方法論記事

夜間に人工光に引き寄せられた飛行昆虫の時間的サブサンプリングのための低コスト自動飛行傍受トラップ

DOI：

10.3791/63156

⸱

2021年12月29日

 ,  ,  , 
1Department of Ecology, Environment and Evolution, La Trobe University, 2Independent researcher

この記事について

サマリー

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

夜間の人工光(ALAN)が夜行性の飛行昆虫に与える影響を研究するには、サンプリングを夜間に限定する必要があります。このプロトコルは、研究者が複製を増やしてユーザー定義の期間にサンプリングすることを可能にする低コストの自動飛行傍受トラップを記述しています。

要約

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

サンプリング方法は、対象種または研究の空間的および時間的要件に応じて選択されます。しかし、飛行昆虫の受動的サンプリングのためのほとんどの方法は、時間がかかり、費用がかかり、および/またはロジスティックに実行が困難であるため、時間分解能が低い。夜間に人工光に引き寄せられた飛行昆虫の効果的なサンプリング(ALAN)には、十分に複製されたサイト全体でユーザー定義の時点(夜間のみ)でサンプリングする必要があり、その結果、時間と労力のかかる調査作業や高価な自動化技術が必要になります。ここで説明するのは、低コストの自動インターセプトトラップであり、構築と操作に専門的な機器やスキルを必要としないため、複数のサイトにわたる一時的なサブサンプリングを必要とする研究にとって実行可能なオプションです。このトラップは、以前のトラップ技術で実現可能なものよりも大きな時間的および空間的スケールを必要とする他の幅広い生態学的問題に対処するために使用することができる。

概要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

節足動物のサンプリング技術1,2,3は数多くありますが、生態学者はしばしばこれらの方法を研究課題に適した方法で適用することが困難です(4参照)。昆虫をサンプリングするための適切な方法を選択するとき、生態学者は、さまざまな技術に関連する標的種、時間、労力、およびコストを考慮する必要があります。たとえば、一般的な制限は、天候や概日活動の変化など、種の活動に影響を与える時間変数を定量化するために、複製されたサイト上の特定の期間にサブサンプリングすることがロジスティックに困難である可能性があることです(ただし、5を参照)。ほとんどのパッシブサーベイ昆虫トラップは、長期間(例えば、数日、数週間、または数ヶ月にわたって)設定され、細かいスケールの時間分解能1を欠いている。複数のレプリケートサイトにまたがる特定の期間を対象とした調査(異なるサイト間でのみ夜間サンプリングなど)の場合、大規模なチームは、標本を収集してトラップをリセットするために、同じ時点(例えば、日の出と日の入りの30分以内)に複数の日にまたがってサイトを訪問する必要があるかもしれません6。それ以外の場合は、自動トラップ装置5、7、8が必要です。

夜間の人工光(ALAN)が昆虫の活動パターンと局所的な人口動態に及ぼす影響に関する研究分野が増えています9,10;ALANと昆虫捕食率との相互作用について4,11,12,13.しかし、夜間昆虫分類群に対するALANの影響を研究するには、サンプリングを夜間に限定する必要があります。いくつかの異なる活性光トラップが記載されており、夜間昆虫14の自動時間的サンプリングに用いられている。いくつかの例には、キャッチが狭いチューブに落ち、ディスクが1時間ごとに落下してキャッチ15を分離する単純な落下ディスクタイプの分離装置、または時間間隔で収集ボトルを回転させるターンテーブル分離装置7,16,17が含まれる。これらの以前の自動ライトトラップは、時間的な調査要件に関連するサンプリングの課題に対処しますが、多くの場合、大きくて扱いにくく、時代遅れまたは信頼性の低い技術を使用しています。新しい自動パッシブサンプリング装置が最近開発され、テストされました 8.この装置は、市販の飛行傍受トラップと、ユーザ定義の間隔でトラップ内容物を収集することを可能にするターンテーブル保持サンプリングカップからなる軽量のカスタム設計収集装置とを組み合わせたもの8を利用した。この新しい自動トラップは、スマートフォンで操作できる洗練されたプログラミングを採用していますが、トラップ8あたり約700ユーロ(AUD 1,000)で構築するには法外に高価です。

