Name: Collegamento rischio di predazione, stress Herbivore fisiologica e decomposizione microbica dei Rifiuti vegetali (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-12T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 20 s
Description: Scopri come lo stress da predazione altera la composizione chimica degli erbivori e influenza la decomposizione microbica dei resti vegetali negli ecosistemi erbacei. Questo metodo rivela impatti ecologici significativi.

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Questa ricerca è stata sostenuta da fondi del clima Yale e Energy Institute e la National Science Foundation.

1. Grasshoppers allevamento sotto stress e le condizioni di stress gratis <ol><li> Con 0,5 m 2 circolare, mesocosmi chiusi per prevenire l&#39;emigrazione o immigrazione di specie animali (Figura 1). Costruire mesocosmi con 2,4 m di lunghezza di 1,5 m di altezza da ¼ &quot;in alluminio recinzione in rete come un ponteggio. Coprire la scherma con 2,5 m lunghezza 1,75 screening di alluminio finestra alta m ripiegato sopra la parte superiore e inferiore della scherma e pinzati insieme lungo piega. Unisciti alla scherma finisce per formare un cerchio chiuso e quindi il fiocco finestra sovrapposta di screening insieme per creare un sigillo. Impostare il mesocosmo nel terreno nel campo scavando a 10 cm di profondità di 4 cm larghezza trincea intorno alla base del mesocosom, affondare il mesocosmo in la trincea e poi pesta la zolla della trincea intorno il ribassamento del mesocosmo. Staple un pezzo circolare di screening finestra nella parte superiore del mesocosmo. </li><li> Mesocosmi Array in un replicato designazione abbinato sperimentalen nel campo. Località Plot dovrebbe essere selezionati per abbinare l&#39;identità delle specie vegetali e relativa copertura vegetale. Lavello gabbie 10 centimetri nel terreno nel sito di trama. </li><li> Utilizzando una rete di sweep, la raccolta precoce (2 °) instar ninfe cavalletta e immagazzinarli nei mesocosmi a densità dei campi naturali. </li><li> Utilizzando una rete di sweep, catturare individui di una dominante sit-and-wait caccia (non web tessitura) ragno specie predatrici. Incollare chiuse la cheliceri ragno (apparato boccale utilizzati per sottomettere prede) con rapida essiccazione cemento agli effetti del rischio disaccoppiati dalla selezione sopravvivenza reale favorendo cavallette individuali con migliori capacità di eludere predazione ragno. Immagazzinare i ragni a densità di campo a uno mesocosmo di ciascuna coppia. Questo sarà il trattamento stress. Mesocosmi senza ragni sarà il trattamento senza stress. </li><li> Lasciare ninfe cavalletta di sviluppare al fine (4 ° e 5 °) Ciclo di instar. Raccogliere tutti gli individui dalle gabbie e randomly assegnare gli individui da ogni gabbia a uno dei tre gruppi di analisi successive: (1) la convalida dello stato di stress fisiologico, (2) la convalida di spostamento stechiometria corpo elementare, (3) decomposizione microbica. </li></ol> 2. Convalida Grasshopper stress Stato <ol><li> Misurare cavalletta standard di tasso metabolico (SMR), in quanto il tasso di emissione di biossido di carbonio ( <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1highres.jpg"/> ) In un flusso continuo incurrent sistema respirometria con una portata d&#39;aria di 200 ml / min. Eliminare l&#39;acqua in vapore facendo passare l&#39;aria che scorre, attraverso essiccante. </li><li> A seguito di privazione di cibo per 16 ore (l&#39;acqua deve essere disponibile), pesare cavallette individuali (± 0,1 mg), e metterli in trasparente 50 ml (9,2 cm L x 2,0 cm P) respirometro camere e permettere loro di recuperare da gestire per almeno 10 min prima di iniziare le misurazioni. </li><li> In media costante tem<html> temperatura (temperatura ± 1% Variazione errore standard) all&#39;interno della camera respirometro, analizzare l&#39;aria respirata utilizzando raggi infrarossi analizzatore di CO2 (ad esempio Qubit S151-risoluzione di 1 ppm). Misurare la media minima allo stato stazionario <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1highres.jpg"/> per 10 min. </li><li> L&#39;analizzatore dispone di CO 2 concentrazione frazionale (parti per milione), ma SMR deve essere riportato come un tasso, per cui bisogna trasformare le registrazioni da <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq1highres.jpg"/> FR = i ( <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2highres.jpg"/> - <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq3.