Introduction
여러 실험 기법 곤충 비행 거동 1,2- 연구 개발되어왔다. 닿는 곤충 5 운동의 더 큰 자유를 허용 정교한 장치에 대한 간단한 정적 테 더링 3,4에서 이러한 범위. 날짜 비행 챔버에 6-9 통제 된 조건에서 비행의 자유의 최고 수준을 허용하는 장치를 나타냅니다. 이 기술은 두 가지 중요한 단점을 갖는다 : 그것은 큰 곤충의 연구 및 데이터 수집 수동 절차에 사용하는 것은 곤란하다 시간 소모적이다.
비행 공장은 실험실 조건 10-12에서 곤충 비행의 연구를위한 가장 일반적이고 저렴한 방법 중 하나를 나타냅니다. 이 기술은 자극 (13)을 구비하고 있기 때문에 이동 정적 더링에 바람직하지만, 이는 자유 비행 행동 응답 14-16과 다르다. 공장에와 야생에서 비행 행동의 일부 측면은 simila입니다철새 비행 형의 경우와 같이 R 5,17 그래서 몇 가지 한계에도 불구하고, 비행 공장, 특히 비행 행동 반응의 발생에 관한 질문을 조사하기 위해 실행 가능한 옵션을 나타냅니다. 또한, 비행 공장은 풍동 또는 비행 챔버 및 데이터 수집을 쉽게 자동화 할 수있는 것보다 구현하기가 더 쉽습니다. 따라서, 비행 행동에 관심있는 연구자들은 종종 비행 공장이 최선의 선택입니다 찾을 수 있지만, 방법에 대한 잠재적 한계를 알고 있어야합니다. 여기에, 유연하고 사용자 정의 비행 밀 디자인은 비행 행동을 조사하기 위해 비행 공장을 활용하기로 선택한 연구자 제공됩니다.
몇몇 저자는 다른 비행 밀 디자인을 설명합니다. 비행 밀 시스템, 즉, 회전 공장의 팔의 일반적인 주요 부분에서 실현하는 것은 매우 간단합니다. 이하 간단 데이터의 기록을 허용 비행 밀 시스템의 전자 부품이다. 엘 다루기ectronic 회로 설계는 특히 곤충 학자 또는 전자의 배경 지식이 부족한 행동 생태에 대한 도전이 될 수 있습니다. 몇몇 저자는 그들의 비행 밀 디자인 18 ~ 21, 22, 23 또는 누락 비행 공장의 전자 부품의 설명에 복잡하거나 최신 전자 회로 구성 요소에서 설명합니다. 다른 디자인 실현하는 것은 매우 복잡하지만 더 복잡한 행동 관찰 (5)를 수행하는 연구자을 도울 수있는 기계적으로 복잡한 actographs을 설명합니다.
간단한의 설계 구축이 논문에서는 곤충에 닿는 비행의 연구에 상대적으로 저렴한 항공권 밀 설명한다. 함께 매우 간단한 전자 부품으로, 디자인은 많은 장점을 가지고있다. 비행 밀 표준 곤충 생태 실험실에서 일반적으로 사용할 수있는 제한된 공간에서 사용하도록 설계되었습니다. 구조는 투명 아크릴 P에서 만든하나의 광원이 균등하게 밀 별도의 챔버에서 모든 개인에 도달 할 수 있도록 lastic. 물질 및 작은 크기의 투명 주어 비행 밀 표준화 등 및 온도 조건의 인큐베이터에서 사용될 수있다. 분해되면,이 작은 공간에 저장 될 수 있고, 마지막으로 전체 구조가 조립 될 수 있고, 쉽게 분해. 구조의 설계의 또 다른 장점은 비행 밀은 다른 크기의 곤충 및 다른 회전 거리를 이용한 연구를 허용하도록 변경 될 수 있다는 것이다. 이 비행 밀, Oncopeltus fasciatus 24, 칡 버그, Megacopta의 cribraria 및 매장 딱정벌레, Nicrophorus의 vespilloides을 크기 등 다양한 곤충에 대한 데이터를 수집하고 유 버그로 형성하는 데 사용되었습니다. 비행 밀 디자인은 큰 샘플 크기를 필요로하는 연구에 필요한 관통 넣어 높은 수 있습니다. 데이터는 데이터 로거 U마다 8 개의 채널을 동시에 사용하여 수집 될 수있다SED 그래서 개인의 높은 숫자가 동시에 분석 될 수 있고, 다수의 시료는 동일한 날에 처리 될 수있다. 고가의 소프트웨어가 데이터를 기록하고 시각화하기 위해 필요하지 않으므로 데이터 분석을위한 맞춤 작성된 스크립트는 실험 설계의 특정 요구 다음 변형 될 수있다. 비행 응답은 다른 곤충 종에서 매우 변수입니다. 따라서, 전체 비행 밀 실험을 실시하기 전에, 초점 곤충 모델의 비행 응답에 대한 예비 시험을 권장합니다. 이들은 이러한 기록 시간 또는 비행 속도 범위로서 비행 분석 미세 조정 측면에 사용될 비행 응답 행동 변화의 정도의 이해를 제공한다.
