אנטומולוגיה, מדע החרקים, התפתחה במשך אלפי שנים של אינטראקציות בין בני אדם לחרקים. מכיוון שחרקים קיימים כמעט בכל המשטחים היבשתיים וממלאים תפקידים אקולוגיים קריטיים שונים, אנטומולוגיה תיאורטית ויישומית הם תחומי מחקר מרכזיים במאה ה-21 ומעבר לה.
ההתפתחויות הטכנולוגיות האחרונות, כולל נגישות בינלאומית ליצירת וידאו שקוף, משנות תהליכים חברתיים של חינוך, מחקר וממשל. מאמר מערכת זה מסכם את הפרוטוקולים הקשורים לאנטומולוגיה מודרנית ומטרתו לתקשר את ההתפתחויות המתודולוגיות האחרונות באנטומולוגיה על מנת להקל על אימוצם.
ב"איסוף ותחזוקה ארוכת טווח של נמלים חותכות עלים (Atta) בתנאי מעבדה", Nogueira et al. סוקרים את תולדות החיים של נמלים חותכות עלים ומציגים פרוטוקול להשגה, תחזוקה ומחקר של מושבות בתנאי מעבדה1. השיטות המתוארות מתחילות בהשגת מלכה מזווגת או מושבה צעירה. לאחר מכן ניתנים פרטים שונים על ארכיטקטורת הקן ומשטר תזונתי התומכים במושבות אטא בריאות וניתנות לצפייה.
המומחיות הכרוכה בפיתוח שיטה זו היא תוצר של יותר משלושה עשורים של כוונון עדין, והשיטה ניתנת להרחבה מאוד למטרות מחקר וחינוך. נמלים מהוות קבוצה עולמית מצליחה ומגוונת, ונמלים חותכות עלים מגלמות במיוחד אורח חיים מיקולוגי מרתק ומשוכלל. לפיכך, לשיטות משופרות לחקר ההתפתחות וההתנהגות של נמלים חותכות עלים יש השלכות על תחומים כמו פיזיולוגיה אאו-חברתית ומחקרי התנהגות קולקטיבית, כמו גם תקשורת מדעית.
ב"איסוף וזיהוי אבקה ממושבות דבורי דבש", טופיצהופר ועמיתיו מתארים שיטה לעיבוד יעיל של אבקה שהובאה על ידי דבורת דבש (Apis mellifera) מחפשת מזון2. בשיטה המוצגת, אבקה בתפזורת נאספת ממחפשי מזון חוזרים כשהם לוחצים דרך רשת מתכת, אשר מעבירה גרגרי אבקה מסל האבקה שלהם. כדורי האבקה שנאספו ממוינים בתחילה לפי צבע, ולאחר מכן ניתן לעבד אותם כימית ולנתח אותם במיקרוסקופ כדי לקבוע מאיזה מין האבקה מגיעה.
חשוב לציין, הצינור משתמש באיסוף פסיבי של אבקה עם רשת מותקנת (בניגוד לאיסוף ידני מדבורים בודדות) ובשיטות חזותיות בעלות נמוכה לזיהוי אבקה (בניגוד למיקרוסקופ אלקטרונים או מטברקוד). דבורי דבש מחפשות אבקה מצמחים, רוכשות לעצמן מזון חיוני תוך ביצוע שירותים חשובים למערכות כלכליות, חקלאיות וחברתיות-תרבותיות אנושיות. לכן, שיטות משופרות להערכת בריאות דבורי הדבש ופריון חיפוש מזון יעניינו את העוסקים בייצור מזון, תכנון אזורי ומודלים של הון טבעי.
ב"יסודות היסטולוגיה וזיהוי מוות תאי ברקמת דבורת הדבש", סמודיש שקרל מתאר שיטות לבידוד רקמות דבורת דבש והערכתן לדפוסים שונים של תחלופת תאים ומוות3. הפרוטוקול מתאר שיטה לניתוח וניתוח שתי רקמות חשובות לעיכול ולממשק הסביבה: בלוטות ההיפופרינגיאליות (HPG) והמעי האמצעי. ניתן להעריך דפוסי מוות תאים מהרקמות המנותחות, מה שמאפשר להעריך את ההשפעות הספציפיות לרקמות של חשיפות לכימיקלים תת-קטלניים.
