Name: קישור סיכוני טריפה, מתח פיסיולוגי אוכלי עשב ופירוק מיקרוביאלית המלטת צמח (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-12T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 20 s
Description: חקור כיצד סיכון טריפה משפיע על הרכב הכימי של אוכלי עשב ועל קצב פירוק גופותיהם. שיטה זו מאפשרת להבין את השפעת המתח על מחזורי חומרים במערכות אקולוגיות שונות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה נתמך על ידי קרנות מאוניברסיטת ייל האקלים ואנרגיה במכון והקרן הלאומי למדע בארה&quot;ב.

1. חרגולים נבעתים תחת לחץ ומתח תנאים חינם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 0.5 2 מ &#39;עגול, mesocosms הסגור כדי למנוע הגירה או הגירה של בעלי חיים (איור 1). לבנות mesocosms באמצעות אורכים 2.4 מ &#39;של 1.5 מ&#39; גבוה ¼ &quot;גדר רשת אלומיניום כפיגומים. כיסוי הגידור עם הקרנת 2.5 מ &#39;אורך 1.75 מ&#39; גבוהה אלומיניום מקופלת מעל חלון העליון והתחתון של הגידור ומחוברת בסיכות לאורך קיפול. הצטרפות הגידור מסתיים, ויצר מעגל סגור ואז מצרך החלון החופף הקרנה יחד כדי ליצור חותם. גדר mesocosm לתוך האדמה בשטח על ידי חפירת 10 סנטימטרי עומק 4 סנטימטר בתעלה רחבה סביב בסיס mesocosom, שוקעים לתוך mesocosm תעלה ואז להדק את האדמה של התעלה סביב חלק השקוע mesocosm. סיכות פיסה מעוגלת של הקרנת חלון לראש mesocosm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> mesocosms מערך בdesig משוכפל לזווג ניסיוניn בתחום. מיקומי עלילה יש לבחור כדי להתאים את זהות מיני צמחים וכיסוי יחסי צמח. כיור כלובים 10 סנטימטרים לתוך האדמה באתר העלילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות נטו לטאטא, לאסוף מוקדמות (2 nd) נימפות instar חגב ומלאה אותם לmesocosms בצפיפויות שדה טבעיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות נטו לטאטא, ללכוד פרטים מציד דומיננטי לשבת ולחכות, (לא רשת אריגה) מיני עכבישי טורפים. הדבק סגר את עכביש chelicerae (איברי פה המשמשים להכניע טרף) עם המלט מתייבש במהירות לתופעות סיכון decoupled מבחירת הישרדות בפועל העדפת חגבים בודדים עם יכולות טובות יותר להתחמק טריפת עכביש. מניות העכבישים בצפיפות שדה לmesocosm אחד מכל זוג. זה יהיה טיפול לחץ. Mesocosms ללא עכבישים יהיה הטיפול ללא מתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר נימפות חגב לפתח ל( 4 וה ה 5) שלבי instar מאוחרים. לאסוף את כל האנשים מהכלובים וrandomly להקצות אנשים מכל כלוב לאחת משלוש הקבוצות הבאות: assay (1) אימות של מצב דחק פיסיולוגי; (2) אימות של שינוי בStoichiometry יסודות הגוף; (3) פירוק של חיידקים. </li></ol> 2. מדינה ממתינה לאישור חגב מתח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את קצב חילוף חומרים של חגב סטנדרטי (SMR), כמו שיעור הפליטה דו תחמוצת הפחמן ( <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1highres.jpg"/> ) בזרימה דרך מערכת respirometry עם קצב זרימת אוויר של 200 מ&quot;ל / דקת incurrent. הסר אדי מים על ידי עובר אוויר זורם דרך חומר מייבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות מחסור באוכל של 16 שעות (מים צריכים להיות זמינים), שוקל חגבים בודדים (± 0.1 מ&quot;ג), ולמקם אותם ב50 מ&quot;ל שקוף (9.2 סנטימטרים x 2.0 סנטימטר L D) תאי respirometer ולאפשר להם להתאושש מטיפול לפחות 10 דקות לפני המדידה תחלנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת הסביבה TEM הממוצע הקבוע<html> תנאי מזג אוויר (טמפרטורת ± 1% וריאצית שגיאה סטנדרטית) בתוך תא respirometer, לנתח אוויר respired באמצעות 2 מנתח CO אינפרא אדום (למשל רזולוצית קיוביט דקת S151-1). מדוד את המצב יציב ממוצע מינימאלי <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1highres.jpg"/> למשך 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המנתח מספק CO 2 שבר ריכוז (חלקים למיליון), עדיין יש לדווח SMR כשיעור, ולכן יש להפוך את ההקלטות כ <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1highres.jpg"/> = FR i ( <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2highres.jpg"/> - <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq3.