Protocol
1. 비행 밀을 구축
- 아크릴 플라스틱지지 구조체를 구성 :
- 두 외부 직벽에 3mm 두께의 투명 아크릴 판을 잘라, 중앙 수직 벽과도 1에 도시 된 설계에 의해 지정된 다섯 수평 선반.
- 지지 구조체 (도 2a)을 형성하는 단계; 직벽 (OW 및 CW도 1 및 2)에 상기 선반 (HS도 1 및 2)를 삽입하여 조립한다.
- 장치 (도 2a 및도 2c)의 배면에 외부 모서리 폴리스티렌 열을 삽입함으로써 구성을 강화한다. 필요한 경우, 수평 선반에 대한 추가적인 지원을 제공하기 위하여 중앙 직벽 접합 각도를 따라 우측 에지 - 보호기의 짧은 조각을 접착제.
- pivotin를 구축G 암 어셈블리 :
- 각 셀의 상단 중앙에 직경 1cm 플라스틱 튜브의 길이 5cm 접착제. 각 셀의 상부 및 하부 튜브가 배향되어 확인한 각 셀의 하단 중앙에 직경 1cm 플라스틱 튜브의 길이 2cm 접착제. 고온 접착제를 이용하여, 밀로의 아암 용 자기 베어링을 형성하고, 각 지지체의 단부에 두 10mm X 4mm N42 네오디뮴 자석을 부착.
- 20 μL 피펫 팁으로 곤충학 핀을 삽입하고 뜨거운 접착제와 장소에 고정합니다. 양단 비행 밀 뼈대를 형성하는 피펫 팁 밖으로 연장되도록 핀을 위치.
주 : 비행 시험 동안, 핀의 상단은 상부 자석의 세트에 의해 제자리에 유지된다. 자석들의 하부 집합은 그 축을 중심으로 회전 할 수 있도록 수직으로 전기자를 유지하는 것이다. - 19 게이지 비자 피하 스틸 튜브의 24cm 길이를 잘라. 뜨거운 접착제를 사용하는 것은, 피펫 팁 (F)의 위쪽에 중심점을 부착롬 단계 1.2.2. 중심점으로부터 12cm의 긴 팔과 만곡부 (도 2B)에 대한 중심에서 10cm 반경 짧은 아암을 떠나는 95 °의 각도로 끝에서 2cm로 튜빙의 굴곡 일단.
주 : 반경 길이가 서로 다른 회전 거리를 수용하기 위해 변화 될 수있다.
- 적외선 센서 및 데이터 로거를 설정합니다 :
- 센서는 외부 직벽 지지체 (도 2C)로 절단 개구부를 통해 셀 내로 연장 할 수 있도록 재사용 가능한 접착제를 사용하여 퍼티 각 셀의 영원한 측면 IR 센서를 고정한다.
- 납땜 브레드 보드 (그림 3)에 내장 아주 기본적인 전자 회로를 통해 데이터 로거에 IR 센서를 연결합니다. 브레드 보드 (그림 3A, B)의 IR 연결의 입력 및 출력에 각각 180 Ω 2.2 kΩ의 두 저항을 연결합니다. 알테의 저항을 배치다수의 센서에서 촬영하는 동안 전압 신호에 방울을 최소화하기 위해 브레드 보드를 따라 rnate 행 (그림 3C 참조).
2. 비행 시험
- 간접적으로 곤충 핀을 통해 비행 밀 팔에 곤충을 밧줄 :
- 센서 IR 빔의 중단을 최대화하고 평형 추의 역할을하도록 피봇 아암의 단부 비절 끝에 작은 박 플래그를 배치했다.
- 첨부 파일에 사용할 수있는 곤충의 크기와 표피 지역에 따라 재사용 접착제 퍼티 또는 비 독성 피부 접착제와 곤충 핀에 실험 곤충을 연결합니다. 필요한 경우, 냉각 또는 CO 2 중 의해 곤충 마취.
- 곤충학 둥근 핀의 선단부 주위에 접착제 퍼티 소량 금형 무독성 피부 접착제 방울을 커버. 조심스럽게 앞가슴 등판 영역에 적용하고 접착제가 건조 될 때까지 5-10s 기다립니다.
참고 : 프로단계 2.1.3에서 시저가 하드 (딱정벌레, 버그) 또는 소프트와 곤충에 적합 표피 (말벌, 파리). 털이 표피 (나방, 나비)와 곤충 부드럽게 테 더링 전에 아주 좋은 붓으로 제거 머리가 필요합니다. - 회전 암 어셈블리의 굽힘 단부에 부착 된 곤충 핀을 삽입합니다.
- 비행 시험이 종료되면, 벌금 forcep으로 테 더링을 제거합니다.
