El objetivo general de estos procedimientos es establecer, mantener y actualizar a una población cautiva de Eristalis tenax en un entorno de investigación.
Artículo de método
El objetivo general de estos procedimientos es establecer, mantener y actualizar a una población cautiva de Eristalis tenax en un entorno de investigación.
Con aproximadamente 6000 especies en todo el mundo, otra es ecológicamente importante como polinizadores alternativos a las abejas domesticadas. Sin embargo, también son un modelo científico útil para el estudio de dinámica de vuelo y visión de movimiento en un entorno de laboratorio controlado. Como las larvas se desarrollan en aguas contaminadas orgánicamente, son modelos útiles para la investigación de inversión en la inmunidad microbiana. Mientras que comercial cría a gran escala para la agricultura ya se produce, hay no hay protocolos estandarizados para el mantenimiento de poblaciones cautivas para estudios científicos. Esto es importante como programas de cría en cautividad comercial centrándose en masa de salida durante la polinización máxima períodos pueden no proporcionar una población constante, estable y robusto durante todo el año, como a menudo es necesario para propósitos de investigación. Por lo tanto, se requiere un método para establecer, mantener y actualizar a una población cautiva de la investigación. Aquí, describimos la utilización de un ciclo de hibernación artificial, además de los requisitos nutricionales y de viviendas, para el mantenimiento a largo plazo de Eristalis tenax. Utilizando estos métodos, hemos aumentado significativamente la salud y la longevidad de las poblaciones cautivas de E. tenax en comparación con informes anteriores. Además se discuten métodos de cultivo de pequeña escala y opciones para optimizar los rendimientos y la manipulación de datos demográficos de la población.
Tamaki se perfila como modelos útiles para investigar una amplia gama de cuestiones científicas, incluyendo comportamiento de vuelo1, mecanismos neurales subyacentes movimiento visión2polinización eficiencia3,4, 5 , 6 y7de la inmunidad microbiana. Sin embargo, a diferencia de algunos otros modelos díptero, como Drosophila8, hay no hay protocolos estandarizados para la cría de laboratorio de avispas para uso en la investigación científica. De hecho, aunque la literatura actual describe métodos para criar la hoverfly Eristalis tenax, muchos de estos están desarrollados para el cultivo masivo de otra para la polinización de cultivos, biodegradación de residuos orgánicos, o los estudios anatómicos 9 , 10 , 11. por lo tanto, no abordan la necesidad de un protocolo de fácil que proporciona un suministro consistente de Tamaki robusto sano, manteniendo la aptitud genética de la población.
Después de las abejas y abejorros, avispas son uno de los más importantes salvaje, generalista polinizadores grupos12,13. Hay unos 6000 hoverfly especies en todo el mundo14,15, con más de 300 especies en 75 géneros en Suecia16 y más de 300 especies en 69 géneros en India17,18,19. Por ejemplo, la mermelada agrícola importante hoverfly Episyrphus balteatus y la mosca zángano, Eristalis tenax, que nos centramos aquí, se encuentran a través de Europa, América y Asia6,16, 17,18,19,20,21,22,23,24,25. Otra no es igualmente activo durante todo el año, ni durante todo el día. De hecho, no sólo la estación y la hora del día, sino también las fluctuaciones en la intensidad de luz, temperatura, humedad y velocidad del viento, afectan los patrones de actividad de Tamaki26,27. En el campo, Eristalis puede encontrarse en cualquier época del año en climas mediterráneos11, pero los números de otra activa son mucho más bajos en invierno. Por el contrario en climas templados fríos, Eristalis hibernan durante el invierno y no se encuentran actuando activamente en el campo de alrededor de octubre a marzo28.
