Ein einfacher Flug Mühle für das Studium der Flug Tethered in Insekten

Das übergeordnete Ziel dieser Flugmühle ist es, das Flugverhalten von Insekten unter kontrollierten Bedingungen im Labor zu erfassen. Diese Methode kann also dazu beitragen, Schlüsselfragen in der Verhaltensökologie zu beantworten, z. B. welche Bedingungen die Ausbreitung von Insekten oder das Wanderverhalten von Insekten im Vergleich zu anderen Flugmühlen stimulieren. Dieses Gerät ist relativ kostengünstig und einfach zu montieren und zu bauen, und das macht es zu einem großartigen Gerät für Labore, die nicht auf die Untersuchung des Flugverhaltens von Insekten spezialisiert sind.

Diese Methode kann jedoch Einblicke in die grundlegende Biologie der Insekten geben. Es kann auch zur Bekämpfung von Schädlingen eingesetzt werden, indem es in integrierte Schädlingsbekämpfungsstrategien einfließt. Der Aufbau und die Montage des Flugwerks ist im Protokolltext beschrieben.

Die Stützstruktur aus Acrylkunststoff wird zusammengebaut, indem die fünf horizontalen Regale in die Schlitze in den beiden Außenwänden und der Mittelwand geschoben werden, wodurch eine Struktur mit acht einzelnen Zellen entsteht, die jeweils einen magnetischen Drehpunkt und einen IR-Sensor enthalten, so dass acht Personen gleichzeitig geflogen werden können. Der Dreharm, an dem die Insekten angebunden sind, kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, um eine Vielzahl von Größen und Morphologien von Insekten aufzunehmen. Die IR-Sensoren werden mit wiederverwendbarem Klebekitt an den Außenseiten jeder Zelle befestigt, so dass der Sensor durch die Öffnungen in die Zelle hineinragen kann.

In die äußere vertikale Wand eingeschnitten, trägt eine einfache Schaltung, die auf einem lötfreien Steckbrett aufgebaut ist und den Eingang vom IR-Sensor mit dem Datenlogger verbindet. Zwei Widerstände von 180 Ohm bzw. 2,2 Kiloohm werden an den Ein- und Ausgang des IR-Anschlusses auf dem Steckbrett angeschlossen und in abwechselnden Reihen entlang des Steckbretts platziert, um Abfall im Spannungssignal während der Aufzeichnung für mehrere Sensoren zu minimieren. Um den Tethering-Vorgang zu starten, platzieren Sie eine kleine Folienfahne am Ende des ungebogenen Endes des Schwenkarms. Dies maximiert die Unterbrechung des IR-Strahls im Sensor und wirkt als Gegengewicht.

Abhängig von der experimentellen Insektengröße und der für die Befestigung verfügbaren Nagelhautfläche wird das Insekt mit Heißkleber oder bei Bedarf mit ungiftigem Hautkleber an einer Insektennadel befestigt. Für die Kudzu-Käfer, die in dieser Demonstration verwendet werden, ist die Hautklebeform nicht erforderlich. Eine kleine Menge Klebstoff um die abgerundete Spitze einer entomologischen Nadel vorsichtig auf den Pronoumbereich des Insekts auftragen.

Dieses Verfahren eignet sich für Insekten mit einer harten oder weichen Kutikula, die nicht behaart ist. Führen Sie den Stift mit dem daran befestigten Insekt in das gebogene Ende der Schwenkarmbaugruppe ein. Um den Flugversuch zu starten, hängen Sie den schwenkbaren Arm zwischen den Magneten auf und lassen Sie das Insekt fliegen.

Für die Aufzeichnung der Flugversuchsdaten kommt hier die passende Software für den Datenlogger zum Einsatz, die Windex-Software, die mit der Datenwarteschlange geliefert wird. Es wird ein Datenlogger verwendet. Öffnen Sie den Hardware-Manager des Geräts.

Wählen Sie den Datenlogger aus der Popup-Liste aus und drücken Sie Start Wind Act. Es öffnet sich ein neues Fenster, in dem das Eingangssignal jedes Sensors angezeigt wird. Wählen Sie die gewünschte Abtastfrequenz aus, bei der der Datenlogger den Ausgang des Sensors ausliest und anzeigt.