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq3highres.jpg"/> ) / {1 - <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2highres.jpg"/> [1 - (1/RQ)]}, doveiles/ftp_upload/50061/50061eq3.jpg &quot;fo: src =&quot; / files/ftp_upload/50061/50061eq3highres.jpg &quot;/&gt; = concentrazione incurrent frazionario di CO 2; <img src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2.jpg" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061eq2highres.jpg"/> = Concentrazione excurrent frazionata di CO 2; FR = portata (ml min -1); RQ = quoziente respiratorio, assunto pari a 0.85 in animali erbivori. </li></ol> 3. Spostamento Convalida in Stechiometria Corpo Elementale <ol><li> Valutare carbonio: azoto (C: N) contenuto di un campione di cavallette raccolti dai mesocosmi campo. </li><li> Ridurre la variazione di C: N a causa di consumo di alimenti recente rimuovendo contenuto intestinale cavalletta sotto un microscopio da dissezione. </li><li> Liofilizzare l&#39;intestino vuoto e il corpo per 48 ore e poi macinare la carcassa individuale e intestino a una polvere omogenea. </li><li> Misura C: N contenuto della polvere utilizzando un autoanalizzatore CNH. </li></ol> 4.Decomposizione microbica <ol><li> Luogo replicato coppie di collari in PVC (15,4 cm dia., Inserito ~ 4 cm al suolo) nel sito di campo (Figura 3C). Rimuovere tutta la vegetazione al loro interno tramite ritaglio sulla superficie del suolo. Questi collari sono utilizzati per misure di decomposizione. Inoltre, definire una serie di collari in PVC attraverso il sito campo di agire come 13 C naturale abbondanza di controllo (vedi sotto), a cui si aggiungono né cavallette né erba lettiera. </li><li> Per un collare in ogni coppia aggiungere 2 intatti, liofilizzati carcasse di cavallette (registrare la biomassa aggiunto) allevati con il rischio di predatore come sopra descritto utilizzando field-gabbie. Per il collare altro in ogni coppia aggiungere 2 intatte liofilizzati carcasse allevati senza rischi predatore. </li><li> Coprire i collari in PVC con uno schermo per impedire la rimozione cavalletta da spazzini delle trame e lasciare che le carcasse cavalletta decomporsi per 40 giorni. </li><li> Mentre le carcasse sono in decomposizione, etichetta erba-litter con 13 C. <ol><li> Costruire una camera di plexiglass trasparente (60 cm x 60 cm x 1,5 m) con un ingresso e valvola di scarico (Figura 3B). </li><li> Lavello un quadrato di 60 cm x 60 centimetri telaio in legno con una guarnizione di gomma rivestito con grasso al silicone 5 centimetri nel terreno (Figura 3B). </li><li> Far scorrere la camera sulla parte superiore del telaio di legno in modo che la camera diventa sigillata dalla gomma (Figura 3B). </li><li> Collegare gli ingressi delle camere per bombole di gas compressi contenenti il 99% atomo di 13 CO 2. Piante all&#39;interno della camera sarà marcato con 13 C, in cui sono mantenute concentrazioni di CO 2 a livelli ambiente (in quanto le concentrazioni elevabili partizionamento pianta altera carbonio). Livelli ambientali sono mantenuti da solo pulsante etichettato di CO 2 per brevi periodi di tempo. Inoltre, la temperatura nella camera sono monitorati e camere vengono rimossi se le temperature raggiungono i 5 ° C aBove ambiente. </li><li> Una settimana dopo l&#39;etichettatura, confrontare δ 13 C dell&#39;erba-lettiera con valori di abbondanza naturali raccolti da un campione casuale di specie erbacee identici utilizzando una Thermo DELTAplus rapporto isotopico spettrometro di massa (Thermo, San Jose, CA, USA). </li></ol></li><li> Dopo 40 giorni, aggiungere 10 g di aria secca 13 C-marcato erba lettiera ad ogni collare che era stato modificato in precedenza con le carcasse cavalletta. </li><li> Monitorare la velocità di mineralizzazione dell&#39;erba-lettiera in situ in 75 giorni dalla tappatura ogni collare e il monitoraggio sia la respirazione totale del suolo e la respirazione di 13 CO 2. Questa operazione viene eseguita utilizzando un flusso attraverso la tecnica della camera in cui vengono monitorati campioni di gas da ogni collo, in tempo reale, per 8 minuti ciascuna cavità con ring-down spettroscopia (CRDS, Picarro Inc., Santa Clara, CA, USA; Modello: G1101 -i). CRDS permette di monitorare contemporaneamente sia totale e δ 13 Cdi respirazione del suolo. </li><li> Stima del contributo di 13 C-marcato erba lettiera alla respirazione totale del suolo utilizzando le equazioni di isotopi di miscelazione. La quantità di erba lettiera derivato CO 2 è calcolato come segue: (. Δ 13 C respirazione - δ 13 C nat.abn) C erba lettiera derivata totale = C × / (δ 13 C grass-rifiuti - δ 13 C nat . ABN), dove C totale è la quantità totale di C respirato nel corso di una data misura, δ 13 C respirazione è il δ 13 C di respirato-C per collari addizionati con la lettiera erba etichettato, δ 13 C nat.abn. è la media δ 13 C di C respirata nei tre collari abbondanza naturale (vale a dire quelle che non sono state modificate con i rifiuti), e δ 13 C erba lettiera è il δ 13 C della cucciolata erba aggiunto al collars. </li><li> Monitorare sia la temperatura del suolo e l&#39;umidità in tutta l&#39;esperimento utilizzando sonde portatili per correggere le differenze di respirazione del suolo a causa di differenze di temperatura e umidità. </li><li> Anche se destinati ad uso sul campo, l&#39;anello verso il basso strumento di spettroscopia cavità (Picarro Inc., Santa Clara, CA, USA; Modello: G1101-i) le letture sono sensibili al movimento. Pertanto, si dovrebbe erigere una stazione di misura base centrale a tutti i grafici contenenti collari in PVC, e collegare lo strumento ai collari con lunghezze di tubo in PVC. </li></ol>

