Ottenere campioni con rallentato, accelerato e invertito l'invecchiamento in Honey Bee Modello

L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di ottenere tipi di api operaie in cui i meccanismi sono rallentati, rapidi e invertiti. L'invecchiamento può essere studiato. Ciò si ottiene disaccoppiando prima la senescenza dall'età cronologica assemblando colonie che ricevono api appena nate della stessa età.

Queste api alla fine si impegnano in diversi compiti sociali, sia allattando che foraggiando pur avendo la stessa età cronologica. Le api nutrici possono mostrare un invecchiamento rallentato rispetto a un invecchiamento più rapido delle bottinatrici. Successivamente, viene indotta un'inversione delle dinamiche di invecchiamento dal foraggiamento all'allattamento.

Prima i falsari vengono separati dalle api nutrici, poi i raccoglitori che sperimentano una mancanza di infermieri tornano ai compiti infermieristici. I risultati sono ottenuti confrontando i sintomi dell'invecchiamento cellulare nelle operaie reattivate, nelle api forgiatrici regolari e nelle api nutrici. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo dell'invecchiamento, ad esempio quali meccanismi possono contribuire a rallentare il declino funzionale durante l'invecchiamento.

Un vantaggio chiave di questa procedura è che non richiede attrezzature speciali. Pertanto, dovrebbe essere facile riprodurre gli esperimenti utilizzando questi metodi. A dimostrare alcune delle procedure sarà Osman Craft, responsabile del progetto presso il laboratorio di ricerca sulle api qui all'Arizona State University.

Questa sezione descrive la configurazione di una colonia di due coorti contenente una coorte di api marcate di pari età e una coorte di api nido casuali. Le api etichettate si separano in api nutrici o api bottinatrici, che hanno dinamiche di invecchiamento diverse. Gli esperimenti dovrebbero consistere in due o più di tali colonie.

Per prima cosa, prepara una normale scatola dell'alveare con due favi per alimenti con miele, un altro favo per alimenti con polline e due favi vuoti. Quindi individua una regina accoppiata e una colonia di donatori con più di 3000 api nido. Successivamente, raccogli i favi con la covata sigillata che sta per emergere, sono necessarie tra le tre e le 5.000 celle di covata tappate per una colonia.

Questi favi dovrebbero essere raccolti da almeno tre fonti dell'alveare per evitare distribuzioni distorte dei genotipi materni. Ora incubare i favi di covata raccolti a 34 gradi Celsius con un'umidità relativa del 60-70%. Lascia emergere le api per due giorni e assicurati che i favi siano conservati in modo che la covata emergente non possa scappare.

Successivamente, contrassegna le api emerse con una piccola etichetta di vernice sul torace per identificare le api della singola coorte di età e per distinguerle da altre colonie replicate. Durante il giorno, le giovani api sono state contrassegnate. Raccogli tra 2.503.000 api nido da una colonia di donatori e aggiungi queste api non contrassegnate alla scatola dell'alveare preparata.

Quindi aggiungi un'ape regina confinata in una gabbia che è stata sigillata con caramelle commestibili. Le robuste api operaie adulte rilasceranno lentamente la regina. Infine, aggiungi le api marcate appena emerse.

L'obiettivo dello studio è valutare l'insorgenza e le dinamiche dell'infermiere per foraggiare la tua transizione. Monitorare lo sviluppo demografico dell'attività di foraggiamento a giorni alterni per ogni colonia. Inizia a contare cinque giorni dopo che le colonie sono state stabilite.

Il monitoraggio viene effettuato contando il numero totale di api di ritorno dai voli di foraggiamento tramite i conteggi degli ingressi. Questo viene fatto in tre periodi di 20 minuti a orari fissi. Non contare le api durante i periodi di orientamento.

I voli quando l'ingresso conta superano i 100 al giorno. Inizia a segnare i foraggi. Usa una pinza morbida per raccogliere le singole api contrassegnate quando tornano dai loro voli per facilitare la cattura delle api.

Dopo l'atterraggio, restringere l'ingresso dell'alveare con schiuma o rete. Applicare un secondo segno di vernice che specifichi il giorno, consentendo così di segnare in seguito l'età di inizio dell'attività di foraggiamento. Usa colori diversi o combinazioni di colori per contrassegnare le api ogni giorno.

Quando si considera quante api devono essere contrassegnate per lo studio, aspettarsi di recuperare dal cinque al 10% delle api bottinatrici contrassegnate Dopo almeno due settimane di attività di foraggiamento, raccogliere le nutrici contrassegnate e il falsario raccogliere contemporaneamente le api nutrici contrassegnate dall'alveare. Queste api nutrono e puliscono le larve, mettendo le loro teste in celle di covata aperte. Raccogli anche le bottinatrici marcate due volte.

