La primera pregunta que todos quieren saber es: ¿cómo?
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"Me sorprende que te haya tomado tanto tiempo preguntar", dice Brandon Hopkins con una sonrisa. El entomólogo de 35 años está preparando muestras para enviarlas al Laboratorio Nacional del Servicio de Investigación Agrícola del USDA para la Conservación de los Recursos Genéticos en Fort Collins, Colorado, una instalación dedicada a asegurar nuestro suministro de alimentos mediante la recolección de material genético de especies agrícolas. "Simplemente los aprietas y las cosas salen", dice.
Hopkins es el administrador de apiario y laboratorio del Programa de Apiario de la Universidad Estatal de Washington, y el "material" al que se refiere es el semen de las abejas melíferas.
Si, semen. Hopkins pasa gran parte de su tiempo visitando apicultores y recolectando fluido seminal de drones, las abejas melíferas macho que existen principalmente para impregnar a las abejas reinas. O, como dice Hopkins: “Están volando genitales. No recolectan néctar; No recolectan polen. Lo único que hacen es compañero.
Prefiere capturar drones durante el vuelo, cuando regresan de sus intentos diarios de aparearse con una reina. Entre la 1 y las 5 de la tarde, su hora de vuelo, coloca pantallas de malla frente a las entradas de las colmenas. Las abejas obreras son lo suficientemente pequeñas como para atravesar las pantallas y regresar a su vivienda, pero los drones no pueden. Mientras se aferran a los divisores, Hopkins entra en acción, juntando las abejas sin aguijón en jaulas y colocándolas, una por una, bajo el microscopio.
Explica su proceso: “Cuando aprietas a un hombre, si es maduro, sus genitales salen. Y luego, flotando en un poco de moco, se trata de un microlitro de semen ”. Lamentablemente, en la naturaleza, los drones ponen tanta sangre y energía en la reproducción que mueren después de un apareamiento exitoso. Y esto es lo que Hopkins imita en el laboratorio: "Los exprimimos hasta el punto de que mueren", dice. Hopkins tarda aproximadamente una hora en procesar 300-500 drones y llenar un solo tubo de 100 microlitros con su fluido reproductivo.
La pregunta de seguimiento, por supuesto, es: ¿por qué? Es decir: ¿por qué en el mundo los científicos recolectan semen de abejas?
En resumen, como cobertura para el futuro. "Podría haber [variantes de un gen] únicas y valiosas que pueden no ser notablemente valiosas en este punto", pero podrían volverse increíblemente importantes frente a una amenaza futura aún desconocida, dice Hopkins sobre el material genético que recolecta. La mayor parte del semen está congelado, catalogado y almacenado en Fort Collins, donde se espera que siga siendo viable durante años, tal vez décadas, solo esperando que se descongele para que pueda impregnar una abeja en el futuro.
O no tan lejos en el futuro. Las abejas melíferas ya enfrentan muchas amenazas: plagas y enfermedades, pesticidas y fungicidas, nutrición y la forma en que se manejan las colonias, tanto en términos de apicultura como de reproducción y genética. Encabezando la lista está un ácaro parásito llamado Varroa destructor, que se reproduce en colonias de abejas melíferas y hace honor a su siniestro nombre al chupar la sangre de los adultos y desarrollar larvas. Ha devastado las poblaciones de abejas desde que se detectó por primera vez en los Estados Unidos en 1987.
Por los números, la situación es grave. Según el Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas del USDA, a fines de la década de 1940, teníamos casi 6 millones de colmenas administradas en los Estados Unidos. Para 2008, ese número cayó a poco más de 2 millones, y se ha mantenido allí desde entonces. El semen que Hopkins recolecta, entonces, podría ayudar a proteger, o incluso expandir, a las futuras generaciones de abejas melíferas, lo que significa salvaguardar miles de millones de dólares en cultivos agrícolas y una riqueza inestimable de biodiversidad para el planeta.
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Brandon Hopkins, trabajando duro recolectando semen de abejas. (Steve Sheppard) Mientras que Estados Unidos alberga alrededor de 4, 000 abejas nativas, nuestro polinizador agrícola elegido es la abeja melífera no nativa, que proviene del sur y el sudeste de Asia. Eso se debe a que las abejas melíferas son polinizadores prolíficos y multipropósito, dice Bob Danka, el líder de investigación del Honey Bee Lab del USDA en Baton Rouge, Louisiana. Mientras que algunas abejas polinizan una sola especie de planta, las abejas melíferas se alimentan en más de 100 cultivos comerciales, entregando servicios de polinización por valor de casi $ 3, 000 por hectárea por cultivo.
