Um novo estudo liderado pela Universidade de Oxford em colaboração com o Royal Botanic Gardens Kew, a Universidade de Greenwich e a Universidade Técnica da Dinamarca poderia fornecer uma solução econômica e sustentável para ajudar a combater o declínio devastador nas abelhas. Verificou -se que um suplemento alimentar de engenharia, projetado para fornecer compostos essenciais encontrados no pólen da planta, para melhorar significativamente a reprodução de colônias. Os resultados foram publicados em 20 de agosto na revista Natureza.
O desafio: abordar uma deficiência crítica de nutrientes
As mudanças climáticas e a intensificação agrícola privaram cada vez mais as abelhas da diversidade floral necessárias para prosperar. O pólen, o principal componente de sua dieta, contém lipídios específicos chamados esteróis necessários para seu desenvolvimento. Cada vez mais, os apicultores estão alimentando substitutos do pólen synthetic para suas abelhas devido a pólen pure insuficiente. No entanto, esses suplementos comerciais – feitos de farinha de proteínas, açúcares e óleos – carecem dos compostos de esterol certos, tornando -os nutricionalmente incompletos.
No novo estudo, a equipe de pesquisa conseguiu engenharia o fermento Yarrowia lipolytica Para produzir uma mistura precisa de seis esteróis -chave que as abelhas precisam. Isso foi incorporado às dietas alimentadas a colônias de abelhas durante ensaios de alimentação de três meses. Estes ocorreram em estabelecimentos fechados para garantir que as abelhas apenas sejam alimentadas com as dietas de tratamento.
Principais resultados:
- No closing do período do estudo, as colônias alimentadas com o fermento enriquecido com esterol haviam aumentado até 15 vezes mais larvas para o estágio pupal viável, em comparação com colônias alimentadas com dietas de controle.
- As colônias alimentadas com a dieta enriquecida tiveram maior probabilidade de continuar a levantar a ninhada até o closing do período de três meses, enquanto as colônias em dietas deficientes em esterol cessaram a produção de ninhadas após 90 dias.
- Notavelmente, o perfil de esterol das larvas em colônias alimentadas com a levedura projetada correspondente à encontrada em colônias naturalmente forrageadas, sugerindo que as abelhas transferem seletivamente apenas os esteróis mais importantes biologicamente para seus jovens.
A professora sênior do autor Geraldine Wright (Departamento de Biologia, Universidade de Oxford) disse: “Nosso estudo demonstra como podemos aproveitar a biologia sintética para resolver desafios ecológicos do mundo actual. A maioria dos esteróis de pólen usados pelas abelhas não está disponível naturalmente em quantidades que podem ser colhidas em escala comercial, tornando-o que, de outra forma, é impossível para criar uma alimentação nutricional e”
O principal autor Dr Elynor Moore (Departamento de Biologia, Universidade de Oxford, na época do estudo, agora a Universidade de Tecnologia de Delft) acrescentou: “Para as abelhas, a diferença entre a dieta enriquecida por esterol e as abelhas convencionais seriam comparáveis à diferença para os humanos entre os humanos, com feeds de alimentação que não são feitos, que não seriam altos e alimentares, que não seriam feeds, que não seriam alimentos, que não são feitos de alimentos que se alimentarem, que não seriam alimentos, que não são feitos de alojamento, que não são feitos de alojamento, que não seriam altos e alimentares, que não são feitos de alimentos que se alimentarem, que não são feitos de alimentos que se alimentarem, que não são feitos de alimentos que seriam os nutrientes essenciais. Isso é nutricionalmente completo no nível molecular “.
Do pólen à nutrição de precisão: identificação e produção de esteróis de abelha -chave
Antes deste trabalho, não estava claro qual dos diversos esteróis no pólen period crítico para a saúde da abelha. Para responder a isso, os pesquisadores avaliaram quimicamente a composição do esterol de amostras de tecido colhidas de pupas e abelhas adultas. Isso exigiu algum trabalho extraordinariamente delicado; Por exemplo, dissecar abelhas de enfermagem para separar as tripas. A análise identificou seis compostos de esterol que constituíam consistentemente a maioria nos tecidos das abelhas: 24-metilenecolesterol, campesterol, isofucosterol, β-sitosterol, colesterol e desmosterol.
Usando a edição de genes CRISPR-CAS9, os pesquisadores então projetaram o fermento Yarrowia lipolytica produzir esses esteróis de maneira sustentável e acessível. Y. Lipolytica foi selecionado, pois este fermento tem um alto teor de lipídios, foi demonstrado como seguro para alimentos e já é usado para complementar os feeds de aquicultura. Para produzir o suplemento enriquecido com esterol, a biomassa de levedura projetada foi cultivada em biorreatores, colhida e depois seca em um pó.
A co-autora Professora Irina Borodina (o Centro de Biossustainabilidade da NNF, Universidade Técnica da Dinamarca) disse: “Escolhemos levedura oleaginosa Yarrowia lipolytica como fábrica celular porque é excelente para fazer compostos derivados de scale de acetil, como lipídios e esterolas, e o tipo de zagueiro é fáceis e fáceis. Ácidos, glicosídeos estetviol como adoçantes livres de calorias, feromônios para controle de pragas e outros produtos “.
Benefícios para a agricultura e biodiversidade
Polinizadores como as abelhas contribuem para a produção de mais de 70% das principais culturas globais. Declínios graves – causados por uma combinação de deficiências de nutrientes, mudanças climáticas, infestações por ácaros, doenças virais e exposição a pesticidas – representa uma ameaça significativa à segurança alimentar e à biodiversidade. Por exemplo, na última década, as perdas anuais de colônias de abelhas comerciais nos EUA normalmente variaram entre 40 e 50% e podem atingir 60 a 70% em 2025. Este novo suplemento de engenharia oferece um meio prático para aprimorar a resiliência da colônia sem esgotar mais recursos florais naturais. Como a biomassa de levedura também contém proteínas e lipídios benéficos, ela pode ser potencialmente expandida para uma alimentação abrangente de abelhas.
O professor co-autor Phil Stevenson (RBG Kew e Pure Sources Institute, Universidade de Greenwich) acrescentou: “As abelhas são polinizadores extremamente importantes para a produção de culturas como amêndoas, maçãs e cerejas e que estão presentes em algumas espécies de culturas, que se beneficiam por um grande número de colheitas, o que pode se beneficiar por um suplemento limitado.
Danielle Downey (Government Director of honeybee analysis nonprofit Mission Apis m., not affiliated with the research) mentioned: “We depend on honey bees to pollinate one in three bites of our meals, but bees face many stressors. Good diet is a method to enhance their resilience to those threats, and in landscapes with dwindling pure forage for bees, a extra full weight loss program complement might be a recreation changer. This breakthrough discovery of key Os fitonutrientes que, quando incluídos em suplementos de ração permitem a criação sustentada de ninhadas de abelhas têm imenso potencial para melhorar os resultados para a sobrevivência das colônias e, por sua vez, os negócios de apicultura em que confiamos na nossa produção de alimentos “.
Próximas etapas e aplicativos futuros
Embora esses resultados iniciais sejam promissores, são necessários ensaios de campo em larga escala para avaliar os impactos a longo prazo na saúde da colônia e na eficácia da polinização. Potencialmente, o suplemento pode estar disponível para os agricultores dentro de dois anos.
Essa nova tecnologia também pode ser usada para desenvolver suplementos alimentares para outros polinizadores ou insetos cultivados, abrindo novos caminhos para a agricultura sustentável.
