelaskan, mereka mengatur tentang pembekuan semen lebah madu meskipun fakta bahwa salah satu makalah terakhir yang ditulis tentang kriopreservasi dari 1980-an menyatakan hasilnya tidak cukup baik dan para peneliti harus berhenti mengejar metode penyimpanan itu. Namun demikian, Hopkins mengekstraksi satu tabung kapiler semen (100 mikroliter), membekukannya dan memiliki "kesuksesan yang cukup baik."
Ini terjadi pada saat yang sama bahwa peneliti Universitas Negeri Washington Steve Sheppard, kepala WSU Apis Molecular Systematics Laboratory, sedang keluar di lapangan, mengumpulkan bahan-bahan segar dari varietas yang sama. Tahun itu, ia telah dianugerahi satu-satunya izin yang diberikan oleh USDA untuk mengimpor semen dari populasi lebah global ke Amerika Serikat. Sampel-sampel tersebut menjadi dasar dari apa yang telah menjadi koleksi plasma nutfah lebah terbesar di dunia, disimpan di WSU dan mengandung subspesies asli Eropa, Asia Barat, dan Eropa Tengah.
Sheppard kemudian menjadi penasihat Hopkins PhD, dan keduanya mulai bepergian bersama, mengumpulkan semen lebah dan membekukannya di tempat. Pekerjaan itu datang dengan tantangan unik. "Masalah dengan semen segar adalah Anda hanya mendapatkan satu suntikan, " jelas Hopkins. “Mengumpulkan di luar negeri sangat mahal dan menghabiskan waktu. Kemudian Anda menggunakannya dan mungkin memiliki seorang ratu yang bahkan tidak menghasilkan keturunan apa pun. "
Tapi itu juga terbayar: Hopkins mengatakan materi yang dikumpulkan dan dibekukan lima tahun lalu adalah "sama seperti jika telah dibekukan selama lima hari."
Ketika ditanya apakah dia pernah membayangkan ini sebagai pekerjaan hidupnya, Hopkins jelas: "Tidak. Tentu tidak. ”Tetapi dia melihat nilai luar biasa dalam pekerjaan yang dia lakukan. "Hal keren tentang penggabungan cryopreservasi dalam pengembangbiakan lebah adalah bahwa hal itu akan memungkinkan kita berkembang biak melintasi ruang dan waktu, " kata Sheppard dalam email. “Kami dapat mengambil genetika bertahun-tahun setelah ditempatkan di penyimpanan. Jadi, Anda dapat membayangkan bahwa, pada tahun 2030, kami dapat menyilangkan lebah kembali ke material mulai tahun 2015 yang telah [disimpan] dalam tangki nitrogen cair. ”
Dan itulah mengapa penting untuk melestarikan materi yang layak secara komersial dan beragam. “Walaupun saya tidak benar-benar berpikir bahwa kita akan tiba-tiba kehilangan semua lebah madu kita dan perlu memanfaatkan stok beku ini untuk mengisi kembali planet ini dengan lebah, sayang sekali kita tidak melakukan ini sebelumnya, katakanlah, Tungau Varroa datang, ”kata Hopkins. "Kami kehilangan sejumlah besar keragaman genetik dalam populasi AS yang tidak dapat kami dapatkan kembali karena kami tidak memiliki bahan beku."
Untuk kembali ke tingkat keragaman itu, katanya, ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan. "Lebah madu adalah spesies domestik pertanian sekarang, " kata Hopkins. “Mereka membutuhkan penelitian dan perhatian yang sama seperti yang didapat ternak, misalnya. Akan lebih bagus jika mereka lebih dikenal — dalam konservasi, teknik pemuliaan, seleksi, semua yang diperlukan untuk meningkatkannya. ”