<ol><li>Wardle, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecological+linkages+between+aboveground+and+belowground+biota%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Ecological linkages between aboveground and belowground biota.</a> Science. 304, 1629-1633 (2004).</li>
<li>Hattenschwiler, S., Tiunov, A. V., Scheu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodiversity+and+litter+decomposition+in+terrestrial+ecosystems%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Ecol.+Syst%22%5BJournal%5D)">Biodiversity and litter decomposition in terrestrial ecosystems.</a> Annu. Rev. Ecol. Syst. 36, 191-218 (2005).</li>
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<li>Hawlena, D., Strickland, M. S., Bradford, M. A., Schmitz, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fear+of+predation+slows+plant+litter+decomposition%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Fear of predation slows plant litter decomposition.</a> Science. 336, 1434-1438 (2012).</li>
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<li>Allison, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+levels+of+nitrogen+addition+stimulate+decomposition+by+boreal+forest+fungi%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Biol.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Low levels of nitrogen addition stimulate decomposition by boreal forest fungi.</a> Soil Biol. Biochem. 41, 293-302 (2009).</li>
<li>Bump, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ungulate+carcasses+perforate+ecological+filters+and+create+biogeochemical+hotspots+in+forest+herbaceous+layers+allowing+trees+a+competitive+advantage%5BTitle%5D)+AND+%22Ecosystems%22%5BJournal%5D)">Ungulate carcasses perforate ecological filters and create biogeochemical hotspots in forest herbaceous layers allowing trees a competitive advantage.</a> Ecosystems. 12, 996-1007 (2009).</li>
<li>Yang, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Periodical+cicadas+and+resource+pulses+in+North+American+forests%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Periodical cicadas and resource pulses in North American forests.</a> Science. 306, 1565(2004).</li>
<li>Belovsky, G. E., Slade, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insect+herbivory+accelerates+nutrient+cycling+and+increases+plant+production%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Nat.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Insect herbivory accelerates nutrient cycling and increases plant production.</a> Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 97, 14412(2000).</li>
<li>Frost, C. J., Hunter, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recycling+of+nitrogen+in+herbivore+feces%3A+plant+recovery%2C+herbivore+assimilation%2C+soil+retention%2C+and+leaching+losses%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">Recycling of nitrogen in herbivore feces: plant recovery, herbivore assimilation, soil retention, and leaching losses.</a> Oecologia. 151, 42(2007).</li>
</ol>

Non abbiamo nulla da rivelare.

