Artículo de método

Trampa de intercepción de vuelo automatizada de bajo costo para el submuestreo temporal de insectos voladores atraídos por la luz artificial por la noche

DOI:

10.3791/63156

⸱

29 de diciembre de 2021

 ,  ,  , 
1Department of Ecology, Environment and Evolution, La Trobe University, 2Independent researcher

En este artículo

Resumen

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Para estudiar los impactos de la luz artificial en la noche (ALAN) en los insectos voladores nocturnos, el muestreo debe limitarse a la noche. El protocolo describe una trampa de intercepción de vuelo automatizada de bajo costo que permite a los investigadores tomar muestras en períodos definidos por el usuario con una mayor replicación.

Resumen

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Los métodos de muestreo se seleccionan en función de la especie objetivo o de los requisitos espaciales y temporales del estudio. Sin embargo, la mayoría de los métodos para el muestreo pasivo de insectos voladores tienen una resolución temporal deficiente porque consume mucho tiempo, es costoso y / o logísticamente difícil de realizar. El muestreo efectivo de insectos voladores atraídos por la luz artificial por la noche (ALAN) requiere muestreo en puntos de tiempo definidos por el usuario (solo nocturnos) en sitios bien replicados, lo que resulta en un esfuerzo de encuesta intensivo en tiempo y mano de obra o tecnologías automatizadas costosas. Aquí se describe una trampa de intercepción automatizada de bajo costo que no requiere equipo especializado o habilidades para construir y operar, lo que la convierte en una opción viable para estudios que requieren submuestreo temporal en múltiples sitios. La trampa se puede utilizar para abordar una amplia gama de otras cuestiones ecológicas que requieren una escala temporal y espacial mayor de lo que es factible con la tecnología de trampa anterior.

Introducción

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Hay muchas técnicas de muestreo de artrópodos 1,2,3, pero los ecólogos a menudo tienen dificultades para aplicar estos métodos de manera que sean apropiadas para sus preguntas de investigación (ver4). Al elegir un método apropiado para muestrear insectos, los ecólogos deben considerar la especie objetivo, el tiempo, el esfuerzo y el costo involucrados en diferentes técnicas. Por ejemplo, una limitación común es que puede ser logísticamente difícil submuestrear durante períodos de tiempo específicos en sitios replicados para cuantificar las variables temporales que influyen en la actividad de las especies, como los cambios en el clima o la actividad circadiana (pero ver5). La mayoría de las trampas para insectos de levantamiento pasivo se colocan durante largos períodos (por ejemplo, durante varios días, semanas o incluso meses), sin una resolución temporal de escala fina1. Para las encuestas dirigidas a períodos de tiempo específicos en múltiples sitios de réplica (como el muestreo nocturno solo en sitios distintos), es posible que se requiera que un equipo grande visite los sitios durante varios días en los mismos puntos de tiempo (por ejemplo, dentro de los 30 minutos posteriores al amanecer y al atardecer) para recolectar especímenes y restablecer trampas6; de lo contrario, se requiere un dispositivo de captura automatizado 5,7,8.

Existe un campo de trabajo creciente sobre los impactos de la luz artificial en la noche (ALAN) en los patrones de actividad de los insectos y la dinámica poblacional localizada 9,10; y sobre las interacciones entre ALAN y las tasas de depredación de insectos 4,11,12,13. Sin embargo, para estudiar los impactos de ALAN en los taxones de insectos nocturnos, el muestreo debe limitarse a la noche. Se han descrito y utilizado varias trampas de luz activa diferentes para el muestreo temporal automatizado de insectos nocturnos14. Algunos ejemplos incluyen dispositivos de separación simples de tipo disco de caída, donde la captura cae en un tubo estrecho con un disco que cae cada hora para separar la captura15, o dispositivos de separación de mesa giratoria que rotan las botellas de recolección a intervalos cronometrados 7,16,17. Estas trampas de luz automatizadas anteriores abordan los desafíos de muestreo involucrados con los requisitos de la encuesta temporal, pero a menudo son grandes y difíciles de manejar y utilizan tecnología obsoleta o poco confiable. Recientemente se desarrolló y probó un nuevo dispositivo automatizado de muestreo pasivo8. Este dispositivo utilizaba una trampa de intercepción de vuelo disponible comercialmente emparejada con un dispositivo de recolección ligero diseñado a medida que consistía en una taza de muestreo de soporte de mesa giratoria que permite recolectar el contenido de la trampa a intervalos definidos por el usuario8. Esta nueva trampa automatizada emplea una programación sofisticada que puede ser operada por un teléfono inteligente, pero es prohibitivamente costosa de construir a alrededor de EURO 700 (AUD 1,000) por trampa8.

