A Novel Verhaltenstest Gustatory Antworten einzelner, frei beweglichen Bumble Bees zur Untersuchung ( Bombus terrestris)

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die geschmackliche Empfindlichkeit erwachsener Arbeiterhummeln gegenüber Nährstoffen und Toxinen zu beurteilen. Mit dieser Methode können wir die natürlichen Fressreaktionen der Bienen sehr detailliert messen. Auf diese Weise können wir die Fähigkeit der Biene identifizieren, sowohl Nährstoffe als auch Toxine in Lösung zu erkennen.

Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie mehrere Reaktionsmaßnahmen bietet, wie z. B. die Menge an Nahrung, die Bienen in kurzer Zeit zu sich nehmen, und die Dauer des Fressvorgangs. Dies hat mehrere Vorteile im Vergleich zu bestehenden Go-No-Go-Methoden, wie z.B. einem Rüsselverlängerungsreflexprotokoll. Verhaltenstests liefern wertvolle Einblicke in neuronale Mechanismen.

Dieser Assay wird eine kontrollierte Möglichkeit bieten, die Reaktionen der frei beweglichen Bienen auf toxische Verbindungen in Lebensmitteln zu untersuchen. Eine visuelle Demonstration dieser Methode ist sehr wichtig, da die Vorbereitung und Präsentation der Lösungen schwer zu erlernen sein kann. Sie erfordern eine wirklich präzise Lieferung der Lösungen zur richtigen Zeit.

Bei dieser Demonstration wird Bombus terrestris audax aus kommerziell gezüchteten Kolonien verwendet. Sammeln Sie zwei Stunden vor Beginn des Experiments einzelne Arbeiterhummeln mit einem Plastikfläschchen mit einem perforierten Kunststoffstopfen ein. Bringen Sie zunächst Fläschchen mit einzeln gesammelten Bienen in eine dunkle Umgebung und lassen Sie sie zwei bis vier Stunden lang hungern.

Die Bienen werden in einem Halterohr getestet. Das Halterohr ist ein modifiziertes 15-Milliliter-Zentrifugenröhrchen mit einem vier Millimeter großen Loch an der Spitze und einem Stück Stahlgeflecht, das im Inneren befestigt ist. Befestigen Sie als Nächstes zwei Stücke Pappe an den Seiten der Halterung des Styropor-Halterohrs, um die Biene während des Experiments vor visuellen Reizen zu schützen.

Nach der Hungerperiode eine Biene aus dem Fläschchen in ein Halteröhrchen umfüllen. Befestigen Sie dann das Halterohr mit Zahnwachs an der Styroporhalterung. Positionieren Sie als Nächstes eine digitale mikroskopische Kamera.

Schließen Sie die Kamera für die Aufnahme an einen geeigneten Computer an. Positionieren Sie dann die Kamera fünf Zentimeter über der Spitze des Halterohrs. Stellen Sie abschließend das Halterohr so ein, dass sich mindestens 18 Milliliter der Spitze innerhalb des Videorahmens befinden.

Der Test ist in zwei Phasen unterteilt: den Vortest, in dem ein Tropfen Saccharose präsentiert wird, und die Testphase, in der die Lösung von Interesse präsentiert wird. Verbinden Sie vor Beginn des Versuchs einen sechs Zentimeter langen Silikonschlauch mit einem Millimeter Innendurchmesser über einen männlichen Adapter mit einem weiteren sechs Zentimeter langen Silikonschlauch mit einem Innendurchmesser von vier Millimetern. Dies funktioniert wie eine Pipettenbirne.

Richten Sie nun die Testlösungen ein. Bereiten Sie zunächst ein 100-Mikroliter-Mikrokapillarröhrchen mit der Testlösung vor und scannen Sie dann das Röhrchen mit einem Flachbettscanner bei 600 dpi. Verbinden Sie als Nächstes den Mikrokapillarschlauch mit dem Silikonschlauch.

Führen Sie nun die Kapillare in einen Mikromanipulatorhalter ein, z. B. in eine modifizierte Ein-Milliliter-Spritze. Verwenden Sie dann den Manipulator, um die Kapillare in eine bereite Position zu bringen. Beginnen Sie mit der Videoaufzeichnung nach der Gewöhnungsphase.

In dieser Studie wird die Rüsselaktivität bei 26,7 Bildern pro Sekunde mit 25-facher Vergrößerung aufgezeichnet. Zweitens bereiten Sie eine Spritze mit 500 millimolar Saccharose vor, die in DI-Wasser gelöst ist. Befestigen Sie dann die Spritze an einem weiblichen Adapter.

Starten Sie nun den Test. Zuerst wird die Spritze mit einem Saccharose-Tröpfchen von etwa 3,5 Mikrolitern an die Spitze des Halterohrs geleitet, um die Biene zu motivieren, ihren Rüssel auszustrecken. Geben Sie der Biene bis zu fünf Minuten Zeit, um die Saccharose zu verzehren.

Wenn das Tröpfchen nicht vollständig verbraucht ist, nehmen Sie die Biene aus dem Experiment. Sobald die Biene das Tröpfchen aufgebraucht hat, entferne sofort die Spritze. Positionieren Sie dann die Mikrokapillare fünf bis 10 Millimeter von der Spitze des Halterohrs entfernt und drücken Sie den Schlauch bei Bedarf vorsichtig zusammen, um die Lösung an der Spitze des Mikrokapillarröhrchens zu halten.

Führen Sie den Test zwei Minuten lang durch, beginnend mit dem ersten Kontakt des Rüssels mit der Lösung. Entfernen Sie nach zwei Minuten die Mikrokapillare und scannen Sie sie erneut, um das Volumen der von der Biene konsumierten Testlösung zu messen. Die Fütterungsreaktionen auf eine molare Saccharose, eine molare Saccharose mit einem millimolaren Chinin und reines deionisiertes Wasser wurden verglichen.

Die anhaltende Rüsselaktivität wurde während der ersten zwei Minuten der Tests bewertet. Ein Fütterungsschub ist definiert als Kontakt zwischen dem ausgefahrenen Rüssel und der Lösung ohne Unterbrechung des Kontakts für Intervalle von fünf Sekunden oder länger. Die kumulative Dauer der Fütterungen mit chininhaltiger Saccharose war im Vergleich zu Saccharose allein, nicht aber zu deionisiertem Wasser allein signifikant reduziert.

Ebenso haben die Behandlungen einen signifikanten Einfluss auf die Häufigkeit der Fütterungen während der Testphase. Ebenso unterschied sich die Geschwindigkeit der Rüsselretraktion signifikant zwischen den Behandlungen. Hummeln zogen ihren Rüssel nach dem ersten Kontakt mit chininhaltiger Saccharose deutlich schneller von der Testlösung weg zurück als mit Saccharose oder deionisiertem Wasser allein.

Nach der Testphase wurde der Gesamtverbrauch der Testlösung gemessen. Bienen aßen deutlich weniger von der chininhaltigen Saccharoselösung als von reiner Saccharoselösung. Die Reaktion auf Chinin unterschied sich nicht signifikant von deionisiertem Wasser.

Einmal gemeistert, kann diese Technik in zwei bis drei Stunden mit etwa acht Bienen durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird und alle Bienen auf die gewünschte Lösung reagieren. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis für den Wert dieser Methode haben, um Daten über die Arten von Substanzen zu liefern, die Bienen in Lebensmitteln nachweisen können. Beim Versuch dieser Methode ist es wirklich wichtig, keine Lösung in das Halteröhrchen zu verschütten und keine der interessierenden Lösung aus dem Mikrokapillarröhrchen auszutreten.

Wir hoffen, dass diese Technik es Forschern auf dem Gebiet der Verkostung ermöglichen wird, weiter zu untersuchen, wie das Geschmackssystem der Bienen Informationen über Nährstoffe und Toxine aufnimmt.