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq3highres.jpg"/> ) / {1 - <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2highres.jpg"/> [1 - (1/RQ)]}, כאשרiles/ftp_upload/50061/50061eq3.jpg &quot;fo: src =&quot; / files/ftp_upload/50061/50061eq3highres.jpg &quot;/&gt; = ריכוז השבר incurrent של CO 2; <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2highres.jpg"/> = ריכוז excurrent שבר של CO 2; = שיעור FR זרימה (מיליליטר דקות -1); RQ = מנת נשימה, הניח שווה ל -0.85 בבעלי חי אוכלי עשב. </li></ol> 3. Shift אימות בStoichiometry Elemental גוף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעריך פחם: חנקן (C: N) תוכן של מדגם של חגבים הנגבים מmesocosms השדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפחית וריאציה ב-C: N עקב צריכת מזון האחרונה על ידי הסרת תוכן מעי חגב תחת מיקרוסקופ לנתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקפיא לייבש בטן והגוף הריק במשך 48 שעות ולאחר מכן טוחן את הפגר ובטן הפרט לאבקה הומוגנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד C: תוכן N של האבקה באמצעות CNH autoanalyzer. </li></ol> 4.פירוק מיקרוביאלי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקום משוכפל זוגות של צווארוני PVC (קוטר 15.4 סנטימטר., הוכנס ~ 4 סנטימטרים לתוך האדמה) באתר השדה (האיור 3C). הסר את כל הצמחייה בתוכם באמצעות קיטוע בשטח האדמה. קולרים אלה משמשים לצעדי פירוק. בנוסף, יקים קבוצה של קולרי PVC ברחבי אתר השדה לפעול כ13 C פקדים טבעי שפע (ראה להלן), כדי שלא חגבים ולא דשא חול נוספו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקולר אחד בכל זוג מוסיף 2 פגרים שלמים, שנקרשו חגבים (להקליט יומסה הוסיפה) שגדלו עם סיכון טורף כפי שתואר לעיל באמצעות שדה כלובים. בכל זוג לצווארון האחר מוסיף 2 פגרים שלמים שנקרשו גודלו ללא סיכון טורף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכסות את קולרי PVC עם מסך כדי למנוע הסרת חגב על ידי אוכלי נבלות מהמגרשים ולתת את פגרי החגב מתפרקים במשך 40 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעוד פגרים נרקבים, תווית דשא-Liבכושר עם 13 ג <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבנות תא פרספקס ברור (60 סנטימטרים X 60 סנטימטרי X 1.5 מ &#39;) עם כניסה ויציאת שסתום (איור 3 ב&#39;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשקיע בה 60 סנטימטרים רבועים x 60 סנטימטרי מסגרת עץ עם אטם גומי מצופה בגריז סיליקון 5 סנטימטר באדמה (איור 3 ב &#39;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלק את התא על גבי מסגרת העץ, כדי שהתא הופך חתום על ידי הגומי (איור 3 ב &#39;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחברים את פתחי הכניסה הקאמרית לבלוני גז דחוסים המכילים% 99 אטום 13 CO 2. צמחים בתוך התא יופיעו עם 13 C, שבו ריכוזי CO 2 נשמרים ברמות הסביבה (כי ריכוזי הפחמן מרומם מחיצות צמח משנה). רמות סביבה מתוחזקים על ידי פועם CO 2 שכותרתו רק לפרקי זמן קצרים. כמו כן, טמפרטורות קאמריות מנוטרות ותאים יוסרו אם טמפרטורות להגיע 5 ° Cבוב הסביבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שבוע לאחר תיוג, להשוות 13 C δ של דשא החול עם ערכי שפע טבעיים שנאספו ממדגם אקראי של מיני דשא זהים באמצעות Thermo DeltaPlus איזוטופ יחס מסת ספקטרומטר (Thermo, סן חוזה, קליפורניה, ארה&quot;ב). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי 40 ימים, להוסיף 10 גרם אוויר יבש 13 דשא המלטת C מתויגת לכל צווארון שהיה בעבר תוקן עם פגרי חגב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח על קצב מינרליזציה של דשא ההמלטה באתר על פני 75 ימים במכסת כל צווארון ומעקב גם נשימת קרקע כוללת וההנשמה של 13 CO 2. המטרה זו מושגת באמצעות זרימה באמצעות טכניקת חדר שבו דגימות גז מכל צווארון מנוטרות, בזמן אמת, לכל 8 דקות חלל באמצעות טבעת ירדה ספקטרוסקופיה (CRDS; Picarro Inc, סנטה קלרה, קליפורניה, ארה&quot;ב; דגם: G1101 I-). CRDS מאפשר לאדם בו זמנית לעקוב גם אחר מוחלט וδ 13 Cנשימת אדמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעריך את התרומה של 13 דשא המלטת C המסומן לנשימת אדמה כוללת באמצעות משוואות איזוטופ ערבוב. כמות דשא ההמלטה נובעת CO 2 מחושבת כדלקמן: (. Δ 13 C נשימה - δ 13 C nat.abn) נגזר C דשא ההמלטה = C הכולל × / (δ 13 C דשא אשפה - δ 13 C נת . ABN), כאשר C הכולל הוא הסכום הכולל של C respired במהלך מדידה נתונה, δ נשימה היא 13 C 13 C δ של respired-C לצווארונים מתוקנים עם המלטת דשא שכותרת, δ 13 C nat.abn. הוא 13 C δ הממוצע של C respired בשלושת צווארוני השפע הטבעיים (כלומר אלה שלא תוקנו באשפה), וδ 13 C דשא המלטה הוא 13 C δ של המלטת הדשא הוסיף לשיתוףllars. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח גם טמפרטורת קרקע ולחות על פני הניסוי באמצעות בדיקות ידניות לתיקון להבדלים בנשימת אדמה, בשל הבדלים בטמפרטורה ובלחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למרות מיועד לשימוש שטח, מכשיר חלל טבעת כלפי מטה ספקטרוסקופיה (Picarro Inc, סנטה קלרה, קליפורניה, ארה&quot;ב; דגם: G1101-i) הקריאה רגיש לתנועה. לכן, יש להקים תחנת מדידת בסיס מרכזית לכל החלקות המכילות קולרי PVC, ולחבר את המכשיר לצווארונים עם אורכים של צינורות PVC. </li></ol>