참고 : 데이터 로거 설정 및 재료 표에 나열된 특정 장비에 대해 다음과 다른 장비와 함께 사용하도록 조정해야으로 인수 최적화되었습니다.
- 자유롭게 사용할 수 WinDAQ 라이트 소프트웨어로 레코딩 세션을 시작합니다
- 자유 소프트웨어 WinDAQ 라이트 (장비 목록 참조) 다운로드하고 설치합니다.
- 악기 하드웨어 관리자를 열고 팝업 목록을 누르 '시작 Windaq'에서 데이터 로거를 선택합니다. 열립니다 새 창 및 입력 기호각 센서 등이 표시됩니다.
- 데이터 로거 판독 센서의 출력을 표시하는 소정의 샘플링 주파수를 선택한다.
참고 : 샘플링 주파수 그러나 중소 규모의 곤충의 비행을 포착 할 수있을만큼 빠른 것입니다 30 ~ 45 Hz의 사이의 범위의 주파수를 샘플링, 곤충의 비행 속도에 따라 달라집니다. - Ctrl 키-F4를 기록 세션을 시작합니다. 제 팝업 창에 상기 기록 대상 파일의 경로를 선택한다. 특히 곤충 및 실험 비행을 기록하는 시간의 적절한 길이를 선택합니다. 두 번째 팝업 창에서 시간을 기록 정의합니다. 촬영 시간이 눌러 경과되면 Ctrl 키 S는 녹음 된 파일을 마무리합니다.
- 녹음의 품질을 확인합니다.
- 기록 된 비행 트랙을 열고 전압 채널을 선택합니다. Ctrl 키-T는 각 채널의 전압 통계 팝업 창을 엽니 다.
- 확인없이 큰 방울은최소의 값은 회로 (그림 4)에서 전압 강하의 결과. 채널의 평균 및 최소 전압 사이의 차이가보다 큰 0.1 V. 인 채널에서 폐기
- *의 .CSV 형식으로 파일을 저장 : 파일로 이동합니다>로 저장하고 팝업 창에서 "스프레드 시트 인쇄 (CSV)"을 선택합니다. "스프레드 시트 댓글"팝업 창에서 "상대 시간"을 선택하고 다른 모든 옵션의 선택을 취소합니다. 파일을 저장하려면 확인을 클릭합니다.
파이썬 3.4.x를 사용하여 비행 데이터 3. 분석
- 아카이브 다운로드합니다. 최신 파이썬 3.4.x 버전을 설치 Python_scripts.zip (보충 파일)을 열고 바탕 화면에 standardize_peaks.py과 flight_analysis.py을 저장합니다.
- 표준화와 기록 된 신호의 피크를 선택다음으로
- standardize_peaks.py 아이콘을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭합니다. 'IDLE 열기'를 선택합니다.
주 : IDLE 파이썬위한 기본 편집기이지만, 텍스트 편집기가 이러한 목적으로 사용될 수있다. - 라인 18-19에서, 각각의 채널에 대한 전압 신호의 표준화를 수행하는 데 사용되는 평균 전압이 약 임계 값을 지정.
디폴트 값이 미세 조정 신호 표준화를 제공하도록 설정되어 있지만, 사용자는 각 채널에 대한 평균 전압의 크기에 따라 임의의 임계 값을 정의 할 수 있습니다. 이들은 통계 전압 창에서 찾을 수있다 (단계 2.3 참조). - 라인 (45)에서, * 기록 .CSV 파일이 저장되어있는 폴더의 경로를 입력합니다.
- (91)에서, 당신은 *의 .TXT 피크 파일을 기록하고자하는 폴더의 경로를 입력합니다.
- 라인 61 라인 72에서, 필요한 채널의 수를 지정합니다. 추가 또는 최대까지 라인 61-63과 72-74의 시작 부분에 #을 삭제하여 채널 삭제8 채널의 imum.
- 파일을 저장하고 F5 키를 눌러 스크립트를 실행합니다.
- 지정된 폴더에있는 표준화 된 신호로 새 * .txt 파일을 저장하기 위해 팝업 창을 누르 반환에 (추가 하위 폴더 포함) *의 .CSV 파일의 이름을 입력합니다.
주 : N 사용 채널 수에 따라,이 파일이 N + 1 열을 포함 첫번째 열이 샘플링 이벤트의 상대적인 시간이며, 다른 n 개의 열은 기록에 사용 된 N 채널의베이스와 봉우리 이벤트를 나타낸다. 1의 값은 IR 센서를 통해 플래그의 통로로부터 유도 된 피크를 나타내는 반면 0의 값은,베이스 전압을 나타낸다.
- standardize_peaks.py 아이콘을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭합니다. 'IDLE 열기'를 선택합니다.
- 표준화 된 파일을 사용하여 비행 트랙을 분석 : 사용자 실험 조건을 수용 할 수 flight_analysis.py 스크립트를 편집 :
- 오른쪽 flight_analysis.py 아이콘을 클릭합니다. 'IDLE 열기'를 선택합니다.
