L'entomologia, la scienza degli insetti, si è sviluppata nel corso di migliaia di anni di interazioni uomo-insetto. Poiché gli insetti esistono praticamente su tutte le superfici terrestri e svolgono vari ruoli ecologici critici, l'entomologia teorica e applicata sono domini di ricerca centrali per il 21° secolo e oltre.
I recenti sviluppi tecnologici, tra cui l'accessibilità internazionale alla creazione di video trasparenti, stanno trasformando i processi sociali di istruzione, ricerca e governance. Questo editoriale riassume i protocolli associati all'entomologia moderna e mira a comunicare i recenti sviluppi metodologici in entomologia al fine di facilitarne l'adozione.
In "Raccolta e mantenimento a lungo termine delle formiche tagliafoglie (Atta) in condizioni di laboratorio", Nogueira et al. esaminano la storia della vita delle formiche tagliafoglie di Atta e presentano un protocollo per ottenere, mantenere e studiare le colonie in ambienti di laboratorio1. I metodi descritti iniziano con l'ottenimento di una regina accoppiata o di una giovane colonia. Vengono poi forniti vari dettagli sull'architettura del nido e su un regime dietetico che supporti colonie di Atta sane e osservabili.
L'esperienza coinvolta nello sviluppo di questo metodo è il prodotto di oltre tre decenni di messa a punto e il metodo è altamente scalabile per scopi di ricerca e istruzione. Le formiche costituiscono un clade globale di successo e diversificato, e le formiche tagliafoglie incarnano specificamente uno stile di vita micologico affascinante ed elaborato. Pertanto, metodi migliorati per studiare lo sviluppo e il comportamento delle formiche tagliafoglie hanno implicazioni per campi come la fisiologia eusociale e gli studi sul comportamento collettivo, nonché la comunicazione scientifica.
In "Raccolta e identificazione del polline dalle colonie di api mellifere", Topitzhofer et al. descrivono un metodo per l'elaborazione efficiente del polline riportato dalle api mellifere (Apis mellifera) in cerca di nidi2. Nel metodo presentato, il polline viene raccolto dalle bottinatrici di ritorno mentre si spremono attraverso una rete metallica, che sposta i granelli di polline dal loro cestino di polline. I pellet di polline raccolti vengono inizialmente ordinati per colore e possono quindi essere trattati chimicamente e analizzati con un microscopio per determinare da quale specie proviene il polline.
È importante sottolineare che la pipeline utilizza la raccolta passiva del polline con una rete installata (al contrario della raccolta manuale da singole api) e metodi visivi a basso costo per l'identificazione del polline (al contrario della microscopia elettronica o del metabarcoding). Le api mellifere si nutrono di polline dalle piante, acquisendo nutrimento vitale per se stesse e svolgendo anche importanti servizi per i sistemi economici, agricoli e socio-culturali umani. Pertanto, metodi migliorati per la valutazione della salute delle api mellifere e della produttività del foraggiamento sarebbero di interesse per coloro che sono coinvolti nella produzione alimentare, nella pianificazione regionale e nella modellazione del capitale naturale.
In "Nozioni di base sull'istologia e rilevamento della morte cellulare nei tessuti delle api", Smodiš Škerl descrive i metodi per isolare i tessuti delle api mellifere e valutarli per diversi modelli di turnover e morte cellulare3. Il protocollo descrive un metodo per sezionare e analizzare due tessuti importanti per la digestione e l'interfaccia con l'ambiente: le ghiandole ipofaringee (HPG) e l'intestino medio. I modelli di morte cellulare possono essere stimati dai tessuti sezionati, consentendo la valutazione degli effetti tessuto-specifici delle esposizioni chimiche sub-letali.
La comprensione delle basi dello sviluppo dei tratti fisiologici, comportamentali ed ecologici richiede spesso analisi tessuto-specifiche. Tuttavia, l'analisi di tessuti specifici può essere un'impresa dispendiosa in termini di tempo che richiede competenze e competenze specifiche. Il manoscritto di Smodiš Škerl fornisce una preziosa mappa stradale per i ricercatori che conducono lavori sull'intestino medio e/o sull'HPG delle api. I metodi presentati faciliteranno analisi istologiche altrimenti non comuni nelle api mellifere e, quindi, sono rilevanti per coloro che studiano le basi tessuto-specifiche dello sviluppo, dell'invecchiamento e dell'evoluzione negli insetti.
In "Assessing agrochemical risk to mated honey bee queens", Fine et al. descrivono un metodo per studiare come le api operaie trattate con prodotti agrochimici forniscono la loro regina e, quindi, influenzano la fecondità della colonia4. Il protocollo inizia con l'assemblaggio di un recinto speciale per l'osservazione delle regine nel contesto di un numero noto di operaie di nidifici alimentate con una dose nota di nutrienti e prodotti agrochimici (nel caso dello studio, imidacloprid). La produzione di uova, la vitalità degli embrioni, il consumo di cibo e la mortalità delle operaie possono quindi essere monitorati e correlati ai trattamenti agrochimici.
I metodi servono a colmare il divario tra i metodi sul campo e quelli di laboratorio e contribuiscono a discussioni essenziali sulle pratiche agricole e apicole globali. Le pratiche agricole contemporanee si basano spesso sull'applicazione di prodotti agrochimici con complessi effetti dose-dipendenti sulla salute degli artropodi, ma la complessità degli alveari può ostacolare gli sforzi per misurare con precisione questi effetti. Questo manoscritto fornisce una soluzione elegante per aiutare a comprendere gli impatti entomologici "reali" delle pratiche agricole.
Gli articoli sopra descritti evidenziano vari metodi scientifici che possono essere utilizzati per studiare la morfologia, la fisiologia e il comportamento di formiche e api. Lo studio degli insetti eusociali in vivo è stato a lungo complicato dalle difficoltà in laboratorio e sul campo in termini di manipolazione diretta e osservazione dei compagni di nido, dal lungo tempo di generazione di molte specie e dalle sfide nell'estendere gli esperimenti a livello di colonia. Due metodi qui 1,4 affrontano queste sfide con approcci diversi. In particolare, in Fine et al.4, gli autori riportano un metodo per valutare direttamente l'impatto di singole sostanze chimiche sulla fecondità delle regine (e, quindi, delle colonie). Inoltre, Nogueira et al.1 presentano un sistema su larga scala per l'allevamento e l'osservazione di più colonie di formiche tagliafoglie. Entrambi questi metodi hanno un'ampia applicabilità agli entomologi e agli agricoltori.
Più in generale, la presentazione video dei metodi può aumentare l'adottabilità, la competenza e la riproducibilità dei metodi sviluppati dai ricercatori a livello globale. Questo tipo di entomologia metodologica può essere visto nel contesto e nella storia della visualità 5,6, della conoscenza tacita7 e della partecipazione della comunità8 in entomologia.
Il lavoro futuro potrebbe svilupparsi lungo diverse dimensioni. L'ambito delle specie potrebbe espandersi oltre le formiche e le api per includere altri insetti e non insetti. Le banche dati ecologiche potrebbero essere sfruttate per evidenziare nicchie e specie in cui i metodi potrebbero essere applicati in modo fruttuoso. L'educazione e la ricerca entomologica potrebbero esplorare tecnologie emergenti come la realtà aumentata, la comunicazione interspecie, la robotica e la modellazione cognitiva di sistemi cyberfisici basati su insetti. Metodi più efficaci e dati empirici migliorati saranno utili per studi che applicano le tecniche della scienza della complessità (ad esempio, modellazione basata su agenti, stigmergia, analisi di sistemi multiscala) agli insetti e oltre.