飛行傍受トラップは、飛行昆虫1,18,19を調査し、飛行昆虫が垂直面に衝突すると地面に落ちるという原理に取り組む最も効率的な方法の1つです。フライトインターセプトトラップには、さまざまなデザインがあります。しかし、ほとんどは通常、透明またはメッシュの表面と、水および/または防腐剤で満たされた収集容器で構成されています。ここで説明する新しいトラップは、クロスバッフルが捕捉率14,21およびあらゆる方向からの昆虫のサンプルを増加させることが示されていることを考えると、クロスベーン/バッフルタイプまたは多方向インターセプトトラップ20を使用する。このトラップの目的は、人工光に惹かれる夜行性の飛行昆虫を調査することです。このフォトタクシーは、光源22を周回する昆虫をもたらす;したがって、多方向トラップが最も適しています。

ここで説明するのは、低コストの自動インターセプトトラップであり、構築と操作に専門的な機器やスキルは必要ありません。トラップは、市販の自動ペットフードディスペンサーとハードウェア店から入手可能な一般的なアイテムを使用します。この設計は、トラップ1個あたり建設につき66ユーロ(AUD 105)未満(表1)の費用がかからず、複数のサイトで同時に時間的なサブサンプリングを必要とする研究にとって実行可能な選択肢となっています。

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プロトコル

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1. トラップ構造

メモ: トラップの組み立てに必要なすべてのコンポーネントは、材料表に記載されています。各トラップは、図1および図2に示すように、2時間以内に1人ずつ構築した。

  1. ジグソーパズルを使用して、ポリカーボネート製屋根シート(8 mm x 610 mm x 2400 mm)を610 mm x 230 mmのセクションに切断します(図1、項目1、2)。次に、各ペイン(610 mm x 230 mm)の中心を半分にして8 mmの中央溝を切り取り、2つのペインを一緒にスライドさせてクロスバッフルを形成します。
  2. 交差したバッフルをプラスチック製の漏斗開口部にぴったりとスライドさせ(図1、項目4)、20mmのステンレス製の山括弧(図1、項目5b)で漏斗に固定します。
  3. 山括弧を所定の位置に収めた状態で、あらかじめ穴を開け、M4ネジとナットをワッシャー付き(図1、項目6b)を使用してクロスバッフルを漏斗に固定します。
  4. 再びジグソーパズルを使用して、残りのシートからポリカーボネートシート(230 mm x 305 mm)を切り取り、交差したバッフルの上部に90°の角度で20 mmのステンレス製の山括弧(図1、項目5a)で固定し、保護屋根を形成します(図1、項目3)。
  5. 山括弧を所定の位置に取り付けたら、あらかじめ穴を開けてから、M4ネジとナットをワッシャー付き(図1、項目6a)を使用して屋根をバッフルに固定します。
  6. 弓のこぎりで漏斗の注ぎ口を約30 mmの長さにトリミングし、自動ペットフィーダーのサンプルトレイがプログラムされた間隔で妨げられることなく回転するようにします。
  7. 自動ペットディスペンサー(図1、項目8)を9L(直径38mm)のプラスチック洗面器(図1、項目7)内に置き、サンプルを気象条件から保護します。
  8. 9 L 洗面器の上部に 20 mm の穴を開け、漏斗の注ぎ口を穴に当ててサンプルトレイの真上に置きます。
  9. 六角頭ドライバビット付きのドリルを使用して、ペットフィーダーを覆うプラスチック製の洗面器を、亜鉛メッキ六角頭ネジ(図1、項目14)で500 mm処理された松のフェンスの青白く(図1、項目9)に固定します。
  10. ロープを介して空中に吊り上げるためのトラップ全体を安定させるには、山括弧とタイワイヤー(図1、項目13、15、および16)で処理された松のフェンスの青白化片(図1、項目9)に木製の杭(17 x 17 x 1200 mm、図1、項目10)を取り付けます。

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図1:トラップ構築の模式図(1および2)610ミリメートルX 230ミリメートルX 8ミリメートルポリカーボネートシート;(3)230ミリメートルX 305ミリメートルX 8ミリメートルポリカーボネートシート;(4)直径24cmのプラスチック漏斗;(5a-b) 20 mm の山括弧。(6a-b)M4 x 15 mmネジ、ワッシャー、ナット;(7)直径38センチメートル9リットルプラスチック盆地;(8)自動ペットフードディスペンサー;(9)150ミリメートルX 12ミリメートル処理松の青白化;(10) 17 mm x 17 mm x 1200 mm 木製の杭;(11) 125 mm x 150 mm の山括弧;(12) 16 mm x 16 mm 六角頭ネジ;(13) 山括弧;(14) 16 mm x 16 mm 六角頭ネジ;(15および16)ワイヤスタビライザ;(17)カラビナ、所定の位置に下げたり上げたりするために使用される。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

