קציר ארס מרעלים חרקים טורפים וחרקים אחרים Heteropteran

חרקי מתנקשים הם קבוצה של חרקים המשתמשים בארס כדי לשתק ולעכל מראש את טרפם. עם זאת, למרות שארס של בעלי חיים מעניין כתרופות חדשניות, קוטלי חרקים וכלים מדעיים, הרעלים שהם מייצרים כמעט לחלוטין אינם אופייניים. אחת הסיבות לכך היא שחרקי מתנקשים פחות מוכרים בהשוואה לפרוקי רגליים ארסיים איקוניים כמו עכבישים ועקרבים.

סיבה נוספת היא שעד לאחרונה היה מעט מידע זמין על איך לקצור את הרעלים שלהם. בסרטון זה נציג שיטות שיאפשרו לחוקרים לקצור בהצלחה רעלני ארס מחרקים מתנקשים, וגם חרקים קשורים כמו חרקי מים ענקיים שהורגים דגים. פרוטוקול ראשון מתאר כיצד לקצור ארס על ידי גירוי חשמלי.

ראשית, אספו חרקים מתאימים. מבוגרים ונימפות גדולות הם הקלים ביותר לעבודה. שימוש בחרקים יומיים עד שבעה ימים לאחר ההאכלה הוא אידיאלי, כדי להבטיח שהחרקים צברו מלאי ארס אך אינם גוועים ברעב.

הכינו זוג מלקחיים עם אלקטרודות בקצוות, וחברו אותם לאספקת חשמל. באופן אידיאלי, אספקה זו צריכה להיות אלקטרוסטימולטור המסוגל לספק פולסים של חמש אלפיות שנייה בחמישה הרץ. השתמש במתחי שיא בין 15 ל-25 וולט עבור באגים קטנים או גדולים, בהתאמה.

אם אלקטרוסטימולטור אינו זמין, השתמש במתחים קבועים של חמישה עד 12 וולט. רסנו את החרק באמצעות גומיות ופלטפורמת קצף. הניחו את החרק של החרק בצינור איסוף.

צינור פיפטה P200 אידיאלי לרוב חרקי המתנקשים. לחלופין, ניתן להוסיף כמות קטנה של מים לקצה לפני הקטיף, כדי להבטיח התאוששות מקסימלית של הארס. מרחו ג'ל מוליך על האלקטרודות, הפעילו את ספק הכוח ומרחו את הפינצטה המחושמלת על החרק.

התנסו במגוון נקודות מגע תוך ניטור פליטת הארס מהחרטום. אחסן את הארס בטמפרטורות קפואות כדי למנוע עיכול אוטו-פרוטאוליטי. חזור על הגירוי החשמלי עם צינור פיפטה חדש עד שלא ייווצר עוד ארס.

הפרוטוקול השני מתאר כיצד לקצור ארס על ידי גירוי תגובה הגנתית. הכן ורסן באג כמתואר לעיל, הכנס את הפרובוסקיס לקצה איסוף. הטריד בעדינות את החרק כדי לעורר תגובה הגנתית, מבלי לפגוע בבעל החיים.

לפעמים, פשוט ריסון החיה או החדרת הפרובוסקיס לצינור האיסוף יכולים לעורר תגובה הגנתית המלווה בגירוש ארס מהחרטום. אם לא, גע בעדינות בבעל החיים על בית החזה, הרגליים, הבטן, ובעיקר האנטנות, כדי לעורר ארס. בפרוטוקול השלישי, בצורה הכתובה של המאמר הזה, אנו מתארים גם כיצד לקצור ארס ממינים שיורקים ארס בצורה הגנתית.

פרוטוקול רביעי מתאר כיצד לקצור ארס ישירות מבלוטות הארס על ידי דיסקציה. להרדים בעלי חיים על ידי חשיפה לפחמן דו חמצני למשך 10 דקות. הכנס שלוש סיכות לבטן האחורית כדי להחזיק את החרק מבלי לנקב את בלוטות הארס.

חותכים חתך קצר בקו האמצע במשטח הגחון של הבטן בעזרת אזמל מיניאטורי. השתמש במספריים מיניאטוריים כדי להאריך את קו האמצע בכיוון הקדמי לראש, הקפד לחתוך את השלד החיצוני בלבד, ולא לפגוע במבנים פנימיים. כדי לחשוף את המבנים הפנימיים, בצע חתכים רוחביים מרובים המשתרעים מחתך קו האמצע לצד החרק.