- 라인 (39) 및 라인 (80)은 길이 조절아암 반경에 따른 원형의 비행 경로.
- 필요한 경우, 라인 50 ~ 52에서 #을 삭제하여 옵션 속도 보정 루프를 활성화합니다. 따라서 속도 값을 변경합니다.
- 라인 77 라인 85에서, 비행 트랙의 잘못된 속도 측정 값을 보정하기 위해 속도 임계 값과 시간 간격 값을 편집하고 두 개의 연속 된 긴 중단 비행 복싱 사이에서 발생하는 매우 짧은 시간의 차이를 차지하고있다.
- 라인 (198)에서, 초 총 녹화 시간을 지정합니다. 이후 라인 287의 출력 라인의 값의 범위를 변경합니다.
주 : 기본 범위는 실험 사용자 요구에 따라 수정 될 수있다. 이를 위해, 함수 내 모든 수치 값은 (변수 "flight_300_900"예를 들면 변수 이름 것들을 포함)를 원하는 값으로 변경 될 필요가있다. - 라인 (248) 유형의 폴더 경로가있는 * .txt를 표준화 된 파일이 저장됩니다.
- 번호를 지정합니다채널. 추가 라인 257-259, 270-272 라인과 라인 8 채널의 최대까지 279-281의 시작 부분에 #을 추가하거나 삭제하여 채널을 삭제합니다.
- 라인 (304)에서 사용자가 출력 파일을 저장하고자하는 폴더의 경로를 입력합니다.
- 모든 사용자 설정이 지정되면 파일을 저장하고 F5를 눌러 스크립트를 실행.
- 팝업 창을 누르 대가 (추가 하위 폴더)을 분석하기 위해 *의 .TXT 파일의 이름을 입력합니다.
Representative Results
도 5는 이전 섹션에서 설명 된 스크립트를 이용하여 얻을 수있다 그래프 형의 대표적인 예를 나타낸다. 비행 데이터가 묻어 딱정벌레 Nicrophorus vespilloides 모델로 (Attisano, 게시되지 않은 데이터)를 사용하여 캠브리지 대학에서 동물학의 부서에서 수행 실험 연구에서 얻어졌다. 나이의 20 일 두 젊은 결합 해제 남성은 비행 공장에 닿는 있었다 D와 21 ° C : 14시 10분 L의 제어 환경 조건에 배치. 딱정벌레는 8 연속 시간 동안 비행 공장에 남아 있었다 및 비행 활동 기록 하였다. 화면 분석 및 그래픽 출력에 비행 활동 패턴의 개인차를 해결하는 것이 가능합니다. 예를 들어, 제 남성 (도 5a)은 약 3 시간 계속 고속 연속 비행 특징으로, 기록의 시간 내에 제 비행 강한 활성을 보였다. 목장기간 활동 단계는 약 1m / s의 어떤 약 1.6 m / s의 속도를 점진적 감소에 의해 특징입니다. 초기 비행 시합 후, 개인은 상대적으로 짧은 비행의 거의주기적인 패턴은 10 ~ 15 분 지속 시간 각을 관찰했다. 두 번째 남자는 15-20분 (그림 5B)의 지속 시간을 초과하지 비행 관찰과 매우 다른 비행 패턴을 보였다. 이 개인에서 비행 활동은 활동이 거의주기가되는 후 기록의 첫 4 시간의 비행 시합의 넓은 확산을 특징으로한다. 이 개인은 또한 가끔 0.4 m / s의 초과 매우 낮은 비행 속도를 발표했다.
또 다른 대표적인 예는 다른 곤충 모델 유 버그 Oncopeltus fasciatus의를 사용하여 수득 하였다. 데이터는 철새 행동과 유 버그 여성 (24) 식품 스트레스에 대한 생리적 반응에 대한 연구에서 수집 하였다. 본 연구에서는녹화 시간은 이민자 또는 거주자 등 여성의 특성을하기 위해 1 시간으로 설정했다. 이러한 행동 유형은 "모 아니면도"응답을 특징으로한다. 거주 여성은 결코 더 이상 몇 분 이상 비행 활동을 보여하면서 철새 여성은 일반적으로 몇 시간 동안 지속 지속적이고 연속 항공편에 종사. 거주자 여성이 그림 6의 (b)에 같은 움직임 패턴을 특징으로한다 동안 따라서, 이주 여성, 그림 6A처럼 비행 패턴을 보여줍니다.