2. トラップの展開

注:トラップは、飛行昆虫を捕獲するために、地上6m(実験灯または対照灯の真下)の木に取り付けられました(図2)。トラップの空と収集は、1日に3人によって行われました。必要に応じて、トラップを下げて収集されたサンプルを除去し、ペットフードディスペンサーをリセットし、サンプリング体制に基づいて3日ごとにトラップを所定の位置に戻すことによって、さらに数日サンプリングすることができます。

figure-protocol-2
図2:ユーザー定義の時点で昆虫をサンプリングするための低コストの自動飛行傍受トラップ 。(A) ポリカーボネートクロスバッフルは、4つの側面すべてから昆虫を収集できる飛行傍受領域として機能します。ポリカーボネート屋根は、昆虫を下向きにし、収集されたサンプルを天候から保護するのに役立ちます。飛行下の漏斗は、ポリカーボネート障壁と衝突した昆虫を円形の盆地内に収容された収集トレイに漏斗するためにバリアサーバーを傍受する。 (B) 実験光の下に吊り下げられ、木製の杭と山括弧で木に固定されたトラップ。インターセプトトラップの下の合板ボックスには、放し飼いの食虫コウモリによって生成されたエコーロケーションコールを受動的に記録するために使用されるコウモリ検出器が含まれています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

  1. サンプリング場所に着いたら、プラスチック洗面台の下から自動ペットフードディスペンサー(図1、項目8)を取り外します。
  2. 自動ペットフードディスペンサー(図3A)を開き、石鹸水または選択した防腐剤を含むホイル皿を各食品トレイに入れます(図3B、ここでは20mLのプロピレングリコールが防腐剤として使用されました)。
  3. 自動ペットフードディスペンサーに付属の指示に従って、フードトレイの回転時間を設定します。まず、時計の時刻を設定し、次に各ペットフードディスペンサートレイをプログラムします。
    メモ:自動ペットフードディスペンサーは、事前にプログラムされた時間に食品トレイ(1-6)を回転させます。6食のボウルは、トレイを順番に回転させて、昼夜を問わずいつでも開くように設定できます。この研究の目的は、夜間昆虫と日周昆虫を別々にサンプリングすることでした。トレイ 1 は、最初の夜の午後 8 時からサンプリングされ、翌朝の午前 7 時にトレイ 2 に移動し、続いてトレイ 3 が午後 8 時、トレイ 4 が午前 7 時、トレイ 5 が午後 8 時、トレイ 6 が午前 7 時に移動しました。遅延機能では、すべてのサイトのセットアップに2日かかったため、サンプリングが1日遅れることが可能になり、すべてのサイトで同じ曜日/時刻にサンプリングが開始されました。

figure-protocol-3
図3:自動ペットフードボウル(A) ユーザー定義の間隔で昆虫をサンプリングするために使用されるバッテリー駆動の6食ペットフードボウル。フードボウルは、夜行性と日周性の昆虫をサンプリングするために交互のスケジュールでプログラムされました。例えば、トレイ1は午後8時(夜行性1日目)、トレイ2は午前7時(日周1日目)、トレイ3は午後8時(夜行性2日目)、トレイ4は午前7時(日周2日目)、トレイ5は午後8時(夜行性3日目)、トレイ6は午前7時(日周3日目)に開封した。 (B) 自動ペットフードボウルから蓋を外して、6つの収集トレイを表示します。防腐剤としてプロピレングリコールを含むホイル皿は、収集された昆虫の容易な除去を可能にした。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

  1. 自動ペットフードディスペンサーをプラスチック製の洗面器の下に置き、亜鉛メッキ六角頭ネジで流域を木材フェンスに固定します(図1、項目14)。
  2. カラビナでトラップの上部にロープを取り付けます(図1、項目17)。はしごを使用して、トラップを所定の位置に持ち上げ、カラビナによって実験的なライトの下に固定します。
  3. 2 本目の木製杭 (17 mm x 17 mm x 1200 mm、 図 2B) を山括弧で木 (または街灯柱) に取り付け、強風時にトラップを安定させます。
  4. 罠は杭の上に座ります。2本の大きなケーブルタイで固定します(図2B)。
  5. 昆虫サンプルを収集するには、ロープでトラップを下げます。プラスチック洗面器の下から自動ペットフードディスペンサーを取り外します。
  6. ペットフードディスペンサーの蓋を取り外し(図3A)、アルミトレイを持ち上げて、あらかじめラベル付けされたサンプルバイアルに内容物を注ぎます(図3B)。