Las trampas de intercepción de vuelo son una de las formas más eficientes de inspeccionar insectos voladores 1,18,19 y funcionan según el principio de que los insectos voladores caen al suelo cuando chocan con una superficie vertical. Las trampas de intercepción de vuelo vienen en una variedad de diseños. Sin embargo, la mayoría se construyen típicamente con una superficie transparente o de malla y un recipiente colector lleno de agua y / o un conservante. La nueva trampa descrita aquí utiliza un tipo de paletas cruzadas / deflector o trampa de intercepción multidireccional20, dado que se ha demostrado que los deflectores cruzados aumentan las tasas de captura14,21 y muestrean insectos de todas las direcciones. El propósito de esta trampa es inspeccionar insectos voladores nocturnos que se sienten atraídos por las luces artificiales. Esta fototaxis da como resultado insectos que rodean la fuente de luz22; por lo tanto, una trampa multidireccional es la más adecuada.

Aquí se describe una trampa de intercepción automatizada de bajo costo que no requiere equipo especializado o habilidades para construir y operar. La trampa utiliza un dispensador automatizado de alimentos para mascotas disponible comercialmente y artículos comunes disponibles en ferreterías. Este diseño cuesta menos de EURO 66 (AUD 105) por trampa a construir (Tabla 1), lo que los convierte en una opción viable para estudios que requieren submuestreo temporal en múltiples sitios simultáneamente.

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Protocolo

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1. Construcción de trampas

NOTA: Todos los componentes necesarios para construir las trampas se pueden encontrar en la Tabla de materiales. Cada trampa fue construida como se muestra en la Figura 1 y la Figura 2 por una persona dentro de las 2 h.

  1. Use una sierra de calar para cortar las láminas de policarbonato para techos (8 mm x 610 mm x 2400 mm) en secciones de 610 mm x 230 mm (Figura 1, elementos 1 y 2). A continuación, corte una ranura central de 8 mm hasta la mitad del centro de cada panel (610 mm x 230 mm) para permitir que los dos paneles se deslicen juntos para formar un deflector cruzado.
  2. Deslice los deflectores cruzados cómodamente en la abertura del embudo de plástico (Figura 1, punto 4) y asegúrelos al embudo con soportes angulares de acero inoxidable de 20 mm (Fig. 1, punto 5b).
  3. Con el soporte angular en su lugar, perfore previamente los orificios y luego use tornillos y tuercas M4 con arandelas (Figura 1, elemento 6b) para asegurar los deflectores cruzados al embudo.
  4. Nuevamente usando el rompecabezas, corte un trozo de la lámina de policarbonato (230 mm x 305 mm) de las láminas restantes y asegúrelo con soportes angulares de acero inoxidable de 20 mm (Figura 1, elemento 5a) en un ángulo de 90 ° con respecto a la parte superior de los deflectores cruzados para formar un techo protector (Figura 1, elemento 3).
  5. Con el soporte angular en su lugar, perfore previamente los orificios y luego use tornillos y tuercas M4 con arandelas (Figura 1, elemento 6a) para asegurar el techo al deflector.
  6. Recorte el caño del embudo a una longitud de ~ 30 mm con una sierra para asegurarse de que las bandejas de muestra del comedero automatizado para mascotas giren sin obstáculos a intervalos programados.
  7. Coloque el dispensador automático para mascotas (Figura 1, punto 8) dentro de un recipiente de plástico de 9 L (38 mm de diámetro) (Figura 1, punto 7) para proteger las muestras de las condiciones climáticas.
  8. Perfore un orificio de 20 mm en la parte superior de la cuenca de 9 L y coloque el caño del embudo en el orificio para colocarlo directamente sobre la bandeja de muestras.
  9. Usando un taladro con una broca conductora de cabeza hexagonal, asegure el recipiente de plástico que cubre el comedero para mascotas a una pieza de 500 mm de cerca de pino tratada (Figura 1, punto 9) con tornillos de cabeza hexagonal galvanizados (Figura 1, artículo 14).
  10. Para estabilizar toda la trampa para izar en el aire a través de cuerdas, conecte una estaca de madera (17 x 17 x 1200 mm, Figura 1, elemento 10) a la pieza de cerca de pino tratada (Figura 1, punto 9) con un soporte angular y alambre de amarre (Figura 1, artículos 13, 15 y 16).