לאחר מכן ניתן להצמיד את השלד החיצוני הגחוני בין כל שני חתכים לאחור כדי לחשוף את המבנים הפנימיים. הציפו את מגש החיתוך באמצעות תמיסת מלח עד שהבאג שקוע, מה שמאפשר למבנים הפנימיים לצוף למעלה ולהיות נראים ביתר קלות. בלוטות הארס יופיעו כמבנים מוארכים שקופים המשתרעים מכל צד של תעלת העיכול.

בעזרת פינצטה ומספריים, הסר בזהירות רקמת חיבור ועצבים וקנה הנשימה, נסה לא לקרוע את תעלת העיכול או את בלוטות הארס. הבלוטה הראשית ניתנת לזיהוי בשל המבנה האופייני שלה, עם אונות קדמיות ואחוריות, ושתי תעלות הנפגשות בהילוס. עבור חרקים מתנקשים, ואולי הטרופטרנים אחרים, כמעט כל הרעלים מאוחסנים בלומן של שתי האונות של הבלוטה הראשית.

לכן, לאחר שחרור הבלוטה הראשית מקנה הנשימה ורקמת החיבור, ניתן לחתוך את שני הצינורות המובילים מההילוס, ולאסוף את בלוטת הארס הראשית. אם בלוטת האביזר רצויה גם היא, היא בדרך כלל מנוגדת מאוד למעי, וניתן לזהות אותה באופן חד משמעי על ידי התחקות אחר הצינורות מההילוס. בכל מקרה, הקפידו לא לשבור את הבלוטות בטרם עת ולאבד את הארס לתוך מי המלח שמסביב.

אם יש להפריד את האונות של הבלוטה הראשית, עשו זאת במהירות לאחר הוצאתם ממי המלח, והמשיכו מיד לקצור את תכולת לומן הבלוטה, כמתואר בשלבים 4.6 ו-4.7 של כתב היד הכתוב. התוצאות ישתנו בהתאם לפרוטוקול המשנה המדויק ולמין החרק בו נעשה שימוש. תת-הפרוטוקולים הראשון והשני שהוצגו בסרטון זה הראו כיצד לקצור רעלני ארס על ידי גירוי חשמלי והטרדה, בהתאמה.

שתי השיטות הללו מניבות בדרך כלל נוזל מרוכז המכיל כ-50 עד 250 מיליגרם למילי חלבון, ומעל 100 רכיבים מבוססי חלבון, כולל אנזימים, רעלנים יוצרי נקבוביות ופפטידים. היתרון העיקרי של שני הפרוטוקולים הללו הוא שהם מהירים, לא קטלניים, והארס אינו מזוהם ברקמת הבלוטה. החיסרון הגדול ביותר לקטיף על ידי גירוי חשמלי או הטרדה הוא שמקור הבלוטות של הארס המתקבל אינו ידוע, ותכולת החלבון של הארס שנקצר עשויה להיות שונה, בהתאם לפרוטוקול.

כמו כן, גירוי חשמלי והטרדה אינם יעילים עבור כל המינים הטורפים של הטרופטרה. בתת-הפרוטוקול האחרון, הראינו כיצד לנתח את בלוטות הארס התפוסות כדי לקצור רעלים ישירות. טכניקה זו מניבה גם קוקטייל של חלבונים מגוונים, אם כי במקרה זה רעלני הארס עשויים להראות זיהום מסוים ברקמת הבלוטות.

עם זאת, יתרון בקצירת רעלים מבלוטות מנותחות הוא שתא המוצא של הבלוטה ידוע בדיוק. לסיכום, אנו מעודדים חוקרים לבחור שיטת קציר המתאימה לשאלת המחקר שלהם. לדוגמה, חקירות בביולוגיה של שימוש בארס בתוך מין יפיקו תועלת משימוש בטכניקות קציר מרובות.

עבור מחקרי ביו-פרוספקטיבים, שיטה אחת לקצירת ארס ממספר מינים עשויה להיות חסכונית יותר, בהתאם לתכנון הניסוי הספציפי. אנו מקווים שהסרטון הזה והמאמר הכתוב הנלווה אליו יאפשרו לחוקרים לקצור ארס מחרקים מתנקשים וחרקים הטרופטרניים אחרים, שהוא תנאי מוקדם להבנת הרכבו, הפעילות הביולוגית והאבולוציה שלו.