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結果

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

トラップは、オーストラリアのメルボルンにある4つのブッシュランド保護区で実験照明に引き寄せられた飛行昆虫の調査で試されました。敷地は、住宅に囲まれた残骸または植生の茂み地で構成され、平均15 km(範囲3〜24 km)と45 ha(範囲30〜59 ha)の間隔がありました。実験用ライトの有無にかかわらず、各サイトに4基ずつ計16個のトラップを設置し(サイトごとに3灯、コントロール1個)、2021年3月30日から4月2日までの3日間、3泊3日間調査を行った。トラップの設置には2人のチームで2日かかりましたが、ペットフードディスペンサーの遅延機能を利用して、すべてのトラップのサンプリングが同時に開始されました。

トラップは、雨を含むさまざまな気象条件(6.7-29.5 °C、夜間の最低気温と昼間の最高気温、最大突風17-46 km / h)の下で動作し、故障や雨が収集トレイを氾濫させることはありませんでした。3日間のサンプリングで合計488匹の飛行昆虫が捕獲され、夜間サンプリングから374匹、日周サンプリングから114匹が捕獲された。すべての...

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ディスカッション

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bolliger et al. (2020)8 によって記述された自動飛行傍受トラップは、うまく設計されており、ユーザー定義の期間でのサンプリングに非常に効果的であるにもかかわらず、多くの研究者にとってコストがかかりすぎる可能性があります。この研究は、ユーザー定義の期間に飛行昆虫をサブサンプリングするための自動トラップを使用したパッシブトラップ調査が、控えめな予算で実施できることを示しています。トラップは、Bolliger et al. (2020)8 トラップを構築するために必要なコストの10分の1で、市販のペットフードディスペンサーとハードウェア店から一般的に入手可能な材料を利用して、事前に定義された6つの時点でサンプリングするために構築されました。Bolliger et al. (2020)8 自動飛行傍受トラップをトラップあたり700ユーロ(AUD 1,000)のコストで構築するには、専門的な電子的および機械的知識も必要です。Bolliger et al. (2020)

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謝辞

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この研究は、Soneparが後援するLa Trobe University Net Zero Fundを通じて資金提供されました。この研究は、環境・土地・水・計画省の科学的許可第10009741号の下で実施されました。初期の草案と2人の匿名の査読者に対するコメントをくれたMartin Steinbauerに感謝します。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
バッテリー(Cセル)– 10パックDuracellMN1400B10https://www.duracell.com.au/product/alkaline-c-batteries/
バッテリー駆動自動6ミールペットフードボウル– 各OEM中国XR-P006-002自動6ミールペットフードボウルは、サプライヤーに依存する価格の範囲、例えば英国では、彼らは&ポンドで購入することができます。19ポンド(36豪ドル)。
亜鉛メッキ六角ネジ (10-16 x 16 mm) – 100 パックBunnings Warehouse1-311-9151-CTPMEBunnings Warehouse は、オーストラリアとニュージーランドに店舗を持つオーストラリアの金物チェーンです。バニングスウェアハウスから購入したアイテムは、ほとんどの金物店で見つけることができます。https://www.bunnings.com.au/
亜鉛メッキ鋼製アングルブラケット(125 x 150 mm)および各Bunnings WarehouseAZ11https://www.bunnings.com.au/
亜鉛メッキタイワイヤー(0.70 mm x 75 m)およびndash;ロールあたりBunnings Warehouse50218https://www.bunnings.com.au/
プラスチック洗面器(38 cm、9 Lラウンド)およびndash;各EzyストレージFBA31541https://www.ezystorage.com/product/laundry/basic-accessories/9l-round-basin/
プラスチック漏斗(24 cm)および各SandlefordPf24https://www.sandleford.com.au/plastic-funnel-24cm
ステンレス鋼アングルブラケット(20 mm)およびおよび16パックBunnings WarehouseWEB2020https://www.bunnings.com.au/
ステンレス鋼ネジ&ナット(M4 x 15 mm)および18パックバニングス倉庫SFA394https://www.bunnings.com.au/
ステンレス鋼ワッシャー(3/16インチ&M5) –50パックBunnings倉庫EBM5005
https://www.bunnings.com.au/ Sunliteポリカーボネート屋根シート(8ミリメートル×610ミリメートル×2.4メートル)–各Suntuf(Palram Industries Ltd)SL8CL2.4https://www.palram.com/au/product/sunlite-polycarbonate-multi-wall/
処理松の柵(150×12ミリメートル)–各STS木材卸売P / Ln / A
https://www.ststimber.com.au/sts-timber-wholesale-products/fencing 木製の杭(1200 x 17 x 17 mm)– 10パックラティスメーカー(1/ahttps://latticemakers.com/product/tomato-stakes-17x17mm-pack-of-10/

参考文献

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