تطور علم الحشرات ، علم الحشرات ، على مدى آلاف السنين من التفاعلات بين الإنسان والحشرات. نظرا لأن الحشرات موجودة بشكل أساسي عبر جميع الأسطح الأرضية وتلعب أدوارا بيئية حاسمة مختلفة ، فإن علم الحشرات النظري والتطبيقي هو مجالات بحثية مركزية للقرن الحادي والعشرين وما بعده.
تعمل التطورات التكنولوجية الأخيرة ، بما في ذلك إمكانية الوصول الدولية إلى إنشاء مقاطع الفيديو الشفافة ، على تحويل العمليات الاجتماعية للتعليم والبحث والحوكمة. تلخص هذه الافتتاحية البروتوكولات المرتبطة بعلم الحشرات الحديث وتهدف إلى توصيل التطورات المنهجية الحديثة في علم الحشرات من أجل تسهيل اعتمادها.
في "جمع النمل القاطع للأوراق وصيانته على المدى الطويل في ظروف المختبر" ، Nogueira et al. يستعرض تاريخ حياة النمل القاطع لأوراق عطا ويقدم بروتوكولا للحصول على المستعمرات وصيانتها ودراستها في البيئات المختبرية1. تبدأ الطرق الموصوفة بالحصول على ملكة متزاوجة أو مستعمرة صغيرة. ثم يتم توفير تفاصيل مختلفة حول بنية العش والنظام الغذائي الذي يدعم مستعمرات عطا الصحية التي يمكن ملاحظتها.
الخبرة التي ينطوي عليها تطوير هذه الطريقة هي نتاج أكثر من ثلاثة عقود من الضبط الدقيق ، والطريقة قابلة للتطوير بدرجة كبيرة لأغراض البحث والتعليم. يشكل النمل كليدا عالميا ناجحا ومتنوعا ، ويجسد النمل القاطع للأوراق على وجه التحديد أسلوب حياة فطريا رائعا ومتقنا. ومن ثم ، فإن الأساليب المحسنة لدراسة تطور وسلوك النمل الذي يقطع الأوراق لها آثار على مجالات مثل علم وظائف الأعضاء الاجتماعي ودراسات السلوك الجماعي ، بالإضافة إلى التواصل العلمي.
في "جمع وتحديد حبوب اللقاح من مستعمرات نحل العسل" ، توبيزهوفر وآخرون يصف طريقة للمعالجة الفعالة لحبوب اللقاح التي أعادها نحل العسل (Apis mellifera) زملائه الذين يبحثون عن الطعام2. في الطريقة المقدمة ، يتم جمع حبوب اللقاح السائبة من العلف العائدين أثناء ضغطهم عبر شبكة معدنية ، مما يؤدي إلى إزاحة حبيبات حبوب اللقاح من سلة حبوب اللقاح. يتم فرز كريات حبوب اللقاح التي تم جمعها في البداية حسب اللون ، ويمكن بعد ذلك معالجتها كيميائيا وتحليلها بالمجهر لتحديد الأنواع التي تنتمي إليها حبوب اللقاح.
الأهم من ذلك ، أن خط الأنابيب يستخدم المجموعة السلبية من حبوب اللقاح مع شبكة مثبتة (على عكس الجمع اليدوي من النحل الفردي) والطرق المرئية منخفضة التكلفة لتحديد حبوب اللقاح (على عكس المجهر الإلكتروني أو الترميز الفوقي). يتغذى نحل العسل على حبوب اللقاح من النباتات ، ويكتسب التغذية الحيوية لأنفسهم بينما يؤدي أيضا خدمات مهمة للنظم الاقتصادية والزراعية والاجتماعية والثقافية البشرية. لذلك ، فإن الأساليب المحسنة لتقييم صحة نحل العسل وإنتاجية البحث عن الطعام ستكون ذات أهمية للمشاركين في إنتاج الغذاء والتخطيط الإقليمي ونمذجة رأس المال الطبيعي.
في "أساسيات الأنسجة والكشف عن موت الخلايا في أنسجة نحل العسل" ، يصف Smodiš Škerl طرق عزل أنسجة نحل العسل وتقييمها بحثا عن أنماط مختلفة من دوران الخلايا والموت3. يصف البروتوكول طريقة لتشريح وتحليل نسجين مهمين للهضم والبيئة: الغدد البلعومية (HPG) والأمعاء الوسطى. يمكن تقدير أنماط موت الخلايا من الأنسجة المشرحة ، مما يسمح بتقييم التأثيرات الخاصة بالأنسجة للتعرض للمواد الكيميائية دون المميتة.
