Группа исследователей под руководством Оксфордского университета разработала кормовую добавку, способную замедлить сокращение популяций медоносных пчел. В проекте также участвовали специалисты Королевских ботанических садов Кью, Гринвичского университета и Технического университета Дании. Ученые создали диету, которая воспроизводит состав ключевых питательных веществ, обычно получаемых насекомыми из пыльцы. Результаты работы, опубликованные в журнале «Nature», показали, что колонии, получавшие добавку, производили в пятнадцать раз больше потомства.
Пыльца служит для медоносных пчел основным источником энергии и строительного материала. В ней содержатся стеролы – особые липиды, критически важные для роста и развития. Из-за климатических изменений и интенсивного ведения сельского хозяйства разнообразие цветов сокращается, и насекомые все чаще сталкиваются с дефицитом нужных микроэлементов. Существующие заменители пыльцы на основе соевой муки или сахара обеспечивают пчел калориями, но не содержат необходимых стеролов, что ведет к истощению колоний.
Для решения этой проблемы биологи модифицировали дрожжи Yarrowia lipolytica с помощью технологии генетического редактирования CRISPR-Cas9. Ученые запрограммировали микроорганизмы на производство шести специфических стеролов, которые были определены в ходе анализа тканей взрослых особей и куколок. Эти дрожжи выращиваются в биореакторах, а затем перерабатываются в сухой порошок, который легко включается в рацион насекомых.
В ходе трехмесячных экспериментов в контролируемых условиях теплиц исследователи зафиксировали значительный рост показателей. Колонии на обогащенной диете продолжали выращивать расплод на протяжении всего периода наблюдений, тогда как группы без стеролов прекращали воспроизводство примерно через девяносто дней. Лабораторный анализ подтвердил, что питательный профиль личинок, вскормленных добавкой, полностью соответствует показателям насекомых, питающихся в естественной среде.
Разработка имеет значение для глобальной продовольственной безопасности, так как медоносные пчелы участвуют в производстве более чем семидесяти процентов основных сельскохозяйственных культур. В последние годы в США ежегодные потери пчелиных семей достигали сорока или пятидесяти процентов, а в ближайшей перспективе этот показатель может вырасти. Новый тип корма позволяет укрепить здоровье насекомых, не создавая дополнительной нагрузки на экосистемы и не усиливая конкуренцию с дикими видами пчел за ограниченные ресурсы цветущих растений.
В настоящее время авторы планируют провести масштабные полевые испытания для подтверждения долгосрочной эффективности метода. Если испытания пройдут успешно, промышленное производство добавки может начаться в течение двух лет. По мнению ученых, технология прецизионной ферментации в будущем может быть адаптирована для поддержки других видов опылителей, пострадавших от антропогенного воздействия.