<ol><li>Wardle, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecological+linkages+between+aboveground+and+belowground+biota%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Ecological linkages between aboveground and belowground biota.</a> Science. 304, 1629-1633 (2004).</li>
<li>Hattenschwiler, S., Tiunov, A. V., Scheu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodiversity+and+litter+decomposition+in+terrestrial+ecosystems%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Ecol.+Syst%22%5BJournal%5D)">Biodiversity and litter decomposition in terrestrial ecosystems.</a> Annu. Rev. Ecol. Syst. 36, 191-218 (2005).</li>
<li>Cebrian, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+first-order+consumers+in+ecosystem+carbon+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Role of first-order consumers in ecosystem carbon flow.</a> Ecol. Lett. 7, 232-240 (2004).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Aboveground-Belowground+Linkages%22">Aboveground-Belowground Linkages</a>. Bardgett, R. D., Wardle, D. A. , Oxford University Press. Oxford. (2010).</li>
<li>Schmitz, O. J., Hawlena, D., Trussell, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predator+control+of+ecosystem+nutrient+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Predator control of ecosystem nutrient dynamics.</a> Ecol. Lett. 13, 1199-1209 (2010).</li>
<li>Hawlena, D., Strickland, M. S., Bradford, M. A., Schmitz, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fear+of+predation+slows+plant+litter+decomposition%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Fear of predation slows plant litter decomposition.</a> Science. 336, 1434-1438 (2012).</li>
<li>Hawlena, D., Schmitz, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+stress+as+a+fundamental+mechanism+linking+predation+to+ecosystem+functioning%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Nat%22%5BJournal%5D)">Physiological stress as a fundamental mechanism linking predation to ecosystem functioning.</a> Am. Nat. 176, 537-556 (2010).</li>
<li>Stoks, R. D. eB. lock, M,, McPeek, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternative+growth+and+energy+storage+responses+to+mortality+threats+in+damselflies%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Alternative growth and energy storage responses to mortality threats in damselflies.</a> Ecol. Lett. 8, 1307-1316 (2005).</li>
<li>Hawlena, D., Schmitz, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Herbivore+physiological+response+to+predation+risk+and+implications+for+ecosystem+nutrient+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Herbivore physiological response to predation risk and implications for ecosystem nutrient dynamics.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 15503-15507 (2010).</li>
<li>Schimel, J. P., Weintraub, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+implications+of+exoenzyme+activity+on+microbial+carbon+and+nitrogen+limitation+in+soil%3A+a+theoretical+model%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Biol.+Biochem%22%5BJournal%5D)">The implications of exoenzyme activity on microbial carbon and nitrogen limitation in soil: a theoretical model.</a> Soil Biol. Biochem. 35, 1-15 (2003).</li>
<li>Allison, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+levels+of+nitrogen+addition+stimulate+decomposition+by+boreal+forest+fungi%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Biol.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Low levels of nitrogen addition stimulate decomposition by boreal forest fungi.</a> Soil Biol. Biochem. 41, 293-302 (2009).</li>
<li>Bump, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ungulate+carcasses+perforate+ecological+filters+and+create+biogeochemical+hotspots+in+forest+herbaceous+layers+allowing+trees+a+competitive+advantage%5BTitle%5D)+AND+%22Ecosystems%22%5BJournal%5D)">Ungulate carcasses perforate ecological filters and create biogeochemical hotspots in forest herbaceous layers allowing trees a competitive advantage.</a> Ecosystems. 12, 996-1007 (2009).</li>
<li>Yang, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Periodical+cicadas+and+resource+pulses+in+North+American+forests%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Periodical cicadas and resource pulses in North American forests.</a> Science. 306, 1565(2004).</li>
<li>Belovsky, G. E., Slade, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insect+herbivory+accelerates+nutrient+cycling+and+increases+plant+production%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Nat.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Insect herbivory accelerates nutrient cycling and increases plant production.</a> Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 97, 14412(2000).</li>
<li>Frost, C. J., Hunter, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recycling+of+nitrogen+in+herbivore+feces%3A+plant+recovery%2C+herbivore+assimilation%2C+soil+retention%2C+and+leaching+losses%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">Recycling of nitrogen in herbivore feces: plant recovery, herbivore assimilation, soil retention, and leaching losses.</a> Oecologia. 151, 42(2007).</li>
</ol>

אין לנו מה למסור.

