Élevage et entretien à long terme des syrphes Eristalis tenax pour études

Summary

L’objectif général de ces procédures est d’établir, de maintenir et d’actualiser une population captive de Eristalis tenax dans un contexte de recherche.

Abstract

Avec d’environ 6000 espèces dans le monde entier, syrphes sont écologiquement importants comme alternatives pollinisateurs pour les abeilles domestiques. Cependant, ils sont aussi un modèle scientifique utile pour étudier le mouvement vision vol dynamique et dans un cadre de laboratoire contrôlées. Les larves se développent dans des eaux polluées organiquement, ils sont des modèles utiles pour enquêter sur les investissements dans l’immunité microbienne. Alors que la grande échelle élevage commercial de l’agriculture déjà se produit, il n’y a aucun des protocoles standardisés pour maintenir les populations captives par des études scientifiques. C’est important que les programmes commerciaux d’élevage en captivité en se concentrant sur la masse de sortie au cours de la pollinisation de pointe périodes risquent de ne pas fournir une population qui est cohérent, stable et robuste tout au long de l’année, tel qu’il est souvent nécessaire à d’autres fins de recherche. Par conséquent, une méthode pour établir, maintenir et actualiser une population captive de recherche est nécessaire. Nous décrivons ici l’utilisation d’un cycle d’hibernation artificielle, outre les exigences nutritionnelles et le logements, pour la maintenance à long terme des Eristalis tenax. En utilisant ces méthodes, nous avons augmenté considérablement la santé et la longévité des populations captives de E. tenax par rapport aux précédents rapports. Nous avons en outre traiter des options pour optimiser les rendements et la manipulation de la démographie et les méthodes d’élevage à petite échelle.

Introduction

Syrphes semblent constituer des modèles utiles pour enquêter sur une série de questions scientifiques, y compris les mécanismes neuronaux qui sous-tendent le mouvement vision², pollinisation efficacité^3,4, de comportement de vol¹, ^{5 , 6} et⁷de l’immunité microbienne. Cependant, contrairement à certains autres modèles de diptères, comme la drosophile⁸, il n’y a aucun des protocoles normalisés pour l’élevage de laboratoire de syrphes devant servir à la recherche scientifique. En effet, même si la littérature actuelle décrit les méthodes d’élevage le syrphe Eristalis tenax, beaucoup d’entre eux sont développés pour la culture de masse des syrphes pour la pollinisation des cultures, bio-dégradation des déchets organiques ou des études anatomiques ^{9 , 10 , 11}. par conséquent, ils n’abordent pas la nécessité d’un protocole simple qui fournit un approvisionnement constant de syrphes robuste en bonne santé, tout en conservant la forme génétique de la population.

Suite des abeilles et des bourdons, les syrphes sont un des plus importants sauvages, généraliste pollinisateur groupes^12,13. Il y a environ 6000 hoverfly espèces dans le monde entier^14,15, avec plus de 300 espèces en 75 genres en Suède¹⁶ et plus de 300 espèces des 69 genres en Inde^17,18,19. Par exemple, la marmelade agricolement important syrphe Syrphe ceinturé et la mouche de drone, Eristalis tenax, dont nous nous concentrons ici, sont trouvent dans l’ensemble de l’Europe, Amérique et Asie^{6,16, 17,18,19,20,21,22,23,24,25}. Syrphidae n’est pas aussi actif tout au long de l’année, ni toute la journée. En effet, non seulement la saison et l’heure de la journée, mais aussi les fluctuations de l’intensité de la lumière, température, humidité et vitesse du vent, affecter les patterns d’activité des syrphes^26,27. Dans le champ, Eristalis se trouvent à tout moment de l’année dans les climats méditerranéens¹¹, mais les numéros des syrphes active sont beaucoup plus faibles en hiver. À l’inverse dans les climats tempérés froids, Eristalis hibernent pendant l’hiver et ne se trouvent pas agir activement dans le domaine d’autour d’octobre à mars²⁸.

Voler librement les syrphes peut être collecté par un filet sur le terrain. En effet, dans les climats tempérés, ils sont trouvent dans la plus grande abondance dans le milieu à la fin de la matinée, au calme et ensoleillé, à la fin de l’été et tout au long de l’automne^26,,²⁷. Alternativement, mature E. tenax larves, deuxième ou troisième stade, peuvent être identifiés et récoltées dans la décomposition de la matière organique, comme le fumier tas ou cours d’eau pollué organiquement^10,11. En effet, des techniques publiées pour l’élevage de laboratoire d’e. tenax reposent tous sur élever les larves dans des eaux polluées organiquement, soit par une forme de matière végétale ou fécale^{9,10,29, 30 , 31 , 32 , 33}. Toutefois, collection de larves est limitée selon la saison et est seulement un outil de collecte viable de la fin du printemps jusqu’au début de l’automne¹¹. En outre, l’abondance des larves dépend de conditions météorologiques locales, comme les changements de température ambiante peuvent affecter les deux l’apparition de ponte et le développement larvaire tarifs^9,28.