En los Estados Unidos, las abejas melíferas manejan "algo así como el 90 por ciento de la polinización", explica Danka, y una colonia promedia una población pico de verano de más de 60, 000 abejas. "Otras abejas no pueden existir en cantidades lo suficientemente grandes como para polinizar grandes extensiones de cultivos", dice. Las abejas también pueden moverse dentro y fuera de varios lugares con relativa facilidad, lo cual es esencial para cultivos como las almendras, que requieren polinización cruzada.
Entre febrero y marzo de cada año, del 80 al 90 por ciento de las abejas comerciales disponibles en el país, alrededor de 1, 8 millones de colonias, son transportadas en camiones a California para polinizar los almendros en flor. Pero el trabajo no termina ahí. Estas abejas se usan durante todo el año para su trabajo, escribe Ferris Jabr en Scientific American :
“Después de la floración de almendras, algunos apicultores llevan sus abejas a los huertos de cerezas, ciruelas y aguacates en California y huertos de manzanas y cerezas en el estado de Washington. Cuando llega el verano, muchos apicultores se dirigen al este hacia campos de alfalfa, girasoles y tréboles en Dakota del Norte y del Sur, donde las abejas producen la mayor parte de su miel durante el año. Otros apicultores visitan calabazas en Texas, clementinas y mandarinas en Florida, arándanos en Wisconsin y arándanos en Michigan y Maine. A lo largo de la costa este, los apicultores migratorios polinizan manzanas, cerezas, calabazas, arándanos y varios vegetales. Para noviembre, los apicultores comienzan a trasladar sus colonias a lugares cálidos para esperar el invierno: California, Texas, Florida e incluso bodegas de papa con temperatura controlada en Idaho ".
Esta excesiva dependencia del trabajo de las abejas melíferas, sin embargo, tiene sus peligros. "Nosotros, en América del Norte, nos hemos pintado en este rincón con abejas debido a las prácticas agrícolas modernas y nuestra necesidad de producir grandes cantidades de cultivos de manera eficiente", dice Danka. Y el trabajo está comenzando a estresar a las abejas: "La presión sobre ellas es muy real y parece estar empeorando".
Hoy, podrías pensar en estas abejas como totalmente dependientes de los humanos. "Cuando los ácaros Varroa llegaron a los Estados Unidos, eliminaron al 99 por ciento de la población salvaje de abejas melíferas", dice Hopkins. "Algunos dicen que ahora no hay abejas silvestres porque no pueden sobrevivir sin intervención humana. Son como una especie doméstica".
Esta relación codependiente con los humanos se revela en los cambios en la nutrición de las abejas. Las abejas son como nosotros: necesitan una dieta variada para prosperar. A medida que nuestras dietas se han vuelto menos diversas, también lo han hecho las suyas. La expansión de la agricultura industrializada y el aumento de monocultivos cultivados en monocultivo significa que hay poca diversidad en las plantas de las cuales las abejas obtienen polen y néctar. Los hábitats donde se alimentan se han convertido en lo que Marla Spivak, profesora de entomología en la Universidad de Minnesota, describe como "desiertos alimentarios".
El desafío se exacerba, explica Spivak en una charla TED de 2012, por la convergencia de la oferta y la demanda. Al mismo tiempo, estamos experimentando una disminución en las poblaciones de abejas, también estamos cultivando un número creciente de cultivos que dependen de ellas. En el último medio siglo, dice en su charla, "ha habido un aumento del 300 por ciento en la producción de cultivos que requiere la polinización de las abejas". El año pasado, los apicultores estadounidenses perdieron aproximadamente el 40 por ciento de sus colonias de abejas melíferas.
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Tubos criopreservados de semen de abeja melífera almacenados en el centro de preservación genética del USDA en Fort Collins, Colorado. (Simran Sethi) Es por eso que, en 2016, el Servicio de Investigación Agrícola del USDA decidió agregar semen de abejas melíferas a su colección de Fort Collins, que también almacena una variedad de otros materiales, desde semillas y tallos hasta sangre y embriones de animales, que son esenciales para mantener nuestros alimentos domésticos. suministro. "Es parte de [nuestra] respuesta a la crisis actual que enfrentan los apicultores del país", escribió la institución en su publicación en línea anunciando el lanzamiento.
