האכלה נוזל חרקים יש את היכולת לרכוש כמויות הנוזלים משטחים נקבוביים דקה. פרוטוקול זה מתאר שיטה לקביעת ישירות את היכולת של חרקים לבלוע הנוזלים משטחים נקבוביים באמצעות פתרונות הזנה עם חלקיקים פלורסנט, מגנטי.
מאמר שיטה
האכלה נוזל חרקים יש את היכולת לרכוש כמויות הנוזלים משטחים נקבוביים דקה. פרוטוקול זה מתאר שיטה לקביעת ישירות את היכולת של חרקים לבלוע הנוזלים משטחים נקבוביים באמצעות פתרונות הזנה עם חלקיקים פלורסנט, מגנטי.
האכלה נוזל חרקים להבלע מגוון של נוזלים, אשר נמצאים בסביבה כמו בריכות, סרטים, או נכלאים נקבוביות קטנות. מחקרים של רכישת נוזלי לדרוש הערכת היחסים מבנה ותפקוד mouthpart; עם זאת, מנגנון ספיגת נוזלים הם היסטורית להסיק מן התצפיות של אדריכלות מבנית, לפעמים ללא ליווי עם ראיות. כאן, אנו מדווחים על שיטה להערכת יכולות ספיגת הנוזלים עם פרפרים (פרפראים) וזבובים (Diptera) באמצעות כמויות קטנות של נוזלים. חרקים ניזונים מ- 20% סוכרוז פתרון מעורבב עם חלקיקים פלורסנט, מגנטי של מסנן ניירות בגדלים נקבובית ספציפיים. החיתוך (המבנה הפנימי משמש לאחסון נוזלים) להסיר את החרק, מניחים על מיקרוסקופ קונפוקלי. מגנט הוא נופף מאת החיתוך כדי לקבוע הנוכחות של חלקיקים, אשר מציינות אם החרקים מסוגלים לבלוע נוזלים. מתודולוגיה זו משמשת כדי לחשוף נרחבת האכלה מנגנון (נימיות ויצירת גשר נוזלי) שעשוי להיות משותף בין פרפראים Diptera בעת האכלה משטחים נקבוביים. בנוסף, ניתן להשתמש בשיטה זו עבור מחקרים של האכלה מנגנונים בין מגוון רחב של חרקים האכלה נוזל, כולל אלה חשוב העברת מחלות, ביומימטיקה מחקרים אחרים שעלולים המערבות תעלות או מיקרו-בגודל ננו איפה תחבורה נוזלי מחייב אימות.
הרבה קבוצות החרקים יש mouthparts (proboscises) מותאם ניזון נוזלים, כגון צוף, נרקב פרי, sap זורם (למשל Diptera1, פרפראים2, דבוראים3), עצה (פשפשאים4), דמעות (פרפראים 5), ודם (Phthiraptera6, Siphonaptera7, Diptera7, פשפשאים8, פרפראים9). היכולת של חרקים ניזונים נוזלים רלוונטית בריאות המערכת האקולוגית (למשל האבקה10), מחלת שידור4,11,2,biodiversification12, מחקרים אבולוציה מתכנסת13. למרות המגוון הרחב של מקורות המזון, ערכת נושא בין חרקים מסויימים האכלה נוזל היא היכולת לרכוש כמויות קטנות של נוזלים, אשר יכול להיות מבודד טיפות מיקרו - או בגודל ננו, סרטים נוזלי או משטחים נקבוביים.
לאור המגוון הנרחב של חרקים האכלה נוזל (יותר מ 20% של כל מיני בעלי חיים14,15) ואת יכולתם להאכיל על מגוון של מקורות המזון, הבנה ההזנה שלהם התנהגויות ומנגנונים ספיגת הנוזלים הוא חשוב בתחומים רבים. Mouthpart חרק פונקציונליות, למשל, מילא תפקיד בפיתוח של טכנולוגיה ביונים, למשל, microfluidic מכשירים המסוגלים לבצע משימות כגון הרכישה של כמויות קטנות של נוזלים בשיטות דומות לאלו המועסקים על ידי חרקים16. בעיה יסודית במחקרים של מנגנונים ספיגת נוזלים, עם זאת, לקבוע לא רק כמה חרקים ניזונים נוזלים, אבל השגת ראיות התומך את המנגנון. אך ורק באמצעות התנהגות (למשל, חיטוט עם ה12,חוטם17) כפי מחוון האכלה אינה מספיקה, כי זה לא מאשרת את ספיגת נוזלים מוצלחת, ואינה מספקת אמצעי כדי לקבוע את הנתיב זה נוזלים נסיעות כפי שהם עוברים החרק. בנוסף, ביצוע ניסויים עם כמויות קטנות של נוזלים יותר מייצג טבעי תרחישים האכלה איפה נוזלים2,הגבלת משאבים12.