غالبا ما يتطلب فهم الأسس التنموية للسمات الفسيولوجية والسلوكية والبيئية تحليلات خاصة بالأنسجة. ومع ذلك ، يمكن أن يكون تشريح أنسجة معينة مشروعا يستغرق وقتا طويلا ويتطلب مهارات وخبرات محددة. توفر مخطوطة Smodiš Škerl خارطة طريق قيمة للباحثين الذين يجرون عملا على الأمعاء الوسطى و / أو HPG لنحل العسل. ستسهل الطرق المقدمة التحليلات النسيجية غير الشائعة في نحل العسل ، وبالتالي فهي ذات صلة بأولئك الذين يدرسون الأساس الخاص بالأنسجة للتطور والشيخوخة والتطور في الحشرات.
في "تقييم المخاطر الكيميائية الزراعية لملكات نحل العسل المتزاوجة" ، فاين وآخرون يصف طريقة لدراسة كيفية تعامل عمال نحل العسل مع الكيماويات الزراعية لملكتهم ، وبالتالي التأثير على خصوبة المستعمرة4. يبدأ البروتوكول بتجميع حاوية خاصة لمراقبة الملكة في سياق عدد معروف من عمال العش الذين يتغذون على جرعة معروفة من العناصر الغذائية والكيماويات الزراعية (في حالة الدراسة ، إيميداكلوبريد). يمكن بعد ذلك تتبع إنتاج البيض ، وصلاحية الأجنة ، واستهلاك الغذاء ، ووفيات العمال وربطها بالمعالجات الكيميائية الزراعية.
تعمل هذه الأساليب على سد الفجوة بين الأساليب الميدانية والمختبرية والمساهمة في المناقشات الأساسية المتعلقة بالممارسات الزراعية وتربية النحل العالمية. غالبا ما تعتمد الممارسات الزراعية المعاصرة على تطبيق الكيماويات الزراعية ذات التأثيرات المعقدة التي تعتمد على الجرعة على صحة المفصليات ، لكن تعقيد خلايا نحل العسل يمكن أن يعيق الجهود المبذولة لقياس هذه التأثيرات بدقة. توفر هذه المخطوطة حلا أنيقا للمساعدة في فهم التأثيرات الحشرية "في العالم الحقيقي" للممارسات الزراعية.
تسلط المقالات الموضحة أعلاه الضوء على الأساليب العلمية المختلفة التي يمكن استخدامها لدراسة التشكل وعلم وظائف الأعضاء وسلوك النمل والنحل. لطالما كانت دراسة الحشرات الاجتماعية في الجسم الحي معقدة بسبب الصعوبات في المختبر والميدان من حيث التلاعب المباشر ومراقبة رفقاء العش ، ووقت الجيل الطويل للعديد من الأنواع ، والتحديات في توسيع نطاق التجارب إلى مستوى المستعمرة. طريقتان هنا1،4 تعالج هذه التحديات بأساليب مختلفة. على وجه التحديد ، في Fine et al.4 ، أبلغ المؤلفون عن طريقة للتقييم المباشر لتأثير المواد الكيميائية المفردة على خصوبة الملكات (وبالتالي المستعمرات). بالإضافة إلى ذلك ، يقدم Nogueira et al.1 نظاما واسع النطاق لتربية ومراقبة مستعمرات النمل المتعددة ذات الأوراق القاطعة. كلتا الطريقتين لهما قابلية تطبيق واسعة على علماء الحشرات والمزارعين.
على نطاق أوسع ، قد يؤدي عرض الفيديو للطرق إلى زيادة قابلية اعتماد الأساليب التي طورها الباحثون على مستوى العالم وكفاءتها وقابليتها للتكرار. يمكن رؤية هذا النوع من علم الحشرات المنهجي في سياق وتاريخ الرؤية5،6 ، والمعرفة الضمنية7 ، والمشاركةالمجتمعية 8 في علم الحشرات.
ويمكن أن يتطور العمل في المستقبل على عدة أبعاد. يمكن أن يمتد نطاق الأنواع إلى ما هو أبعد من النمل والنحل ليشمل الحشرات الأخرى وغير الحشرات. يمكن الاستفادة من قواعد البيانات البيئية لتسليط الضوء على المنافذ والأنواع حيث يمكن تطبيق الأساليب بشكل مثمر. يمكن لتعليم وبحوث علم الحشرات استكشاف التقنيات الناشئة مثل الواقع المعزز ، والتواصل بين الأنواع ، والروبوتات ، والنمذجة المعرفية للأنظمة الفيزيائية السيبرانية القائمة على الحشرات. ستكون الأساليب الأكثر فعالية والبيانات التجريبية المحسنة مفيدة للدراسات التي تطبق تقنيات علم التعقيد (على سبيل المثال ، النمذجة القائمة على الوكيل ، وصمة العار ، وتحليل الأنظمة متعددة المقاييس) على الحشرات وما بعدها.