¿El hombre encargado del trabajo glamoroso de recolectar el semen? Brandon Hopkins.
En 2008, el coleccionista moderno de esperma de abejas melíferas estaba terminando una maestría en biología en la Universidad Eastern Washington, centrándose en la biología reproductiva de ranas y ratones. Sin embargo, cuando Hopkins se enteró de los desafíos que enfrentaban las poblaciones de abejas, decidió explorar un método que se ha utilizado para preservar el semen de las vacas y otros animales: la congelación criogénica. Tradicionalmente, se extrajeron muestras de semen de abeja, se almacenaron a temperatura ambiente y se mantuvieron viables durante aproximadamente dos semanas.
"Nunca había visto una colmena de abejas", dice Hopkins. “Pero, afortunadamente, el asesor de mi maestro había estado [trabajando] el tiempo suficiente en el mundo de los mamíferos, con vacas, ovejas y cabras y todo eso, y dijo: 'No tiene que ser perfecto, solo tiene que funcionar . ' En lugar de esperar a obtener un sistema perfecto, seguimos adelante y lo hicimos ”.
De hecho, explica Hopkins, comenzaron a congelar el semen de las abejas melíferas a pesar del hecho de que uno de los últimos artículos escritos sobre la criopreservación de la década de 1980 declaró que los resultados no eran lo suficientemente buenos y que los investigadores deberían dejar de seguir ese método de almacenamiento. Sin embargo, Hopkins extrajo un solo tubo capilar de semen (100 microlitros), lo congeló y tuvo "bastante buen éxito".
Esto sucedía al mismo tiempo que el investigador Steve Sheppard de la Universidad Estatal de Washington, jefe del Laboratorio de Sistemática Molecular Apis de WSU, estaba en el campo, recolectando material fresco de la misma variedad. Ese año, le habían otorgado el único permiso otorgado por el USDA para importar semen de las poblaciones mundiales de abejas a los Estados Unidos. Esas muestras se convirtieron en la base de lo que se ha convertido en la mayor colección de germoplasma de abejas del mundo, almacenado en WSU y que contiene subespecies nativas de Europa, Asia Occidental y Europa Central.
Posteriormente, Sheppard se convirtió en el asesor de doctorado de Hopkins, y los dos comenzaron a viajar juntos, recolectando semen de abejas y congelándolo en el lugar. El trabajo llegó con desafíos únicos. "El problema con el semen fresco es que solo se obtiene esa única inyección", explica Hopkins. “Es muy costoso y lleva mucho tiempo recolectar en el extranjero. Luego lo usas y puedes tener una reina que ni siquiera produce descendencia.
Pero también valió la pena: Hopkins dice que el material recolectado y congelado hace cinco años es "lo mismo que si hubiera estado congelado durante cinco días".
Cuando se le preguntó si alguna vez imaginó esto como el trabajo de su vida, Hopkins fue claro: “No. Seguro que no ”. Pero ve el increíble valor del trabajo que está haciendo. "Lo bueno de la incorporación de la criopreservación en la cría de abejas es que nos permitirá reproducirnos en el espacio y el tiempo", dijo Sheppard en un correo electrónico. “Podemos recuperar la genética años después de que se haya almacenado. Entonces, pueden imaginar que, en 2030, podríamos volver a cruzar las abejas al material de 2015 que hemos [almacenado] en el tanque de nitrógeno líquido ”.
Y es por eso que es importante preservar el material comercialmente viable y diverso. "Si bien realmente no creo que vamos a perder repentinamente todas nuestras abejas melíferas y necesitamos aprovechar este stock congelado para repoblar el planeta con abejas, es una pena que no estuviéramos haciendo esto antes, digamos, Los ácaros Varroa vinieron ”, dice Hopkins. "Perdimos una gran cantidad de diversidad genética en la población de los Estados Unidos que realmente no podemos recuperar porque no teníamos ningún material congelado".
Para volver a ese nivel de diversidad, dice, hay más trabajo por hacer. "Las abejas melíferas son una especie doméstica agrícola ahora", dice Hopkins. “Necesitan la misma investigación y atención que el ganado, por ejemplo, recibe. Sería genial si fueran mejor reconocidos: en conservación, técnicas de reproducción, selección, todo lo que se necesita para mejorarlos ”.