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Figura 1: Diagrama esquemático de la construcción de trampas. (1 y 2) láminas de policarbonato de 610 mm x 230 mm x 8 mm; (3) lámina de policarbonato de 230 mm x 305 mm x 8 mm; (4) embudo de plástico de 24 cm de diámetro; (5a-b) soportes angulares de 20 mm; (6a-b) Tornillos, arandelas y tuercas M4 x 15 mm; (7) Lavabo de plástico de 38 cm de diámetro y 9 L; (8) dispensador automatizado de alimentos para mascotas; (9) palidez de pino tratada de 150 mm x 12 mm; (10) Estaca de madera de 17 mm x 17 mm x 1200 mm; (11) Soporte angular de 125 mm x 150 mm; (12) tornillos de cabeza hexagonal de 16 mm x 16 mm; (13) corchete angular; (14) tornillos de cabeza hexagonal de 16 mm x 16 mm; (15 y 16) estabilizador de alambre; (17) karabiner, utilizado para bajar y subir a su posición. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. Despliegue de trampas

NOTA: Las trampas se colocaron a los árboles a 6 m sobre el suelo (directamente debajo de las luces experimentales o de control) para capturar insectos voladores (Figura 2). El vaciado y la recolección de trampas fueron realizados por tres personas en un solo día. Se pueden muestrear más días si es necesario bajando la trampa para eliminar las muestras recolectadas, restableciendo los dispensadores de alimentos para mascotas y colocando la trampa nuevamente en posición cada tres días según el régimen de muestreo.

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Figura 2: Trampa de intercepción de vuelo automatizada de bajo costo para muestrear insectos en puntos de tiempo definidos por el usuario. (A) Los deflectores cruzados de policarbonato sirven como el área de intercepción de vuelo que permite recolectar insectos de los cuatro lados. El techo de policarbonato sirve para dirigir a los insectos hacia abajo y proteger las muestras recolectadas del clima. El embudo debajo de la barrera de intercepción de vuelo sirve para canalizar insectos que han chocado con las barreras de policarbonato en las bandejas colectoras alojadas dentro de la cuenca circular. (B) Trampa suspendida debajo de la luz experimental y asegurada al árbol por una estaca de madera y un soporte angular. La caja de madera contrachapada debajo de la trampa de intercepción contiene un detector de murciélagos utilizado para registrar pasivamente las llamadas de ecolocalización producidas por murciélagos insectívoros en libertad. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

  1. Una vez en el lugar de muestreo, retire el dispensador automático de alimentos para mascotas (Figura 1, punto 8) de debajo del recipiente de plástico.
  2. Abra el dispensador automático de alimentos para mascotas (Figura 3A) y coloque platos de papel de aluminio que contengan agua jabonosa o un conservante de elección en cada bandeja de alimentos (Figura 3B, aquí se utilizaron 20 ml de propilenglicol como conservante).
  3. Siga las instrucciones proporcionadas con el dispensador automático de alimentos para mascotas para establecer los tiempos de rotación de la bandeja de alimentos. Primero, establezca la hora del reloj, luego programe cada bandeja dispensadora de alimentos para mascotas.
    NOTA: El dispensador automático de alimentos para mascotas gira las bandejas de alimentos (1-6) a horas preprogramadas. Los cuencos de 6 comidas se pueden configurar para que se abran en cualquier momento del día o de la noche, con las bandejas girando en orden secuencial. Para este estudio, el objetivo fue muestrear insectos nocturnos y diurnos por separado. La bandeja 1 tomó muestras de las 8 PM de la primera noche y luego se trasladó a la bandeja 2 a las 7 AM de la mañana siguiente, seguida de la bandeja 3 a las 8 PM, la bandeja 4 a las 7 AM, la bandeja 5 a las 8 PM y la bandeja 6 a las 7 AM. Una función de retardo permitía un retraso de un día en el muestreo porque se tardaba 2 días en configurar todos los sitios, lo que garantizaba que el muestreo comenzara el mismo día / hora en todos los sitios.

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Figura 3: Tazón de comida para mascotas automatizado. (A) Tazón de comida para mascotas de 6 comidas que funciona con baterías utilizado para tomar muestras de insectos a intervalos definidos por el usuario. Los cuencos de comida se programaron en horarios alternos para muestrear insectos nocturnos y diurnos. Por ejemplo, la bandeja 1 se abrió a las 8 PM (día 1 nocturno), la bandeja 2 se abrió a las 7 AM (día diurno 1), la bandeja 3 se abrió a las 8 PM (día nocturno 2), la bandeja 4 se abrió a las 7 AM (día diurno 2), la bandeja 5 se abrió a las 8 PM (día nocturno 3) y la bandeja 6 se abrió a las 7 AM (día diurno 3). (B) Tapa retirada del recipiente de comida para mascotas automatizado para mostrar las seis bandejas de recolección. Los platos de papel de aluminio que contienen propilenglicol como conservante permitieron la fácil eliminación de los insectos recolectados. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