Volar libremente otra se puede recoger por red en el campo. De hecho, en climas templados se encuentran en la mayor abundancia en los mediados a final de la mañana, calma en días soleados, a finales de verano y en otoño26,27. Alternativamente, maduran a larvas de E. tenax , segundo o tercer estadio, se pueden identificar y cosechadas a partir de materia orgánica, como estiércol en descomposición montones o arroyos contaminados orgánicamente10,11. De hecho, técnicas publicadas para la cría de laboratorio de E. tenax se basan sobre la cría de larvas en el agua contaminada orgánicamente, ya sea mediante alguna forma de materia fecal o vegetativo9,10,29, 30 , 31 , 32 , 33. sin embargo, colección de larvas es limitada por temporada y es sólo una herramienta de la colección viable desde finales de primavera hasta el inicio del otoño11. Además, la abundancia de las larvas es afectada por patrones del clima local, ya que cambios en la temperatura ambiente pueden afectar tanto la ocurrencia de oviposición y desarrollo larvario tarifas9,28.
Por lo tanto, se necesitan estrategias para mantener poblaciones saludables de Tamaki por cría de larvas y huevos en el laboratorio para asegurar que los experimentos pueden llevarse a cabo durante todo el año, independientemente de la temporada o eventos climáticos locales. Lo importante, la técnica descrita aquí reproduce la otra de sólo hembras apareadas salvaje. Esto es importante como un estudio realizado por Francuski, et al. 10 encontró que la diversidad genética de laboratorio criados población de Tamaki, originalmente establecido a partir de las larvas maduras 120, perdió rápidamente. Por lo tanto sugiere para conservar la diversidad genética en colonias que se utilizará para fines de polinización de cultivos comerciales, estas deban ser reabastecido, o incluso totalmente restablecido, con individuos de campo recogido cada primavera10.
Cuando se trabaja en la visión y otros sentidos que se utilizan en el cortejo y apareamiento, así recomendamos mantener la diversidad genética, mediante el restablecimiento de la Colonia o por reposición de la Colonia con individuos de campo recopilado, regularmente. Esto es importante ya que la selección sexual afecta la deriva genética de la población. De hecho, en la otra salvaje, hombre necesita identificar e interceptar a compañeros adecuados, así como competir con otros machos para el apareamiento los derechos defendiendo sus territorios34. Este proceso asegura que los machos con la mejor visión y la atención espacial suelen tener más éxito en el apareamiento, y por lo tanto, estas características pasan a la siguiente generación. El efecto resultante de estos procesos en curso, en parte, demuestra la presencia de dimorphisms sexuales en la vía visual de otra35,36. En cautiverio los machos no tienen los mismos obstáculos al apareamiento exitoso como en el campo: en primer lugar, las hembras son fácilmente disponibles, y en segundo lugar el recinto pequeño, confinado niega el efecto de las conductas territoriales, que actúan para impedir el acceso de acoplamiento de otros machos competitivos. La supresión experimental de la selección sexual en Drosophila melanogaster, ha demostrado tener un efecto significativo sobre las poblaciones cautivas con una disminución en tamaño de cuerpo total, tamaño de los testículos y espermatozoides producción37y tasas reducidas de hombre comportamientos de cortejo38. Por lo tanto, un programa, sin tener en cuenta de la selección sexual, de cría en cautividad puede tener un efecto profundo en los estudios visuales y de comportamiento llevado a cabo posteriormente.
Aquí describimos una solución sencilla y rentable que proporciona un suministro constante de otra sana. El protocolo es flexible y fácil de iniciar de nuevo o de lujo, dependiendo de las demandas de investigación.
1. cautivo de establecer colonias de E. tenax
2. vivienda y a largo plazo el mantenimiento de otra
3. laboratorio cría de E. tenax
Hemos desarrollado una estrategia de tres vías que mantiene una población saludable para los estudios visuales y de comportamiento (resumido en la figura 1). Nuestro método comienza con la colección de avispas silvestres (paso 1, figura 1). En nuestro laboratorio, Tamaki se alojan en jaulas insectos o bolsas de plástico, bajo un ciclo de hibernación artificial (paso 2, figura 1), sustancialmente prolongando su vida útil. Para los números crecientes, puede criarse descendencia de hembras apareadas salvaje (paso 3, figura 1).
