1. Preparazione della soluzione concentrata di senape
2. Estrazione dei lombrichi
3. Confronto della densità della popolazione di lombrichi tra i siti di raccolta
Fonte: Laboratori di Margaret Workman e Kimberly Frye - Depaul University
Utilizzando la senape, le popolazioni di lombrichi Lumbricus terrestris possono essere campionate direttamente dalle profondità del suolo senza disturbi o tossicità del paesaggio. I lombrichi possono quindi essere contati per i dati e l'analisi statistica utilizzando un grafico a barre e il t-test dello studente.
Il monitoraggio delle popolazioni di lombrichi è una tecnica vitale per gli scienziati ambientali, poiché più specie di lombrichi (in particolare quelle del sottordine Lumbricina) si sono diffuse in modo invasivo in tutto il Nord America e il Sud America. I lombrichi esotici possono essere trovati su quasi tutte le masse terrestri e in quasi tutti gli ecosistemi del pianeta, e dove e quando queste specie diventano invasive è stato al centro della ricerca ambientale internazionale. 1
L'invasione ecologica in genere riduce la biodiversità di un ecosistema superando direttamente la compensazione, mettendo in pericolo o contribuendo in altro modo all'estirpazione delle specie autoctone. Come ingegneri dell'ecosistema, le specie invasive di lombrichi alterano il ciclo dei nutrienti attraverso i tassi di decomposizione della materia organica sugli orizzonti superiori del suolo, dove le radici delle piante estraggono sostanze nutritive. Le specie invasive di Lumbricus hanno sia estirpato specie di lombrichi nativi che hanno dimostrato di aumentare la concentrazione di azoto disponibile e i tassi di azoto nei terreni invasi. 2 In un ciclo di feedback positivo, i livelli accelerati di azoto a loro volta rendono il sistema più ospitale per le specie vegetali invasive che sono adattate ad alti livelli di azoto rispetto alle specie vegetali autoctone e supereranno i nativi in un fenomeno noto come "fusione dell'invasione". È stata proposta una relazione di fusione dell'invasione per la specie invasiva di lombrichi Lumbricus terrestris (lombrico europeo) e una specie vegetale invasiva Rhamnus cathartica (olivello spinoso europeo). 3
1. Preparazione della soluzione concentrata di senape
2. Estrazione dei lombrichi
3. Confronto della densità della popolazione di lombrichi tra i siti di raccolta
Il monitoraggio delle popolazioni di lombrichi è vitale per gli scienziati ambientali, poiché i lombrichi esotici invasivi possono essere trovati in quasi tutti gli ecosistemi del pianeta. L'invasione ecologica in genere riduce la biodiversità di un ecosistema superando direttamente la concorrenza, mettendo in pericolo o contribuendo all'estirpazione o all'estinzione locale delle specie autoctone.
La specie Lumbricus terrestris del lombrico europeo, chiamata anche nightcrawler, è estremamente comune in Nord America, ma non è autoctona. Di conseguenza, ha notevolmente estirpato le specie autoctone di lombrichi. Il Lumbricus terrestris altera il ciclo dei nutrienti attraverso la decomposizione della materia organica negli strati superiori del suolo, dove le radici delle piante estraggono i nutrienti, modificando così la struttura dello strato del suolo. Inoltre, lo strato di detriti organici, contenente gran parte del materiale in decomposizione che fornisce sostanze nutritive, viene completamente perso.
Questi vermi invasivi aumentano anche la concentrazione di azoto disponibile nei terreni invasi. A loro volta, i cambiamenti degli strati del suolo e gli alti livelli di azoto rendono il suolo più ospitale per le specie vegetali invasive, come l'olivello spinoso, che sono più adattate ad alti livelli di azoto rispetto alle specie vegetali autoctone. Questo fenomeno è noto come "collasso intrusivo".
Il crollo intrusivo derivante dall'invasione del lombrico europeo e di piante esotiche come l'olivello spinoso è di fondamentale importanza perché sta diminuendo drasticamente la diversità della vita vegetale forestale in Nord America.
Questo video mostrerà il monitoraggio dei lombrichi europei in varie aree del parco al fine di valutare la loro vulnerabilità all'invasione dell'olivello spinoso.
Per determinare le popolazioni di lombrichi nelle aree invase, i vermi vengono estratti direttamente dal suolo utilizzando una soluzione di capsaicina.
In questo esperimento, la capsaicina viene estratta dalla senape piccante e versata direttamente sul terreno in un'area definita da un quadrato di dimensioni prestabilite. Quindi penetra attraverso la matrice del suolo fino a dove risiedono i lombrichi.
La soluzione di capsaicina provoca irritazione alle mucose del lombrico. I lombrichi reagiscono all'irritazione spostandosi sulla superficie del suolo per sfuggire alla soluzione di capsaicina. Dopo l'emersione, i lombrichi vengono raccolti e la densità di popolazione analizzata.