Par conséquent, stratégies pour maintenir les stocks sains de syrphes en élevant des larves et des œufs au sein du laboratoire sont nécessaires pour faire en sorte que les expériences peuvent être menées pendant toute l’année, quelle que soit la saison ou les phénomènes météorologiques locaux. Ce qui est important, la technique décrite ici reproduit les syrphes uniquement des femelles accouplées sauvage. C’est important comme une étude réalisée par Francuski, et al. ¹⁰ a conclu que la diversité génétique d’un laboratoire population des syrphes de race, initialement établi à partir des larves matures 120 disparaissait rapidement. Donc, ils ont suggéré que pour maintenir la diversité génétique dans les colonies pour être utilisé à des fins de pollinisation des cultures commerciales, celles-ci doivent être reconstituées, ou même complètement rétablie, avec des personnes de terrain recueillie chaque printemps¹⁰.

Lorsque vous travaillez sur la vision ou autres sens utilisés en parade nuptiale et l’accouplement, nous recommandons donc de maintenir la diversité génétique, en rétablissant la colonie ou de reconstituer la colonie avec des personnes de terrain, régulièrement. Ceci est important car la sélection sexuelle affecte la dérive génétique de la population. En effet, dans les syrphes sauvages, mâles ont besoin identifier et intercepter les camarades adaptés, ainsi que pour rivaliser avec d’autres mâles pour l’accouplement des droits en défendant leurs territoires³⁴. Ce processus garantit que les hommes avec la meilleure vision possible et attention spatiale sont susceptibles d’être les plus réussis dans l’accouplement, et donc ces traits de caractère sont transmis à la génération suivante. Les effets qui en résultent de ces processus en cours, en partie, attestent la présence de dimorphismes sexuels dans la voie visuelle de syrphes^35,,³⁶. En captivité, les mâles n’ont pas les mêmes obstacles à un accouplement réussi que dans le domaine : tout d’abord, les femmes sont facilement disponibles, et deuxièmement le petit boîtier confiné annule l’effet de comportements territoriaux, qui agissent pour décourager l’accès accouplement des autres mâles compétitifs. La suppression expérimentale de la sélection sexuelle chez Drosophila melanogaster, s’est avéré avoir un effet significatif sur les populations captives avec une diminution de sa taille corporelle, la taille des testicules et sperm production³⁷et taux réduits de mâle comportements de parade nuptiale³⁸. Ainsi, une captive breeding programme, sans tenir compte de la sélection sexuelle, peut-être avoir un effet profond sur les deux les études visuelles et comportementales menées par la suite.

Nous décrivons ici une solution simple et économique qui fournit un approvisionnement constant de syrphes sain. Le protocole est flexible et facile à re-commencer et/ou haut de gamme, selon les besoins de recherche.

Protocol

1. établir en captivité colonie tenax E.

1. Établir la colonie par l’intermédiaire de la collection de larves matures (étape 1.2) ou encore par l’intermédiaire de la collection des syrphes de vol libre (étape 1.3).
2. Collection de larves matures
   1. Recueillir des deuxième et troisième stade larvaire des larves de fosses à fumier dans les élevages de bovins.
      Remarque : Les larves matures sont plus faciles à trouver au début de leur phase migratoire, qu’ils recherchent activement un environnement sombre et sec pour se nymphoser. Ceci tend à être près des frontières du fumier fosses où le fumier humide est à proximité des zones plus sèches contenant de grandes quantités de paille. Nous avons recueilli aux termes de l’autorisation d’une ferme d’élevage près d’Uppsala, Suède.
   2. Arrière les larves matures dans le fumier de vache comme indiqué dans l’étape 3.2.
3. Collection de syrphes sauvage
   1. Recueillir des syrphes sauvages par compensation dans le domaine, généralement à partir de parcs et de jardins botaniques où il y a une abondance de plantes dicotylédones.
      NOTE : Nous avons recueilli sous autorisation de plusieurs endroits, y compris celles de la trois jardins botaniques d’Adelaide, une ferme laitière en Myponga, sud de l’Australie et à divers jardins botaniques et les parcs tout au long de Uppsala, Suède.
   2. Chambre champ recueillies syrphes tel qu’indiqué à l’étape 2.

