Czy pszczoły będą mogły towarzyszyć nam na Marsie i czy będą mogły zapylać uprawy w szklarniach marsjańskich – to pytania na które stara się odpowiedzieć doktorantka AGH w Krakowie. Dagmara Stasiowska w ramach pracy doktorskiej sprawdza wpływ stresu związanego z przeciążeniami generowanymi przez rakietę w trakcie podróży kosmicznej na poprawność rozmnażania się pszczół miodnych, a zwłaszcza na funkcjonowanie organizmów królowych.
Załogowy lot na Marsa jest być może coraz bliższy. Niedawne załogowe loty rakietowe SpaceX czy Virgin Galactic pokazują, że wysiłki zmierzające do podboju kosmosu nie słabną. Jeśli jednak polecimy na Marsa, pojawia się wiele prozaicznych problemów. W tym pytanie o to, co będziemy tam jeść i ewentualnie uprawiać, a jeśli będą to rośliny, to kto będzie je skutecznie zapylał?
W ramach prowadzonych badań Dagmara Stasiowska analizuje łącznie osiem rodzin pszczelich. Cztery królowe, wraz z niewielką świtą, zostały zbadane na wirówce przeciążeniowej należącej do Wojskowego Instytutu Medycyny Lotniczej. Symulator zwyczajowo wykorzystywany jest w trakcie szkolenia astronautów i pilotów wojskowych. Teraz, z dość nietypowymi pasażerami na pokładzie, symulowano profil przeciążeniowy startującej rakiety. Celem eksperymentu jest sprawdzenie przydatności modelu biocybernetycznego rodziny pszczelej w kontekście poddawania matki pszczelej stresom związanym z lotem kosmicznym.
Zebrane przez doktorantkę dane na temat zdolności reprodukcyjnych królowych, czyli – w praktyce – ilości składanych przez nie jaj i ich dystrybucji w czasie, posłużą do stworzenia modelu komputerowego „kosmicznych pszczół”. Model ten będzie bazował na istniejącym już i szeroko wykorzystywanym modelu BEEHAVE, uwzględniającym wiele czynników, zarówno środowiskowych jak i charakterystycznych dla dynamiki rozwoju rodzin pszczelich. Stworzony model będzie mógł zostać wykorzystany w przyszłości np. w trakcie projektowania odpowiednich transporterów chroniących zapylacze przed przeciążeniami w trakcie lotu rakietą.
Autorka badań zaznacza, że potencjał naukowy prowadzonych eksperymentów będzie w pełni doceniony za wiele lat, kiedy już faktycznie uda się na Marsie stworzyć pierwsze plantacje roślin. –Mam jednak świadomość, że wszystko to, co uda się wypracować teraz i sprawdzić w warunkach eksperymentalnych na Ziemi, jest w stanie za 10, 20 czy 30 lat przynieść zaskakujące rezultaty. Staram się więc myśleć na tyle perspektywicznie, żeby horyzontem moich badań prowadzonych teraz był sukces ludzi za kilkadziesiąt lat, miliony kilometrów stąd - dodaje.
Dotychczasowe badania obejmują łącznie osiem rodzin, z czego cztery z królowymi, które odbyły lot symulowany na wirówce, a cztery pozostałe stanowią grupę kontrolną. Wpływ przeciążeń na poprawność rozmnażania się królowych pszczół miodnych nie był do tej pory badany, a same eksperymenty na pszczołach w kontekście transportu kosmicznego były wykonane zaledwie kilka razy. Do tej pory badana była m.in. zdolność do budowania plastrów w warunkach mikrograwitacji. Badania te prowadzone były w latach 80. przez Amerykańską Agencję Kosmiczną NASA.
We wcześniejszych latach doktorantka, wówczas członkini Koła Naukowego AGH Space Systems, prowadziła badania wstępne, obejmujące swoim zakresem robotnice pszczół miodnych. Do badań posłużyły wtedy rakiety sondujące, skonstruowane przez studentów z AGH. Autorka badań jest jednocześnie liderką sekcji AGH Space Systems zajmującej się ładunkami rakietowymi i misjami balonów stratosferycznych. Przeprowadzone kilka lat temu eksperymenty pozwoliły stwierdzić, że przeżywalność osobników doświadczających działania przeciążeń nie odbiega znacząco od przeżywalności grupy kontrolnej i umożliwiły dalsze badania, obejmujące swoim zakresem matki pszczele.
Promotorem pracy doktorskiej dotyczącej oceny przydatności biocybernetycznego modelu rodziny pszczelej do przewidywania skutków poddania matki pszczelej stresom związanym z lotem kosmicznym jest prof. Ryszard Tadeusiewicz, biocybernetyk i były Rektor AGH.
Cieszę się, że dzięki badaniom Pani Dagmary mogę powrócić do wątku naukowego, który silnie rozwijałem w latach 70. ubiegłego wieku. Budowaliśmy wtedy z doktorem Andrzejem Migaczem pierwsze – chyba w skali światowej – biocybernetyczne modele rodziny pszczelej i jej interakcji ze środowiskiem. Uzyskiwane z symulacji komputerowych wyniki dobrze zgadzały się z obserwacjami prowadzonymi na rzeczywistych ulach – podkreśla prof. R. Tadeusiewicz.
Badania prowadzone są przy współudziale biologa i pszczelarza dra Michała Kolasy oraz Fundacji Apikultura, która działa na rzecz upowszechnianie wiedzy na temat pszczelarstwa.
Na zdjęciu: Prace nad modelowaniem stresu u rodzin pszczelich na AGH. Źródło: AGH.
Czytaj więcej:
Źródło: AGH
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na zdjęciu: Cztery królowe zbadano w ramach eksperymentu z użyciem wirówki. Źródło: AGH.