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अम्ब्रोसिया बीटल, Platypus Quercivorus (मुरायामा) की उड़ान की क्षमता को मापने, एक कम लागत, छोटे, और आसानी से निर्माण उड़ान मिल का उपयोग

Published: August 6, 2018 doi: 10.3791/57468
Automatic Translation
1, 2, 3, 2, 1
1School of Human Science and Environment, University of Hyogo, 2Laboratory of Forest Biology, Division of Forest and Biomaterials Science, Graduate School of Agriculture, Kyoto University, 3Hyogo Prefectural Technology Center for Agriculture, Forestry and Fisheries

Summary

हम एक कम लागत और छोटे उड़ान मिल विकसित की है, आमतौर पर उपलब्ध वस्तुओं के साथ निर्माण और आसानी से प्रयोग में इस्तेमाल किया । इस उपकरण का उपयोग कर, हम एक अम्ब्रोसिया बीटल, Platypus quercivorusकी उड़ान की क्षमता मापा ।

Abstract

अम्ब्रोसिया बीटल, Platypus quercivorus (मुरायामा), एक कवक रोगज़नक़ के वेक्टर है कि Fagaceae पेड़ (जापानी ओक टूटेगी) के जन मृत्युदर का कारण बनता है । इसलिए, dispersing क्षमता जानने में मदद कर सकते है ट्रैपिंग/पेड़ हटाने के प्रयासों को इस रोग को रोकने के लिए और अधिक प्रभावी ढंग से । इस अध्ययन में, हम उड़ान वेग और अवधि मापा और एक नए विकसित उड़ान मिल का उपयोग कर बीटल की उड़ान दूरी का अनुमान लगाया. उड़ान मिल कम लागत, छोटे, और आमतौर पर उपलब्ध वस्तुओं का उपयोग कर निर्माण किया है । दोनों उड़ान मिल बांह और उसके ऊर्ध्वाधर अक्ष एक पतली सुई शामिल हैं । एक बीटल नमूना तुरंत गोंद का उपयोग कर बांह के एक टिप से चिपके हुए है । अंय टिप के कारण मोटी है प्लास्टिक के साथ कवर किया जा रहा है, इस प्रकार यह हाथ के घुमाव का पता लगाने की सुविधा । हाथ की क्रांति का पता चला है एक तस्वीर संवेदक द्वारा एक अवरक्त एलईडी पर घुड़सवार, और उत्पादन वोल्टेज में परिवर्तन से संकेत दिया है जब हाथ एलईडी के ऊपर पारित कर दिया । फोटो सेंसर एक पर्सनल कंप्यूटर से जुड़ा है और निर्गम वोल्टेज डेटा 1 kHz के एक नमूना दर पर जमा हो जाती है. इस फ्लाइट मिल का उपयोग करते हुए प्रयोगों का संचालन करते हुए हमने पाया कि quercivorus कम से 27 किमी की दूरी पर उड़ सकता है । क्योंकि हमारी उड़ान मिल सस्ते और छोटे साधारण आइटम शामिल हैं, कई फ्लाइट मिल्स तैयार किया जा सकता है और एक छोटी सी प्रयोगशाला अंतरिक्ष में एक साथ इस्तेमाल किया । यह experimenters एक छोटी अवधि के भीतर डेटा की पर्याप्त मात्रा प्राप्त करने के लिए सक्षम करता है ।

Introduction

पशु भोजन और साथियों की तलाश में लंबी दूरी तक पलायन करते हैं । पलायन जानवरों कभी अवांछनीय साथी ले सकता है । मादा अम्ब्रोसिया बीटल, Platypus quercivorus (मुरायामा), फंगल रोगज़नक़ के एक ज्ञात वेक्टर है, Raffaelea quercivora Kubono एट शिन-इतो । इस रोगज़नक़ Fagaceae पेड़ (जापानी ओक टूटेगी) और मृत्यु दर1के एक उच्च स्तर की जन मृत्युदर का कारण बनता है । १९८० के बाद से, इस रोग जापान भर में विस्तार किया गया है, और एक गंभीर समस्या2बन गया है ।