2. logement et à long terme l’entretien des syrphes

1. Maison des syrphes dans des sacs en plastique de 30 x 45 cm pour groupes de 20 ou moins, ou chez un insecte cage d’élevage (25 x 25 cm x 25 cm) pour les grands groupes.
2. Fournir de la nourriture et l’eau ad libitum, sous la forme de 10-20 grains de bee pollen et 2-3 mL miel placé au dessus de plusieurs boules de coton humide.
   Remarque : Pour le logement dans des sacs en plastique, il est important que les boules de coton sont humide mais pas trop saturées, comme toute accumulation d’eau à l’intérieur du sac peut être préjudiciable au taux de survie. À l’inverse, pour le logement dans les cages d’élevage, les côtés de maille permettent évaporation importante se produise. Boules de coton devraient donc être placés dans un contenant peu profond et être complètement saturés.
   1. Laissez les syrphes pour nourrir pendant 6 heures à température ambiante.
   2. Placer les syrphes avec la nourriture et l’eau dans leur logement, au réfrigérateur à 8-10 ° C et maintenir dans l’obscurité complète.
      NOTE : Stocker les syrphes à 8-10 ° C dans l’obscurité provoque les syrphes d’entrer dans un état d’hibernation, avec une réduction de l’activité et le taux métabolique.
3. Tous les 3-4 jours supprimer syrphes dans le réfrigérateur, ainsi briser l’hibernation artificielle et permettant l’alimentation et toilettage de se produire.
   1. Transférer syrphes dans un nouveau sac en plastique ou une cage propre insecte avec des aliments frais et de l’eau. Ce transfert peut soit être effectué manuellement, pour un petit nombre de mouches, ou en utilisant la phototaxie, pour un plus grand nombre.
   2. Pour pouvoir utiliser la phototaxie, rejoignez une cage propre insecte à l’ancienne, s’assurer qu’il y a une ouverture pour les syrphes se déplacer librement entre les deux sans échappement. Couvrir la vieille cage insecte avec un tissu opaque. Les syrphes se déplacera vers la lumière et dans la cage propre insecte.
4. Permettre les syrphes pour se nourrir et marié à température ambiante pendant 6 h.
5. Retourner les syrphes, avec la nourriture et d’eau dans leur logement, dans le réfrigérateur entre 8 et 10 ° C dans l’obscurité complète. Cela recommence l’hibernation artificielle des syrphes.
6. Continuer la rupture cyclique d’hibernation, tous les 3-4 jours, afin d’assurer la santé et la longévité des syrphes pendant la durée de leur captivité.

3. laboratoire élevage de tenax E.