La sequenza dei metodi qui presentati dovrebbero consentire la misurazione sistematica dello stress modo in specie in cui rientra fuori terra catene alimentari possono prime comunità microbica del terreno in modo da ridurre al alterazione della successiva decomposizione della lettiera vegetale. I metodi sono ideali per lo studio degli ecosistemi composti da consumatori artropodi e piante erbacee, perché le catene alimentari intatti possono essere spazialmente circoscritto e contenuto all&#39;interno mesocosmi. Variabilità spaziale può esistere a causa di gradienti di umidità del suolo, fondo, temperatura del suolo, il contenuto di elementi nutritivi, ecc Il progetto dello studio permette di mescosms matrice e collari in PVC per bloccare spaziali lungo gradienti ambientali e quindi conto di tale variazione ambientale quando si analizzano gli effetti. Anche se destinati ad uso sul campo, l&#39;anello verso il basso strumento di spettroscopia cavità (Picarro Inc., Santa Clara, CA, USA; Modello: G1101-i) se le letture sononsitive al movimento. Pertanto, si dovrebbe erigere una stazione di misura base centrale a tutti i grafici contenenti collari in PVC, e collegare lo strumento ai collari con lunghezze di tubo in PVC. Cucciolata decomposizione nel suolo è stato tradizionalmente misurata racchiudendo quantità note di rifiuti in sacchetti di rete in fibra di vetro, depositare i sacchetti sulla superficie del suolo in campo e periodicamente ri-misura le borse di quantificare scomparsa tasso di lettiera (decomposizione). Il limite di questo metodo è che si è in grado di tracciare il destino della materia decomposta o determinare il contributo di CO 2 mineralizzazione dell&#39;emendamento suolo (lettiera aggiunto) dal suolo, fondo di CO 2 mineralizzazione. Il metodo del gas tracciante con l&#39;etichetta di CO 2 presentato qui aiuta ad alleviare questo vincolo logistico. Ecologia degli ecosistemi e biogeochimica hanno operato sotto il paradigma di lavoro che, a causa dell&#39;impianto non consumati-Rifiuti comprende la maggior parte dei detriti, processi degli ecosistemi ipogea sono solo marginalmente influenzate da input di biomassa provenienti da livelli trofici superiori in reti trofiche fuori terra, come erbivori stessi 6. Tuttavia, vi è una crescente evidenza che le specie a livelli trofici superiori degli ecosistemi possono avere una profonda influenza sui processi ipogea 1,4,5. Il metodo qui presentato si distingue per migliorare la quantificazione del contributo dei livelli trofici superiori, sia direttamente attraverso la biomassa da deposizione carcassa (ad esempio 12, 13) o l&#39;escrezione e egestion (ad esempio 14, 15) o indirettamente attraverso l&#39;alterazione della composizione vegetale comunità (ad esempio 9 ) sull&#39;uso della bicicletta ecosistema dei nutrienti. Tale quantificazione può aiutare a rivelare i meccanismi attraverso i quali gli animali controllano la dinamica degli ecosistemi come parte di uno sforzo concertato per migliorare e rivedere il paradigma di lavoro corrente di controllo biotico sul funzionamento degli ecosistemi.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente o attrezzature </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti (opzionale) </td></tr><tr><td> Anello cavità verso il basso spettroscopio </td><td> Picarro Inc., Santa Clara, CA, USA </td><td> Model # G1101-i </td><td></td></tr><tr><td> CO2 respirometro </td><td> Sistemi Qubit, Kingston, ON, Canada </td><td> Model # S151 </td><td></td></tr><tr><td> 13C </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 372382 </td><td></td></tr><tr><td> Spettrofotometro </td><td> Thermo, San Jose CA, USA </td><td> Modello: Delta V Plus Spettrofotometro rapporto isotopico di massa </td><td></td></tr></tbody></table>

collegamento rischio di predazione, stress herbivore fisiologica e decomposizione microbica dei rifiuti vegetali

Linking Predation Risk, Herbivore Physiological Stress and Microbial Decomposition of Plant Litter

La quantità e la qualità dei detriti che entrano nel suolo determina il tasso di decomposizione da comunità microbiche così come i tassi di riciclo di azoto (N) e carbonio (C) 1,2 sequestro. Lettiera impianto comprende la maggior parte dei detriti 3, e così si presume che la decomposizione è solo marginalmente influenzato da fattori biomassa da animali come erbivori e carnivori 4,5. Tuttavia, carnivori possono influenzare decomposizione microbica di rifiuti dell&#39;impianto tramite una catena di interazioni in cui il rischio di predazione altera la fisiologia delle loro prede erbivoro che a sua volta funzionamento microbica del suolo altera quando le carcasse degli erbivori sono decomposti 6. Una risposta allo stress fisiologico erbivori al rischio di predazione può cambiare il C: composizione elementare N della biomassa erbivoro 7,8,9 perché lo stress da rischio di predazione aumenta la domanda di energia basali erbivoro che in nutrienti limitata erbivoro sistemi di forzes a spostare il loro consumo da N-ricco di risorse per sostenere la crescita e la riproduzione di C-ricco di risorse per sostenere il metabolismo di carboidrati elevato 6. Gli erbivori hanno una capacità limitata di immagazzinare sostanze nutritive in eccesso, in modo da sottolineare erbivori espellono N in quanto aumentano il consumo di carboidrati-C 7. In definitiva, in preda sottolineato rischio di predazione aumentare il loro corpo rapporto C: N 7,10, che li rende le risorse di qualità inferiore per la piscina microbica del suolo probabilmente a causa della minore disponibilità di labile N per la produzione di enzimi microbici 6. Così, la decomposizione delle carcasse degli erbivori stress ha un effetto priming sul funzionamento delle comunità microbiche che diminuisce la capacità a seguito di microbi per decomporre lettiera vegetale 6,10,11. Vi presentiamo la metodologia per valutare i collegamenti tra rischio di predazione e la decomposizione della lettiera di microbi del suolo. Si descrivono come: indurre stress in erbivori dal rischio di predazione; meache le risposte allo stress, e misurare le conseguenze sulla decomposizione microbica. Usiamo intuizioni da un ecosistema di prateria modello comprendente la caccia ragno predatore (Pisuarina mira), un erbivoro dominante cavalletta (Melanoplus femurrubrum), e una varietà di piante e di erba forb 9.