아크릴 플라스틱지지 구조체 그림 1. 디자인 구성. 비행 밀스 아크릴계 플라스틱지지 구조체는 세 가지 구성 요소로 구성된다. 선반 두 슬롯과 적외선 센스를 수용 할 수있는 개구부를 포함하는 두 개의 외부에서 수직 벽 (OW)가있다ORS (A). 선반 슬롯 하나의 중앙 수직 벽 (CW)가있다. 그리고 벽 슬롯 5 수평 선반 (HS)가있다. 자기 피벗가 B 위치에서 수평 선반에 붙어있다 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2. 비행 공장을 조립. (A) 아크릴계 플라스틱지지 구조체는 자기를 포함하는 각 8 개별 세포 구조의 결과로, 두 개의 외부 벽 (OW) 및 중앙 벽 (CW)의 슬롯에 다섯 수평 선반 (HS)을 슬라이딩시킴으로써 조립 8 개인 있도록 피봇 및 IR 센서는 동시에 흐르게된다. (B) 곤충되는 숙박하도록 구성 될 수 닿는되는 피봇 아암 크기와 곤충의 형태학의 다양한오다. 닿는 곤충으로 (C)는 자석 사이 일시 중지 피벗 팔을 이동, 팔의 다른 쪽 끝에서 호일 플래그는 IR 센서 (화살표)를 활성화합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
데이터 로거 IR 센서 회로 접속도 3의 디자인. (A) 간단한 회로 데이터 로거 IR 센서로부터 입력을 접속한다. (B)는 각 데이터 로거는 전원 및 도면을 사용하여 압착 브레드 통해 데이터 로거에 연결될 수있다. (C)는 다수의 센서를 이용하여 브레드 같은 단일 데이터 로거에 연결될 수있다.large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
기록 된 비행 이벤트 4. 예를 그림. 전압 피크가 비행 공장의 팔의 완전한 회전을 나타냅니다. (A) 전압과 비행 이벤트의 고품질 녹음이 기록 된 신호에서 상품. (B)에 기록 된 신호의 전압 강하 비행 이벤트. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 묻어 딱정벌레 Nicrophorus의 vespilloides에서 5. 대표 비행 데이터입니다. 비행 개인차동작은 쉽게 비행 기록으로 인식하고 있습니다. (A) 한 개인은 시험 시작 후 약 3 시간 연속 비행 후 재판의 나머지 부분에 걸쳐 빠른 속도로 주기적으로 날아 갔다. (나) 개인의 행동이 딱정벌레가. 시험 전반에 걸쳐 산발적으로 날아 결코 패널 (Y 축에 규모의 차이에주의)의 개별에서 볼 수있는 빠른 속도로 날아 갔다는 점에서 다르다 하려면 여기를 클릭하십시오 이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.
그림 유 버그 Oncopeltus의 fasciatus에서 6. 대표 비행 데이터입니다. 행동의 두 개의 서로 다른 패턴을 명확하게 비행 자료 기록 사이에 관찰된다. ( (B) 패널의 동작은 거주자 개인의 전형적인 비행 행동과 대조된다. 주민들은 짧은 시간 (A와 B의 X 축에 규모의 차이에주의) 마지막으로 낮은 속도와 비행 복싱에서 비행. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Discussion
저렴하고 유연하며 조정 비행 밀 디자인.
곤충 비행 동작 조건이 분산시키는 해충 종의 성향에 영향을 미치는 방법을 이해하는 것이 필요 생물학적 방제 전문가에 변수 환경에서 곤충의 기본 동작에 관심이있는 사람들에서, 과학자의 범위에 관심이 있습니다. 비행 동작은 대략 현장 조건이 닿는 비행 장치 정적하는 비행 '러닝 머신'바람 터널에 이르기까지 다양 다양한 방법으로 공부하실 수 있습니다. 곁에 비행 공장이 여기에 제시 한 것처럼, 이러한 고도의 변화와 같은 비행의 특정 측면에 한정, 14 측정 할 수 없습니다. 그러나 닿는 비행 공장 곤충이 중단 비행 따라서 연구자는 비행 속도, 거리 및주기 등의 매개 변수를 정량화 할 수 및 환경 조건, 생리학, 및 m 이러한 매개 변수의 상관 관계를 할 수 있도록 할orphology.