Hemos encontrado que captura gran cantidad de salvajes Tamaki es un esfuerzo intensivo de tiempo, incluso al medio ambiente las condiciones es favorable. En contraste, la exitosa cría de las larvas maduras cosechadas de los pozos de estiércol de ganado en granjas es una manera mucho más eficiente a un gran número de fuente de avispas silvestres (paso 1, figura 1), con nosotros recogiendo hasta 700 larvas en 0,03 m3 de estiércol. Además, nuestras técnicas para posteriores huevos puestos por las hembras grávidas capturadas han demostrado para ser exitosos (paso 3, figura 1). Las hembras capturaron en un clima mediterráneo (Adelaida) durante el otoño e invierno puso varios lotes de huevos, con 24 grupos observados de 19 hembras en un período de 20 semanas. De estos lotes de huevo, 10 fueron colocados en el agua, que eran fértiles y dio lugar a la eclosión de las larvas. 3 grupos de larvas fueron adoptados más allá de este punto y coloca en la mezcla de excrementos de conejo, dando por resultado 163 ± 34 (promedio ± SD, N = 3) emergió otra, con ningún sesgo de género observada (figura 2).
La salud de estas avispas de laboratorio criado fue determinada por una comparación del peso y la actividad locomotriz de otra mujer en comparación con individuos de campo capturado. Actividad locomotora general se evaluó mediante un sistema de monitoreo de actividades del aparato Locomotor (LAMS), como se describió anteriormente39. No observaron diferencias significativas en peso (figura 3A) o actividad (figura 3B) fueron entre laboratorio criados y otra cogida salvaje después de un ciclo de 4 meses en cautiverio bajo nuestra hibernación artificial. Cuando E. tenax se mantuvieron en el laboratorio sin el uso de un ciclo de hibernación artificial hemos visto una disminución significativa en la longevidad, con una vida útil de 2.5-3 meses (73 ± 7 días para la 5 hembras) 79 ± 4 días para los 11 hombres. Cuando la otra se mantiene en estado de hibernación artificial que podrían vivir más de 12 meses.
Además, el efecto de largo plazo mantenimiento usando los métodos descritos, más se evaluó mediante una comparación de pesos en el tiempo para ambos sexos de laboratorio criado Tamaki. Se observó un aumento significativo de peso en un periodo de 4 meses para ambos sexos, con hembras siempre pesa más que sus homólogos masculinos (p < 0.0001, ANOVA dos vías, N = 12, figura 4).

Figura 1: Diagrama de flujo sobre los métodos para el mantenimiento de la salud población cautiva de E. tenax. (1) el procedimiento descrito aquí comienza con la colección de ya sea las larvas maduras de estiércol de vaca (paso 1.2) o libremente vuelo Tamaki (paso 1.3). (2) la otra se alojan en jaulas insectos o bolsas de plástico, depende de los números. Se mantienen en un ciclo de hibernación artificial en 8-10 ° C, que se rompe cada 3-4 días. (3) recogidos larvas se mantienen en su estiércol de vaca (paso 3.2). Huevos puestos en el laboratorio se colocan en una mezcla de excrementos de conejo (paso 3.3). Al alcanzar la madurez, 3rd instar larvas arrastran en el polvo alrededor de la sierra donde ellos pupan. Eclosión se produce después de 6-10 días, y la otra eclosed se coloca en la caja (paso 2). Haga clic aquí para descargar este archivo.

Figura 2: Número y proporción de sexos de E. tenax criados con éxito de lotes de huevo individual. Los datos muestran el número de E. tenax que eclosed de pupas desarrollado a partir de 3 lotes de huevos puestos en nuestro laboratorio. Los huevos fueron puestos por las hembras capturados. Los datos son color cifrado para el sexo de las moscas. No hay ninguna diferencia significativa en la relación.