Il seguente esperimento dimostrerà l'estrazione di lombrichi dal suolo e l'analisi della loro popolazione.
Per prima cosa, prepara la soluzione di capsaicina con almeno 24 ore di anticipo pesando 38 g di senape orientale calda macinata e trasferendola in un contenitore di plastica con tappo. Aggiungere 100 ml di acqua del rubinetto nel contenitore di plastica contenente senape. Chiudere il tappo del contenitore e agitare energicamente fino a quando tutta la senape non si sarà sciolta nell'acqua.
Lasciare riposare la soluzione per 24 ore per la massima estrazione della capsaicina dalla senape. Al termine dell'estrazione della capsaicina, diluire la soluzione di senape con 4 L di acqua in un vettore d'acqua da 8 L. Agitare più volte la soluzione di senape per mescolarla e trasferirla nel vettore d'acqua. Sciacquare l'eventuale residuo di senape utilizzando la soluzione diluita.
Sigillare il tappo del portatore dell'acqua e assicurarsi che la valvola sia in posizione "OFF". Capovolgere il portatore d'acqua tre volte per mescolare uniformemente. Preparare un contenitore di soluzione di capsaicina per ogni sito di test.
Procedere al sito di campionamento con un quadrato e il vettore d'acqua contenente una soluzione di senape diluita. Porta anche tre tazze di campionamento per sito. Devono essere etichettati in modo appropriato per tre repliche per sito di campionamento.
Posiziona il quadrato a caso a terra in un punto sgombro. Elimina il più possibile la spazzola, le foglie e il pacciame per esporre chiaramente il terreno. Mescolare nuovamente la soluzione diluita, quindi portare la valvola del tappo in posizione ON.
Versare circa un terzo della soluzione di senape diluita all'interno del quadrato, concentrando la maggior parte del liquido al centro dell'area quadrata. Se il terreno si satura e forma pozze, smettere di versare e attendere che la soluzione accumulata si infiltri nel terreno prima di continuare.
Osserva attentamente l'area quadrata per 5 minuti, alla ricerca dell'aspetto dei lombrichi. Assicurati di guardare direttamente sotto i lati del quadrato.
Attendi che tutti i lombrichi emergano dal terreno all'interno dell'area quadrata, quindi raccoglili con una pinza. Dopo 5 minuti, chiudere la coppa del campione e procedere al sito di campionamento successivo.
Ripetere i passaggi di raccolta per tutti i siti di campionamento. Tornare a ciascun sito ed eseguire 3 repliche per sito. Contare il numero di lombrichi raccolti per ogni campione, quindi calcolare la media e la deviazione standard per ciascun sito di raccolta.
Crea un grafico a barre per confrontare le densità medie della popolazione di lombrichi tra i siti di raccolta. Utilizzare la deviazione standard per creare le barre di errore. Il primo sito è un parco gestito ed è quindi più ospitale per le popolazioni di lombrichi a causa di disturbi come l'aerazione e i fertilizzanti. Il secondo sito non è gestito ed è quindi meno ospitale per le popolazioni di lombrichi.
I lombrichi esotici e l'olivello spinoso europeo sono stati implicati come parte di un "crollo intrusivo" in corso, specialmente negli Stati Uniti centro-occidentali. Il monitoraggio delle popolazioni di lombrichi può aiutare a chiarire le relazioni tra le due specie invasive e consentire ai ricercatori di sviluppare metodi per prevenire un'ulteriore diffusione.
Hai appena visto l'introduzione di JoVE all'estrazione e all'analisi delle popolazioni di lombrichi. A questo punto dovresti comprendere i principi dell'estrazione dei lombrichi dal suolo e il confronto tra i siti di campionamento. Grazie per l'attenzione!
Il sito di campionamento 1 era un parco gestito, che vede disturbi significativi come l'aerazione e i fertilizzanti. Il sito di campionamento 2 era un'area non gestita, che non vede interferenze umane. Come mostrato nella Figura 1,il sito 1 ha una maggiore densità di popolazioni di lombrichi, probabilmente a causa della maggiore ospitabilità dovuta ai disturbi umani. Tuttavia, il sito 1 ha anche una maggiore variabilità di campionamento, indicando che la popolazione di lombrichi potrebbe non essere co...
Le specie invasive sono una grave minaccia per la biodiversità. I lombrichi esotici (ad esempio: Lumbricus terrestris)e l'olivello spinoso europeo (Rhamnus cathartica) sono stati implicati come parte di una "fusione invasionele" che si verifica nelle comunità boschive degli Stati Uniti centro-occidentali. Un meltdown invasionele è il processo in cui un'invasione di una specie facilita l'invasione di altre. Pertanto, il tasso di perdita di salute ecologica può accelerare notevolmente man mano che una spe...
Chapters in this video
0:00
Overview
2:06
Principles of Earthworm Analysis
3:03
Experimental Preparation
4:14
Extraction of Earthworms
6:17
Application
6:40
Summary
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