여기에 제시된 비행 밀 구축하고 곤충의 비행 동작을 연구하기 위해 닿는 비행 밀을 사용하는 전자 제품의 전문 지식없이 연구 할 수 있도록 설계되었습니다. 이 디자인의 장점은 비행 밀의 전체 비용이 다른 설계에 비해 낮기 때문이다. 전체 비용은 잘 아래에 300 달러를 유지할 수있다. 아크릴 플라스틱 시트는 대부분 고가의 아이템이다. 두 번째 장점은 전문 풍동 반대로 비행 밀, 많은 실험실에서 사용할 수있는 제한 제어 상태를 작업 영역에 대한 적용 할 것입니다. 3mm 두께의 투명 아크릴 플라스틱 시트의 사용은 구조가 비행 시험을위한 적절한 위치로 이동 될 비행 밀있게 곤충 쉽게 관찰하고, 또한 경량화 할 수 있도록, 모두 투명한 것을 의미한다. 비행 밀 셀의 적층 구성은 발을 최소화하면서 샘플 수 실행 최대화장치의 인쇄 할 수 있습니다. 또한, 저장 장치는 쉽게 해체 될 수있다. 또한, 비행 밀은 비교적 용이하게 샘플링 될 개인 많은 수 있도록 설계되었다. 각 비행 공장은 동시에 여러 개인의 비행 활동을 기록하는 연구자 수 있도록, 8 세포가 포함되어 있습니다. 각각의 곤충이 빠르게 비행 공장에서 배치 및 제거 할 수 있도록 곤충 핀을 통해 회전 암에 간접적으로 곤충을 부착하는 것은 할 수 있습니다. 마지막으로, 데이터 기록 전자 데이터 분석을위한 소프트웨어를 자유롭게 사용할 수있는, 간단하고 사용하기 용이하다. 일단 조립 비행 밀 비행 활동을 기록하도록 간단한 IR 센서를 사용한다. 적외선 빔을 통해 아암의 단부에 박 플래그의 통로는 아암의 회전 각이 기록 될 수있다. 혁명의 속도, 주행 거리, 총 비행 시간과 비행 패턴 데이터 로거에 입력으로 기록되는 속도 등의 데이터를 할 수 있습니다.
비행 공장곤충의 서로 다른 유형의 수에 적응 될 수있다. 심지어 무거운 불구 제조 드래그 심지어 작은 곤충 비행 테스트 할 수 있도록 좁은 직경이 감소되기 때문 회동 아암 용 피하 스틸 튜브의 사용은 나무 막대기 또는 빨 같은 다른 옵션보다 더 효과적이다. 최근, 광섬유의 작은 조각 작은 곤충 25 비행 밀에서 사용되어왔다. 절곡 아암의 결말 자연 비행 방향 실험 곤충을 배치하기 위해 상기지지 축에 대하여 서로 다른 각도로 전기자에 접착 될 수있다. 반경의 길이가 10cm 인 제시된 설계에서, 하나의 회전 이동으로 전체 거리를 62.8 cm이다. 중앙 수직 벽을 제거하면 암 반경이 큰 곤충을 수용하기 위해 길이가 두 배로 혁명이 1.20 미터까지 거리를 할 수있는 비행 공장의 또 다른 구성을 허용합니다. 이 경우, 강한 자석은 recommenDED는 수용하고 더 이상 공장의 팔을 안정.
에 걸쳐 언급 한 바와 같이, 비행 밀 디자인은 유연하고 관심있는 곤충 종에 대한 적응력과 연구자들은 자신의 특정 요구에 맞게 사용자 정의 할 수 있습니다. 이것은 크기, 전력, 표피의 구조와 매개 변수뿐만 아니라, 종 간의 생물학적 차이를 포함하여 곤충의뿐만 아니라 물리적 요구 사항을 포함한다. 모든 비행 공장에 하나의 잠재적 인 단점은 눈꺼풀 지원 '힘'곤충의 부족은 아마도 고갈, 비행하는 것입니다. 이 일부 종에서 사실이지만, 예를 들어, 우리는 우리의 유 버그 시험과 자동 비행 응답이, 우리가 (예를 들어, N을 vespilloides에 대한) 테스트 한 모든 곤충에 대한 사실이 아니다 관찰했다. 녹화 시간의 우리는 곤충의 생물학을 수용하기 위해 선택했기 때문에 그러나, 자동 응답, 우리는 부분적으로 고갈 또는 사망에 도착하는 곤충을 관찰되지 않았다. 따라서 수행하는 것이 중요관심 곤충에 예비 관찰은 데이터 수집을 최적화하기 위해 비행 밀에서의 동작을 이해하기. 비행 공장에 추가로, 잘 알려진 문제는 관성이 곤충이 적극적으로 비행을 중지 한 후에도 운동을 유지할 수 있다는 것입니다. 이 스크립트는 비행 속도가 빠른 감소에 의해 특징과 피크 사이의 거리를 증가 때문에 비행 공장의 관성에 misreadings에 대한 계정을 제공했다. 스크립트 'flight_analysis.py는'이 '거짓 피크를'폐기 및 분석을위한 새로운 신호를 구성한다. 스크립트에 설치된 메모에서 설명한 바와 같이, 사용자는 보정을위한 속도 임계 값을 선택할 수있다.
5 V 전원 그러나 가변 출력 전압을 가진 전원 장치는 전원 입력을 변화 할 수 있도록함으로써, 각 센서의 작동 전압 최적화하는 전원으로서 이용 될 수 있고, 판독 전압 신호를 얻기에 충분하다. 이러한 솔루션은 시각화 품질 O를 증가시키는 것이 도움이 될 수소프트웨어의 기록 인터페이스 F 피크 신호. 베이스 전압이 피크 전압이베이스 전압으로부터 상승하는 동안 (IR 빔이 정지하지 않고) 나머지의 센서로부터의 낮은 출력 전압을 나타내는 기재 및 피크 전압에 의해 형성되는 것 인 센서의 출력은 소프트웨어 인터페이스에 나타낸다 아암 빔을 통해 이동함에 따라 IR 빔이 중단 될 때 발생한다. 7 V에 입력을 증가시키면서 5 V의 입력 전압은베이스와 피크 전압의 명확한 차별을 허용 300 MV에 피크의 상승을 증가 약 100 MV의 상승을 제공합니다. 선택한 납땜 브레드 보드의 크기는 많은 비행 세포가 수용 할 수있는 방법을 결정합니다. 다수의 센서로부터 기록시 전압 신호에 방울을 최소화하기 위하여, (도 3C 참조) 브레드 따라 다른 행에 저항기를 배치하도록 권장한다.