quercivorus एक छोटे से कीट है (शरीर की लंबाई में 4-5 mm और 4-6 शरीर के वजन में मिलीग्राम), और रोग के वार्षिक विस्तार पता चलता है कि वे कई किमी3,4तक उड़ने में सक्षम हैं । पुरुष P. quercivorus एक होस्ट ट्री ढूँढता है और दोनों पुरुषों और महिलाओं को आकर्षित करती है जो एक एग्रीगेट फेरोमोन रिलीज़5. नतीजतन, मेजबान पेड़ सामूहिक विशिष्ट द्वारा हमला किया है, और अंततः मर जाता है । पुरुष लैंडिंग के बाद पेड़ के अंदर एक सुरंग बोर करता है और एक फेरोमोन-आकर्षित महिला सुरंग में प्रवेश करती है और अंडे देता है । रची quercivours सुरंग में बढ़ने तक वे वयस्क हो जाते हैं. वयस्क उभरने और नए मेजबान का पता लगाने के लिए फैलाने । इस प्रकार, रोग का विस्तार संभवतः इस बीटल की प्रवासी क्षमता से संबंधित है । हालांकि, किस हद तक बीटल उड़ सकता है अभी भी अस्पष्ट है । इसके अलावा, महिलाओं को पुरुषों की तुलना में बड़ा कर रहे हैं6 (महिला: ४.६ मिमी, और पुरुष: ४.५ मिमी) और पुरुष भृंग एक लक्ष्य पेड़ के लिए खोज, पेड़ के अंदर सुरंग दर्ज करें, और फिर महिला को आकर्षित. शरीर के आकार और उनके जीवन में उड़ान की भूमिका में इन यौन मतभेदों को ध्यान में रखते हुए, यौन मतभेद उड़ान की क्षमता में मौजूद हो सकता है, लेकिन क्षमता में अंतर स्पष्ट नहीं रहता है ।

सामान्य तौर पर, इस क्षेत्र में प्रवासी की क्षमता को मापने के लिए बेहद मुश्किल है, विशेष रूप से उड़ान की क्षमता, प्रवासी क्षेत्र की व्यापक रेंज के कारण. प्रवासी की क्षमता सीमित शर्तों के तहत प्रयोगशालाओं में मापा गया है, ऐसे एक उड़ान मिल प्रणाली के रूप में, ६० से अधिक वर्षों के लिए7,8,9,10,11,12 , 13. उड़ान मिल प्रणालियों से पता चला है कि कुछ कीड़ों लंबी दूरी की उड़ान के लिए क्षमता है । उदाहरण के लिए, एक उड़ान मिल में माउंटेन पाइन बीटल की सबसे लंबी उड़ान दूरी 24 किमी14से अधिक था, और टेट्रास्ट्रिक्टस planipennisi यांग 7 किमी15से अधिक से अधिक उड़ान भरी । हालांकि उड़ान मिल एक सामांय रूप से उपलब्ध उपकरण, एक जीवित जानवर अक्सर काफी बड़े व्यक्तिगत मतभेदों में परिणाम के साथ जैविक परख है । इस पर काबू पाने के लिए, कई माप, दोहराया एकाधिक बार, मतलब फैलाव क्षमता के विश्वसनीय अनुमान प्राप्त करने के लिए आवश्यक हैं । इसलिए, एकाधिक व्यक्तियों डेटा का एक पर्याप्त राशि का त्वरित संग्रह के लिए एक ही समय में उपयोग किया जाना चाहिए । हालांकि, एक साथ प्रयोगों एक बड़ा स्थान की आवश्यकता होती है, कई प्रयोगात्मक setups, और जब एक भी मापने प्रणाली की तुलना में महंगा है. इसलिए, उड़ान मिल कम लागत होना चाहिए, आसानी से आमतौर पर उपलब्ध वस्तुओं के साथ बनाया जाना चाहिए, और आकार में कॉंपैक्ट । इसके अलावा, प्रयोगात्मक प्रक्रिया जटिल नहीं होना चाहिए या एक निपुण ऑपरेटर की जरूरत है ।

इस अध्ययन में, हम एक छोटी सी, कम लागत उड़ान मिल (चित्रा 1 और चित्रा 2) है कि आसानी से प्रयोग में इस्तेमाल किया जा सकता है इकट्ठे, और अम्ब्रोसिया बीटल, पी quercivorus की उड़ान की क्षमता मापा ।