הרצף של שיטות שהוצגו כאן צריך לאפשר מדידה שיטתית של לחץ הדרך במינים המרכיבים את קורי מזון מעל הקרקע יכולות קהילות מיקרוביאלי קרקע ממשלה בדרכים המובילות לשינוי של הפירוק הבא של המלטת צמח. השיטות הן אידיאליות ללימוד מערכות אקולוגיות מורכבות מצרכני חרקים וצמחים עשבוניים, כי יכולים להיות מוגבלות קורי מזון שלמים מרחבית והכילו בתוך mesocosms. שונות מרחבית עשויות להתקיים עקב שיפועים בלחות קרקע רקע, טמפרטורת קרקע, צמח תוכן תזונתי וכו &#39;תכנון המחקר מאפשרת לאדם mescosms מערך וצווארוני PVC לחסום לאורך גרדיאנטים סביבתיים במרחב ובכך להסביר את השונות סביבתיות כגון בעת ניתוח לאפקטים. למרות מיועד לשימוש שטח, מכשיר חלל טבעת כלפי מטה ספקטרוסקופיה (Picarro Inc, סנטה קלרה, קליפורניה, ארה&quot;ב; דגם: G1101-i) הקריאות הם sensitive לתנועה. לכן, יש להקים תחנת מדידת בסיס מרכזית לכל החלקות המכילות קולרי PVC, ולחבר את המכשיר לצווארונים עם אורכים של צינורות PVC. פירוק פסולת קרקע באופן מסורתי נמדד על ידי סגירת כמויות ידועות של המלטה לתוך שקיות רשת פיברגלס, הפקדת הצ&#39;קים על פני הקרקע בתחום ומדי פעם מחדש מדידה-השקיות לכמת שיעור היעלמות המלטה (פירוק). המגבלה של שיטה זו היא שאינה מסוגל לעקוב אחר גורלו של העניין המפורק או לקבוע את התרומה לCO 2 מינרליזציה של תיקון האדמה (המלטה הוסיפה) מ 2 מינרליזציה CO אדמת הרקע. שיטת המעקב באמצעות כותרת CO 2 שהוצגה כאן עוזרת להקל על אילוץ זה לוגיסטי. אקולוגית מערכת אקולוגית וbiogeochemistry פעלו תחת הפרדיגמה העבודה שבגלל צמח שלא נאכל-המלטה מהווה את הרוב של פסולת, תהליכי מערכת אקולוגית מתחתיה מושפעים רק באופן שולי על ידי תשומות יומסה מרמות גבוהות יותר trophic ברשתות מזון עילי, כגון אוכלי עשב עצמם 6. עם זאת, יש ראיות הולכים ומצטבר כי מינים ברמות גבוהות יותר של מערכות אקולוגיות trophic יכולים להיות השפעה עמוקה על תהליכים מתחתיה 1,4,5. השיטה שהוצגה כאן עומדת גם כדי לשפר את הכימות של התרומה של רמות trophic גבוהות יותר, ישירות באמצעות ביומסה מתצהיר פגר (12 לדוגמה, 13) או הפרשה וegestion (למשל 14, 15), או באופן עקיף באמצעות שינוי בהרכב קהילת צמח (9 למשל ) ברכיבה על אופניים תזונתיות מערכת אקולוגית. כימות כזה יכול לעזור לחשוף את המנגנונים שבאמצעותם חיות בקרת דינמיקת מערכת אקולוגית כחלק ממאמץ מרוכז כדי לשפר ולשנות את הפרדיגמה העבודה הנוכחית של שליטה ביוטיים על תפקוד מערכת אקולוגית.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שמו של המגיב או ציוד </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות (אופציונלי) </td></tr><tr><td> טבעת החלל למטה ספקטרוסקופ </td><td> Picarro Inc, סנטה קלרה, קליפורניה, ארה&quot;ב </td><td> דגם # G1101-i </td><td></td></tr><tr><td> CO2 respirometer </td><td> מערכות קיוביט, קינגסטון, ON, קנדה </td><td> דגם # S151 </td><td></td></tr><tr><td> 13C </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> 372382 </td><td></td></tr><tr><td> ספקטרופוטומטר </td><td> Thermo, סן חוזה קליפורניה, ארה&quot;ב </td><td> דגם: דלתא V Plus ספקטרופוטומטר יחס המסה איזוטופ </td><td></td></tr></tbody></table>

קישור סיכוני טריפה, מתח פיסיולוגי אוכלי עשב ופירוק מיקרוביאלית המלטת צמח

Linking Predation Risk, Herbivore Physiological Stress and Microbial Decomposition of Plant Litter

הכמות והאיכות של פסולת הנכנסת לאדמה קובעות את קצב הפירוק על ידי קהילות של חיידקים, כמו גם שיעורי מחזור של חנקן (N) ו1,2 הפחמן (C) התפייס. המלטת צמח מהווה את הרוב מתוך 3 שאריות, ולכן הנחה הוא שהריקבון מושפע רק באופן שולי על ידי תשומות יומסה מבעלי חיים כגון אוכלי עשב וטורפי 4,5. עם זאת, טורפים עשויים להשפיע על פירוק מיקרוביאלי של המלטת צמח דרך שרשרת של אינטראקציות שבו סיכון טריפה משנה את הפיסיולוגיה של טרפם אוכלי העשב שבתפקוד חיידקי קרקע משנה את הפנייה כאשר פגרי אוכלי עשב הם מפורקים 6. תגובת לחץ פיזיולוגית על ידי אוכלי עשב לסיכון של טריפה יכולה לשנות את C: רכב יסודות N של ביומסה אוכלי עשב 7,8,9 בגלל לחץ מסיכון הטריפה מגדילה דרישות אנרגית basal אוכלי עשב שאוכלי עשב בכוחות מערכות תזונתיות מוגבליםזה להסיט את הצריכה שלהם ממשאבים N-עשירים כדי לתמוך בצמיחה ורבייה למשאבי פחמימות C עשירים לתמוך בחילוף חומרים מוגבר 6. אוכלי עשב יש יכולת המוגבלת לאחסון חומרי מזון עודפים, ולכן הדגישו אוכלי עשב מפריש N הם מעלים את פחמימות C-7 צריכה. בסופו של טרף על ידי הדגיש סיכון טריפה להגדיל גופם C: N יחס 7,10, מה שהופך אותם משאבים באיכות טובה פחות לברכת חיידקי האדמה צפויה בשל זמינות נמוכה יותר של רפיף N לייצור אנזים החיידקי 6. לכן, פירוק של פגרים של אוכלי עשב לחוצים יש השפעה יחול על התפקוד של קהילות מיקרוביאלי שמפחית את היכולת של חיידקים לאחר המלטה לפרק מפעל 6,10,11. אנו מציגים את המתודולוגיה להערכת קשרים בין סיכון טריפה ופירוק פסולת על ידי חיידקי קרקע. אנו מתארים כיצד: לגרום ללחץ באוכלי עשב מסיכון טריפה; meaבטוח אלה תגובות דחק, ולמדוד את התוצאות בפירוק של חיידקים. אנו משתמשים בתובנות ממערכת אקולוגית הכוללת מודל גראסלאנד ציד עכביש הטורף (Pisuarina מירה), אוכלי עשב חגב דומיננטיים (Melanoplus femurrubrum), ומגוון רחב של צמחים ודשא forb 9.