사용자 정의 신호 표준화 및 analysi오픈 액세스 프로그래밍 언어 파이썬 용으로 작성된의 스크립트.
전압 신호의 표준화 분석 무료, 널리 사용되는 범용 고수준 프로그래밍 언어 파이썬에서 정의 작성된 스크립트를 사용함으로써 수행된다. 최종 사용자는 쉽게 자신의 지정된 설정으로 작동하도록 스크립트를 사용자 정의 할 수 있습니다. 지정은 단순히 숫자, 변수 이름을 변경함으로써 달성된다. 매개 변수를 사용자 정의하는 방법에 대한 참고 사항은 스크립트 자체에서 찾을 수 있습니다. 스크립트의 디폴트 값은 미세 조정 신호 표준화를 제공하도록 설정되어 있지만, 사용자는 각 채널에 대한 평균 전압의 크기에 따라 임의의 임계 값을 정의 할 수있다. 비행 분석 스크립트에서 라인 (105)의 기능 flying_bouts 가장 긴의 초 기간과 짧은 비행 관찰, 총 녹화 시간에 걸쳐 비행에서 보낸 시간의 백분율 및 이벤트 한판 승부 비행의 수를 계산지정된 시간 범위의. 범위는 사용자의 실험 조건에 따라 수정 될 수있다. 이를 위해, 함수 내 모든 수치 값은 (변수 "flight_300_900"예를 들면 변수 이름 것들을 포함)를 원하는 값으로 변경 될 필요가있다. 범위 및 그 기간의 수는 단순히 사용자의 사양에 의존한다. 스크립트는 화면에 각 채널에 대한 분석 결과를 출력한다. 이들은 다음을 포함한다 : 평균 비행 속도, 총 비행 시간, 거리 여행, 짧고 긴 비행 관찰 노선의 항공편을 조성. 또한, 스크립트는 각 채널의 * .DAT 파일을 반환하고, 사용자에 의해 지정된 출력 폴더에 저장한다. 각 * .DAT 파일은 두 개의 열을 포함 첫번째는 피크 이벤트의 상대 시간을 나타내고, 두 번째 피크가 연속 된 두 이벤트 사이의 상세한 속도 변화이다. 이 파일은 위에 속도 변화의 그래프를 생성하는 엑셀 또는 R에 가져올 수비행 시간과 활동 패턴을 시각화.
결론적으로, 이들 결과는 본 비행 밀 설계가 용이하고 성공적 다른 곤충 모델에서 활동 패턴 비행 찾고 행동 연구에 대한 데이터를 수집하기 위해 실시 될 수 있다는 것을 보여준다. 이러한 데이터는 생리 및 형태에 따라 예로서 움직임 패턴의 개인차를 조사하는데 사용될 수있다. 이것은 궁극적으로 전체 인구에 영향을 미치는 꼴 또는 철새 활동, 같은 운동 패턴의 개인차를 결정하는 기본 생리 및 형태 적 특성에 큰 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 시간에 따른 상세한 속도 변동 자원 소비의 패턴이나 비행 활성에 본체 부 형태 변화의 영향을 연구하기위한 도구를 제공하고, 상세한 생리 학적 측정과 조합하여 사용할 수있다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Data Logger | DATAQ Instruments, Ohio, USA | DI-149 | These particular data loggers were chosen because they can be easily connected via USB to a computer and come with free proprietary software (WinDaq/Lite, DATAQ Instruments, Ohio, USA) to visualize and record the sensor's output, increasing the affordability of the flight mill design. |
| Data Logger - potential alternative | A potential alternative to the DATAQ data loggers is an RS232 to USB adaptor, readily available through office or electronic supply stores. These should be able to read data directly from the serial port via the pyserial module. | ||
| Entomological pins | BioQuip | ||
| Hypodermic steel tubing 19 guage | Small Parts | B000FN5Q3I | Available through Amazon.com; other suppliers are available but be sure to purchase austenitic steel tubing to ensure the arm in non-magnetic |
| IR Sensors | Optek Technology Inc., Texas USA | OPB800W | |
| N42 neodymium magnets | Readily available; can be purchased through specialized magnet suppliers, hobby stores or Amazon | ||
| Plexiglass/perspex | Readily available at any hardware store | ||
| Polystyrene columns for support | Any polystyrene or styrofoam packing materials that might otherwise be discarded or recycled can be used to fashion the support columns for the flight mill. Otherwise, styrofoam insulation sheets are available at any hardware store. | ||
| Solderless Breadboard Power Supply Module | Arrela | MB102 | The 5V power unit, breadboard and solderless male-male jumper wires can be easily purchased as a kit. |
References
- Hardie, J.