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Protocol

1. एक उड़ान मिल का निर्माण

  1. एक उड़ान मिल उपकरण का निर्माण
    1. एक सुई से प्लास्टिक भाग कट (धातु भाग: लंबाई में ४० मिमी और व्यास में ०.२५ मिमी; प्लास्टिक भाग: लंबाई में 22 मिमी और व्यास में 2 मिमी) nippers के साथ (चित्रा 3).
    2. epoxy राल चिपकने के साथ एक क्रॉस के आकार में एक अनुपचारित सुई के साथ इस सुई फिक्स (चित्रा 3), उन्हें एक उड़ान मिल बांह और एक अक्षीय सुई के रूप में जिक्र.
      नोट: एक अक्षीय सुई के लिए, अनुपचारित पक्ष एक नीचे की ओर होना चाहिए । उड़ान मिल बांह की खुला टिप gluing एक बीटल के लिए है (आंकड़ा 1b और चित्रा 3) ।
  2. आधार का निर्माण
    1. एक पतली स्टेनलेस धातु की थाली की सतह पर एक छोटी सी डिंपल (5 सेमी x 5 सेमी) क्षैतिज फिसलने से अक्षीय सुई को रोकने के लिए एक कील हथौड़ा द्वारा (चित्रा 4) बनाओ ।
      नोट: धातु प्लेट के वास्तविक आयामों महत्वपूर्ण नहीं हैं, और एक अन्य सामग्री संभव है, लेकिन किसी भी नरम सामग्री का उपयोग करने से बचें; नहीं तो सुई अटक जाएगी, चक्की घूमने से रोक देंगे ।
    2. जगह और लकड़ी के बोर्ड पर चिपकने वाला टेप के साथ (लकड़ी के आधार) धातु की थाली को ठीक ।
    3. यह डबल एल आकार (चित्रा 1C और चित्रा 2a) बनाने के लिए एक स्टील प्लेट मोड़ ।
      नोट: यह दीवार पर फर्नीचर फिक्सिंग के लिए एक एल के आकार का धातु की थाली का उपयोग करने के लिए सुविधाजनक था । थाली के इस तरह के प्रयोग के समर्थन में एक और सुविधाजनक बात यह थी कि थाली पहले से ही कई छेद था । छेद पंगा लेना के लिए इस्तेमाल किया, और भी एक तस्वीर बटन फिक्सिंग (आंकड़ा 1a और 4 चित्रा) थे ।
    4. एक डिस्पोजेबल प्लास्टिक पिपेट की नोक काटने से एक सिलेंडर बनाओ (ऊंचाई = 1 सेमी, बाहर व्यास (ओडी) = 4 मिमी, इंटीरियर व्यास (आईडी) = 2 मिमी) एक अक्षीय सुई (चित्रा 2a और चित्रा 4) के मार्गदर्शन के लिए ।
    5. डबल एल के आकार की प्लेट और मेटल प्लेट (फिगर 2a और फिगर 4) पर बेलन को ठीक करके रखें ।
  3. संवेदन तंत्र का निर्माण
    1. यह एक शीर्ष प्लेट बनाने के लिए एल के आकार का बनाने के लिए एक धातु की थाली मोड़ ।
      नोट: यह दीवार (चित्रा 5B-सी) पर फर्नीचर फिक्सिंग के लिए एक एल के आकार का धातु की थाली का उपयोग करने के लिए सुविधाजनक था । यदि ऐसा है, तो आप इस चरण को छोड़ सकते हैं ।
    2. एक छोटे धातु टोपी रखो (लंबाई में 5 मिमी और व्यास में 1 मिमी) शीर्ष प्लेट पर (चित्रा 2 डी-ए, चित्रा 4, और चित्रा5 ए).
      नोट: एक टोपी के रूप में, हम एक तस्वीर बटन का इस्तेमाल किया । यह एल के आकार की थाली (चित्रा 4) में एक छेद के माध्यम से पारित कर दिया ।
    3. एल के आकार की थाली (चित्रा 4 और चित्रा 5ए) पर एक तस्वीर संवेदक को ठीक करें । एल के आकार की थाली पर सेंसर के लिए एक सर्किट सब्सट्रेट खराब कर दिया करने के लिए अंतरिक्ष बचाने के लिए (चित्रा 2d-E, और चित्रा 4).
    4. एलईडी (चित्रा 1a और चित्रा 2a) के लिए एक सर्किट सब्सट्रेट के साथ एक छोटे चुंबक पर एक अवरक्त एलईडी (१५० मेगावाट) गोंद.
    5. फोटो सेंसर (आंकड़ा 1a और चित्रा 2a) के नीचे बेस प्लेट पर एलईडी (१५० मेगावाट) लगाएं ।
  4. धारक का निर्माण
    1. यह एल के आकार का बनाने के लिए एक धातु प्लेट मोड़ ।
      नोट: यह दीवार (चित्रा 5B-सी) पर फर्नीचर फिक्सिंग के लिए एक एल आकार धातु प्लेट का उपयोग करने के लिए सुविधाजनक था । यदि ऐसा है, तो आप इस चरण को छोड़ सकते हैं ।
    2. (चित्रा 1C, चित्रा 4, और चित्रा 5B) शिकंजा के साथ एक लकड़ी के बोर्ड (लकड़ी की दीवार) पर प्लेट ठीक करें । लकड़ी के बोर्ड की ऊंचाई गंभीर नहीं है, यह इस अध्ययन में 7 सेमी था ।
  5. कनेक्टिंग केबल्स
    1. सामान्य बिजली के तारों के माध्यम से एक एक एक के अनुरूप इनपुट चैनल (ऐन) के लिए फोटो सेंसर कनेक्ट.
      नोट: यह उपयोगी है अगर सभी केबल बंडल और एल के आकार की थाली पर तय कर रहे है (चित्रा 5B-डी) क्योंकि एक गन्दा कार्यक्षेत्र अक्सर प्रयोग भर में ठीक हेरफेर रोकता है ।
    2. एक USB केबल के माध्यम से एक पर्सनल कंप्यूटर (पीसी) के लिए एक/