  1. Coloque el dispensador automático de alimentos para mascotas debajo del recipiente de plástico y asegure el recipiente a la pieza de la cerca de madera con los tornillos de cabeza hexagonal galvanizados (Figura 1, punto 14).
  2. Coloque una cuerda en la parte superior de la trampa con un karabiner (Figura 1, ítem 17). Con el uso de una escalera, levante la trampa en su posición y asegúrela debajo de las luces experimentales por el karabiner.
  3. Coloque una segunda estaca de madera (17 mm x 17 mm x 1200 mm, Figura 2B) al árbol (o poste de luz) con un soporte angular para estabilizar la trampa en vientos fuertes.
  4. La trampa se encuentra en la parte superior de la estaca; asegúrelo con dos bridas de cable grandes (Figura 2B).
  5. Para recolectar muestras de insectos, baje las trampas con una cuerda. Retire el dispensador automático de alimentos para mascotas de debajo del recipiente de plástico.
  6. Retire la tapa del dispensador de alimentos para mascotas (Figura 3A) y levante las bandejas de aluminio para verter el contenido en viales de muestra preetiquetados (Figura 3B).

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Resultados

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Las trampas se probaron en una encuesta de insectos voladores atraídos por la iluminación experimental en cuatro reservas de matorrales en Melbourne, Australia. Los sitios consistían en matorrales remanentes o revegetados rodeados de viviendas residenciales y con un promedio de 15 km de distancia (rango 3-24 km) y 45 ha de tamaño (rango 30-59 ha). Se instalaron un total de dieciséis trampas, cuatro en cada sitio, con y sin luces experimentales (3 luces y 1 control por sitio), y se inspeccionaron durante 3 días y 3 noches...

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Discusión

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A pesar de que la trampa automatizada de intercepción de vuelo descrita por Bolliger et al. (2020)8 está bien diseñada y es muy efectiva para el muestreo en períodos de tiempo definidos por el usuario, es probable que tenga un costo prohibitivo para muchos investigadores. Este estudio muestra que las encuestas de captura pasiva que utilizan trampas automatizadas para el submuestreo de insectos voladores en períodos definidos por el usuario se pueden llevar a cabo con un presupuesto modesto. Las tr...

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Agradecimientos

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La investigación fue financiada a través del Fondo Net Zero de la Universidad la Trobe, patrocinado por Sonepar. La investigación se llevó a cabo bajo el permiso científico no. 10009741 del Departamento de Medio Ambiente, Tierra, Agua y Planificación. Agradecemos a Martin Steinbauer por los comentarios sobre un borrador temprano y a dos revisores anónimos.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Pilas (celda C) – Paquete de 10DuracellMN1400B10https://www.duracell.com.au/product/alkaline-c-batteries/
Tazón de comida para mascotas automatizado de 6 comidas que funciona con baterías; cadaOEM ChinaXR-P006-002Los tazones de comida para mascotas automatizados de 6 comidas varían en precio según el proveedor, por ejemplo, en el Reino Unido se pueden comprar por & libra; 19 GBP ($36 AUD).
Tornillos de cabeza hexagonal galvanizada (10-16 x 16 mm) – paquete de 100Bunnings Warehouse1-311-9151-CTPMEBunnings Warehouse es una cadena de ferretería australiana con tiendas en Australia y Nueva Zelanda. Los artículos comprados en Bunnings Warehouse se pueden encontrar en la mayoría de las ferreterías. https://www.bunnings.com.au/
Escuadra de acero galvanizado (125 x 150 mm) – cadaBunnings WarehouseAZ11https://www.bunnings.com.au/
Alambre de amarre galvanizado (0,70 mm x 75 m) – por rolloBunnings Warehouse50218https://www.bunnings.com.au/
Recipiente de plástico (38 cm, 9 L redondo) – cadaFBA31541de almacenamiento Ezyhttps://www.ezystorage.com/product/laundry/basic-accessories/9l-round-basin/
Embudo de plástico (24 cm) – cadaSandlefordPf24
https://www.sandleford.com.au/plastic-funnel-24cm Soporte angular de acero inoxidable (20 mm) – paquete de 16Bunnings WarehouseWEB2020https://www.bunnings.com.au/
Tornillos y tuercas de acero inoxidable (M4 x 15 mm) – paquetede 18Almacén de banderinesSFA394 https://www.bunnings.com.au/
Arandelas de acero inoxidable (3/16" & M5) – Paquete de 50Bunnings WarehouseEBM5005https://www.bunnings.com.au/
Lámina de techo de policarbonato Sunlite (8 mm x 610 mm x 2,4 m) – cadaSuntuf (Palram Industries Ltd)SL8CL2.4https://www.palram.com/au/product/sunlite-polycarbonate-multi-wall/
pino tratado (150 x 12 mm) – cadaSTS Timber Wholesale P/Ln/ahttps://www.ststimber.com.au/sts-timber-wholesale-products/fencing
Estacas de madera (1200 x 17 x 17 mm) – Paquete de 10Enrejadorasn/ahttps://latticemakers.com/product/tomato-stakes-17x17mm-pack-of-10/

Referencias

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