WASHINGTON, DC — De flesta vet att bin gillar nektar. Men dessa insekter gillar också att smutta på vattnet som växter trycker ut ur sina blad. Om det vattnet är fullt av bekämpningsmedel kan bin dock få i sig en dos gift. Derek Woo, 17, ville se om han kunde rensa bort lite av den där insektsdödande kemikalien. Allt han behövde lägga till var lite kol.
Senioren vid Greenwich High School i Connecticut tog hit resultaten av sitt projekt till Regeneron Science Talent Search. Skapat av Society for Science & the Public, samlar detta årliga evenemang 40 högsta gymnasieforskare från hela USA. Det sponsras av Regeneron, ett företag som designar nya mediciner. Studenterna presenterar sina projekt för allmänheten och tävlar om nästan 2 miljoner dollar i priser. (Society for Science & the Public publicerar också Science News for Students och denna blogg.)
Derek började inte med ett intresse för forskning. Det utvecklades av misstag, för tre år sedan. Det var då han följde med en vän till ett möte om skolans forskningsprogram. Lärare beskrev hur eleverna skulle skapa sina egna projekt och lösa sina egna problem, minns han. “Det fastnade för mig.”
När det var dags att komma på ett eget projekt blev Derek inspirerad av en radioberättelse. Den beskrev colony collapse disorder, eller CCD. Det är vad som händer när de flesta arbetarbina överger en bikupa. Utan maten som dessa arbetare normalt tar med sig hem kan drottningen och hennes ungar svälta.
Bönder bryr sig också om CCD eftersom det hotar många av de grödor som är beroende av bin för att pollinera dem. Utan arbetsbin kan tillgången på persikor, blåbär, squash eller annan mat ta slut.
Flera faktorer kan bidra till CCD, inklusive parasiter och infektioner. Men Derek var särskilt orolig för insekticider. Bönder använder dessa kemikalier på sina grödor för att hålla borta hungriga insekter som kan förstöra deras växter. Men de flesta av dessa kemikalier kommer att klippa både skadliga och hjälpsamma insekter. Vissa kan skada eller till och med döda bin.
Bina kan få en extra stor dos insekticider när de dricker vatten som har producerats genom en process som kallas gutation
(Guh-TAY-shun). På natten stänger de flesta växter små hål i sina blad som kallas stomata. Det förhindrar för mycket vatten från att lämna växten. Men trycket i rötterna fortsätter att trycka upp vatten genom växten. Så småningom kan det sippra ut ur bladens kanter. Om dessa blad är formade som blad, kan dropparna samlas i spetsen.
Det vattnet är dock inte rent. När den rör sig genom växten kan den ta upp näringsämnen som socker. Och bin älskar en klunk socker. Faktum är att Derek konstaterar, “De föredrar över en damm.” De dåliga nyheterna: Insekticider och andra kemikalier kan också hamna i det vattnet.
Derek ville se hur mycket av en insekticid som heter imidacloprid ( Ih-mid-ah-KLOH-prid) kan hamna i guttationsvatten. För att ta reda på det odlade han växter i sitt gymnasielaboratorium. Växterna var Dracaena deremensis (Drah-SEE-nah Der-eh-MEN-sis), krukväxter med långa, bladformade blad. Han vattnade jorden på åtta växter med rent vatten varannan dag i en vecka. Han spetsade dricksvattnet från ytterligare åtta växter med bekämpningsmedlet. De dagar han inte vattnade växterna samlade Derek upp smutsvatten från bladens spetsar.
Han analyserade vattnet med en metod som kallas högpresterande vätskekromatografi. Den separerar kemikalier från en blandning så att de kan identifieras.
Insektsmedlet flyttade inte bara in i löv, fann tonåringen. Den blev faktiskt koncentrerad längs sin stigning. Vattnet vid bladspetsarna hade fyra gånger mer bekämpningsmedel (per milliliter) än om vattnet sprutades på jorden. En så hög dos, konstaterar han, skulle döda alla bin som smuttade på det vattnet.
I hopp om att minska mängden bekämpningsmedel som kommer in i smutsvattnet, övergick Derek till biokol. Detta är en typ av träkol som vissa bönder lägger till sina jordar. Biokol kan hjälpa jord att hålla kvar vatten. Samma typ av träkol kan också suga upp vissa giftiga kemikalier. Så tonåringen undersökte vad det skulle göra med imidakloprid. Han odlade ett parti växter i en blandning av en del biokol till fyra delar jord.
Biokolet sugde verkligen upp bekämpningsmedlet. Detta hindrade det mesta från att nå löven. Guttationsvattnet från växter som odlats med biokol i sin jord hade bara 10 procent så mycket av bekämpningsmedlet som tidigare. Men en del kemikalie fanns fortfarande kvar i vattnet. Derek hittade cirka 5 molekyler per en miljon vattenmolekyler. Det här räcker inte för att döda ett bi, säger tonåringen, men det kan vara tillräckligt för att göra en sjuk.
Dereks nästa mål är att övertyga bönder i hans område att lägga till biokol i sina jordar. “Jag har kontaktat några gårdar i mitt område”, säger han. Men, medger han, det vore bäst för bin om bönder kunde sluta använda bekämpningsmedlet. 2013 förbjöd EU användningen av imidakloprid på växter som bin lockas till. Och från och med i år kommer amerikanska bönder också att förbjudas att spraya insekticider som denna när bin är närvarande.
Följ Eureka! Lab på Twitter
Leave a Reply