2. प्रायोगिक प्रक्रिया

  1. एक मृत Quercus crispula Blume (Fagales: Fagaceae) के पेड़ से सभी नए सिरे से उभरा पी quercivorus वयस्कों लीजिए दिन के (7-9 am) जिस पर प्रयोग किया जाना है ।
    नोट: पिछले दिन में एकत्र भृंग का उपयोग न करें । प्रतिदिन १०० से अधिक भृंग बाहर आए और नए उभरे भृंगों को प्रतिदिन चेक किया गया. भृंग एकत्रित करने पर विस्तृत विधियों के लिए एक संदर्भ16 देखें ।
  2. anesthetization के लिए बर्फ पर एक बीटल रखो । भृंग गीला हो रही से बचें; अंयथा, यह निंन कार्यविधि को पूरा करने के लिए कठिन हो जाएगा । बर्फ पर सभी अनुवर्ती प्रक्रियाओं प्रदर्शन करते हैं ।
  3. मिल बांह के साथ बीटल pronotum पर तुरंत गोंद (jellylike गोंद) के एक घटक की एक छोटी राशि रखें, और pronotum के साथ संपर्क में मिल बांह रखो ।
    नोट: jellylike गोंद धीरे सूखी अगर इस गोंद अकेले इस्तेमाल किया जाता है । हालांकि, इस गोंद कार्य जल्दी जब दो घटकों (सामग्री की तालिका) मिश्रित कर रहे हैं । दूसरे घटक (तरल गोंद) अगले चरण में इस्तेमाल किया जाएगा ।
  4. गोंद के अंय घटक की एक छोटी राशि (तरल गोंद) एक ठीक सुई या छड़ी का उपयोग कर जोड़ें । सुनिश्चित करें कि पंख गोंद (आंकड़ा 1b) से मुक्त कर रहे हैं । तरल गोंद jellylike गोंद के सख्त की सुविधा के लिए प्रयोग किया जाता है ।
  5. एक चुंबक का उपयोग करके एल के आकार की थाली (शीर्ष प्लेट) अन्य एल के आकार की थाली पर पकड़ के लिए उड़ान मिल (चित्रा 6) में पार के आकार सुई समायोजित करें । बस सुई के लिए शीर्ष प्लेट की ऊंचाई का समायोजन करते समय शीर्ष प्लेट स्लाइड । शीर्ष प्लेट (चित्रा 5) पर तस्वीर बटन के छेद में अक्षीय सुई के ऊपरी टिप डालें, और आधार प्लेट (चित्रा 6) पर गाइड में अन्य टिप जगह है ।
  6. एक IR संवेदक के नीचे एलईडी की स्थिति को समायोजित करें ।

3. प्राप्त करें और डेटा का विश्लेषण

  1. फोटो सेंसर से परिवर्धित उत्पादन संकेत रिकॉर्ड और पीसी में यह स्टोर के माध्यम से एक १,००० अंक की एक नमूना दर (चित्रा 7A) के साथ वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर का उपयोग करके/डी कनवर्टर और सॉफ्टवेयर, सामग्री की तालिका() ।
  2. सॉफ़्टवेयर DAQFActoryExpress प्रारंभ करें ।
  3. कार्यस्थान विंडो में लॉगिंग चिह्न पर कोई क्रॉस (+) चिह्न क्लिक करें ।
  4. लॉगिंग सेट नाम राइट क्लिक करें, और लॉगिंग सेट प्रारंभकरेंका चयन करें ।
    नोट: सॉफ़्टवेयर लॉगिंग जारी रखता है और डेटा सहेज रहा है ।
  5. रिकॉर्डिंग बंद करने के लिए, लॉगिंग सेट नाम पर दायां क्लिक करें और किसी. csv फ़ाइल को सहेजने के लिए सेट लॉगिंग समाप्त करें चुनें ।
  6. IR के ऊपर उड़ान मिल बांह के गुजरते समय का पता लगाने के बार केवल जब दर्ज वोल्टेज दहलीज (०.५ वी) से अधिक से एक उपयुक्त सॉफ्टवेयर का उपयोग कर एलईडी निकालें ।
    नोट: क्योंकि कुछ सॉफ़्टवेयर (उदा., MS Excel) किसी बनाई गई. csv फ़ाइल को पढ़ सकता है, इसलिए अध्ययन के उद्देश्य के आधार पर परिचित सॉफ़्टवेयर का उपयोग करें । यदि आवश्यक हो, डाउनलोड के माध्यम से उपलब्ध कस्टम कार्यक्रम Github, https://github.com/HidetoshiIkeno/FlightMill । कार्यक्रम का उपयोग करने के लिए हमारे कार्यक्रमों के साथ ही निर्देश के बारे में अधिक जानकारी के लिए, README फाइल जो मुख्य कार्यक्रम के साथ साथ है देखें ।