רנטגן שלב ניגודיות הדמיה נעשה שימוש עם פרפר המונרך (plexippus דאנאוס ל') כדי להעריך כמה פרפרים ניזונים כמויות קטנות של נוזלים בין משטחים נקבוביים12. פרפרים המונרך השימוש נימיות באמצעות רווחים בין תחזיות cuticular (legulae הגבי) לאורך החדק להביא הנוזלים נכלאים נקבוביות קטנות לתוך התעלה מזון. הנוזלים נכנסות בצורת סרט על הקיר תעלת המזון גדל והוא מתמוטט לתוך גשר נוזלי על ידי מישור אי יציבות12,18, אשר מועבר מכן כדי הבטן הפרפר על ידי פעולה של המשאבה יניקה בראש. למרות רנטגן שלב ניגודיות הדמיה הוא כלי מעולה להמחשת זרימת נוזל בתוך חרקים12,19,20,21, הטכניקה אינה זמינה יותר ונוח השיטה יש צורך עבור הערכה מהירה של יכולת ספיגת הנוזלים של חרק, לבלוע אותם.
כדי לקבוע אם מנגנון האכילה plexippus ד מחיל פרפראים אחרים וגם כדי זבובים (Diptera) (שתי קבוצות ניזונים נוזלים מן משטחים נקבוביים), Lehnert. et al. 13 ליישם טכניקה להערכת היכולת של חרק לאכול כמויות קטנות של נוזלים מן משטחים נקבוביים, אשר מדווח בהרחבה כאן. אמנם הפרוטוקול שמפורטות כאן מחקרים המשתמשים שנרטבו, משטחים נקבוביים, ניתן לשנות את המתודולוגיה ללימודים אחרים, כגון אלה כתובות מנגנונים האכלה בבריכת. בנוסף, להרחיב היישומים בתחומים אחרים, כולל מיקרופלואידיקה וטכנולוגיית bioinspired.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. חרקים מינים, ההכנה של פתרונות, התקנת תחנת האכלה
הערה: פרפרי כרוב (rapae לבנין ל', Pieridae) נבחרים כמו המין של פרפראים נציג כי הם השתמשו במחקרים קודמים של יכולות ספיגת הנוזלים mouthpart מורפולוגיה22,23. זבובים הבית (זבוב דומסטיקה ל', Muscidae) וזבובים בבקבוק כחול (Calliphora vomitoria ל', Calliphoridae) משמשים כי הם לעיתים קרובות הם נצפו ניזונים משטחים נקבוביים13.
