نجات زنبورها با یک مخمر؛ امید تازه برای امنیت غذایی جهان

به گزارش تلویزیون اینترنتی کشاورزپلاس، زنبورهای عسل (Apis mellifera) روزگار سختی را می‌گذرانند. آفت‌کش‌ها، انگل‌ها، بیماری‌ها و تغییرات اقلیمی باعث کاهش شدید جمعیت آن‌ها شده است. این خبر بد فقط برای خود زنبورها نیست، بلکه برای ما نیز اهمیت دارد؛ چراکه زنبورهای عسل نقشی اساسی در کشاورزی مدرن ایفا می‌کنند و گرده‌افشانی بسیاری از محصولات کشاورزی به آن‌ها وابسته است.

رژیم غذایی اصلی زنبورها گرده‌ گل‌هاست؛ خوراکی سرشار از پروتئین، چربی، کربوهیدرات و ریزمغذی‌ها، از جمله یک ماده حیاتی به نام استرول   Sterol . اما همه گیاهان این ترکیب مهم را ندارند. تغییرات اقلیمی، کشاورزی فشرده و تغییرات کاربری زمین باعث شده که زنبورها نتوانند به اندازه کافی این ماده مغذی را بیابند.

وقتی رژیم غذایی زنبورها آسیب ببیند، مقاومت آن‌ها نیز کاهش می‌یابد.

استرول‌ها ترکیبات آلی مهمی برای عملکرد سلولی هستند. حیوانات می‌توانند خودشان استرول بسازند، اما حشرات این توانایی را از دست داده‌اند. بنابراین باید آن را از غذا تأمین کنند. همین موضوع رژیم غذایی را برای بقای زنبورها کلیدی می‌کند.

زنبورهایی که تغذیه ضعیفی دارند آسیب‌پذیرتر می‌شوند و این امر به کاهش نگران‌کننده جمعیت زنبورها در جهان دامن زده است. با توجه به اینکه زنبورهای عسل بخش بزرگی از گرده‌افشانی کشاورزی جهان را تأمین می‌کنند، این مسئله اهمیت بسیار زیادی دارد.

برای کمک به کلنی‌هایی که منابع طبیعی غذایی‌شان کم است، زنبورداران معمولاً شربت قند یا خوراک پروتئینی به کندوها می‌دهند. با اینکه این خوراک‌ها مانع گرسنگی می‌شوند، اما ارزش غذایی گرده واقعی را ندارند و فاقد استرول هستند.

اما حالا علم شاید ناجی غیرمنتظره‌ای پیدا کرده باشد: مخمر مهندسی‌شده.

گروهی از پژوهشگران مکمل‌هایی طراحی کرده‌اند که می‌توانند رژیم غذایی پیچیده گرده و شهد طبیعی را شبیه‌سازی کنند؛ با استفاده از مهندسی ژنتیک روی یک نوع مخمر به نام Yarrowia lipolytica (نه همان مخمر نان و آبجو - حتما می‌دانید که آبجوی بدون الکل هم نیازمند مخمر هست). این گونه در تحقیقات علمی برای تولید ترکیبات متابولیکی استفاده می‌شود.

با تغییرات ژنتیکی، این مخمر می‌تواند ترکیب دقیق استرول‌هایی را که زنبورها معمولاً از گرده دریافت می‌کنند، بسازد. برای آزمایش این موضوع، پژوهشگران بیومس مخمر را از طریق تخمیر تولید کرده، سپس خشک و آسیاب کردند و در رژیم‌های مصنوعی زنبورها به میزان ۲۰ درصد وزنی (به همراه پروتئین‌ها، چربی‌ها، ویتامین‌ها و مواد معدنی موردنیاز زنبور) گنجاندند.

این مطالعه 3 ماه به درازا  کشید و هر ۱۵ روز یک‌بار، در کلنی‌های کوچکِ محصور در محیطی بدون گرده طبیعی، بررسی شد.

تعداد تخم‌های گذاشته‌شده توسط ملکه تحت تأثیر رژیم غذایی قرار نگرفت. اما رشد لاروها (کرم‌هایی که از تخم بیرون می‌آیند) و شفیره‌ها (مرحله تبدیل لارو به زنبور بالغ) در گروهی که مکمل مخمر دریافت کردند، به‌طور چشمگیری افزایش یافت.

با اینکه محتوای استرول رژیم مخمری کمتر از نیم درصد وزن بود، کلنی‌ها رشد بسیار بهتری داشتند؛ تا ۱۵ برابر افزایش در تبدیل تخم به زنبور بالغ. هرچند، همچنان آزمایش‌های بزرگ‌تر و طولانی‌تر لازم است تا اثر واقعی این سوپرفود مخمری بر سلامت کندو روشن شود.

اما نکته جالب اینجاست: موضوع فقط استرول نیست. بیومس مخمر خود منبعی غنی از پروتئین، لیپید و ویتامین‌هاست و می‌تواند مستقیماً بدون نیاز به استخراج استرول استفاده شود. بنابراین، شاید بهتر باشد به‌جای تمرکز بر استخراج استرول، فرآیند تخمیر را طوری تغییر داد که حجم بیشتری از بیومس مخمر تولید شود.

این گونه مخمر پیش‌تر برای استفاده در خوراک انسان و دام (از جمله پرورش ماهی) بی‌خطر شناخته شده است و پتانسیل بالایی برای آینده تغذیه دامی دارد. به گفته دانشمندان، «چنین فناوری‌ای می‌تواند مسیری برای توسعه خوراک سایر بندپایان پرورشی نیز فراهم کند.»

کارلوس ریبیرو از بنیاد شامپالیمو (که در این پژوهش دخیل نبود) در یادداشتی در    نشریه معتبر   Nature گفت:
«تغذیه حشرات رشته‌ای مغفول مانده است. این مطالعه با ترکیب خلاقانه‌ای از زیست‌فناوری، دستکاری رژیم غذایی و فیزیولوژی درون‌تنی نشان می‌دهد که چگونه مداخلات تغذیه‌ای هدفمند می‌تواند برای مقابله با فروپاشی کلنی‌های زنبور عسل توسعه یابد.»
 

چه کسی فکرش را می‌کرد که یک مخمر ساده، علاوه بر نان و آبجو، روزی به‌عنوان بوفه‌ای در سلف سرویس برای زنبورها هم عمل کند؟

این پژوهش در نشریه Nature منتشر شده است.

نویسندگان:
ایلینور مور، راکل ت. دِ سوزا، استلا فلسینگر، جاناتان آ. آرنسن، جین د. دایکیر، دادلی آی. فارمن، روی اف. اس. گونکالوز، فیلیپ سی. استیونسن، ایرینا بوردینا و جرالدین آ. رایت

منبع مقاله در نیچر  (لینک اینجا)