עלילת דוגמה לקצב חילוף חומרים הרגיל של חגב בתנאי לחץ ומתח בחינם מוצגת באיור 2. בשל הבדלי מסת גוף בין חגבים בודדים, והעובדה שקצב חילוף חומרים משתנה עם מסת גוף, חלקות צריכות להציג את קצב חילוף חומרים ביחס למסת גוף חגב. מגמות מקבילות לטיפולים השונים מצביעות על כך שקצב חילוף חומרים עולה כמכפלה מתמדת של קצב חילוף חומרים סטנדרטי (כלומר אין אינטראקצית מסת גוף x שיעור חילוף חומרים) לכל האדם הלחוץ. תכולת יסודות N בסיכון ותנאי נאמנות חגב הגוף C ומוצגים בטבלת 1. ראוי לציין כי קיים הבדל קטן מאוד (4%) בגוף C: יחסי N בין טיפולים. עם זאת, ההבדלים הקטנים האלה יכולים לתרגם הבדלים גדולים בפירוק המלטת דשא שעל שפת הברכה של חיידקי הקרקע (איור 3). </p&gt; הוספת חול לדשא קולרי PVC המתוקנים בעבר עם חגבים לחוצים או ללא מתח מובילה לדרגות שונות של פירוק פסולת, כפי שמשתקפת בעקומות המתארות צבור 2 לשחרר CO מהקרקע בשל נשימת חיידקים (איור 3). ניסויים צריכים להיות במעקב עד צברו עקומות מתחילות להרוות. <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td></td><td> לחץ </td><td> מתח חינם </td></tr><tr><td> פחמן (%) </td><td> 48.44 ± 0.32 </td><td> 44.73 ± 0.46 </td></tr><tr><td> חנקן (%) </td><td> 12.11 ± 0.08 </td><td> 11.62 ± 0.12 </td></tr><tr><td> פחמן: חנקן </td><td> 4.00 ± 0.03 </td><td> 3.85 ± 0.04 </td></tr></tbody></table> טבלת 1. השוואה של ההרכב הכימי של מכונית של אוכלי עשב חגבcasses מתנאים שבם עמד בפני סכנת טריפה (מתח) ושבו סיכון טריפה נעדר (מתח בחינם). ערכי ממוצע ± סטיית התקן 1. <img src="/files/ftp_upload/50061/50061fig1.jpg" alt="איור 1"/> איור 1. איור של העיצוב של שדה mesocosms השתמש בניסוי והערכה כוללת של ההערכה הניסויית של תופעות סיכון בפירוק פסולת. <img src="/files/ftp_upload/50061/50061fig2.jpg" alt="איור 2"/> איור 2. עלילה של קצב חילוף חומרים של אוכלי עשב הסטנדרטי ביחס למסת גוף אוכלי עשב. הנתונים מתחלקים לשני סוגים, לפי טיפול ניסיוני: חגבים מmesocosms המכיל טורפים (טריפה) לעורר בלחץ, וmesocosms ללא טורפים (שליטה) ולכן אין מתח מושרה. נתונים הם מד Halwenaג&#39;יי ומיץ 2010, לא פורסם. <img src="/files/ftp_upload/50061/50061fig3.jpg" alt="איור 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061fig3highres.jpg"/> איור 3. עקומות המתארות 2 לשחרר CO מצטבר על שפת הברכה של החיידקים תוך נרקב תשומות חול דשא ניסיוניות בצווארוני PVC. ערכים זממו הם מתכוונים ± שגיאה סטנדרטית 1. הגרף מראה כי קרקעות דרוכות עם פגרי חגב לחוצים (טורף) מניב 19% נמוכים יותר (ANOVA F = 1,6 9.06, P &lt;0.05) שיעורי פירוק פסולת צמחיים מהקרקעות דרוכות עם פגרי חגב ללא מתח (שליטה). ההבלעה מראה את מנגנון צווארון PVC בתחום. איור לשכפל מHawlena et al. 6 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50061/50061fig3large.jpg" target="_blank">Cick כאן לצפייה בדמות גדולה.</a>

אנו מציגים שיטות להערכת סיכון טריפה איך יכול לשנות את האיכות הכימית של טרף אוכלי עשב על ידי גרימת שינויים תזונתיים כדי לעמוד בדרישות מוגבר של לחץ, ואיך הריקבון של פגרים מאוכלי עשב הלחוצים אלה מאט פירוק המלטת צמח לאחר מכן על ידי חיידקי קרקע.

