כימות Corticolous פרוקי רגליים באמצעות מלכודות דביק
January 19th, 2020
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.
פרוטוקול זה יכול לשמש כדי להעריך מבנה קהילתי לטווח קצר וארוך של פרוקי רגליים קליפת המוח. טכניקה זו שימושית ללכידת פרוקי רגליים מעופפים וזוחלים ומאפשרת ניתוח מעבדה קל. כדי להתחיל בהליך זה למדוד את הקוטר של עץ בגובה השד.
השתמש מכונת גילוח לנבוח כדי להתחיל להסיר את הקליפה בגובה זה בכל כיוון קרדינלי באזור בגודל של מלכודת דביקה מיוצרים מראש. המשך גילוח עד שהאזור יהיה חלק מספיק כדי להדק את המלכודת הדביקה על העץ עם שטח מינימלי מתחת לכך שפרוקי רגליים יכולים לזחול לתוכו. לאחר מכן השתמש בשוק קבוע בצבע כהה כדי לסמן את גב המלכודת עם התאריך, מספר המלכודת, המיקום וכל מידע רלוונטי אחר.
כדי ללכוד הן עף זוחל פרוקי רגליים לפתוח ולהסיר את הצדדים לכסות את המלכודת דביק על ידי חיתוך הקרטון לאורך קצה החומר הדביק. כדי לא לכלול פרוקי רגליים מעופפים מנחיתה ישירות על המלכודת לפתוח את המלכודת לפי ההנחיות על התיבה. מניחים מלכודת אחת על כל מיקום מגולח בעבר, כך הפתחים מכוונים אנכית כדי למקסם את לכידת פרוקי רגליים זוחלים למעלה ולמטה את בולס העץ.
עבור מלכודות עם החלק העליון הוסרו כדי ללכוד הן עף זוחל פרוקי רגליים לכוון את המלכודות, כך הסוף שבו הפתח היה מכוון אנכית כדי לשמור על עקביות השמנה. לאחר מכן הדק את המלכודות לעץ על-ידי הצבת סיכת הידוק אחת בכל פינה וסיכות סיכה אחת בחלק התחתון המרכזי ואחד בחלק העליון המרכזי של המלכודת, החל מהפינה הימנית התחתונה וכלה בעבודה בכיוון השעון. הקפד לוודא כי כל החלק התחתון והחלק העליון של כל מלכודת הוא לשטוף על העץ כדי למזער את פרוקי רגליים זוחלים מתחת.
השאר את המלכודות במקום למשך הזמן הרצוי כדי לוודא להשאיר את כל המלכודות למשך אותה כמות זמן. לאחר משך הזמן הרצוי עבר לכסות את המלכודת כולה למעט סיכות עם סרט תאית פולימרית. הסר כל מלכודת על ידי לקיחת מברג שטוח גדול וחטטנות כל סיכה חלקית מהעץ.
לאחר מכן השתמש צבת מחט-אף גדול או כלי אחיזה דומה כדי למשוך את סיכות מהעץ. לחלופין, כדי לא לכלול פרוקי רגליים מעופפים לסגור את המלכודת בעקבות ההוראות בחלק האחורי של התיבה. מניחים את המלכודות בקופסה נוקשה כדי להעביר אותם בחזרה למעבדה לניתוח.
אם יש לאחסן מלכודות במשך יותר מ-12 שעות, יש למקם אותן במקפיא כדי לשמר את תכולתן. באמצעות טווח ניתוח לבחון את התוכן של מלכודת הקלטת מספר האנשים לרמה התיכונומונית הרצויה. השתמש בנתונים המוקלטים כדי להעריך עושר, מדדי גיוון או שפע.
אם הביומסה המשוערת רצויה למדוד את האורך והרוחב של פרוקי הרגליים למילימטר הקרוב ביותר ולהשתמש רגרסיות ביומסה אורך ורוחב שפורסם כדי להעריך ביומסה. הפחת את הרוחב הכולל של ההשמנה מהקוטר הנמדד עבור כל עץ כדי להעריך את מאמץ ההשמנה עבור כל עץ. מכיוון שהדגימות ממלכודות מרובות באותו עץ אינן עצמאיות, הן מסכות את כל הדגימות מאותו עץ או כוללות עץ בודד כמשתנה אקראי בכל הניתוחים כדי למנוע שכפול מדומה.
בהתבסס על תוצאות המודל המעורב, המודל שכלל מיני עצים הסביר בצורה הטובה ביותר וריאציה ואורך פרוקי רגליים כולל, שפע ומגוון. אף אחד מהמשתנים הבלתי תלויים לא הסביר שונות משמעותית בעושר, אם כי המודלים שכללו מאמץ לכידת מיני עצים היו תחרותיים עם המודל האפס. בנוסף נראה כי לחלק מהעץ הלכוד אין השפעה על שפע, אורך כולל ומגוון שאנון עם השפעה מינימלית בלבד על העושר.
השגיאה הסטנדרטית של הראשי עבור אורך פרוקי רגליים הכולל השתנה מארבעה אחוזים של הממוצע צפצפה צבעוני ל 17% מייפל סוכר. לשפע היו רמות דומות של שונות בתוך מינים שבהם השגיאה הסטנדרטית של הממוצע היא שבעה אחוזים בקליפת צבעונים ו -18% מייפל סוכר. לעומת זאת, השונות בעושר ובגיוון פרוקי הרגליים הייתה נמוכה בהרבה בתוך מינים של עצים.