Figura 3: Criado de evaluación de salud de la población en laboratorio y campo recogió otra mujer después de la cautividad a largo plazo. (A) comparación de peso entre el campo y de laboratorio criados capturado otra mujer después de 4 meses en cautiverio en hibernación artificial (N = 12). (B) niveles de actividad de criados en laboratorio y campo capturaron otra mujer después de 4 meses en cautiverio en hibernación artificial. Actividad locomotriz de la otra se midió en un sistema Locomotor de la actividad por ellos romper un haz de luz infrarroja durante el movimiento. Como anteriormente, tenemos un promedio de la actividad a través de 6,7 horas al mediodía, en el segundo día completo en el sistema de Monitor de actividad Locomotor39 (Ncampo atrapado= 9, Nlaboratorio criados= 12). La marca de la central de cada boxplot muestra la mediana, los bordes de la caja el 25th a 75th percentiles de los datos y los bigotes se extienden desde el mínimo hasta el máximo de los datos.

Figura 4: Comparación del efecto de mantenimiento a largo plazo en el peso de laboratorio criados Tamaki de uno u otro sexo. Los datos muestran el peso de hoverfly en función del tiempo mantenido en cautiverio en hibernación artificial. Como Tamaki todos fueron criados de huevos puestos en nuestro laboratorio (N = 12 en cada punto de datos) y t = 0 es igual a tiempo de eclosión de pupa, el tiempo en cautividad es la misma que la edad de los animales. La marca de la central de cada boxplot muestra la mediana, los bordes de la caja el 25th a 75thpercentiles de los datos y los bigotes se extienden desde el mínimo hasta el máximo de los datos.
Usando nuestras técnicas (figura 1) avispas han sido mantenidos en el laboratorio durante un período de más de 1 año y utilizado con éxito en experimentos conductuales después de 7 meses en cautiverio39. De hecho, aunque parezca contraintuitivo, manteniendo la otra en un entorno más natural, menos de 12 h luz: 12 h oscuridad, a temperatura ambiente, substancialmente disminuye su expectativa de vida a los 2-3 meses. Mantenimiento de E. tenax en nuestro ciclo de hibernación artificial por más de un año es significativamente mayor que las anteriores intentos utilizando diferentes protocolos (77 días33, 4 meses9y 18 semanas30). El factor principal que influye en esta mayor longevidad es probable el uso de la hibernación artificial en 8-10 ° C. Cíclicamente rompiendo la hibernación, cada 3-4 días (paso 2, figura 1), permitimos que otra alimentación tanto a uno mismo-novio, manteniendo así el estado nutricional y el bienestar de la otra, según lo evidenciado por el aumento observado en peso ( Figura 4) y ningún cambio en el aparato locomotor actividad incluso después de largos períodos en cautiverio (figura 3y ver39). De hecho, informes en la literatura de tentativas fracasadas en hibernación artificial no rompan el ciclo de hibernación, lo que conduce a aumento de la mortalidad y la presencia de molde9.
Además, existe cierta controversia en la literatura en cuanto a la provisión de polen como fuente de alimento. Varios trabajos indican que el polen de abeja no es suficiente, específicamente para la oviposición, y sólo la provisión de polen seco o fresco de hecho es conveniente9,29. Nuestros resultados indican que complementando el polen de abeja con miel y agua, vemos tanto la longevidad y la oviposición, aún después de largos períodos de cautiverio, con un aumento de peso en ambos sexos (figura 4) y oviposición sigue produciendo en hembras después de más de 5 meses en cautiverio39. Esta mayor longevidad nos permite estudiar las conductas de otra en todas las etapas de la vida.
En el campo, otra mujer es fertilizado antes de la hibernación estacional y permanece en diapausa reproductiva, donde se almacena el esperma y ovocitos permanecen subdesarrollados, hasta primavera28. Teniendo en cuenta que una mujer típica es capaz de poner 3000 huevos en 60 días29, cría de estos huevos es, por tanto, una forma rápida y eficiente para aumentar nuestra población cautiva. Sin embargo, nuestra comprensión actual de los factores que conducen al desarrollo del ovocito después de un período de hibernación son limitadas. Temperatura, humedad, intensidad de la luz y estado nutricional se han sugerido como un papel en el control de diapausa reproductiva28,40. Manipulación experimental de tales factores puede llevar a una mayor gobernanza de oviposición y tarifas.
