מנהרת הרוח היא כלי חשוב בלימודי אקולוגיה כימית חרקים המאפשרים בדיקות מעבדה של טיסה חרקים התגובות semiochemicals. על ידי שחרור ריחות לזרם רוח מבוקרת, תגובה התנהגותית של החרקים לגירויים אלו יכול ישירות לפקח על ידי לימוד הטיסה שלהם נגד הרוח לכיוון המקור. חוש הריח הוא מנגנון החישה החשוב ביותר בו חרקים רבים אינטראקציה עם סביבה ביוטיים שלהם1. חרקים להשתמש ריח רמזים כדי למצוא שותפים מתאימים להזדווגות. באופן דומה, הם משתמשים ריח זרי ממשאבים המארח כדי למצוא מזון עבור עצמם, או הצאצא. צמחים משחררים ריחות פרחוניים בשילוב עם פרסים צוף ואבקה כדי להבטיח האבקה חרקים יעילות. כל הסימנים נדיפים אלה מפוזר באופן. פסיבי לסביבה ויש חרקים לזהות ולפענח רלוונטיות בודדים שלהם. כפי שיכללו חומרים נדיפים משתחררים לסביבה, המולקולות לנסוע עם הרוח כמו חוטים, שמירה על ריכוז הראשונית למרחקים גדולים בכיוון הרוח, לפני בסופו של דבר להיות שבור, מדולל על ידי מערבולת ו דיפוזיה2. חרקים יכולים לזהות שינויים ב נדיפים אות ולכוון את התנועה שלהם נגד כיוון הרוח, לכיוון המקור. חרקים להציג התנהגות טיסה עם עליות מהר נגד הרוח במגע עם ריח מושך, השלכת לצדדים על אובדן להעביר את הריח הפלום3,4. הסידור משותפת לשפות אחרות של חוש הריח נוירונים בריכוזים sensilla של מחושיהם חרקים יכולים להקל על תגובות התנהגותיות תחילת ואובדן של הפלומה קשר יוצא דופן ברזולוציה גבוהה5 ולאפשר החרקים להבחין בין דומה ריח מולקולות שמקורן מקורות שונים6. משוב חזותי בעת הטיסה, הנקרא optomotor anemotaxis, הוא היסוד לזהות את כיוון הרוח, אובייקטים ותזוזה יחסית2,7. על ידי שימוש אינטראקציה חושית והתנהגות מתוחכמים, חרקים ניתן לאתר מקורות הצבע סביבה תלת-ממדי.
זיהוי חרקים והדברה יכול לקבל מספר היבטים חשובים יישומית. סקס פרומונים (אותות intraspecific) של חרקים מזיקים רבים יכול להיות מסונתז ושוחרר לאוויר לשבש את התנהגות החיזור8. פרומונים והן kairomones (אותות interspecific) יכול לשמש השמנה המונית, למשוך ולהרוג בפיקוח מלכודות כדי לתת מידע ישיר של מצב המזיק. דוחי חרקים, כגון יתושים9, יכול להילמד גם ב- bioassays מנהרת רוח. שיטות אלה למלא תפקיד חשוב של הדברה משולבת מערכות תומכות החלטה וניהול עבור החקלאים.
Bioassays מנהרת רוח, היכן ניתן לנטר הרפרטואר התנהגות בתיווך ריח של המין, היא שיטה חזקה כדי לזהות כלים חדשים פוטנציאליים הדברה להחליף או להפחית את ההשפעה של שימוש בחומרי הדברה.
