כימות Corticolous פרוקי רגליים באמצעות מלכודות דביק
19 בינואר 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.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מפרט שיטה חצי-כמותית להערכת קהילות של פרוקי רגליים השוכנים על קליפת העץ באמצעות מלכודות דבק. הוא מאפשר להעריך את השפע, האורך הכולל, העושר והמגוון בקרב מיני עצים שונים.
מרכיבי מחקר מרכזיים
תחום מדע
- אקולוגיה
- אנטומולוגיה
- מבנה קהילה
רקע
- פרוקי רגליים שחיים על קליפת העץ (Corticolous arthropods) שוכנים 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 המגוון הביולוגי ובריאות המערכת האקולוגית.
מטרת המחקר
- למדידת מאפיינים של קהילות פרוקי רגליים השוכנות בקליפת העצים.
- להשוואת קהילות פרוקי רגליים בין מיני עצים שונים.
- לפיתוח שיטה סטנדרטית להערכת קהילות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מדוד את קוטר העץ בגובה החזה.
- הסר את הקליפה באזור מוגדר כדי להצמיד מלכודות דביקות.
- סמן את המלכודות עם מידע רלוונטי לצורך מעקב.
- אסוף את הפרוקי-רגליים שנלכדו ונתח אותם במעבדה.
תוצאות עיקריות
- התקבלו הערכות של שפע ומגוון של פרוקי רגליים.
- העושר השתנה באופן משמעותי בין מיני עצים שונים.
- השיטה הוכחה כיעילה הן עבור פרוקי רגליים מעופפים והן עבור זוחלים.
- הנתונים יכולים לסייע במאמצי ניהול אקולוגי ושימור.
מסקנות
- הגישה החצי-כמותית מהימנה לחקר קהילות פרוקי רגליים.
- מלכודות דבקים הן כלי מעשי למחקר אקולוגי.
- שיטה זו יכולה לשפר את ההבנה של המגוון הביולוגי במערכות אקולוגיות של יערים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למסגרת ניהולית
שיטה זו מספקת גישה סטנדרטית וניתנת לשחזור לכימות מדדי קהילות פרוקי רגליים במחקר אקולוגי, התומכת בתיקוף יעדים בתהליכי הערכת סיכונים סביבתיים וגילוי סמנים ביולוגיים. על ידי מתן אפשרות למדידה מדויקת של שכיחות, מדדי תחליף למסה ביולוגית, עושר וגיוון בין מיני עצים, היא מאפשרת הפחתת סיכונים מכניסטית במחקרים הקושרים פעילות של פרוקי רגליים למדדי בריאות של מערכות אקולוגיות. תאימותה של הטכניקה לניתוח מודלים מעורבים וסטיית תקן נמוכה (<20% מהממוצע) מגבירות את הביטחון החזוי בהשוואות בין מינים, ובכך מספקת מידע לקבלת החלטות לגבי פורטפוליו בפיתוח כימיקלים חקלאיים ופסטיצידים ביולוגיים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות אקולוגיות הנוגעות למבנה קהילת פרוקי רגליים כפונקציה של מיני עצים, ובכך תומך בתיקוף מטרות ברעלנות סביבתית.
- ערך תפעולי: מספק פלטים כמותיים (שכיחות, אורך כולל, עשירות, מדד גיוון של שנון) בדיוק מדיד, דבר המפחית את השונות בשלבי סריקה מוקדמים.
סריקה ופיתוח בדיקות (Assay Development)
- ערך מדעי: מייצר מערכי נתונים סטנדרטיים וניתנים להשוואה בין מיני עצים שונים, ובכך מאפשר מוכנות לבדיקה עבור ביו-אינדיקטורים מבוססי פרוקי רגליים.
- ערך תפעולי: עושה שימוש במלכודות דביקות מיוצרה מסחרית, מה שמבטיח פשטות לוגיסטית, הדירות ויכולת הרחבה לניטור סביבתי בעוצמה גבוהה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: תומך בפיתוח ביומרקרים תרגומיים על ידי קישור שינויים בקהילת arthropod לגורמי עקה סביבתיים, ובכך מאפשר קבלת החלטות על קידום מותאמי סיכונים.
- ערך תפעולי: מקדם רציפות משלב הגילוי ועד לאישור פרה-קליני באמצעות תכנון דגימה עקבי וצמצום פסיאודו-שחזור באמצעות התאמות של מודלים מעורבים.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
השיטה משתלבת בתהליכי עבודה של רעילות סביבתית, החל מבדיקת השערות ועד לזיהוי מועמדים פוטנציאליים, ומספקת מדדי קהילה כמותיים התורמים להבנה מנגנונית של השפעת תרכובות על פרוקי רגליים שאינם יעד.
- ביולוגיה של התגליות: תומך בבדיקת השערות על תגובות של קהילת פרוקי רגליים למיני עצים, ובכך מאפשר הבהרה של מסלולים במנגנונים אקוטוסיקולוגיים.
- סריקה: מספק פלטים כמותיים הניתנים לשחזור (אורך כולל כמסמך תחליפי למסה ביולוגית, שפע, ומגוון), החיוניים להשוואת השפעות טיפול תחת תנאים סביבתיים שונים.
- אנליטיקה: מאפשר השוואה סטטיסטית באמצעות מודלים מעורבים, תוך התחשב במאמץ הדגימה ובעץ כמשתנה אקראי, מה שמבטיח הסקות תקפות בין מינים שונים.
- מחקר תרגומי: מקשר מדדי פרוקי רגליים למדדי בריאות של מערכת אקולוגית, ובכך תומך בהתאמת סמנים ביולוגיים בהערכת סיכונים סביבתיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה לשימוש חוזר עבור דגימה סטנדרטית של פרוקי רגליים במערכות אקולוגיות של יערות, ובכך מפחית שונות מתודולוגית במחקרים רב-אתריים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי בהערכות של קהילות פרוקי רגליים, ובכך מפחית עמימות מכניסטית במחקרי השפעה סביבתית.
- ערך תפעולי: מבטיח סטנדרטיזציה, שחזוריות ויכולת הרחבה באמצעות שימוש במלכודות מיוצרות מראש והכנה עקבית של קליפה.
- ערך אסטרטגי: משפר החלטות של המשך או עצירה (go/no-go) בפיתוח כימיקלים חקלאיים על ידי כימות השפעות על פרוקי רגליים שאינם מטרה בדיוק מדיד.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף של תרכובות מבוסס סיכון באמצעות שימוש במדדי קהילת פרוקי רגליים כאינדיקטורים להתרעה מוקדמת על שיבוש אקולוגי.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בדגימה אנטומולוגית, זיהוי עצים וזיהוי מיקרוסקופי של ארתרופודים.
- נדרש מיקרוסקופ לדיסקציה, כלי מדידה, ציוד לסיכה ויריעות סלולוז פולימרי לשמירת המלכודות.
- דורש סטנדרטיזציה בין הצוותים לגבי משך פריסת המלכודות, עקביות בקילוף קליפת העץ ופרוטוקולים לניתוח נתונים.
- דורש התאמה עבור שחזור מדומם (pseudo-replication) כאשר נעשה שימוש במספר מלכודות לכל עץ, בין אם על ידי סיכום הדגימות ובין אם על ידי הכללת העץ כמשתנה אקראי.
- מוגבל לארתרופודים המקיימים אינטראקציה עם גזעי העצים; אינו לוכד מינים השוכנים בחופה או בקרקע ללא התאמה מתודולוגית.