גם במקרה זה, הטעות הסטנדרטית של ממוצע העושר נעה בין ארבעה אחוזים מהביאיות של חזירים היקורי לתשעה אחוזים מה הממוצע בחוף האמריקאי. בעוד שהגיוון נע בין ארבעה אחוזים מהכוונה בחוף האמריקאי לשבעה אחוזים מהכוונה בקליפת צבעונים. כאשר גילוח קליפה מן העץ להיות בטוח לגלח את האזור חלק ככל האפשר למזער את כל הפערים בין העץ ואת קצה המלכודת.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר שיטה למחקר חצי-כמותי להערכת קהילות פרוקי-רגליים על קליפת עצים באמצעות מלכודות דביקות. היא מאפשרת אומדן של שפע, אורך כולל, עושר ומגוון ברחבי מיני עצים שונים.
רכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- אקולוגיה
- אנטומולוגיה
- מבנה קהילתי
רקע
- פרוקי-רגליים על קליפת עצים חיים על קליפת העצים.
- הבנת מבנה הקהילה שלהם חיונית למחקרים אקולוגיים.
- מלכודות דביקות יעילות ללכידת מינים שונים של פרוקי-רגליים.
- שיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי מגוון ביולוגי ובריאות המערכת האקולוגית.
מטרת המחקר
- למדוד מאפיינים של קהילות פרוקי-רגליים החיות על קליפת העצים.
- להשוות קהילות פרוקי-רגליים בין מיני עצים שונים.
- לפתח שיטה סטנדרטית להערכת קהילות.
שיטות ששימשו
- למדוד את קוטר העץ בגובה חזה.
- להסיר את הקליפה באזור מוגדר כדי לחבר מלכודות דביקות.
- לתייג מלכודות במידע רלוונטי למעקב.
- לאסוף ולנתח את פרוקי-הרגליים שנלכדו במעבדה.
תוצאות עיקריות
- הושגו אומדנים של שפע וגיוון פרוקי-רגליים.
- העושר השתנה משמעותית בין מיני עצים שונים.
- השיטה הוכחה כיעילה הן עבור פרוקי-רגליים מעופפים והן זוחלים.
- הנתונים יכולים לספק מידע שימושי לניהול אקולוגי ומאמצי שימור.
מסקנות
- הגישה החצי-כמותית אמינה לחקר קהילות פרוקי-רגליים.
- מלכודות דביקות הן כלי מעשי למחקר אקולוגי.
- שיטה זו יכולה לשפר את ההבנה של המגוון הביולוגי במערכות אקולוגיות ביערות.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
This method provides a standardized, reproducible approach for quantifying arthropod community metrics in ecological research, supporting target validation in environmental risk assessment and biomarker discovery pipelines. By enabling precise measurement of abundance, biomass surrogates, richness, and diversity across tree species, it facilitates mechanistic de-risking in studies linking arthropod activity to ecosystem health indicators. The technique’s compatibility with mixed-model analysis and low standard error (<20% of mean) enhances predictive confidence in cross-species comparisons, informing portfolio decisions in agrochemical and biopesticide development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of ecological hypotheses regarding arthropod community structure as a function of tree species, supporting target validation in environmental toxicology.
- Operational Value: Provides quantitative outputs (abundance, total length, richness, Shannon diversity) with measurable precision, reducing variability in early-stage screening.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates standardized, comparable datasets across tree species, enabling assay readiness for arthropod-based bioindicators.
- Operational Value: Uses commercially manufactured sticky traps, ensuring logistical simplicity, reproducibility, and scalability for high-throughput environmental monitoring.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports translational biomarker development by linking arthropod community shifts to environmental stressors, enabling risk-adjusted advancement decisions.
- Operational Value: Facilitates continuity from discovery to preclinical validation through consistent sampling design and minimal pseudo-replication via mixed-model adjustments.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into environmental toxicology workflows from hypothesis testing through lead identification, providing quantitative community metrics that inform mechanistic understanding of compound effects on non-target arthropods.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on arthropod community responses to tree species, enabling pathway clarification in ecotoxicological mechanisms.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs (total length as biomass surrogate, abundance, diversity) essential for comparing treatment effects across environmental conditions.
- Analytics: Enables statistical comparison via mixed models, accounting for trapping effort and tree as random variable, ensuring valid cross-species inferences.
- Translational Research: Connects arthropod metrics to ecosystem health indicators, supporting biomarker alignment in environmental risk assessment.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for standardized arthropod sampling across forest ecosystems, reducing methodological variability in multi-site studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in arthropod community assessments, reducing mechanistic ambiguity in environmental impact studies.
- Operational Value: Ensures standardization, reproducibility, and scalability through use of pre-manufactured traps and consistent bark preparation.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions in agrochemical development by quantifying non-target arthropod effects with measurable precision.
- Portfolio Impact: Enables risk-based prioritization of compounds using arthropod community metrics as early-warning indicators of ecological disruption.
Implementation Considerations
- Requires expertise in entomological sampling, tree identification, and microscopic arthropod identification.
- Needs dissection scope, measuring tools, stapling equipment, and polymer cellulose film for trap preservation.
- Demands cross-team standardization in trap deployment duration, bark shaving consistency, and data analysis protocols.
- Requires adjustment for pseudo-replication when multiple traps are used per tree, either by summing samples or including tree as random variable.
- Limited to arthropods interacting with tree boles; does not capture canopy or soil-dwelling species without methodological adaptation.