- Reynolds, D., Riley, J. Remote-sensing, telemetric and computer-based technologies for investigating insect movement: a survey of existing and potential techniques. Comput. Electron. in Agric. 35, 271-307 (2002).
- Davis, M. A. Geographic patterns in the flight ability of a monophagous beetle. Oecologia. 69, 407-412 (1986).
- Dingle, H., Blakley, N. R., Miller, E. R. Variation in body size and flight performance in milkweed bugs (Oncopeltus). Evolution. , 371-385 (1980).
- Gatehouse, A., Hackett, D. A technique for studying flight behaviour of tethered Spodoptera exempta moths. Physiol. Entomol. 5, 215-222 (1980).
- Grace, B., Shipp, J. A laboratory technique for examining the flight activity of insects under controlled environment conditions. Inter. J Biometeorol. 32, 65-69 (1988).
- Kennedy, J., Booth, C.
- Kennedy, J., Ludlow, A. Co-ordination of two kinds of flight activity in an aphid. J. Exp. Biol. 61, 173-196 (1974).
- Laughlin, R. A modified Kennedy flight chamber. Aust. J. Entomol. 13, 151-153 (1974).
- Krell, R. K., Wilson, T. A., Pedigo, L. P., Rice, M. E. Characterization of bean leaf beetle (Coleoptera: Chrysomelidae) flight capacity. J. Kansas Entomol Soc. , 406-416 (2003).
- Liu, Z., Wyckhuys, K. A., Wu, K. Migratory adaptations in Chrysoperla sinica (Neuroptera: Chrysopidae). Environ. Entomol. 40, 449-454 (2011).
- Wang, X. G., Johnson, M. W., Daane, K. M., Opp, S. Combined effects of heat stress and food supply on flight performance of olive fruit fly (Diptera: Tephritidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 102, 727-734 (2009).
- Dingle, H. Migration: the biology of life on the move. , Oxford University Press. (2014).
- Blackmer, J. L., Naranjo, S. E., Williams, L. H. Tethered and untethered flight by Lygus hesperus and Lygus lineolaris (Heteroptera: Miridae). Environ. Entomol. 33, 1389-1400 (2004).
- Riley, J., Downham, M., Cooter, R. Comparison of the performance of Cicadulina leafhoppers on flight mills with that to be expected in free flight. Entomol. Exp. App. 83, 317-322 (1997).
- Taylor, R., Bauer, L. S., Poland, T. M., Windell, K. N. Flight performance of Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae) on a flight mill and in free flight. J. Insect Behav. 23, 128-148 (2010).
- Cooter, R., Armes, N. Tethered flight technique for monitoring the flight performance of Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae). Environ. Entomol. 22, 339-345 (1993).
- Chambers, D., Sharp, J., Ashley, T. Tethered insect flight: A system for automated data processing of behavioral events. Behav. Res. Meth. Instr. 8, 352-356 (1976).
- Clarke, J., Rowley, W., Christiansen, S., Jacobson, D. Microcomputer-based monitoring and data acquisition system for a mosquito flight. Ann. Entomol. Soc. Am. 77, 119-122 (1984).
- Resurreccion, A., Showers, W., Rowley, W. Microcomputer-interfaced flight mill system for large moths such as black cutworm (Lepidoptera: Noctuidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 81, 286-291 (1988).
- Taylor, R., Nault, L., Styer, W., Cheng, Z. -B. Computer-monitored, 16-channel flight mill for recording the flight of leafhoppers (Homoptera: Auchenorrhyncha). Ann. Entomol. Soc. Am. 85, 627-632 (1992).
- Bruzzone, O. A., Villacide, J. M., Bernstein, C., Corley, J. C. Flight variability in the woodwasp Sirex noctilio (Hymenoptera: Siricidae): an analysis of flight data using wavelets. J. Exp. Biol. 212, 731-737 (2009).
- Schumacher, P., Weyeneth, A., Weber, D. C., Dorn, S. Long flights in Cydia pomonella L. (Lepidoptera: Tortricidae) measured by a flight mill: influence of sex, mated status and age. Physiol. Entomol. 22, 149-160 (1997).
- Attisano, A., Tregenza, T., Moore, A. J., Moore, P. J. Oosorption and migratory strategy of the milkweed bug, Oncopeltus fasciatus. An. Behav. 86, 651-657 (2013).
- Martini, X., Hoyte, A., Stelinski, L. L. Abdominal color of the Asian citrus psyllid (Hemiptera: Liviidae) is associated with flight capabilities. Ann. Entomol. Soc. Am. 107, 627-632 (2014).