The quantity and quality of detritus entering the soil  determines the rate of decomposition by microbial communities as well as  recycle rates of ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא לקבוע כיצד קצב הפירוק של חומר אורגני מושפע מההרכב הכימי בגוף של פגרי בעלי חיים בעקבות לחץ מטריפה. זה מושג על ידי יצירת תנאי גידול ניסיוניים החושפים את הטרף ללחץ סיכון של טריפה בתנאי שדה ומסכנים תנאי בקרה נטולי מתח. השלב השני הוא איסוף החגבים מהטיפולים הניסיוניים ולאחר אימות מצבם המטבולי באמצעות הקרבת הנשימה, הם לניתוח תכולה כימית איזוטופית בגוף במעבדה ולתהליכי פירוק בשטח.לאחר מכן, פגרי החגבים מונחים בחלקות סגורות ומניחים להתפרק למשך 40 יום. במקביל, צמחים בתוך מזוקוסמוס מסומנים בפחמן 13 פחמן דו חמצני. חומר דשא נקצר לאחר מכן מהמזוקוסמוס הזה כ-10 ימים לפני השלמת פירוק פגר החגבים בן 40 הימים לייבוש באוויר.לאחר מכן מכניסים את הדשא המיובש לתוך המתחם בנקודת הזמן של 40 יום. השלב האחרון הוא לנטר את קצב הפירוק של פסולת הדשא באתרה לאורך 75 יום על ידי מעקב אחר נשימת הקרקע והנשימה של פחמן 13 פחמן דו חמצני באמצעות טכניקת זרימה דרך תא הכוללת ספקטרוסקופ טבעת חלל פירו. בסופו של דבר, שיטות אלה מכמתות כיצד שינויים כימיים בגופם של אוכלי עשב שנלחצים על ידי טריפה יכולים לווסת את קצב הפירוק על ידי חיידקים בבריכת האדמה.זה מראה שאפילו לבעלי חיים עם שפע נמוך יכולות להיות השפעות מכפיל חשובות. במערכות אקולוגיות, לעומת זאת, השיטה שאנו מדברים עליה היום ישימה במערכת האקולוגית הישנה הזו. זה ישים באופן נרחב יותר למערכות עשב אחרות כמו סוואנות אפריקאיות או ערבות הערבה של הפארק הלאומי ילוסטון, שם לעתים קרובות אתה מקבל הרבה תשומות של פגרים אוכלי עשב לאדמה והפירוק של הפגר הזה יכול להשפיע בצורה חשובה.מחזור הנוטריינטים של המערכת האקולוגית שאתם רואים במקומות האלה, במקומות האלה, מזוקוסמוס סגור עגול של 0.5 מטר משמש למניעת הגירה או הגירה של מיני בעלי חיים. כל כלוב mes Cosm בנוי מאורך 2.4 מטר של גדר אלומיניום רשת בגובה 1.5 מטר המכוסה באורך 2.5 מטר של סינון אלומיניום בגובה 1.75 מטר. הכניסו את הכלוב לאדמה בשדה על ידי חפירת תעלה בעומק 10 ס"מ על רוחב ארבעה סנטימטרים סביב בסיס הכלוב.ואז להטביע את הכלוב בתעלה לעומק של 10 סנטימטרים ולהדביק את התעלה סביב השמש. חלק מהדק חתיכה עגולה של סינון חלון לחלק העליון של כלוב הקוסמוס המזו. יש לסדר את המזוקוסמוס בעיצוב ניסוי זוגי משוכפל בחלקת השדה, יש לבחור את מיקום החלקה כך שיתאים לזהות מין הצמח ולכיסוי היחסי של הצמח.השתמש ברשת טאטא כדי לאסוף נימפות חגב שניות ואחסן אותן במזוקוסמוס בצפיפות שדה. לאחר מכן השתמש ברשת טאטא כדי ללכוד פרטים של צד דומיננטי בישיבה ובמשקל, ולא מינים של טורפי עכבישים אורגי קורים. לאחר שימוש במלט המתייבש במהירות כדי להדביק את מכרה העכבישים, מלאי את העכבישים בצפיפות שדה לקוסמוס מזו אחד מכל זוג.זה יהיה הטיפול במתח מזוקוסמוס ללא עכבישים יהיה הטיפול נטול המתח לאחר חגב. נימפות פותחו לשלבי הכוכב הרביעי והחמישי. אסוף את כל הפרטים מהכלובים והקצה באופן אקראי פרטים מכל כלוב לאחת משלוש קבוצות הבדיקה הבאות.אימות קבוצה ראשונה של לחץ פיזיולוגי. קבוצת מצב שתיים, אימות השינוי בסטוכיומטריה של יסודות הגוף ופירוק מיקרוביאלי בקבוצה השלישית למדידת פירוק מיקרוביאלי. הצב זוגות משוכפלים של צווארוני PVC באתר השדה.