1. Les larves matures arrière provenant d’élevages bovins (étape 3.2) ou arrière alternativement les œufs pondus par les femelles gravides de pêchés sauvages (étape 3.3).
2. Laboratoire d’élevage des larves matures des exploitations bovines
   1. Placer des larves dans le fumier de vache dans les fermes de bovins dans des seaux de 30 L.
   2. Placer le seau, contenant les larves matures, au sein d’une plus grande boîte ou sac (volume minimal de 50 à 60 L) et placer les copeaux de bois de 20-30 L jusqu’à la hauteur de la jante de la benne.
      Remarque : Ceci permet 3^rd stades juvéniles de ramper dans les copeaux de bois et se transforment en pupes.
   3. Accrocher une moustiquaire en couches double au plafond permettant de pendre les boîtes ou sacs, assurant ainsi que les larves ni les syrphes émergents peuvent s’échapper.
      Remarque : Par précaution, bande adhésive double-face peut être utilisé pour entourer l’installation, comme toutes les larves s’échapper seront coincés et se transforment en pupes sur cette bande. S’ils le font, enlever les pupes avant éclosion.
   4. Abritent les larves et les nymphes à température ambiante (21,5 ± 2,5 ° C) et exposer à soit lumière solaire indirecte ainsi que les lumières de la pièce pendant les heures de bureau ou garder à un cycle de lumière : obscurité de 12 h lumière : 12 h sombre.
      NOTE : Exposition à la lumière de 24 h peut être préjudiciable à la survie. Pour les larves de temps de nymphose élevages bovins variera de 1 à 20 jours après le prélèvement selon leur maturité au moment de la collecte.
   5. Fournir la nourriture et l’eau dans le moustique suspendu net enceinte (tel qu’établi à l’étape 2.2) avant la date d’éclosion attendue et remplacement tous les 2-3 jours. Eclosion aura lieu les 7-10 jours après la nymphose.
   6. Aux émergents syrphes pour nourrir pendant 6 heures à température ambiante avant de les placer dans le logement tel que décrit à l’étape 2.
3. Laboratoire d’élevage d’oeufs pondus par les femelles gravides sauvage attrapé
   1. Vérifier la syrphe logement aux oeufs, avant de changer de logement (étape 2) et avant leur retour au réfrigérateur. Ponte de femelles gravides sauvages se produit entre les deux 8-10 ° C et à température ambiante.
      1. Placer les oeufs dans un 100 mm x 20 mm boîte de Pétri contenant 70 mL d’eau du robinet et laissez à température ambiante jusqu’à ce que l’éclosion a lieu, habituellement 2 ou 3 jours après la ponte.
   2. Place éclore les larves dans un seau de 2,3 L contenant 1 L de fèces fraîches de lapin et 1 L d’eau du robinet.
      1. Vérifier la boue tous les 2-3 jours et ajouter l’eau du robinet supplémentaire comme nécessaires pour assurer que la boue se dessécher avant que les larves de stade 3^rd émergent.
   3. Placer le seau, contenant les larves du lisier d’excréments de lapin, au sein d’une plus grande boîte (volume minimum 30 L) contenant 20 L de copeaux de bois. S’assurer que les copeaux de bois sont à la hauteur de la jante de la benne.
      Remarque : Ceci permet 3^rd stades juvéniles de ramper dans les copeaux de bois et se transforment en pupes.
      1. Placez une moustiquaire en couches double sur la boîte pour s’assurer que les larves ni les syrphes émergents peuvent s’échapper.
   4. Abritent les larves et les nymphes à température ambiante (21,5 ± 2,5 ° C) et exposer à soit lumière solaire indirecte ainsi que les lumières de la pièce pendant les heures de bureau ou garder à un cycle de lumière : obscurité de 12 h lumière : 12 h sombre.
      NOTE : Exposition à la lumière de 24 h peut être préjudiciable à la survie.
   5. Attendre la pupaison se produire après 15-20 jours. Recueillir des pupes et placer dans une cage d’insecte, permettant des syrphes à eclose là.
   6. Fournir des aliments et eau (tel qu’établi à l’étape 2.2) avant la date d’éclosion attendue – eclosion va apparaître 6-10 jours après la nymphose – et remplacer tous les 2-3 jours.
   7. Aux émergents syrphes pour nourrir pendant 6 heures à température ambiante avant de les placer dans le logement, tel qu’indiqué à l’étape 2.
      Remarque : Tant la nymphose des larves et l’éclosion de nymphes peuvent être retardées par stockage dans l’obscurité à 8-10 ° C. À cet effet, stocker des larves dans la boue d’excréments de lapin et les nymphes en copeaux de bois.

Representative Results

Discussion

En utilisant nos techniques (Figure 1) syrphes ont été gardées en laboratoire pour une période de plus d’un an et utilisés avec succès dans des expériences comportementales après 7 mois de captivité,³⁹. En effet, même si cela semble contre-intuitif, gardant les syrphes dans un environnement plus naturel, sous 12 h lumière : 12 h conditions d’obscurité, à température ambiante, considérablement réduit leur espérance de vie à 2-3 mois. Maintenant E. tenax dans notre cycle d’hibernation artificielle pour plus d’un an est beaucoup plus longue que les précédentes tentatives via différents protocoles (77 jours³³, 4 mois,⁹, 18 semaines³⁰). Le principal facteur influençant cette accroissement de la longévité est probablement l’utilisation d’hibernation artificielle à 8-10 ° C. En cycliquement briser l’hibernation, tous les 3-4 jours (étape 2, Figure 1), nous permettons syrphes à nourrir et à se toiletter, maintenant ainsi l’état nutritionnel et le bien-être des syrphes, comme en témoigne l’augmentation observée en poids ( Figure 4) et aucun changement dans l’activité locomotrice, même après une longue période en captivité (Figure 3et voir³⁹). En effet, dans la littérature de tentatives infructueuses d’hibernation artificielle ne pas cassent le cycle de mise en veille prolongée, conduisant ainsi à une mortalité accrue et la présence de moisissures,⁹.

