昆虫研究或监测项目中光吸引生物测定的关键要素

摘要

光吸引生物测定装置用于确定使昆虫吸引力最大化的最佳光色；然而，生物测定及方法需针对目标昆虫的行为和栖息环境进行设计。本文阐述了适用于夜行性或昼行性、陆生或空中昆虫的可定制设备及其改装方法。

摘要

优化的视觉引诱剂可利用目标昆虫的先天行为（正趋光性），将昆虫诱入种群控制或监测陷阱，从而提高昆虫捕获效率。发光二极管（LED）提供了可定制的照明选项，具有特定波长（颜色）、强度和带宽，均可根据目标昆虫进行调整。趋光行为生物测定实验可利用LED来优化特定昆虫物种的引诱颜色，精确到特定的生活史阶段或行为（如交配、取食或寻找庇护所）。研究人员随后必须在野外验证生物测定结果，并明确视觉引诱剂的有效引诱距离有限。

三叶草形生物测定装置是一种灵活的方法，可用于评估昆虫的趋光性，同时还能观察多种自然行为，如逃逸和取食反应。该装置适用于陆生或飞行昆虫的实验，也可用于日行性或夜行性昆虫。使用该装置进行数据采集的方法包括录像记录、统计昆虫与光源的接触次数，或在昆虫被光源吸引时直接进行物理捕捉。该测定方法可涵盖无选择条件下的昆虫行为，测试装置可采用单一（非竞争性）颜色或多种（竞争性）颜色光源。三叶草形设计促使具有强烈趋触性的昆虫返回装置中心，在竞争性LED测试中可同时观察所有光源选项。本文所介绍的三叶草形装置已成功应用于蚊子、臭虫、麦茎蝇、家蝇、吸血蠓、赤拟谷盗和书虱等昆虫。生物测定有助于开发准确高效的昆虫诱捕器，进而指导用于监测害虫种群动态、病媒传播风险评估、外来物种入侵监测，以及种群抑制的诱捕装置的开发与优化。

引言

几乎所有的昆虫学监测都依赖于嗅觉或视觉引诱剂，通常两者兼用。挥发性嗅觉引诱剂可在环境中扩散，形成较大的吸引区域。然而，由于无脊椎动物复眼对图像的分辨能力有限，视觉引诱剂的作用范围可能更小^1,2,3。因此，必须针对目标昆虫优化视觉引诱剂，以最大化引诱效果，并设计陷阱以利用目标昆虫的自然行为特性。

视觉吸引基于来自太阳或其他光源的波长，这些波长被物体表面吸收或反射；生物体将这种对波长的吸收/折射感知为颜色。已发现昆虫的视觉可感知蓝色、绿色以及紫外光（UV）波长¹。昆虫利用视觉帮助寻找配偶、食物和庇护所⁴。昆虫能够通过视觉识别物体的大小、颜色、形状、运动和对比度^5,6。夜行性昆虫通常被不同对比度和强度的光所吸引⁴，而昼行性昆虫由于白天光子更丰富，除了对比度外，还能分辨颜色和图像。监测诱捕器利用昆虫的视觉线索，以优化吸引和捕获效果⁷。

评估....

方案

1. 生物测定组分

1. 陆生实验区构建
   1. 使用长度为 2.54 cm 的金属挡板材料条。将每条材料弯成直径为 15.24 cm 的半圆形（图1）。
   2. 将每个半圆的两端连接起来，用四个部件组成一个三叶草形状。在每个半圆的末端安装一个锁紧螺母和一个 #10 机械螺钉，以固定各部分。
   3. 在每个半圆中点处钻一个孔，孔位于实验区底部上方 0.79 cm 处。将 5 mm LED 固定座安装在每个半圆中间钻出的孔中。
   4. 为了减少反光，使用哑光黑色喷漆喷涂整个实验区¹⁴，以覆盖金属挡板表面。使用液体涂层（例如，Fluon）防止昆虫沿喷漆表面爬出实验区。
2. 空中实验区构建
   注：空中实验区的尺寸和结构与陆生实验区相似，但采用聚丙烯酸材料（图2）。透明塑料可使所有光线透过，避免干扰实验的反射光。此外，透明材质也便于对实验过程进行摄像记录。
   1. 在每个半圆的最远端加工螺纹，以便收集容器能够旋接至主实验区。三叶草形状可引导昆虫返回中心区域。实验区无外角，避免昆虫聚集；然而，用于空中昆虫的收集杯则设计为全内角、无外角。
   ....

结果

陆地实验区已被用于改进赤拟谷盗的害虫监测诱捕器¹⁴，而空中实验区则用于麦茎蝇¹⁵和吸血蠓⁷的研究。尽管三叶草形实验区结构相似，但针对每种昆虫物种的实验条件各不相同，能够适应对可爬行或飞行的夜行性或昼行性昆虫进行评估。更重要的是，这些实验室研究已转化为田间应用，可用于监测害虫种群动态、入侵物种的传入、种群抑制以及疾病媒介风险评估。

赤拟谷盗是一种仓储产品害虫，将其置于陆生行为 arena 中，并使用红外相机进行拍摄记录¹⁴。若甲虫朝某个LED光源移动并接触，则视为对该颜色具有正向反应。实验arena设置采用竞争式设计，包含四个光源，或三个光源加一个黑暗空白区域作为对照。试验结果表明，赤拟谷盗对近紫外LED（390 nm）的趋性最强（

讨论

光诱生物测定是确定最佳诱虫颜色并减少田间试验颜色选择的重要工具。然而，在为特定昆虫优化生物测定方法时，必须考虑以下几个因素：单光源 与竞争性光照实验、亮度、最佳光谱范围、环境光干扰、昆虫状态以及可能限制响应行为的自然习性

大多数昆虫都具有一定的趋光性，这可能是一种先天的逃避机制，促使昆虫向光源移动。可通过在实验区域内仅提供一个光源，而将其他三侧保持黑暗来测试这一行为。然而，竞争性测试则使用四种不同颜色的光源，通过观察昆虫对每种光源的反应来展示其对颜色的偏好。进行生物测定的研究人员必须明确，他们是在测试昆虫对光的吸引还是对光的偏好。竞争性实验装置也可用于检测驱避效应。需要注意的是，如果昆虫停留在实验区域内且未朝向任何光源定向移动，则可能不会表现出对光色的选择。这些未做出选择的昆虫必须在结果中予以记录和说明。

必须始终考虑发光二极管的亮度，且实验区域的光源必须调节至相同强度；因此，每次试验前使用光谱光度计检测LED的亮度至关重要。电位器在控制每个LED的电压方面起着关键作用，从而调节其亮度。 commercial.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
金属遮蔽材料
#10 不锈钢机械螺钉		库存
#10 不锈钢锁紧螺母		库存
5 mm LED 固定座	Radio Shack Corp	276-080
哑光黑色喷漆		库存
Fluon		库存
模压聚丙烯酸酯
螺口式 Nalgene 瓶	Thermo Fisher Scientific	Nunc 聚甲基戊烯	125 mL，外径 64 mm，高 74 mm
螺纹聚四氟乙烯管		库存	直径 15 mm，长度 60 mm
StellarNet 光谱仪	Stellar Net, Inc	BLACK Comet C-SR-25
LED 红外光源	Tracksys LTD
红外视频摄像机	Panasonic Corp	WV-BP330 Panasonic 闭路电视摄像机
MEDIACRUISE 软件	Canopus Corp