Del mismo modo, hemos con éxito retrasado el desarrollo de las larvas, así como la eclosión de pupas, por almacenamiento en la oscuridad a 8-10 ° C durante 2 semanas, aunque la viabilidad puede ser mucho mayor. De hecho, curar30 informaron de un aumento de duración pupal de hasta 37 días cuando se cayó la pupa temperatura de 25 ° C y 10 ° C. Empleo de estas estrategias y retrasar la producción de huevos o el desarrollo de pupas permitiría una mayor manipulación de los datos demográficos de la población cautiva.
Consistencia temporal de la oferta es de mucho mayor importancia para nuestros requisitos de gran rendimiento, esto puede ser más importante para otras aplicaciones, tales como la polinización en invernaderos. Encontramos que cuando se utiliza nuestra técnica con heces de conejo, tenemos 163 ± 34 eclosed Tamaki de cada embrague de huevos (N = 3). Dado que una típica hembra pone hasta 200 huevos40, seamos capaces de aumentar esta producción sea decreciente competencia hacinamiento y alimentación, o mediante el ajuste de la temperatura, como éstos han sido implicados como afectar significativamente el crecimiento larval9 ,31,40,41. Sin embargo, no hay ningún indicio de que la base de los medios de comunicación influye grandemente rendimiento32. Además, a diferencia de las heces de otros vertebrados29,30,31,42, heces de conejo es relativamente inodoro, permitiendo a la Colonia a guardarse bajo condiciones de laboratorio normales sin la necesidad de ventilación adicional. Disminución de la densidad de larvas en los medios de comunicación, o añadir nutricional suplementos como la levadura, así como mantener una temperatura constante entre 20-25 ° C, es probablemente suficiente para optimizar completamente rendimiento31,32, 40.
La práctica de recoger un número suficiente de libremente volando otra, o de mantener una población cautiva genéticamente diversa, es imprácticos y tiempo restrictiva para proyectos de investigación a pequeña escala. Por lo tanto, cría de la descendencia de hembras silvestres acopladas y suplir fuentes de recolección de las larvas maduras7, permiten las opciones más prácticas para el uso durante todo el año de E. tenax en un entorno de investigación. Como estos métodos están limitados por las estaciones en que colección puede ocurrir, es necesario por tanto garantizar la longevidad de adultos Tamaki y cría de los huevos puestos por capturaron a hembras grávidas.
Los autores no tienen nada que revelar.
La investigación en nuestro laboratorio actualmente es financiada por el Australian Research Council (ARC, DP170100008 y DP180100144), nos fuerza aérea oficina de investigación científica (AFOSR, FA9550-15-1-0188) y Byggmästare de Stiftelsen Olle Engkvist (2016/348). Agradecemos a pasado miembros del laboratorio que han contribuido al desarrollo de poblaciones de hoverfly, Cederholms Lantbruk y C M T L verde & hijo acceso a estiércol de vaca y otra en sus fincas, y permisos de la Adelaida y el jardín botánico de Uppsala para colección y apoyo continuo.
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Polen de abeja | Bosque Super Foods | cualquier marca de polen de abeja es adecuada | |
| Miel | Bramwells | cualquier marca de miel líquida es adecuada | |
| EM42222 | |||
| Mosquitera | Clas Ohlson | 34-1113 | |
| Bolas de algodón | Woolworths Select | ||
| Fridge | El refrigerador Hisense | necesita mantener un 8-10&° estable; C | |
| Cubos (2-3L) | |||
| Tinas de plástico grandes (30L) | |||
| Virutas de madera | Pollards Suministros de aserrín | MaxiFlake (75) | |
| Pinzas para bolsas | IKEA | Bevara 303.391.70 | |
| Placa de Petri (100mm x 20mm) | Corning | 430167 |