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Representative Results

इन प्रयोगों में, उड़ान चक्की के लिए लागू भृंग के बारे में ५०% एक या एक से अधिक क्रांतियों दिखाया । जब प्लास्टिक भाग सेंसर के बीच एक आभासी लाइन पारित कर दिया और एलईडी, दर्ज वोल्टेज 0 वी के बारे में ६.५ वी से बदल गया है, और एक गुजर की अवधि 10-20 एमएस के भीतर था, उड़ान वेग पर निर्भर करता है । इसलिए, एक कील वोल्टेज परिवर्तन की तरह एक क्रांति (चित्रा 7B) के रूप में मनाया जाता है । हम उड़ान के रूप में परिभाषित जब उड़ान मिल बांह घूमती है, यानी, वोल्टेज सीमा से अधिक (०.५ V), एक मुक्केबाज़ी, क्रांति वेग, या क्रांति की अवधि में क्रांतियों की संख्या की परवाह किए बिना । हम भी एक समय के रूप में उड़ान के समय ही परिभाषित जब दर्ज वोल्टेज सीमा से अधिक है । इस प्रकार, केवल एक समय बिंदु प्लास्टिक भाग के प्रत्येक पासिंग के लिए निकाला गया था । नतीजतन, ५०% भृंग की उड़ान मिल के लिए लागू "उड़े" । कुछ भृंग को खोलने के लिए और एक उड़ान से पहले अपने पंख बार बंद करने के लिए खड़ा है, हालांकि ज्यादातर मामलों में भृंग पहले से कोई संकेत दिखाए बिना उड़ान शुरू कर दिया । आमतौर पर, एक बीटल एक निश्चित अवधि के लिए उड़ान (आंशिक उड़ान) रखा और फिर एक अंतराल के बाद फिर से उड़ान भरी (चित्रा 7C-डी) । यह भविष्यवाणी करने के लिए संभव नहीं था कि बीटल उड़ान फिर से शुरू होगा । इस प्रकार, हम जब अंतराल ६० मिनट से अधिक था पूरा होने के रूप में एक माप नामित ।

ज्यादातर मामलों में, भृंग प्रति सेकंड 3-6 क्रांतियों की गति के साथ उड़ गया (0.75-1.50 मी) । हम एक क्रांति की दूरी गुणा से कुल उड़ान दूरी का अनुमान (यानी, उड़ान पथ की परिधि), जो लगभग २५.१ सेमी हो जाएगा, और उड़ान मिल बांह की त्रिज्या पर निर्भर करता है, क्रांतियों की कुल संख्या के साथ । भृंग की उड़ान क्षमता के आंकलन से बचने के लिए, हमने भृंग का लोप कर दिया है जो इस विश्लेषण से एक छोटी उड़ान (1 किमी से कम) दिखाई दी । अंत में, हम ३५ भृंग से 16 भृंग (7 पुरुषों और 9 महिलाओं) प्राप्त की है कि कम से एक क्रांति का प्रदर्शन किया ।

हम कुल समय उड़ान खर्च के रूप में उड़ान की अवधि परिभाषित, और आंशिक उड़ानों के अभिव्यक्त दूरी के रूप में उड़ान दूरी । 16 भृंगों ने ऊर्जा के सेवन के बिना १.२६ घंटा (३.२४ किमी) या अब उड़ान भरी । अधिकतम अवधि और दूरी ७.५ एच और २७.१ किमी, क्रमशः थे । क्योंकि उड़ान अवधियों और दूरी इन प्रयोगों में व्यक्तियों के बीच काफी हद तक अलग थे, औसत मूल्यों मतलब मूल्यों से अधिक जानकारीपूर्ण थे ।

उड़ान की क्षमता में यौन मतभेदों की जांच करने के लिए, हम सेक्स के आधार पर डेटा समूहीकृत और पाया कि उड़ान दूरी पुरुषों के लिए समान था (माध्य: १०.२ किमी, औसत: १३.४ ± ३.११ किमी, मिनट: ३.३ किमी, अधिकतम: २७.१ किमी) और महिलाओं (माध्य: १७.२ किमी, औसत: १७.२ ± २.१६ किमी, मिनट : ८.७ किमी, मैक्स: २५.४ किमी) । Wilcoxon रैंक राशि परीक्षण कोई महत्वपूर्ण अंतर दिखाई (पी = ०.२११) पुरुषों और महिलाओं के बीच उड़ान दूरी में (चित्रा 8) और न ही पुरुषों और महिलाओं के बीच उड़ान की अवधि में (नर: ३.८ एच, महिलाओं: ४.७ एच, पी = ०.१४२). इस प्रकार, हम निष्कर्ष है कि भृंग के दोनों लिंगों दूरी और अवधि में उड़ान की एक ही क्षमता हो सकता है ।