En outre, il y a une certaine controverse dans la littérature quant à la disposition du pollen comme source de nourriture. Plusieurs journaux affirment que le pollen d’abeille n’est pas suffisant, plus précisément pour la ponte, et seulement la fourniture de pollen sec ou frais en effet est approprié^9,29. Nos résultats indiquent qu’en complétant le pollen d’abeilles avec du miel et l’eau, nous voyons la longévité et Ponte, même après une longue période de captivité, avec une augmentation de poids chez les deux sexes (Figure 4) et Ponte produisent encore en femelles après plus de 5 mois en captivité³⁹. Cet accroissement de la longévité nous permet d’étudier les comportements des syrphes à tous les stades de la vie.

Dans le champ, syrphes femelles sont fécondées avant l’hibernation saisonnière et restent en diapause de reproduction, où sperme est stocké et ovocytes restent sous-développées, jusqu’au printemps²⁸. Étant donné qu’une femelle typique est capable de pondre 3000 dans 60 jours²⁹, élevage de ces œufs est donc un moyen rapide et efficace d’augmenter notre population en captivité. Toutefois, notre compréhension actuelle des facteurs qui conduisent au développement d’ovocyte après une période d’hibernation sont limitées. Température, humidité, luminosité et état nutritionnel ont été suggérés comme jouant un rôle dans le contrôle de reproduction diapause^28,40. La manipulation expérimentale de ces facteurs peut mener à une gouvernance plue du moment de la ponte et de tarifs.

De même, nous avons avec succès retardé le développement des larves, ainsi que l’éclosion de nymphes, de stockage dans l’obscurité à 8-10 ° C pendant 2 semaines, bien que la viabilité peut être beaucoup plus longue. En effet, Heal³⁰ enregistre une augmentation de la durée de pupes jusqu’à 37 jours lorsque la température de nymphe a été abandonnée de 25 ° C à 10 ° C. Utilisant ces stratégies et de retarder la production de œufs et/ou le développement des pupes permettrait une plus grande manipulation de la démographie de la population en captivité.

Alors que la cohérence temporelle des approvisionnements est beaucoup plus importante pour nos exigences que grosse récolte, cela peut être plus important pour d’autres utilisations, telles que la pollinisation dans les serres. Nous avons constaté que lors de l’utilisation de notre technique par des excréments de lapin, nous avons eu 163 ± 34 éclos Syrphidae de chaque couvée de œufs (N = 3). Étant donné qu’une typique femelle pond jusqu’à 200 œufs⁴⁰, nous pourrons augmenter ce rendement par la concurrence de surpopulation et de l’alimentation soit décroissante, ou en ajustant la température, car ceux-ci ont été impliqués comme affectant sensiblement la croissance larvaire^{9 ,31,40,41}. Toutefois, rien n’indique que la base des médias influence grandement le rendement³². En outre, par opposition aux résidus des autres vertébrés^29,30,31,42, excréments de lapin est relativement libre, permettant à la colonie être conservé dans des conditions normales de laboratoire odeur sans la nécessité d’une ventilation supplémentaire. Diminution de la densité de larves dans les médias, ou l’ajout nutritionnel les suppléments tels que des levures, ainsi que garder une température constante comprise entre 20 et 25 ° C, est probablement suffisante pour optimiser pleinement rendement^{31,32, 40}.

Les modalités pratiques de recueillir un nombre suffisant de librement voler les syrphes, ou soutenir une population captive génétiquement diverse, sont à la fois irréaliste et temps restrictives pour les projets de recherche à petite échelle. Par conséquent, l’élevage de la progéniture des femelles accouplées sauvages et complétant les fournitures en récoltant les larves matures⁷, permettent les options plus pratiques pour une utilisation toute l’année des E. tenax dans un contexte de recherche. Comme ces méthodes sont limités par les saisons où collection peut survenir, il est nécessaire pour les deux garantissant la longévité des syrphes adultes et élevage des œufs pondus par capturé des femelles gravides.

Materials

Bee Pollen	Forest Super Foods		any brand of bee pollen is suitable
Honey	Bramwells		any brand of liquid honey is suitable
Rabbit Faeces			can be substituted with cow or pig manure made into a slurry
BugDome	Australia Entomological Supplies	EM42222
Plastic Bags	Woolworths Homebrand
Mosquito netting	Clas Ohlson	34-1113
Cotton Balls	Woolworths Select
Fridge	Hisense		fridge needs to maintain a stable 8-10°C 
Buckets (2-3L)
Large plastic tubs (30L)
Wood shavings	Pollards Sawdust Supplies	MaxiFlake (75) 
Bag clips	IKEA	Bevara 303.391.70
Petri Dish (100mm x 20mm)	Corning	430167