一种低成本自动飞行拦截陷阱，用于夜间被人造光吸引的飞虫进行时间子采样
2021年12月29日
为了研究夜间人造光（ALAN）对夜间飞行昆虫的影响，采样需要限制在夜间。该协议描述了一种低成本的自动飞行拦截陷阱，允许研究人员在用户定义的时间段内采样，并增加复制。
在光污染研究中，需要在黄昏和黎明之间采样。我们的低成本自动飞行拦截陷阱能够以用户定义的时间间隔捕获飞行昆虫。同时对多个站点进行采样可能很困难，因为您需要让位于每个站点的研究人员同时启动和停止设备。
该陷阱可用于任何需要更高时间或空间分辨率的飞虫生态研究，而其他采样技术无法有效地提供这些分辨率。例如，昼夜节律或季节性活动模式。构建此陷阱不需要任何专业技能。
您只需要熟悉使用简单的车间工具即可。首先用夹具锯切割聚碳酸酯屋顶板。然后，在每个窗格中心的中间切一个八毫米的中心凹槽。
这两个窗格现在可以一起滑动以形成一个交叉挡板。将十字挡板紧贴在塑料漏斗开口中。使用 20 毫米不锈钢尖括号将它们固定在漏斗上，方法是在尖括号就位时钻孔。
然后使用带有垫圈的M4螺钉和螺母将十字挡板固定到漏斗上。从剩余的板材上切下另一块聚碳酸酯板材。钻孔并将工件以90度角固定在十字挡板的顶部，以使用20毫米不锈钢角支架，M4螺钉，螺母和垫圈形成保护屋顶。
用钢锯将漏斗喷嘴修剪成约30毫米的长度，以确保自动宠物喂食器的样品托盘将以编程的时间间隔畅通无阻地旋转。将自动宠物分配器放在一个9升和30毫米直径的塑料盆中，以保护样品免受天气条件的影响。在九升水盆的顶部钻一个20毫米的孔，然后将漏斗喷嘴放入孔中，使其直接位于样品盘上方。
使用带有六角头驱动头钻头的钻头将塑料盆固定在一块500毫米的经过处理的松木栅栏上，并用镀锌的六角头螺钉进行修补。为了稳定整个陷阱，以便通过绳索吊升到空中，请将木桩连接到经过处理的松木围栏上，并用尖括号和系线将松木栅栏贴平。在取样位置，从塑料盆下方取下自动宠物食品分配器。
然后，打开宠物食品分配器，在每个食品托盘中放置含有肥皂水或所选防腐剂的铝箔盘子。设置时钟时间，然后按照自动宠物食品分配器提供的说明对每个宠物食品分配器托盘进行编程，以设置食品托盘旋转时间。将食品分配器放回塑料盆下方。
用镀锌六角头螺钉将水池固定在木栅栏上。用登山扣将绳索连接到陷阱的顶部。然后，使用梯子将陷阱吊装到位，并用登山扣将其固定在实验灯下方。
用尖括号将第二根木桩连接到树上，以在大风中稳定陷阱。陷阱放在木桩顶部后，用两根长电缆扎带固定它。要收集昆虫样本，请用绳子放下陷阱，从塑料盆下方取下自动宠物食品分配器，然后取下宠物食品分配器的盖子并提起铝托盘。
最后，将托盘的内容物倒入预先标记的样品瓶中。这里显示了各种飞行拦截陷阱的相对捕获效率的比较。在本研究中，在四个地点的三个采样日内共捕获了488只飞虫。
本研究检查了两种类型的陷阱。放置在灯光下的陷阱和没有实验灯光的陷阱。共安装了16个陷阱，其中12个装有实验灯，4个没有实验灯。
陷阱天数等于陷阱数乘以天数，对于有实验灯的陷阱为 36，对于没有实验灯的陷阱，陷阱为 12。因此，为了评估圈闭的效率，将收集到的节肢动物总数除以每个圈闭的有效表面积和圈闭运行的天数。疏水阀的性能类似于其他多向挡板式陷印器在灯光下和不带灯光的情况下。
因此，这些陷阱似乎与传统的飞行拦截陷阱一样有效，但具有在用户定义的时间段进行子采样的额外好处。每个收集托盘可容纳大约330毫升，这将适应大多数应用，但在蜂拥事件期间测试陷阱将是有益的。
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概述
本研究关注的是人工夜间照明（ALAN）对夜间飞行昆虫的影响。它介绍了一种低成本的自动飞行截距陷阱，可以在用户定义的间隔进行采样，从而提高数据收集效率。
关键研究组成部分
科学领域
- 生态学
- 昆虫学
- 光污染
背景
- 光污染是一个日益严重的影响野生动物的问题。
- 夜间昆虫特别容易受到人工光的影响。
- 传统的采样方法可能无法有效地捕捉时间变化。
- 自动陷阱可以促进在多个地点进行更好的数据收集。
研究目的
- 调查ALAN对昆虫行为的影响。
- 为夜间昆虫采样提供一种经济有效的解决方案。
- 使研究人员能够在特定时间间隔收集数据。
使用的方法
- 开发了一种低成本的自动飞行截距陷阱。
- 采样在黄昏到黎明之间进行。
- 可以同时在多个地点进行采样。
- 陷阱的构建不需要特殊技能。
主要结果
- 自动陷阱能够有效地在规定的间隔捕捉飞行昆虫。
- 数据收集可以揭示昼夜或季节性活动模式。
- 增加重复实验可以提高研究结果的可靠性。
- 促进了对昆虫种群的生态学研究。
结论
- 自动飞行截距陷阱是研究人员的一个有价值的工具。
- 它解决了夜间昆虫采样的挑战。
- 这种方法可以改善对光污染影响的理解。
常见问题
Executive Industry Relevance
This low-cost automated flight intercept trap enables temporal sub-sampling of flying insects across multiple sites, addressing a key limitation in ecological and entomological research where traditional methods lack sufficient temporal resolution. By allowing user-defined sampling intervals between dusk and dawn, the method supports mechanistic de-risking in studies of circadian or seasonal activity patterns, improving predictive confidence in behavioral assays. Its scalability and minimal technical requirements position it as a reusable platform for target validation in invertebrate model systems relevant to neurobiology and chronobiology screening.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of temporal hypotheses in insect behavior, supporting functional validation of light-responsive pathways.