הסר את כל הצמחייה בתוך כל צווארון באמצעות גזירה על פני האדמה. בנוסף, הקימו קבוצה של צווארוני PVC ברחבי אתר השדה כדי לשמש כבקרות שפע טבעיות של פחמן 13 שאליהן לא מתווספים חגבים או פסולת דשא. לאחר מכן לצבע אחד בכל זוג, הוסף פגר אחד שלם מיובש בהקפאה של חגב שגדל עם סיכון לטורפים כפי שתואר קודם לכן, באמצעות כלובי שדה, הקפד לתעד את הביומסה שנוספה לקולר השני.בכל זוג, הוסף שני פגרים שלמים מיובשים בהקפאה שגודלו ללא סכנת טורף. שוב, רישום הביומסה שנוספה. כסו את צווארוני ה-PVC ברשת כדי למנוע פינוי חגבים על ידי נבלות מהחלקות ותנו לפגרי החגבים להתפרק למשך 40 יום.במהלך תקופה זו, סמן פסולת דשא בפחמן 13 על ידי שקיעה ראשונה של מסגרת עץ מרובעת בגודל 60 ס"מ על 60 ס"מ עם חותם גומי מצופה בשומן סיליקון חמישה סנטימטרים באדמה. לאחר מכן החלק תא פרספקס שקוף עם שסתום כניסה ויציאה על גבי מסגרת העץ כך שהגומי אוטם את תחנות המדידה של בסיס הקמת התא המרכזיות לכל החלקות המכילות צבעי PVC. הצמדה וונטורית של מכשיר הספקטרוסקופיה של טבעת החלל שבוע לאחר תיוג פחמן 13 כמתואר בפרוטוקול הטקסט, השתמש בספקטרומטר מסה של יחס דלתא תרמו בתוספת איזוטופ או דומה להשוואת דלתא פחמן 13 של פסולת הדשא עם ערכי שפע טבעיים שנאספו ממדגם אקראי של מיני דשא זהים כ-10 ימים לפני תום 40 הימים של פירוק פגר הדשא לקצור את פסולת הדשא המסומנת להיות מיובש באוויר לאחר 40 יום.10 גרם פחמן מיובש באוויר, 13 פסולת דשא מסומנת לכל צבע שתוקנה בעבר עם פגרי חגבים. עקוב אחר קצב המינרליזציה של פסולת הדשא באתרה לאורך 75 יום על ידי כיסוי ראשון של כל צבע ומעקב אחר נשימת הקרקע הכוללת והנשימה של פחמן 13 פחמן דו חמצני באמצעות טכניקת זרימה דרך תא. דגימות גז מכל צבע מנוטרות בזמן אמת כל שמונה דקות כל אחת באמצעות טבעת חלל פירו למטה, ספקטרוסקופיה של טבעת חלל ספקטרוסקופ למטה מאפשרת מעקב סימולטני אחר סך הפחמן ודלתא 13 של נשימת הקרקע.העריכו את התרומה של פסולת דשא מסומנת פחמן 13 לנשימת הקרקע הכוללת באמצעות משוואות ערבוב איזוטופים. על פי ההוראות בפרוטוקול הטקסט, תרשים זה מראה את קצב חילוף החומרים הסטנדרטי של אוכלי עשב ביחס למסת הגוף של אוכלי העשב. הנתונים מחולקים לשתי קבוצות על פי טיפול ניסיוני, חגבים ממזוקוסמוס המכילים טורפים כדי לגרום ללחץ ולשלוט במזוקוסמוס ללא טורפים ולכן אין לחץ מושרה עקב הבדלי מסת גוף בין חגבים בודדים והעובדה שקצב חילוף החומרים משתנה עם חלקות מסת הגוף אמור להציג קצב חילוף חומרים ביחס למסת הגוף של החגבים.מגמות מקבילות לטיפולים השונים מצביעות על כך שקצב חילוף החומרים עולה כמכפלה קבועה של קצב חילוף החומרים הסטנדרטי IE. אין מסת גוף לפי אינטראקציה של קצב חילוף החומרים עבור כל האנשים הלחוצים, גוף החגב, תכולת יסודות הפחמן והחנקן בתנאים בסיכון וללא סיכון מוצגים בטבלה זו. ראוי לציין כי יש הבדל קטן מאוד של 4% ביחס הפחמן לחנקן בגוף בין הטיפולים. אף על פי כן, ההבדלים הקטנים האלה יכולים להיות מתורגמים להבדלים גדולים בפירוק פסולת הדשא על ידי בריכת המיקרואורגניזמים באדמה.עקומות אלה מדגימות שחרור CO2 מצטבר על ידי המאגר המיקרוביאלי תוך פירוק תשומות פסולת דשא ניסיוניות בערכים מתווים בצבעי PVC, ממוצע פלוס מינוס שגיאת תקן אחת. השתל מדגים כי קרקעות מוכנות ללחץ. פגרי חגבים IE מצב הטורף מביא לשיעורי פירוק פסולת צמחים נמוכים ב-19% מאשר קרקעות ביקורת עם פגרי חגבים נטולי לחץ.השיטה יכולה לעזור לנו לענות על שאלות מפתח במערכות אקולוגיות, אקולוגיה וביו-גיאוכימיה בכך שהיא מאפשרת לנו לעקוב אחר הפחמן שנמצא בעלים של צמחים לתוך בריכות אדמה שונות, וגם לאפשר לנו לעקוב אחר גורל חומרי המזון מהבריכות האלה בחזרה לחלקי הצמח שמעל פני האדמה.

