Una guida visiva per studiare le difese del comportamento patogeno attacca in formiche tagliafoglie

Un protocollo visualizzato fornisce un quadro di riferimento per ricerche più ampie su difese e formiche che crescono funghi. Il vantaggio principale di questo approccio è che aiuterà i ricercatori a riconoscere i comportamenti difensivi chiave per garantire una comprensione comune per il lavoro futuro. Un riferimento per la ricerca sulle formiche che coltivano funghi sarà probabilmente particolarmente utile per i giovani ricercatori che non hanno familiarità con questi comportamenti.

Un certo numero di questi comportamenti sono rari, quindi i ricercatori esperti potrebbero non averli mai osservati. Questa guida faciliterà i confronti tra studi e specie di formica illustrando i principali comportamenti difensivi insieme a definizioni coerenti. Inoltre, comprendere i comportamenti in condizioni controllate aiuterà gli studi negli habitat naturali, dove le condizioni sono difficili da controllare.

Per iniziare, isolare i ceppi di Escovopsis dalle colonie di laboratorio Acromyrmex echinatior, posizionando frammenti di giardino di funghi, con formiche rimosse, su una piastra di Petri con cotone idrofilo umido per diversi giorni, fino a quando Escovopsis germoglia e sporula. Trasferire le spore nelle piastre di agar di destrosio della patata e incubare a circa 23 gradi Celsius per due settimane. Utilizzando un ago sterile, rimuovere le spore mature dalle piastre.

Quindi, inoculare le spore su nuove piastre in condizioni sterili e incubarle a circa 23 gradi Celsius per due settimane. Quando le ife sono cresciute per coprire l'intero piatto e in spore marroni mature, inoculare le spore su nuove piastre in condizioni sterili. Utilizzando tre colonie originali di A.Echinatior, ottieni un totale di 36 sotto-colonie con 12 sotto-colonie da ogni colonia madre.

Quattro ore prima dell'introduzione delle formiche, aggiungi un pezzo delle dimensioni di un cucchiaino del giardino dei funghi della colonia originale, alcune foglie di rovi e un pezzo di cotone idrofilo imbevuto d'acqua alla scatola. Per le sotto-colonie che devono essere infettate, riempire un ciclo di inoculazione con spore di Escovopsis. Quindi, inoculare le spore toccando delicatamente una piccola parte del giardino dei funghi da 10 a 20 volte.

Per le sotto-colonie di controllo, imita l'applicazione delle spore di Escovopsis toccando il giardino dei funghi con un ciclo di inoculazione sterile da 10 a 20 volte. Per le osservazioni post-infezione di 72 ore, lasciare la metà delle sotto-colonie indisturbate per 72 ore dopo l'introduzione di Escovopsis. Per le osservazioni post-infezione a zero ore, aggiungere immediatamente due covate, quattro lavoratori minori e quattro lavoratori principali della colonia madre a ogni scatola 30 minuti prima della registrazione.

Quindi, aggiungere la stessa miscela di lavoratori alle osservazioni post-infezione di 72 ore 30 minuti prima della registrazione. Esegui la registrazione video per quattro ore per ogni sotto-colonia. Dopo aver registrato tutte le 36 sotto-colonie, rivedi il filmato e segna i comportamenti di interesse per ogni individuo in ogni sotto-colonia.

Le clip seguenti forniscono una descrizione dei comportamenti distinti chiave da osservare durante le osservazioni. Durante la revisione del video, nota se una formica interrompe il movimento delle gambe per iniziare l'auto-toelettatura. Verificare che le antenne passino attraverso i detergenti per antenne sulle zampe anteriori.

Quindi, la formica dovrebbe pulire le gambe e i detergenti per antenne con le sue parti della bocca. Inoltre, nota se una formica ferma i movimenti delle gambe in un punto fisso nel giardino dei funghi. Osservare se le antenne sono stazionarie e parallele, puntate verso il fungo e quasi toccandosi l'un l'altra vicino alla punta delle mattidi.