ההיגיון התיאורטי מאחורי העיצוב מנהרת רוח הוא מתואר באופן יסודי10. כאן, אנו מתארים את הבנייה מנהרת רוח, ריח יישום והתנהגות טיסה שבו נעשה שימוש בכמה ניסויים כדי לקבוע את פרוטוקול bioassay של מנהרת רוח. מנהרת הרוח (איור 1) ב Nibio (Ås, נורבגיה) נבנית פוליקרבונט שקוף לגרד עמידים. הזירה הטיסה הוא 67 ס מ, 88 ס"מ ו 200 ס מ. מול הזירה הטיסה, יש מקטע נוסף פוליקרבונט, 30 ס"מ. חלק זה של מנהרת הרוח משמש מקטע השירות עבור היישום של ריחות. אם שיכללו חומרים נדיפים קשר עם פוליקרבונט הדיור בזירה הטיסה, הם בהמשך להיות פרסמה מחדש, לזהם בין ההפעלות. בקצה אחד של המקטע השירות, יש לכן רשת מתכת מחורר. שתי רשתות להגביל את זרימת האוויר, ליצור הלחץ קלה בצד נגד הרוח. התוצאה היא זרימה שכבתית מוגברת בצד הרוח. הרשת נגד הרוח עשוי פלטת מתכת מחורר עם חורים 8 מ"מ הפזורים באופן שווה חתך של התעלה כדי לספק 54% לפתוח אזור. הרשת הרוח יש חורים של 3 מ מ, 51% לפתוח אזור. זה מפחית את המערבולת, מבטיחה כי הריח הפלום נסיעות מרכזי לאורך הזירה הטיסה. הפלומה ריח יש הצורה של קונוס צר, ניתן לאבחן על ידי השימוש של עשן. בקומה של הטיסה עיגולים ארנה, פלסטיק או נייר בגדלים שונים (מ 5 עד 15 ס מ קוטר) פרוסים לתת משוב חזותי חרקים במהלך הטיסה. יש שם דלת גישה 25 ב- 50 ס מ בקצה נגד הרוח של הזירה טיסה ובמקטע השירות. הסוף הרוח של הזירה טיסה בין המקטע מסנן פליטה, יש אזור פתוח 60 ס מ עבור טיפול חרקים. אזור גישה זה מכוסה בצדדים עם בד 0.8 מ מ מרושת למניעת חרקים לברוח לתוך החדר.
האוויר נשאב לתוך מסנן הדיור הראשונה על ידי מעריץ. האוויר עובר דרך מסנן אבק לפני זה זה לטהר על-ידי קיבולת גבוהה 24 מסנני פחם פעיל ושוחררה במנהרה. האוויר יציאה המנהרה הוא עבר דיור המסנן דומה לפני ששוחרר חזרה אל החדר. זה יכול להיות מועיל למצות את האוויר אל מחוץ לבניין דרך ברדס fume... האוהדים על שני בתי מסנן מופעלים עם זרימה שווה. שני מאווררים יש מתג דימר רציפה, מכוילים במהירויות רוח שונים באמצעות של זרימה. מהירות אוויר היא תלויה המינים שנבדקו. s 30 ס מ-1 לעתים קרובות נקודת התחלה טובה. עבור חרקים קטנים, מהירות אוויר אידיאלי עשוי להצטמצם, עבור עלונים חזקה, המהירות יכול להיות גבוה יותר כדי להגדיל את המרחק היחסי הטיסה.
החדר מנהרת רוח מקלה על השליטה של טמפרטורה, לחות, עוצמת האור. רצועות LED ממוקמים מאחורי חלונית poly(methyl methacrylate) אטום 3 מ מ כדי ליצור מקור אור מפוזר מעל ומאחורי הזירה הטיסה. שני מקורות אור יכול להיות נשלט באופן עצמאי.
יישום ריח יכולה להיות מושגת על ידי מספר דרכים. באופן כללי, ריחות משתחררים לתוך זרימת האוויר במרכז סוף הזירה טיסה נגד הרוח. בהתאם שאלות המחקר שלפנינו, מנקודת השחרור יכול להיות חשוף או מכוסה. גליל זכוכית (10 ס מ קוטר, 12.5 ס"מ) עם רשת מתכת (2 × 2 מ מ רשת שינוי גודל) בצד הרוח יכול מבחינה ויזואלית יחסום את מקור הריח, במקביל לשמש כמשטח נחיתה עבור חרקים. בניסויים רבים, משטח זכוכית אופקי יכול לשמש להצגת מקורות ריח או אותות חזותיים קרוב מנקודת השחרור. יש גם ההזדמנות לשחרר שני ריחות במקביל, לצד זה, כדי להקל על הבחירה מבחני. הנקודות שחרור ממוקמות מכן 20 ס מ זו מזו, הריח נוצות חופפים בחצי דרך המנהרה. ניתן לזהות את הבחירה אז על ידי הפלומה אילו החרק עוקב נגד כיוון הרוח.
העיצוב מנהרת רוח מקלה על אינספור שיטות לשחרור נדיפים. לדוגמה, ריח מסוים יכול להשתחרר מול ריח רקע כגון הנפלטת יבול הצמח11,12. בנוסף, גירויים חזותיים שונים יכול להיות נבדק13,14. הגדרת הניסוי חייב להיות מותאם לכל השאלות מינים ומחקר.