Raccogli numeri bilanciati da tutti i gruppi di test e replica le colonie. Trasferisci le api in gabbie ventilate e tienile al buio fino a quando non vengono ulteriormente lavorate. Per gli studi molecolari si spezzano direttamente, congelare le api raccolte in azoto liquido.

Questa procedura separa una singola colonia in due alveari, uno con la nutrice, la frazione B, e l'altro con la frazione falsaria. Ciò richiede un alveare come preparato nella sezione precedente che conservi almeno 500 bottinatrici marcate e una popolazione di foraggiatori completamente marcata. Il giorno prima della reversione preparare una seconda nuova scatola dell'alveare come descritto in precedenza.

Quindi, raccogli due favi di covata dagli alveari dei donatori. Spazzola via tutte le api adulte dai favi selezionati. Raccogli anche due regine dell'alveare donatrici, una regina in una gabbia sigillata per caramelle e un pettine da covata.

Sostituisci i favi della regina e della covata nella scatola originale dell'alveare. Un'altra regina e un pettine da covata verranno utilizzati il giorno successivo per l'altra scatola dell'alveare. Questo è un controllo per fornire in seguito sia alle colonie derivate dall'infermiera che da quelle di raccoglitrice un nuovo odore di alveare.

La mattina del giorno di inversione, fotografa lo stato dei nuovi favi di covata. Quindi aggiungi una nuova regina in una gabbia sigillata per caramelle e un favo da covata alla nuova scatola. Durante quel giorno, al momento del picco di foraggiamento, sposta la colonia originale con le api forgiatrici e nutrici marcate ad almeno 100 metri di distanza dalla posizione originale per tornare alla posizione originale.

Configurare la nuova casella per l'alveare derivato dal forgiatore. Lasciare che il falsario torni nella posizione originale per due ore. In questo modo si ottiene una separazione quasi completa della popolazione di falsari dalle api nidificanti.

Per terminare la separazione, chiudere l'arnia originale e trasferirla in un apiario che si trovi ad almeno tre chilometri di distanza. Controlla regolarmente gli alveari sperimentali per verificare che la covata aperta sia sana. Durante i primi giorni, sostituire la covata incustodita e morta per ridurre il potenziale carico di patogeni nelle aree con covata precedentemente non incappucciata e con covata viva aperta sono marcatori affidabili dell'attività infermieristica nelle colonie derivate da raccoglitori otto giorni dopo l'inizio dell'inversione.

Utilizzando il metodo precedentemente descritto per il campionamento del campione, le operaie reverte e le bottinatrici continue, nonché le api nutrici continue. Quando l'esperimento è completato, scatta un'altra foto dei favi introdotti per monitorare la differenziazione del tipo di operaio che accompagna il normale per i conteggi dei falsari valutati per sei colonie. Dopo 10 giorni è stato osservato un notevole aumento dell'attività di foraggiamento.

Una certa variabilità contrassegnata dai punti cronometrici rossi è dovuta al cambiamento delle condizioni meteorologiche. L'ontogenesi invertita dal foraggiamento ai compiti di allattamento è stata convalidata ispezionando i favi di covata introdotti nelle colonie derivate dai raccoglitori. In cima c'è il pettine prima che fosse introdotto.

Di seguito è riportato lo stesso pettine otto giorni dopo la sua introduzione. Chiazze di larve sane appena covate e l'aumento dell'accumulo di polline intorno alle celle di covata indicano che gli ex raccoglitori hanno svolto con successo i tipici compiti di costruzione del nido e di allattamento. L'accumulo di lipofuscina, un sintomo altamente conservato della senescenza cellulare, è stato valutato in vari tessuti delle api in api nutrici e bottinatrici di pari età.

17 giorni di foraggiamento hanno portato a un aumento significativo delle dimensioni dei granuli di lipofuscina. Questo chiaro aumento dell'accumulo di lipofuscina e delle dimensioni dei granuli è stato collegato a lunghe durate di forgiatura, come illustrato con le frecce in D.Durante il tentativo di queste procedure, è estremamente importante identificare direttamente i tipi di lavoratori. Ad esempio, evitare l'identificazione dei difetti di foraggio delle api interrompendo la marcatura delle api durante i periodi giornalieri con voli di orientamento, quando anche la fase di pre-foraggiamento.

Le api partiranno o entreranno nell'alveare seguendo le nostre procedure. Altri metodi, come la proteomica e la trascrittomica, possono essere eseguiti per identificare le caratteristiche molecolari dell'invecchiamento flessibile.