Un esempio di trama cavalletta tariffe standard metabolici in condizioni di stress e lo stress liberi sono presentati nella figura 2. A causa delle differenze di massa corporea tra cavallette individuali, e il fatto che il tasso metabolico varia con la massa corporea, trame dovrebbe presentare tassi metabolici in relazione alla massa corporea cavalletta. Tendenze parallele per i diversi trattamenti indicano che il tasso metabolico aumenta come un multiplo costante di standard tasso metabolico (cioè non vi è massa corporea x interazione metabolica rate) per tutti gli individui stressati. Grasshopper corpo C e contenuto N elementari a rischio e condizioni di libertà sono riportati in Tabella 1. È da notare che vi è un piccolo (4%) differenza di corpo C: N rapporti tra i trattamenti. Tuttavia, queste piccole differenze possono tradursi in notevoli differenze di decomposizione erba lettiera in piscina microbica del suolo (Figura 3). </p&gt; L&#39;aggiunta di lettiera erba per collari in PVC precedentemente modificato con cavallette stressate o senza stress porta a diversi gradi di decomposizione della lettiera, che si riflette nelle curve che descrivono cumulare rilascio di CO 2 dal suolo dovuto alla respirazione microbica (Figura 3). Gli esperimenti devono essere monitorati fino cumulare le curve iniziano a saturare. <table border="1"><tbody><tr><td></td><td> Stress </td><td> Stress Free </td></tr><tr><td> Carbonio (%) </td><td> 48,44 ± 0,32 </td><td> 44,73 ± 0,46 </td></tr><tr><td> Azoto (%) </td><td> 12,11 ± 0,08 </td><td> 11,62 ± 0,12 </td></tr><tr><td> Carbonio: Azoto </td><td> 4,00 ± 0,03 </td><td> 3,85 ± 0,04 </td></tr></tbody></table> Tabella 1. Confronto tra il contenuto chimico auto herbivore cavallettacasses dalle condizioni in cui hanno affrontato il rischio di predazione (stress) e in cui il rischio di predazione è assente (senza stress). I valori sono media ± 1 errore standard. <img src="/files/ftp_upload/50061/50061fig1.jpg" alt="Figura 1"/> Figura 1. Illustrazione del disegno del campo mesocosmi utilizzato nell&#39;esperimento e schema generale della valutazione sperimentale rischio di effetti sulla decomposizione della lettiera. <img src="/files/ftp_upload/50061/50061fig2.jpg" alt="Figura 2"/> Figura 2. Un grafico di tasso metabolico erbivoro norma in rapporto alla massa del corpo erbivoro. I dati sono suddivisi in due classi in base al trattamento sperimentale: cavallette di mesocosmi contenenti predatori (predazione) per indurre lo stress, e mesocosmi senza predatori (controllo) e quindi non lo stress indotto. I dati sono da D. HalwenaGU e Schmitz 2010, inedito. <img src="/files/ftp_upload/50061/50061fig3.jpg" alt="Figura 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50061/50061fig3highres.jpg"/> Figura 3. Curve descrivono cumulativo CO 2 rilascio da parte del pool di decomposizione microbica mentre sperimentali ingressi erba lettiera in collari in PVC. Valori tracciati sono media ± 1 errore standard. Il grafico dimostra che il suolo innescato con stressati carcasse cavalletta (predatore) risultato nel 19% inferiore (ANOVA F 1,6 = 9.06, p &lt;0.05) di piante tassi di decomposizione della lettiera terreni già vaccinati con le carcasse senza stress cavalletta (controllo). L&#39;inserto mostra l&#39;apparato collare PVC nel campo. Figura riprodotta da Hawlena et al. 6 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50061/50061fig3large.jpg" target="_blank">Scattare qui per ingrandire la figura</a> .

