Ранняя версия технологии - детоксикации широко используемой группы инсектицидов, называемых органофосфатами, - описана в исследовании «Ферментные микрочастицы на основе пыльцы для снижения токсичности фосфорорганических соединений у контролируемых опылителей», опубликованном в Nature Food.
Первый автор Цзин Чен - научный сотрудник лаборатории старшего автора Минглин Ма, доцента кафедры биологической и экологической инженерии Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни (CALS). Скотт МакАрт, доцент энтомологии CALS, также является соавтором.
В статье основное внимание уделяется инсектицидам на основе фосфорорганических соединений, они занимают около трети инсектицидов на рынке. По словам МакАрта, недавний всемирный мета-анализ исследований остатков любых пестицидов в ульях показал, что при нынешних схемах использования пять инсектицидов представляют значительный риск для пчел, два из которых являются органофосфатами.
Ученые разработали однородные микрочастицы размером с пыльцу, наполненные ферментами, которые детоксифицируют (расщепляют) фосфорорганические инсектициды до того, как они впитаются и нанесут вред пчелам.
После серии экспериментов in vitro исследователи протестировали систему на живых пчелах в лаборатории. Они скармливали одним пчелам, подвергшимся воздействию фосфорорганического пестицида малатиона, обработанную пыльцу, другим давали токсичную пыльцу без микрочастиц, заполненных ферментом.
Пчелы, которым предлагали микрочастицы с высокой дозой фермента, имели 100% выживаемость после воздействия малатиона. Между тем незащищенные контрольные пчелы погибли в считанные дни.
Метод доставки противоядия теперь был адаптирован для эффективной защиты пчел от всех инсектицидов и вдохновил компанию Beemmunity, базирующуюся в штате Нью-Йорк, к созданию рыночного варианта.
Исследования показывают, что воск и пыльца в 98% ульев в США загрязнены в среднем шестью пестицидами, что также снижает иммунитет пчелы к разрушительным клещам варроа.
«У нас есть решение, с помощью которого пчеловоды могут кормить своих насекомых продуктами с нашими микрочастицами в пирожках с пыльцой или в сахарном сиропе для очистки ульев от пестицидов», - сказал Джеймс Уэбб, генеральный директор Beemmunity.
Beemmunity развивает изначальную концепцию следующим образом: вместо заполнения микрочастиц ферментами, расщепляющими инсектицид, частицы имеют оболочку из белков насекомых и заполнены специальным абсорбирующим маслом, создавая своего рода микрогубку. Многие инсектициды, включая неоникотиноиды, предназначены для нацеливания на белки насекомых, поэтому оболочка микрочастиц втягивает инсектицид, где он инертен внутри оболочки. В конце концов пчелы просто испражняют секвестрированный токсин.
Этим летом компания проведет испытания в масштабе колонии на 240 ульях в Нью-Джерси и планирует публично запустить свою продукцию, начиная с февраля 2022 года.
(Источники: CORNELL UNIVERSITY, www.eurekalert.org).