Die Häufigkeit der Probenahme hängt von der Fluggeschwindigkeit der Insekten ab. Abtastfrequenzen zwischen 30 und 45 Hertz sind jedoch schnell genug, um den Flug kleiner bis mittelgroßer Insekten zu erfassen. Drücken Sie STRG F vier.

So starten Sie eine Aufzeichnungssitzung. Wählen Sie im ersten Popup-Fenster den Zielpfad der Aufnahmedatei aus. Wählen Sie im zweiten Popup-Fenster die entsprechende Zeitdauer für die Aufzeichnung des Fluges für das jeweilige Insekt und Experiment aus und geben Sie sie ein.

Wenn die Aufnahmezeit abgelaufen ist, drücken Sie Strg S, um die aufgenommene Datei fertigzustellen. Entfernen Sie nach Beendigung des Flugversuchs das angebundene Insekt. Die Qualität der Aufzeichnung sollte vor der Datenanalyse überprüft werden.

Öffnen Sie die aufgezeichnete Flugspur und wählen Sie einen Spannungskanal aus. Drücken Sie STRG T, um ein Popup-Fenster mit den Spannungsstatistiken für jeden Kanal zu öffnen. Stellen Sie sicher, dass keine großen Abfall des Mindestwerts durch Spannungsabfälle im gesamten Stromkreis verursacht werden.

Eine qualitativ hochwertige Aufzeichnung eines Flugereignisses hat keine Spannungsabfälle im aufgezeichneten Signal. Wenn ein Flugereignis dagegen Spannungsabfälle im aufgezeichneten Signal aufweist, verwerfen Sie alle Kanäle, bei denen die Differenz zwischen der durchschnittlichen und der minimalen Spannung des Kanals größer als 0,1 Volt ist. Speichern Sie die Datei im CSV-Format mit Stern.

Gehen Sie zu Datei, speichern unter und im Popup-Fenster, wählen Sie Tabelle aus, drucken Sie CSV in der Tabelle, Kommentar-Popup-Fenster, wählen Sie relative Zeit aus und deaktivieren Sie alle anderen Optionen. Klicken Sie auf OK, um die Datei zu speichern. Anschließend werden die Flugdaten mit dem im Anhang bereitgestellten Python-Skript analysiert.

Diese können in Übereinstimmung mit den experimentellen Einstellungen, wie im Protokoll beschrieben, bearbeitet werden. Textrepräsentative Flugdaten aus dem Grabkäfer-Nigro-Wald Velois zeigen, dass individuelle Variationen im Flugverhalten leicht zu erkennen sind. Eine Person flog nach Beginn der Studie etwa drei Stunden lang ununterbrochen und flog dann während des restlichen Versuchs regelmäßig mit hoher Geschwindigkeit.

Bei einem anderen Individuum ist die Flugaktivität durch eine breite Palette von Fluganfällen in den ersten vier Stunden der Aufzeichnung gekennzeichnet, wonach ihre Aktivität fast periodisch wird. Diese Person flog auch nie mit der hohen Geschwindigkeit, die bei der ersten Person zu beobachten war. Beachten Sie den Unterschied in der Skalierung auf der Y-Achse der beiden Diagramme.

Ein weiteres repräsentatives Beispiel wurde mit der Wolfsmilchwanze an Cap pelus fasciatus erhalten. In dieser Studie wurde die Aufzeichnungszeit auf eine Stunde eingestellt, um Frauen als Migranten oder Einwohner zu charakterisieren. Diese Aufzeichnung ist typisch für die Art von Flugverhalten, die bei weiblichen Zugvögeln beobachtet wird: Individuen fliegen über lange Zeiträume mit einer relativ gleichmäßigen Geschwindigkeit.

Im Gegensatz dazu fliegen ansässige Weibchen mit geringerer Geschwindigkeit und die Fluganfälle dauern nur kurze Zeit. Beachten Sie den Unterschied in der Skalierung auf der x-Achse der beiden Diagramme. Die größte Herausforderung dieses Protokolls besteht darin, das Gerät und die Software an Ihre Studienspezies anzupassen.

Sobald Sie also Ihre Flugdaten gesammelt haben, können Ihre Insekten aus der Flugmühle entfernt und verwendet werden, um korrelierte Lebensverlaufsdaten wie Vic Kennedy oder Lebensspanne zu sammeln. Jetzt sollten Sie also ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie das Flugverhalten von Insekten unter kontrollierten Bedingungen sammeln und analysieren können.