Quindi, la glossa dovrebbe emergere per leccare il fungo. Una o più formiche possono anche pulirsi a vicenda. Durante questo comportamento, le formiche fermano ogni movimento e stanno strettamente insieme, mantenendo il contatto fisico.

Quindi, la formica da toelettatura dovrebbe puntare le sue antenne verso la formica ricevente e toccare leggermente il ricevitore. Si noti che le parti della bocca superiore e inferiore degli individui di toelettatura sono aperte con la glossa che emerge per leccare la formica ricevente. Osserva quando la formica smette di movimento per iniziare la toelettatura metapleurale della ghiandola.

La formica dovrebbe appoggiarsi su un lato e raggiungere una delle zampe anteriori per strofinare l'apertura della ghiandola, mentre lecca l'altra gamba anteriore con la glossa. Quindi, la formica ripeterà il comportamento con le gambe opposte. Quando una formica ferma i movimenti delle gambe in un punto fisso sul giardino dei funghi, si noti che le antenne sono immobili e parallele, indicando un punto fisso del giardino dei funghi.

Quindi, la formica afferra le spore Escovopsis visibili e le porterà fuori dal nido. Una formica può anche fermare i movimenti delle gambe in un punto fisso sul fungo, puntare le sue antenne liberamente verso un pezzo di fungo e toccare il pezzo di fungo con le sue antenne. Dopo questo, la formica stacca il pezzo di fungo dal resto del raccolto fungino.

Un altro potenziale comportamento può essere osservato quando una formica ferma i movimenti delle gambe in un punto fisso sul giardino dei funghi. La formica piegherà il suo gaster e si dirigerà l'uno verso l'altro per applicare una goccia di liquido fecale alle sue parti della bocca. Uno alla volta, la formica tirerà le zampe anteriori attraverso le mattidi e l'antenna attraverso i pulitori dell'antenna.

L'obiettivo principale di questo studio era quello di creare un catalogo di brevi clip che illustrano i comportamenti di difesa dalle malattie nelle formiche che tagliano le foglie. I comportamenti descritti nel protocollo sono stati segnati in uno scenario di infezione sperimentale. Nelle colonie di controllo, i lavoratori minori hanno curato il raccolto del giardino più dei principali lavoratori.

Nelle colonie infette, c'era una tendenza non significativa ad aumentare la toelettatura dei funghi rispetto alle colonie di controllo. Un aumento non significativo della toelettatura fecale è stato associato all'infezione, ma non è stata rilevata alcuna differenza tra lavoratori minori e principali. Il disassamento delle spore e il dissapeo dei funghi erano entrambi a bassa frequenza, senza alcuna differenza significativa osservata tra colonie e controlli infetti.

Una tendenza all'dissa weeding dei funghi aumenta con il tempo da quando si osserva l'infezione. Poche delle colonie infette con infezioni in fase iniziale avevano spore visibili rimanenti dopo il periodo di osservazione di quattro ore. È interessante notare che, nelle condizioni di infezione in fase successiva, le formiche non erano in grado di rimuovere completamente le spore in nessuna delle colonie.

I risultati di questo esperimento sono quindi un esempio illustrativo di come la compilazione di clip possa essere utilizzata per studi comportamentali, per calcolare frequenze medie per comportamenti di lavoratori minori e principali. Abbiamo documentato comportamenti che contribuiscono alle difese nelle formiche che crescono funghi e abbiamo sistematicamente identificato, descritto e catturato questi comportamenti su pellicola. I nostri risultati rafforzano la ricerca sul campo suggerendo perché è difficile per un agente patogeno infettare le colonie di fronte a una vasta serie di comportamenti e composti antimicrobici associati.

Forniamo un nuovo strumento per il lavoro futuro sul campo e speriamo che il catalogo comportamentale si riveli prezioso per garantire il consenso e definizioni semplificate, l'osservazione e l'interpretazione dei comportamenti.