הבנת הבסיסים ההתפתחותיים של תכונות פיזיולוגיות, התנהגותיות ואקולוגיות דורשת לעתים קרובות ניתוחים ספציפיים לרקמות. עם זאת, ניתוח רקמות ספציפיות יכול להיות מפעל עתיר זמן הדורש מיומנויות ומומחיות ספציפיות. כתב היד של Smodiš Škerl מספק מפת דרכים רבת ערך לחוקרים שעורכים עבודה על המעי האמצעי, ו/או HPG של דבורי דבש. השיטות המוצגות יקלו על ניתוחים היסטולוגיים נדירים בדבורי דבש, ולכן הן רלוונטיות למי שחוקר את הבסיס הספציפי לרקמה של התפתחות, הזדקנות ואבולוציה בחרקים.
ב"הערכת סיכון אגרוכימי למלכות דבורי דבש מזווגות", פיין ועמיתיו מתארים שיטה לחקור כיצד עובדי דבורי דבש טיפלו באגרוכימיקלים מספקים את המלכה שלהם, ובכך משפיעים על פוריות המושבה4. הפרוטוקול מתחיל בהרכבת מתחם מיוחד לתצפית מלכה בהקשר של מספר ידוע של עובדי קן שניזונו ממנה ידועה של חומרים מזינים וכימיקלים חקלאיים (במקרה של המחקר, אימידקלופריד). לאחר מכן ניתן לעקוב אחר ייצור ביציות, כדאיות עוברים, צריכת מזון ותמותת עובדים ולקשר אותם לטיפולים אגרוכימיים.
השיטות משמשות לגשר על הפער בין שיטות שדה ומעבדה ותורמות לדיונים חיוניים בנוגע לשיטות חקלאיות וכוורות גלובליות. שיטות חקלאיות עכשוויות מסתמכות לעתים קרובות על יישום של כימיקלים חקלאיים עם השפעות מורכבות תלויות מינון על בריאות פרוקי רגליים, אך המורכבות של כוורות דבורי הדבש עלולה לעכב את המאמצים למדוד במדויק את ההשפעות הללו. כתב יד זה מספק פתרון אלגנטי שיעזור להבין את ההשפעות האנטומולוגיות "בעולם האמיתי" של שיטות חקלאיות.
המאמרים שתוארו לעיל מדגישים שיטות מדעיות שונות שניתן להשתמש בהן כדי לחקור את המורפולוגיה, הפיזיולוגיה וההתנהגות של נמלים ודבורים. חקר חרקים אאו-סוציאליים in vivo מסובך זה מכבר על ידי קשיים במעבדה ובשדה במונחים של מניפולציה ותצפית ישירה על חברי הקן, זמן הדור הארוך של מינים רבים ואתגרים בהרחבת הניסויים לרמת המושבה. שתי שיטות כאן 1,4 מתמודדות עם אתגרים אלה בגישות שונות. באופן ספציפי, ב-Fine et al.4, המחברים מדווחים על שיטה להערכה ישירה של ההשפעה של כימיקלים בודדים על פוריותן של מלכות (ולכן, מושבות). בנוסף, Nogueira et al.1 מציגים מערכת בקנה מידה גדול לגידול ותצפית על מושבות נמלים חותכות עלים מרובות. לשתי השיטות הללו יש ישימות רחבה על אנטומולוגים וחקלאים.
באופן רחב יותר, הצגת וידאו של שיטות עשויה להגביר את יכולת האימוץ, המיומנות והשחזור של שיטות שפותחו על ידי חוקרים ברחבי העולם. ניתן לראות סוג זה של אנטומולוגיה מתודולוגית בהקשר ובהיסטוריה של חזותיות 5,6, ידע שבשתיקה7 והשתתפות קהילתית8 באנטומולוגיה.
עבודה עתידית יכולה להתפתח בכמה ממדים. היקף המינים יכול להתרחב מעבר לנמלים ודבורים ולכלול חרקים אחרים ולא חרקים. ניתן למנף מאגרי מידע אקולוגיים כדי להדגיש נישות ומינים שבהם ניתן ליישם שיטות באופן פורה. חינוך ומחקר אנטומולוגיה יכולים לחקור טכנולוגיות מתפתחות כגון מציאות רבודה, תקשורת בין מינים, רובוטיקה ומודלים קוגניטיביים של מערכות סייברפיזיקליות מבוססות חרקים. שיטות יעילות יותר ונתונים אמפיריים משופרים יהיו שימושיים למחקרים המיישמים את הטכניקות של מדע המורכבות (למשל, מודלים מבוססי סוכנים, סטיגמרגיה, ניתוח מערכות רב-ממדיות) על חרקים ומעבר לכך.