Vi presentiamo i metodi per valutare come rischio di predazione può alterare la qualità chimica delle prede erbivoro inducendo cambiamenti nella dieta per soddisfare le esigenze di stress elevato, e come la decomposizione delle carcasse di questi erbivori stress rallenta la successiva decomposizione della lettiera vegetale da microbi del suolo.

Collegamento rischio di predazione, stress Herbivore fisiologica e decomposizione microbica dei Rifiuti vegetali

The quantity and quality of detritus entering the soil  determines the rate of decomposition by microbial communities as well as  recycle rates of ...

L'obiettivo generale di questa procedura è determinare in che modo il tasso di decomposizione della materia organica è influenzato dalla composizione chimica corporea delle carcasse di animali a seguito di stress da predazione. Ciò si ottiene creando prima condizioni di allevamento sperimentali che sottopongono le prede allo stress da rischio di predazione in condizioni di campo e condizioni di controllo prive di stress a rischio. Il secondo passo consiste nel raccogliere le cavallette dai trattamenti sperimentali e, dopo aver verificato il loro stato metabolico con l'uso respiratorio, sacrificarle per l'analisi del contenuto chimico isotopico corporeo in laboratorio e per i processi di decomposizione in campo.Successivamente, le carcasse di cavallette vengono poste in appezzamenti chiusi e lasciate decomporre per 40 giorni. Allo stesso tempo, le piante all'interno dei mesocosmi sono etichettate con anidride carbonica 13. Il materiale erboso viene quindi raccolto da questi mesocosmi circa 10 giorni prima del completamento della decomposizione della carcassa di cavalletta di 40 giorni per l'essiccazione all'aria.L'erba secca viene quindi collocata nel recinto al punto di 40 giorni. Il passo finale consiste nel monitorare il tasso di decomposizione della lettiera erbosa in situ per 75 giorni, monitorando sia la respirazione del suolo che la respirazione dell'anidride carbonica 13 utilizzando una tecnica di camera a flusso continuo che coinvolge uno spettroscopio ad anello a cavità piro. In definitiva, questi metodi quantificano come i cambiamenti chimici nel corpo degli erbivori stressati dalla predazione possano regolare il tasso di decomposizione da parte dei microbi nel pool di suolo.Ciò dimostra che anche gli animali con bassa abbondanza possono comunque avere importanti effetti moltiplicatori. Negli ecosistemi, però, il metodo di cui parliamo oggi è applicabile in questo vecchio ecosistema di campo. È più ampiamente applicabile ad altri sistemi di praterie come le savane africane o le praterie del Parco Nazionale di Yellowstone, dove spesso si ottengono molti input di carcasse di erbivori nel terreno e la decomposizione di quella carcassa può influenzare in modo importante.Il ciclo dei nutrienti dell'ecosistema che si vede in quei luoghi, i mesocosmi circolari chiusi di 0,5 metri vengono utilizzati per prevenire l'immigrazione o l'immigrazione di specie animali. Ogni gabbia mes Cosm è costruita con 2,4 metri di lunghezza di recinzione in alluminio a maglie da un quarto di pollice alta 1,5 metri che è coperta da 2,5 metri di schermatura in alluminio alta 1,75 metri. Posiziona la gabbia nel terreno nel campo scavando una trincea profonda 10 centimetri e larga quattro centimetri attorno alla base della gabbia.Quindi affondare la gabbia nella trincea a una profondità di 10 centimetri e tamponare la parte inferiore della trincea intorno al sole. Fissa parzialmente un pezzo circolare di zanzariera della finestra sulla parte superiore della gabbia del meso cosmo. I mesocosmi dovrebbero essere disposti in un disegno sperimentale accoppiato replicato nel campo, la posizione del lotto dovrebbe essere selezionata in modo che corrisponda all'identità della specie vegetale e alla copertura relativa della pianta.Usa una rete da spazzamento per raccogliere le ninfe delle cavallette stellari e immagazzinarle nei mesocosmi alle densità del campo. Quindi utilizzare una rete da spazzamento per catturare gli individui di una specie dominante di caccia al sedere, non alla tessitura di ragni predatori. Dopo aver usato il cemento ad asciugatura rapida per incollare la miniera di ragno, immagazzinare i ragni a densità di campo in un meso cosm di ogni coppia.Questo sarà il trattamento dello stress mesocosmi senza ragni sarà il trattamento senza stress dopo cavalletta. Le ninfe sono state sviluppate fino al quarto e quinto stadio di stadio. Raccogli tutti gli individui dalle gabbie e assegna in modo casuale gli individui di ciascuna gabbia a uno dei tre gruppi di analisi successivi.Convalida dello stress fisiologico nel primo gruppo. Stato gruppo due, convalida dello spostamento nella stechiometria elementare corporea e decomposizione microbica gruppo tre per misurare la decomposizione microbica. Posizionare coppie replicate di collari in PVC nel sito sul campo.Rimuovere tutta la vegetazione all'interno di ciascun collare tagliando la superficie del terreno. Inoltre, è necessario stabilire una serie di collari in PVC in tutto il sito sul campo per fungere da controlli dell'abbondanza naturale di carbonio 13 a cui non vengono aggiunte né cavallette né lettiera d'erba. Quindi, a un colore in ogni coppia, aggiungere una carcassa liofilizzata intatta di una cavalletta allevata con rischio di predatori come descritto in precedenza, utilizzando gabbie da campo, assicurarsi di registrare la biomassa aggiunta all'altro collare.In ogni coppia, aggiungere due carcasse liofilizzate intatte allevate senza rischio di predatori. Ancora una volta, registrando la biomassa aggiunta. Copri i collari in PVC con lo schermo per evitare che le cavallette vengano rimosse dagli appezzamenti e lascia che le carcasse delle cavallette si decompongano per 40 giorni.Durante questo periodo, etichettare la lettiera erbosa con carbonio 13 affondando prima un telaio di legno quadrato di 60 centimetri per 60 centimetri con una guarnizione in gomma rivestita di grasso siliconico a cinque centimetri nel terreno. Quindi far scorrere una camera in plexiglass trasparente con una valvola di ingresso e uscita sulla parte superiore del telaio in legno in modo che la gomma sigilli le stazioni di misurazione della base dell'erettore della camera centrali a tutte le particelle contenenti colori in PVC. Attacco ventale dello strumento di spettroscopia ad anello della cavità una settimana dopo la marcatura del carbonio 13 come descritto nel protocollo di testo, utilizzare uno spettrometro di massa del rapporto isotopico delta più termico o simile per confrontare il carbonio delta 13 della lettiera d'erba con i valori di abbondanza naturale raccolti da un campione casuale di specie erbacee identiche circa 10 giorni prima della fine della decomposizione della carcassa di aper d'erba di 40 giorni Raccogli la lettiera d'erba etichettata da Essiccato all'aria dopo 40 giorni.10 grammi di carbone essiccato all'aria, 13 lettiere d'erba etichettate per ogni colore che erano state precedentemente modificate con carcasse di cavallette. Monitora il tasso di mineralizzazione della lettiera erbosa in situ per 75 giorni tappando prima ogni colore e monitorando sia la respirazione totale del suolo che la respirazione dell'anidride carbonica 13 utilizzando una tecnica a flusso attraverso la camera. I campioni di gas di ciascun colore sono monitorati in tempo reale per otto minuti ciascuno utilizzando un anello di cavità piro verso il basso, la spettroscopia di spettroscopio con anello di cavità verso il basso consente il monitoraggio simultaneo del carbonio totale e delta 13 della respirazione del suolo.Stimare il contributo della lettiera di erba marcata con carbonio 13 alla respirazione totale del suolo utilizzando le equazioni di miscelazione degli isotopi. Secondo le istruzioni nel protocollo di testo, questo grafico mostra il tasso metabolico standard degli erbivori in relazione alla massa corporea degli erbivori. I dati sono divisi in due classi in base al trattamento sperimentale, le cavallette da mesocosmi contenenti predatori per indurre stress e controllare i mesocosmi senza predatori e quindi nessuno stress indotto a causa delle differenze di massa corporea tra le singole cavallette e il fatto che il tasso metabolico varia con la massa corporea dovrebbe presentare i tassi metabolici in relazione alla massa corporea della cavalletta.Tendenze parallele per i diversi trattamenti indicano che il tasso metabolico aumenta come multiplo costante del tasso metabolico standard IE. Non c'è massa corporea per interazione con il tasso metabolico per tutti gli individui stressati, in questa tabella sono presentati i contenuti di corpi di cavalletta, carbonio e azoto elementare in condizioni di rischio e prive di rischio. È interessante notare che c'è una differenza molto piccola del 4% nei rapporti corporei tra carbonio e azoto tra i trattamenti. Tuttavia, queste piccole differenze possono tradursi in grandi differenze nella decomposizione della lettiera da parte del pool microbico del suolo.Queste curve dimostrano il rilascio cumulativo di CO2 da parte del pool microbico durante la decomposizione degli input sperimentali di lettiera in PVC nei colori del PVC, un errore medio più meno uno standard. L'innesto dimostra che i terreni sono innescati dallo stress. Carcasse di cavallette IE la situazione dei predatori si traduce in tassi di decomposizione della lettiera vegetale inferiori del 19% rispetto ai terreni di controllo innescati con carcasse di cavallette prive di stress.Il metodo può aiutarci a rispondere a domande chiave sull'ecosistema, l'ecologia e la biogeochimica, permettendoci di tracciare il carbonio che si trova nelle foglie delle piante in diversi pool di terreno, e ci permette anche di tracciare il destino dei nutrienti da quei pool nelle parti di piante fuori terra.