Figure 1
चित्रा 1: उड़ान मिल का अवलोकन । (क) उड़ान मिल का परोक्ष दृश्य. स्केलिंग के लिए एक टेनिस गेंद की तुलना करें । (ख) उड़ान मिल से जुड़ी एक बीटल । (ग) एक उड़ान मिल के तराजू । प्रत्येक भाग के अधिक विस्तार के लिए चित्र 2 देखें । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: अलग देखने के कोण से उड़ान मिल । एक ललाट (a), वाम-पक्ष (B), दाईं ओर (C), और ऊपर (D) उड़ान मिल के दृश्य । (ङ) ऊपर की थाली का निचला दृश्य । फोटोग्राफ के लिए एलईडी को फोटो संवेदक के नीचे से ले जाया गया । एक: अक्षीय सुई, बीपी: बेस प्लेट, dlp: डबल एल के आकार प्लेट, जीबी: आधार प्लेट पर गाइड, जीटी: शीर्ष प्लेट पर गाइड, एलईडी: IR एलईडी, एल. पी.-आकार प्लेट, ma: उड़ान मिल बांह, सांसद, बेस प्लेट पर धातु की थाली, पुनश्च: फोटो संवेदक । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: उड़ान चक्की के लिए इस्तेमाल किया सुई । एक मूल सुई (बाएँ) और एक पार के आकार का सुई (सही). एक सुई का आकार है: धातु भाग: लंबाई में ४० मिमी और व्यास में ०.२५ मिमी, प्लास्टिक भाग: लंबाई में 22 मिमी और व्यास में 2 मिमी. एक: अक्षीय सुई, ma: उड़ान मिल बांह । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: कैसे उड़ान मिल का निर्माण करने के लिए । कृपया विवरण के लिए पाठ देखें । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: उड़ान मिल भागों । (एक) शीर्ष प्लेट पर एक गाइड और एक तस्वीर संवेदक epoxy राल चिपकने के साथ एल के आकार प्लेट पर तय किया गया । तस्वीर बटन के छेद का व्यास 1 मिमी था और लंबाई 5 मिमी थी । (ख) एक ऊपरी सही कोण से उड़ान मिल का एक परोक्ष दृश्य । एक चुंबक दो एल के आकार की प्लेटों को जोड़ता है । लकड़ी की प्लेट पर एक ब्लैक एल के आकार की प्लेट खराब हो गई । (ग) उड़ान मिल का एक पिछला दृश्य । इलेक्ट्रिक केबल बंडल थे और एल के आकार की थाली है कि लकड़ी के बोर्ड पर खराब हो गया था पर तय की । (घ) तीन फ्लाइट मिल्स (F1-F3) एक छोटे से स्थान (४५ सेमी x 20 सेमी) में सरणी रहे हैं । gt: शीर्ष प्लेट, एमजी, चुंबक, पुनश्च पर गाइड: फोटो संवेदक । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: कैसे उड़ान मिल समायोजित करने के लिए । शीर्ष प्लेट खड़ी स्लाइड और शीर्ष प्लेट, यानी, तस्वीर बटन के छेद पर गाइड में अक्षीय सुई के शीर्ष टिप डालें । । । डबल एल के आकार की थाली के छेद में पार के आकार सुई डालें । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 7
चित्र 7: क्रांतियों के प्रतिनिधि समय का पता लगाएं । (a) एक वोल्टेज उत्पादन का एक उदाहरण के दौरान एक ५०० ms(a), a 10 s (B), और एक 1-घंटे (C) उड़ान गतिविधि. ट्रेस अस्थायी (C) से (A) करने के लिए विस्तारित है । डॉटेड रेखाएं उन पीरियड्स को इंगित करती है जो विस्तारित हैं । वोल्टेज उत्पादन हर 1 एमएस (प्रति सेकंड १,००० अंक) नमूना था । जब एआरएम आईआर एलईडी के ऊपर पारित कर दिया, संवेदक के उत्पादन वोल्टेज ०.०१ वी से लगभग ६.७ वी के लिए वृद्धि हुई । एक कील वोल्टेज परिवर्तन की तरह एक क्रांति (ख) के रूप में मनाया गया था । जब समय स्केल पैनल सी में की तरह मिनट है, एक लंबे समय से स्थाई उड़ान एक काले आयत (सी) की तरह के रूप में मनाया जाता है । विशेष रूप से, उड़ान गतिविधि दो चरण हैं: एक एक गहन उड़ान चरण है, दूसरे एक ठहराव चरण है । गहन-उड़ान चरणों के बीच अंतराल की लंबाई पूर्वानुमानित नहीं है । गहन-उड़ान चरण के दौरान बीटल ने लगातार गति के साथ उड़ान भरी । (घ) वोल्टेज उत्पादन और इसी संचित उड़ान दूरी का Superimposition. वोल्टेज उत्पादन पैनल (सी) के साथ के रूप में ही है । ब्लू: एक 1-एच उड़ान की वोल्टेज उत्पादन, लाल: संचित उड़ान दूरी. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 8
चित्रा 8: पुरुषों और महिलाओं के बीच उड़ान दूरी की तुलना. उड़ान दूरी का एक डिब्बा भूखंड । उड़ान दूरी में कोई महत्वपूर्ण अंतर पुरुषों और महिलाओं के बीच मनाया जाता है । बॉक्स में रेखा औसत इंगित करता है, और बॉक्स के किनारों उच्च और निंन चतुर्थक, क्रमशः इंगित करता है । अधिकतम और न्यूनतम मान मूंछों द्वारा दर्शाया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