2. האכלה פרוטוקול
3. ניתוח
4. קביעת חלקיקים בלע
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחקר של דפוסי ביכולות ספיגת הנוזלים בין חרקים האכלה נוזל מחייב קביעת כאשר האכלה מתרחש. פרוטוקול שמפורטות כאן משמש לבדיקת ההשערה גודל הנקבוביות המגביל בין פרפראים, Diptera13. ההשערה גודל הנקבוביות מגביל קובע כי האכלה נוזל חרקים לא יכולים להאכיל מתוך נקבוביות מלאות נוזל אם הקוטר גודל הנקבוביות קטן יותר הקוטר של תעלות הזנה12. נוזלים נכנסות מפני השטח הנקבובי חייב להקים גשר נוזלי יציב, דרך מישור אי יציבות18, כדי להתגבר על...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Mouthpart חרק פונקציונליות מבחינה היסטורית היא להסיק מחקרים של מורפולוגיה ברוטו (למשל., חוטם lepidopteran פונקציונליות הקשורים קש25,שתייה26); עם זאת, מחקרים שנעשו לאחרונה המשלבים ראיות גרמו שינוי פרדיגמה בהבנתנו המורכבות של חרקים mouthparts, מבנה פונקציה יחסים2,12,13 , 22 , 27. למרות טכניקות ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המדע הלאומית (NSF) להעניק. לא. IOS 1354956. אנו מודים ד ר אנדרו ד וורן (מרכז מקגוויר פרפראים, המגוון הביולוגי, פלורידה המוזיאון להיסטוריה של הטבע, אוניברסיטת פלורידה) רשות להשתמש בתמונות פרפר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תמיסת סוכרוז 20% | סוכר דומינו | סוכר הדרוש לייצור תמיסת הסוכרוז עם dH2O | |
| פוספט חוצץ מלח (PBS) | Sigma-Aldrich | P5493 | ריכוז 10X מדולל ל-1X ב-dH2O לדיסקציות חרקים |
| שקע יחיד שקע קעור | AmScope | BS-C6 | שקופית נחוצה להגדרת |
| נייר סינון | EMD Millipore | NY6004700 (60 ומיקרו; m) | מסנני ניילון נטו ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| נייר סינון | EMD Millipore | NY4104700 (41 ומיקרו; m) | מסנני ניילון נטו ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| נייר סינון | EMD Millipore | NY3004700 (30 ומיקרו; m) | מסנני ניילון נטו ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| נייר סינון | EMD Millipore | NY2004700 (20 ומיקרו; m) | מסנני רשת ניילון ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| נייר סינון | EMD Millipore | NY1104700 (11 ומיקרו; m) | מסנני ניילון נטו ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| נייר סינון | EMD Millipore | TCTP04700 (10 ומיקרו; m) | מסנני רשת ניילון ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| נייר סינון | EMD Millipore | TETP04700 (8 ומיקרו; m) | מסנני ניילון נטו ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| נייר סינון | EMD Millipore | TMTP04700 (5 ומיקרו; m) | מסנני רשת ניילון ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| נייר סינון | EMD Millipore | RTTP04700 (1 ומיקרו; m) | מסנני רשת ניילון ומסנני איזופור הדרושים לייצור משטח נקבובי להאכלת חרקים |
| מספריים מיקרו-ניתוחים איריס | חברת האספקה הביולוגית של קרוליינה | 623555 מספריים המשמשים לנתיחות | |
| סיכות חרקים | מוצרי Bioquip | 1208B1 | סיכות המשמשות במהלך נתיחות וניסויי האכלה |
| מלקחיים לניתוח נקודה עדינה במיוחד | חברת האספקה הביולוגית של קרוליינה 624684 | ציוד ניתוח | |
| Leica M205 C סטריאוסקופ | Leica Microsystems | M205 C | סטריאוסקופ המשמש לדיסקציה |
| מיקרוסקופ קונפוקלי הפוך | אולימפוס | IX81 | מיקרוסקופ פלואורסצנטי המשמש לזיהוי ננו-חלקיקים מגנטיים |
| Fisherbrand PTFE מוט ערבוב חד פעמי | Fisherscientific | S68067 | מגנט המשמש לאיתור ננו-חלקיקים |
| Kimtech Science Kimwipes | Kimberly-Clark Professional | 34155 | רקמות המשמשות לאבטחת חרקים במהלך ניסויי האכלה |
| זבוב הבית (Musca domestica) גלמים | Mantisplace.com | חרקים לניסויים | |
| זבוב בקבוק כחול (Calliphora vomitoria) גלמים | Mantisplace.com | חרקים לניסויים | |
| זחלי פרפר כרוב (Pieris rapae) | חברת האספקה הביולוגית של קרוליינה | 144102 | חרקים לניסויים |
| Finnpipette F1 | ThermoFisher Scientific | 4641080N | מיקרופיפטה לחלוקת נוזלים |
| Finntip 250 קצות פיפטה | ThermoFisher Scientific | 9400250 | קצות מיקרופיפטה |
| מיקרוסקופ שקופיות כיסוי זכוכית (=כיסויים) (24 x 24 מ"מ) | AmScope | CS-S24-100 | כיסויים לצפייה ביבול החרק במיקרוסקופ קונפוקלי |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה