Messung der Flug Fähigkeit des Käfers Ambrosia, Platypus Quercivorus (Murayama), mit einem Low-Cost, klein und leicht konstruierte Flug Mühle

Diese Methode kann dazu beitragen, wichtige Fragen in den Bereichen Entomologie und Forensik zu beantworten, wie z. B. die Kontrolle der Wanderung von Schädlingen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, die Migrationsdistanz und -geschwindigkeit eines kleinen Insekts in einem Labor unter kontrollierten Bedingungen einfach zu messen. Beginnen Sie mit dem Bau des sich drehenden Teils der Flugmühle.

Entfernen Sie zunächst den Kunststoffteil einer Akupunkturnadel. Eine 40 Millimeter lange Metallnadel mit einem Durchmesser von 0,25 Millimetern. Machen Sie dann mit einem Epoxidkleber ein Kreuz zwischen der modifizierten Nadel und einer unmodifizierten Nadel der gleichen Größe.

Dadurch entsteht der Flugfräsarm und eine Axialnadel. Bereiten Sie als Nächstes ein kleines Metallplättchen vor. Hämmere ein Grübchen in die Mitte der Platte, wo die Axialnadel befestigt wird.

Befestigen Sie dann die Platte mit Klebeband auf einem Holzuntergrund. Stellen Sie als Nächstes einen Kunststoffzylinder her, um die Drehachse der Mühle zu halten. Schneiden Sie eine Kunststoffpipette so zu, dass sie die gleiche Länge wie die Doppel-L-Platte hat, die einen Außendurchmesser von 4 Millimetern und einen Innendurchmesser von 3 Millimetern hat.

Befestigen Sie dann diese Teile mit dem Zylinder über der Vertiefung und mit der Doppel-L-Platte, die den Zylinder stabilisiert, an der Grundplatte. Stelle nun aus einem L-förmigen Stück Metall eine Halterung her und schraube das Metall an ein vertikales Holzbrett, um die Montage zu stabilisieren. Setze in das Loch einer anderen L-Platte eine kleine Metallkappe ein, die etwa 10 Millimeter lang ist und einen Millimeter Durchmesser hat.

Zu diesem Zweck kann ein Druckknopf verwendet werden. Fügen Sie nun einen Infrarot-Fotosensor hinzu, um die Umdrehungen zu zählen. Bauen Sie zuerst den IR-Sensor in die Leiterplatte ein und schrauben Sie dann die Leiterplatte in die L-Platte.

Der Weg des Kunststoffteils der gekreuzten Nadeln muss direkt unter dem Sensor verlaufen, damit die Baugruppe funktioniert. Befestigen Sie als Nächstes eine 150-Milliwatt-Infrarot-LED, die auf dem Schaltungssubstrat befestigt ist, mit Klebstoff an einem kleinen Magneten. Platzieren Sie dann die LED auf der Grundplatte unterhalb des Fotosensors.

Schließen Sie abschließend den Fotosensor an einen analogen Eingangskanal eines AD-Wandlers an. Bündeln Sie als Nächstes die gesamte Verkabelung und befestigen Sie die Kabel an der Platte. Schließen Sie abschließend den AD-Konverter über ein USB-Kabel an einen PC an.

Am Morgen des Experiments sammeln Sie alle frisch geschlüpften adulten P.Quercivorus-Exemplare von einem abgestorbenen Qercus crispula-Blütenbaum. Mehr als 100 Käfer werden häufig geerntet. Legen Sie als nächstes einen Käfer zur Betäubung auf Eis.

Vermeiden Sie es, den Käfer nass zu machen, da es sonst schwierig wird, den Eingriff abzuschließen. Gib nun mit Zweikomponentenkleber einen Tupfer der Gelee-Konsistenzkomponente auf die Spitze des Mühlenarms. Befestigen Sie dann den Mühlenarm am Pronotum des Käfers.

Mische dann mit einer feinen Nadel eine kleine Menge der flüssigen Leimkomponente in eine Geleeleimkomponente. Kleben Sie nicht auf die Flügel des Käfers. Sobald der Kleber ausgehärtet ist, schieben Sie die Platten mit einem Magneten auf der oberen Platte auseinander und setzen Sie die Flugmühle einfach wieder in das Gerät ein.

Passen Sie als Nächstes die Position der Infrarot-LED so an, dass sie sich direkt unter dem Sensor befindet. Wenn der Käfer erwacht, beginnt er zu fliegen. Starten Sie dann die Aufnahme der verstärkten Ausgabe des Fotosensors mit einer Abtastrate von 1000 Hertz.

Wenn sich die Mühle mit dem Flug des Käfers dreht, wird der IR-Strahl durch das Kunststoffteil gestört, was zu einem Spannungssprung am Sensor von 0 auf 3,7 Volt führt. Wenn die Aufzeichnungsschwelle 0,5 Volt überschreitet, eignen sich die Daten gut für die Analyse. Starten Sie die Aufzeichnung über die Software-Steuerung, indem Sie auf das Plus-Symbol auf dem Logging-Symbol im Arbeitsbereichsfenster klicken.

Klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf den Protokollnamen und wählen Sie Protokollierungssatz starten"Um die Aufzeichnung zu stoppen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Protokollnamen und wählen Sie Protokollierungssatz beenden"Die Daten werden in einer CSV-Datei gespeichert. Bei diesen Versuchen zeigte etwa die Hälfte der an der Flugmühle befestigten Käfer eine oder mehrere Umdrehungen. Einige Zeit nach dem Anheften fingen die meisten Käfer für eine gewisse Zeit an zu fliegen und flogen dann nach einer Ruhepause wieder.

Jeder Käfer wurde mindestens eine Stunde lang aufgezeichnet. Der durchschnittliche Käfer flog mit einer Geschwindigkeit von 0,75 bis 1,5 Metern pro Sekunde. Jeder Käfer, der weniger als einen Kilometer flog, wurde in der Analyse nicht berücksichtigt.

Bei 16 Käfern, die dieses Kriterium erfüllten, betrug die Mindestflugzeit 1,26 Stunden ohne Energiezufuhr und die längste Zeit und Distanz 7,5 Stunden und 27,1 Kilometer. In dieser Kohorte wurde kein signifikanter Unterschied zwischen Männchen und Weibchen festgestellt. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, werden Sie schnell viele Daten sammeln, da diese Flugmühle kostengünstig, klein und einfach zu bauen ist.

Und nicht zu viel Flugmühle. Seit ihrer Entwicklung hat diese Methode den Weg für die Forschung auf dem Gebiet der Grundlagenbiologie sowie der Schädlingsbekämpfung geebnet, um neue Wege in der Physiologie und Ökologie kleiner Fluginsekten zu erschließen. Durch die Modifikation dieser Methode, zum Beispiel durch die Installation eines Geruchsabgabesystems oder eines Beleuchtungssystems, können wir untersuchen, wie sensorische Informationen die Flugfähigkeit beeinflussen.