linking-predation-risk-herbivore-physiological-stress-microbial

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

שיטה זו מסבירה כיצד לבנות ולהפעיל C 13 רציף ו15 N קאמרי תיוג איזוטופ למדים או תיוג רקמות צמח ההפרש. נציג תוצאות מטבולים וסימון מבני של gerardii Andropogon הם דנו.

עיצוב והפעלה של רציף<sup&gt; 13</sup&gt; C ו<sup&gt; 15</sup&gt; N תיוג הלשכה לאחיד או דיפרנציאלי, מטבולית ומבנית, צמח איזוטופ תיוג

הבנת התפקיד של הטרוגניות סביבתית בקיום מין יש בדרך כלל מתמקד בסוגים של הטרוגניות שהם חיצוניים להרכב המינים של הקהילה. אנו מספקים שיטות מפורטות רומן ליצירת טיפולי ההטרוגניות אדמה באמצעות קרקעות כפופות לאוויר צמח אדמת משוב, או הטרוגניות מהותית בהרכב הקהילה.

פרוטוקול ניסוי להטרוגניות קרקע מושרה צמח מניפולציה

אנו מתארים גישה חצי כמותית של מאפייני מדידה של corticolous (קליפת מגורים) הקהילות. הוצבו מלכודות מסחרי מתוצרת מסחרית על בולרו עץ כדי להעריך שפע, אורך כולל (פונדקאית כדי ביומסה), עושר, שאנון גיוון להשוואה בין מינים עץ.

כימות Corticolous פרוקי רגליים באמצעות מלכודות דביק

כדי להשיג חרק אקסני, משטח הביצה שלו מעוקר, והזחל הבוקע גדל לאחר מכן באמצעות עלים אקסניים. שיטה זו מספקת דרך יעילה להכנת חרקים אקסניים מבלי לתת אנטיביוטיקה או לפתח תזונה מלאכותית, אשר ניתן ליישם גם על חרקים אוכלי עלים אחרים.

הכנה וגידול של חרקים אקסניים עם שתילים מתרבית רקמה למחקרי אינטראקציה של מיקרוביוטה של המעי המארח של חיפושית העלים

מאמר זה מציג פרוטוקול מפורט לגידול הפרפר הלבן של הכרוב בתנאי מעבדה מבוקרים באמצעות תזונה מלאכותית, המאפשרת מניפולציות מדויקות של תזונה מוקדמת וחשיפה לרעלנים. התוצאות המייצגות מראות כיצד ניתן לבדוק רעילות של מתכות כבדות באמצעות פרוטוקול זה.

גידול הפרפר הלבן של הכרוב (Pieris rapae) בתנאים מבוקרים: מקרה בוחן עם עמידות למתכות כבדות

כאן אנו מציגים מחקר שהוקם ב-iDiv Ecotron, תאי מזוקוסמוס יבשתיים עם תנאים סביבתיים מבוקרים מעל ומתחת לאדמה, כדי לחקור את ההשפעות העצמאיות והאינטראקטיביות של היסטוריית הצמחים וההיסטוריה של הקרקע על תפקוד המערכת האקולוגית של קהילות עשב לאורך שיפוע מגוון צמחים.

JenaTron - גישה ניסויית לחקר ההשפעות של היסטוריית הצמח וההיסטוריה של הקרקע על תפקוד המערכת האקולוגית של העשב

כנימות הם משדרים יעיל של וירוסים הצמח. Microinjection כנימה של הנגיף, ההליך נוכל להראות לכם היום, היא טכניקה המאפשרת לחוקרים להזרים וירוס ישירות hemocoel של הכנימה, לעקוף את המעיים, אחד 2 המחסומים העיקריים להעברת הנגיף באופן circulative. באותה טכניקה משמשת גם להזריק dsRNA עבור RNAi.

בדיקת חסמים פיזיולוגיים להעברת נגיפי ב כנימות שימוש Microinjection

השיטה הפשוטה היא ובלבד מאפשר מיצוי ניתוח מהיר של הורמונים צמחיים מרובים דגימות רקמה קטנות. הליך משתמשת מיצוי שלב אדי כצעד טיהור חגיגית. דוגמאות מנותחות על ידי GC / MS עם יינון כימי שמייצר בעיקר (M 1) יונים +.

ניטור הורמונים צמחיים במהלך התגובות מתח

הדרך המהירה מתואר להשיג תובנות מבנה סוכרים מטריקס תאיים. השיטה מנצלת את הייחודיות של glycosylhydrolases ואת הרגישות של ספקטרומטריית מסה המאפשר כמויות זעירות של חומרים כדי להיות מנותח. טכניקה זו ניתנת להתאמה כדי לשמש ישירות על הרקמה עצמה.

אוליגו פרופיל המוניים (OLIMP) של סוכרים תאית

וידאו זה מדגים גישה בסביבה מבוקרת ללמוד השפלה של רקמות הצמח lignocellulosic ידי פטריות אירובית. היכולת לשלוט במקורות מזין לחות היא יתרון המפתח של אגר, לחסום מיקרוקוסמוס, אך הגישה לרוב מניב הצלחה מעורבת. אנו כתובת החסרונות קריטי תשואה לשחזור, השתנות נמוך התוצאות.

אגר-Block מיקרוקוסמוס של פירוק רקמות הצמח מבוקרת על ידי פטריות אירובית

חקור כיצד סיכון טריפה משפיע על הרכב הכימי של אוכלי עשב ועל קצב פירוק גופותיהם. שיטה זו מאפשרת להבין את השפעת המתח על מחזורי חומרים במערכות אקולוגיות שונות.

קישור סיכוני טריפה, מתח פיסיולוגי אוכלי עשב ופירוק מיקרוביאלית המלטת צמח

גלה סרטונים נוספים