מקורות ריח טבעי, כגון חלקי הצמח וריחות סינטטיים של מתקני החלוקה שיוכל ישירות אל תוך הזירה הטיסה. לבודד אותו ריח מתווכת התנהגויות של visual, אפשר לכסות את מקור הריח, או שיכללו חומרים נדיפים נשא אל תוך הזירה טיסה באמצעות אספקת האוויר פחם מעבדה מסוננים מבחוץ. מקור הריח מוחזק ואז בתוך צנצנת זכוכית, האוויר הוא דחף את הצנצנת לתוך מנהרת הרוח via טפלון צינורות, צינורות זכוכית. המהירות בנקודת שחרורו צריך להתאים את מהירות הרוח בזירה.
לשחרור ריחות-יחסי תערובת ספציפית, ריסוס יכול לשמש. המרסס הוא זרבובית קולי עם טיפ חרוט, של microbore שנוספו כדי להקל על זרימת הנוזל-µL 10 דקות-1. הצינור מחובר לגנרטור אולטראסוניות בפס רחב, הפועלת על 120 קילו-הרץ. מזרק משאבה דוחפת את הדגימה ריח לתוך הצינור ריסוס. Fluorinated אתילן פרופילן (FEP) אבובים עם 0.12 מ"מ קוטר פנימי הוא המחבר את המזרק gastight 1 מ"ל הזרבובית. מתאמים אבובים להתנפח אתנול, לכווץ באוויר, מאפשרים התאמה הדוקה עם אין נפח פנימי. גודל droplet תרסיס המופקים התנודות של הצינור תדירות תלויה, תלוי הממס ספציפי משמש. טיפות קטנות להתאדות, מובאים למטה מנהרת הרוח כמו שיכללו חומרים נדיפים. עיצובים ריסוס אחרים קיימים גם, גרסה זולה יותר ניצול של אלמנט פייזו מונע זכוכית נימי ומספק פתרון דומה15.
תערובות סינתטי או קראוון אוספים יכול לשמש עם המרסס. הדגימות הן מדולל עם אתנול טהור ריכוזי הרצוי. עם אוספים נדיפים, הדגימה יכול להיות מדולל לגרזנים הזמן אוסף. משמעות הדבר היא כי צריך להיות מדולל אוסף נדיף שנדגמו מעל 3 h כדי 1800 µL, אשר בכל פרסום תעריף המרסס ב µL 10 דקות-1 מקביל 3 h.
הזיהוי של ההתנהגות טיסה יכול להיעשות ישירות על-ידי התבוננות ידנית או הוק לאחר ניתוח וידאו. הטיסה בכיוון צריך להבחין בין טיסה אקראית. ריח מתווכת ניתן לזהות התנהגות לפי המאפיינים הבאים: הפלום זיג-זג טיסה מעבר לריח, טיסה ישר נגד הרוח כאשר בתוך הפלומה, ובחזרה לולאה אם המגע עם הפלומה אובד. על אובדן הפלומה אטרקטיבי, החרקים יכול גם להתחיל זיג-זג עם הגדלת קשתות להתחבר מחדש הפלומה לאיבוד3,4. התנהגות זו היא מהותית הגדרת השדה שבו החרקים בעקבות ריח מושך צריך להתמודד עם מערבולות ואת הסטה כיווני רוחות. התבנית הטיסה אינה אחידה והיא משתנה לאורך ההוראות חרקים. לדוגמה, עלונים חזקים כגון והמזוהמים יש כיוון נגד הרוח מהר יותר עם דפוס הליהוק רחב יותר מאשר עש, מהירות הרוח צריך להיות מוגברת כדי להקל על מסלול טיסה יחסית יותר זמן.
גם יכול להיות מצולמת הטיסה של חרק. עם מצלמה בודדת, תכונות הטיסה פשוטה יכולה להיות מתוארת על ידי זוממים את קואורדינטות y x16. באמצעות שתי מצלמות עם לכידת מסגרת מסונכרן, הטיסה 3D יכול להיות שיחזר באמצעות תוכנה חיצונית של17. מסלול הטיסה ניתן לנתח אז לתת מידע על מהירות טיסה, מרחק, הזוויות טיסה ביחס כיוון הרוח, פרטים אודות המאפיינים טיסה ביחס הפלומה ריח. יש ציוד מותאם אישית והמסחרי והן תוכנות הזמינות המאפשרים מעקב תמונה אוטומטי. המסגרות כיול אמור לשמש כדי להפנות בחלל העולם האמיתי, העדשות מרובע אמור לשמש כדי למזער את עיוותי עדשה. צריך לקחת טיפול להפחתת רעשי רקע חזותי, כגון בקצוות ובפינות בזירה מנהרת רוח, וכדי להגדיל את החרק על רקע אפליה. באמצעות מקור אור אינפרא-אדום, ההשתקפות (למשל., מפני יתושים ליליים) יכול להצטלם עם מצלמות CCD17בשחור-לבן.