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Biologia

Questo metodo spiega come costruire e gestire un continuo 13 C e 15 N isotopo camera di etichettatura uniforme o l'etichettatura tessuti vegetali differenziale. I risultati rappresentativi da metabolico e l'etichettatura strutturale gerardii Andropogon sono discussi.

Progettazione e funzionamento di un continuo<sup&gt; 13</sup&gt; C e<sup&gt; 15</sup&gt; N Etichettatura Camera di Uniform o differenziale, metaboliche e strutturali, Flora Isotope Labeling

Comprendere il ruolo di eterogeneità ambientale in specie la convivenza è tipicamente concentrata sui tipi di eterogeneità che sono estrinseco alla composizione delle specie della comunità. Noi forniamo i dettagli sui metodi innovativi per la creazione di trattamenti eterogeneità del terreno utilizzando terreni soggetti a pianta-suolo risposte di condizionamento, o eterogeneità intrinseca alla composizione della comunità.

Protocollo sperimentale per eterogeneità del terreno manipolazione Plant-indotta

Descriviamo un approccio semi-quantitativo di misurazione delle caratteristiche delle comunità di artropodi corticolous (bark-dwelling). Abbiamo piazzato trappole appiccicose fabbricate commercialmente sui boli degli alberi per stimare l'abbondanza, la lunghezza totale (un surrogato alla biomassa), la ricchezza e la diversità di Shannon per il confronto tra le specie arboree.

Quantificare gli artropodi di Corticolous usando trappole appiccicose

Per ottenere un insetto ascianico, la sua superficie dell'uovo viene sterilizzata e la larva tratteggiata viene successivamente allevata usando foglie astronche. Questo metodo fornisce un modo efficiente per la preparazione degli insetti axenici senza somministrare antibiotici o sviluppare una dieta artificiale, che può essere applicata anche ad altri insetti mangiatori di foglie.

Preparazione e allevamento di insetti axenici con piantine coltivate su tessuto per studi di interazione microbiota ospite-intestino dello scarabeo fogliare

Questo documento presenta un protocollo dettagliato per l'allevamento della farfalla bianca di cavolo in condizioni di laboratorio controllate con una dieta artificiale, che consente manipolazioni precise della nutrizione precoce e dell'esposizione alle tossine. I risultati rappresentativi mostrano come la tossicità dei metalli pesanti può essere misurata con questo protocollo.

Allevare la farfalla bianca del cavolo (Pieris rapae) in condizioni controllate: un caso di studio con tolleranza ai metalli pesanti

Qui presentiamo uno studio stabilito nell'iDiv Ecotron, camere del mesocosmo terrestre con condizioni ambientali controllate sopra e sotto terra, per studiare gli effetti indipendenti e interattivi della storia delle piante e della storia del suolo sul funzionamento dell'ecosistema delle comunità di praterie lungo un gradiente di diversità vegetale.

JenaTron - Un approccio sperimentale per studiare gli effetti della storia delle piante e della storia del suolo sul funzionamento dell'ecosistema delle praterie

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Test della barriere fisiologiche di trasmissione virale in Afidi Utilizzando Microiniezione

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Un modo rapido per guadagnare è descritto lo studio della struttura di polisaccaridi in una matrice extracellulare. Il metodo sfrutta la specificità del glycosylhydrolases e la sensibilità della spettrometria di massa permette piccole quantità di materiale da analizzare. Questa tecnica è adattabile per essere utilizzato direttamente sul tessuto stesso.

Oligo Profiling di massa (OLIMP) di polisaccaridi extracellulari

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Agar-Block Microcosmi per decomposizione controllata tessuti vegetali da Funghi aerobica

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Collegamento rischio di predazione, stress Herbivore fisiologica e decomposizione microbica dei Rifiuti vegetali

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