हम एक कम लागत, आसान बनाने के लिए, और quercivorus जैसे छोटे कीड़े के लिए कॉंपैक्ट उड़ान मिल विकसित (शरीर की लंबाई में 4-5 मिमी और शरीर के वजन में 4-6 मिलीग्राम) । हमारी उड़ान मिल जैसे एक सुई, एक IR एलईडी, एक फोटो संवेदक, तात्कालिक गोंद, आदिके रूप में केवल साधारण आइटम शामिल है, और किसी भी परिष्कृत, महंगी, या कंप्यूटर नियंत्रित बिजली उपकरणों जैसे दुर्लभ वस्तुओं की आवश्यकता नहीं थी । यह आवश्यक वस्तुओं के आसान और त्वरित संग्रह और कम प्रयोगात्मक लागत सक्षम होना चाहिए । दरअसल, यह केवल १,००० JPY लागत (लगभग 10 USD, 8 EUR, या 7 GBP) प्रति उड़ान मिल (गैर छोड़कर उड़ान मिल विशिष्ट आइटम जैसे एक पीसी के रूप में, एक/डी कनवर्टर, सॉफ्टवेयर, सॉफ्टवेयर लाइसेंस आदि) इसके अलावा, प्रस्तुत उड़ान मिल कॉंपैक्ट था । इसलिए, यह एक बड़े प्रयोगात्मक अंतरिक्ष (चित्रा 5d) की जरूरत के बिना तैयार करने और कई फ्लाइट मिल्स16 का उपयोग करने के लिए संभव था । उन अंय फ्लाइट मिल्स के तरीके के संबंध में इस विधि के सबसे मजबूत अंक हैं ।

इस छोटी सी बीटल के मामले में लैबोरेटरी पावर काफी छोटी थी । इसलिए, घर्षण प्रतिरोध के रूप में संभव के रूप में छोटा होना चाहिए, जैसा कि पिछले अध्ययन में उल्लेख किया15,17। यह माप के लिए बहुत महत्वपूर्ण है । देखने के इस बिंदु से, एक पतली सुई का उपयोग उड़ान मिल आधार प्लेट के संपर्क क्षेत्र को कम करने के लिए बहुत सुविधाजनक था । इसी कारण से उड़ान मिल का ऊपरी हिस्सा भी सुचारु रूप से होना जरूरी है । सभी संभावित संपर्क बिंदुओं या स्थानों को सुचारु किया जाना चाहिए ।

जब एक लक्ष्य कीट छोटा है, उड़ान मिल फ्लैट रखा जाना चाहिए, हालांकि पिछले कागजात यह स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं किया है । अंयथा, मापने परिणाम अप्रत्याशित रूप से गुरुत्वाकर्षण से संबंधित प्रभाव से प्रभावित हो सकता है । गुरुत्वाकर्षण से संबंधित प्रभाव और बड़े घर्षण प्रतिरोध भ्रामक परिणाम पैदा कर सकता है । एक अंय महत्वपूर्ण बिंदु उड़ान मिल बांह की लंबाई की सटीकता था । क्योंकि जब भृंग लंबी दूरी की उड़ान भरी क्रांतियों की संख्या १०००० से अधिक है, सुई लंबाई की एक गलत माप भ्रामक डेटा प्रदान करता है । निर्माण के बाद मिल शाखा क्रांति की त्रिज्या को मापने के बाद उड़ान मिल हाथ ठीक वांछित लंबाई बनाने से अधिक व्यावहारिक है ।

पी quercivorusकी उड़ान गतिविधि को मापने के लिए, यह प्रयोग कुछ व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण बिंदुओं को सुझाता है । सबसे पहले, माप हौसले से उभरा भृंग द्वारा किया जाना चाहिए । अब तक, हमने देखा है कि सुबह में एक प्रयोग शुरू भृंग की एक उच्च संख्या है कि 1 किमी से अधिक मक्खी, दोपहर में शुरू करने के सापेक्ष प्रदान की है । इसलिए, आदर्श रूप में संभव के रूप में कई भृंग सुबह में मापा जाना चाहिए । दूसरा, शीर्ष और आधार प्लेट पर गाइड डेटा की पर्याप्त मात्रा में इकट्ठा करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है । प्रयोग वर्णित प्रक्रिया का उपयोग किया काफी आसान और जल्दी था । gluing के पूरा होने के लिए anesthetizing से, यह कम 1 मिनट से लिया । अक्सर, उड़ान मिल के लिए पार के आकार सुई समायोजन दर सीमित कदम है । यदि यह बहुत अधिक समय लेता है, केवल कुछ भृंग मापा जा सकता है । उन गाइड मिल जल्दी से सुई को समायोजित करने के लिए मदद करते हैं । तीसरा, माप के लिए सबसे अच्छी स्थिति में पाया जाना चाहिए, साथ ही कीड़ों से निपटने के लिए सबसे अच्छी प्रक्रिया । आदर्श रूप में, सभी मापा डेटा विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए, हालांकि एक अपवर्जन अक्सर पशु व्यवहार9,10,18के क्षेत्र में प्रयोग किया जाता था । हम कम दूरी की उड़ानों के कारण उड़ान भरने के लिए या कुछ प्रयोगात्मक गलतियों के लिए एक गरीब क्षमता है या नहीं पता था, क्योंकि हम नहीं जानते थे कि 1 किमी से भी अधिक उड़ान भरी कीड़ों लोप । प्रयोग का सबसे अच्छा प्रदर्शन भृंग की उड़ान क्षमता का अधिक सटीक अनुमान प्रदान करेगा ।

एक और सीमा एक साथ भृंग के एक बहुत से डेटा का नमूना हो सकता है । एक उच्चस्तरीय पीसी एक साथ कई उड़ान मिलों के डेटा प्रसंस्करण में सहायक है । विशेष रूप से, जबकि बचत और लेखन डेटा, पीसी विनिर्देशों महत्वपूर्ण हैं । उड़ान उच्च गति और लंबे समय से स्थायी है, क्योंकि एक उपयुक्त पीसी का उपयोग नहीं किया जाता है, तो कुछ डेटा गुम जा सकता है । हम अपने सेट अप के लिए सबसे अच्छा होने के लिए 1 kHz नमूना दर पाया. हालांकि, नमूना दर प्रत्येक विशिष्ट उड़ान मिल उपकरण के लिए समायोजित किया जाना चाहिए ।

क्योंकि एक भृंग की उड़ान की माप समाप्त हो गया था जब एक उड़ान अंतराल ६० मिनट से अधिक है, हम प्रत्येक बीटल देख रखा था ६० मिनट के बाद समाप्त हो गया था । इसके साथ ही हमारा एनालिसिस ऑफ लाइन कर दिया गया । इस प्रकार, यह अगर कुछ व्यवहार राज्यों जैसे एक उड़ान अंतराल, एक उड़ान अवधि, एक उड़ान दूरी, आदिके रूप में उपयोगी होगा /सूचित वास्तविक समय में प्रदर्शित कर रहे हैं । वास्तविक समय विश्लेषण प्राप्त करने के लिए, एक नया प्रोग्राम भविष्य में विकसित किया जाना चाहिए, और एक उच्चस्तरीय पीसी का इस्तेमाल किया जाना चाहिए ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

हम श्री एस Fukaya, श्री एन Okuda, और श्री टी Ishino प्रयोगों के साथ मदद करने के लिए धंयवाद । इस अध्ययन में अनुदान द्वारा समर्थित था वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए सहायता के लिए जापान सोसायटी से विज्ञान के संवर्धन के लिए (No. 15K14755).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
needle Seirin J type No. 5 x 40 mm
epoxy resin adhesive Konishi #16113
metal plate from a home improvement store
disposable plastic pipette from a home improvement store
snap button from a craft store
IR sensor Hamamatsu Photonics S7136
IR LED OptoSupply OSIR5113A 150 mW
custom-made program downloadable from Github.
URL: https://github.com/HidetoshiIkeno/FlightMill
instant glue Toagosei 31204
A/D converter LabJack Co. U3-HV
DAQ software AzeoTech DAQFactoryExpress download from AzeoTech Web page.

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References

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पर्यावरण विज्ञान अंक १३८ उड़ान मिल जापानी ओक टूटेगी उड़ान दूरी Platypus Quercivorus (मुरायामा) Raffaelea Quercivora Kubono एट शिन-इतो कम लागत प्रवासी क्षमता
अम्ब्रोसिया बीटल, <em>Platypus Quercivorus</em> (मुरायामा) की उड़ान की क्षमता को मापने, एक कम लागत, छोटे, और आसानी से निर्माण उड़ान मिल का उपयोग
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Okada, R., Pham, D. L., Ito, Y.,… More

Okada, R., Pham, D. L., Ito, Y., Yamasaki, M., Ikeno, H. Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill. J. Vis. Exp. (138), e57468, doi:10.3791/57468 (2018).

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