- Operational Value: Facilitates biological de-risking by capturing activity patterns at precise intervals, reducing ambiguity in target engagement timing.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream screening by providing standardized, time-resolved insect samples.
- Operational Value: Enhances assay reproducibility through automated, simultaneous multi-site sampling, improving data consistency across experimental conditions.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant system modeling by enabling studies of nocturnal insect phenotypes under controlled light exposure.
- Operational Value: Ensures translational continuity from discovery through preclinical validation by maintaining consistent temporal sampling protocols.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum by supporting hypothesis testing in early discovery, enabling assay readiness in screening, and providing quantitative temporal readouts for analytics-driven decision-making.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification and biological de-risking through precise temporal capture of insect responses to artificial light.
- Screening: Delivers assay standardization and quantitative outputs via automated tray rotation at user-defined intervals.
- Analytics: Enables comparison of capture efficiency across conditions using normalized arthropod counts per trap per day.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by modeling light-induced behavioral changes relevant to neurotoxicology screening.
- Enterprise Reuse: Functions as a scalable, low-cost platform deployable across multiple sites without specialized training.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by resolving temporal dynamics of insect behavior.
- Operational Value: Delivers standardization and scalability through automated, replicable sampling across geographically dispersed sites.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions in early screening by reducing false negatives from missed temporal activity windows.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of chronobiology targets through reliable, high-resolution phenotypic data.
Implementation Considerations
- Requires basic workshop skills for polycarbonate cutting, drilling, and assembly using standard tools.
- Depends on automated pet feeder instrumentation and plastic basin infrastructure for sample preservation.
- Necessitates cross-team standardization of trap deployment height, orientation, and light exposure conditions.
- Involves adaptation considerations for different insect species based on trap entrance size and baffle configuration.
- Limited by tray volume (approximately 330 mL), which may require frequent emptying during high-abundance swarming events.
