スティッキートラップを用いたコルチコラス節足動物の定量
January 19th, 2020
我々は、コルチコラス(樹皮住居)節足動物群球群球群球群球群動物群球群球群球群球群球群球群球群覧群動物群島群覧の特性を測定する半定量的アプローチを記述する。樹木種間の比較のために、樹木の豊かさ、全長(バイオマスの代理)、豊かさ、シャノンの多様性を推定するために、商業的に製造された粘着性トラップを木のボレスに置きました。
このプロトコルは、コルチコロウス節足動物の短期および長期のコミュニティ構造を推定するために使用することができます。この技術は、節足動物の飛行とクロールの両方をキャプチャするのに役立ち、簡単な実験室分析を容易にします。この手順を開始するには、胸の高さで木の直径を測定します。
樹皮の剃る者を使用して、事前に製造された粘着性トラップの大きさの領域で各枢機卿方向のこの高さで樹皮を取り除き始めます。節足動物が這い込むことができる最小限のスペースで、木に粘着性のトラップをホチキス止めするのに十分な滑らかになるまで剃り続けます。次に、暗い色の永久市場を使用して、トラップの裏に日付、トラップ番号、位置、およびその他の関連情報をラベル付けします。
飛行とクロールの節足動物の両方を開いてトラップし、側面を取り外し、粘着性の材料の端に沿って段ボールを切断することによって粘着性トラップを覆います。飛んでいる節足動物をトラップに直接着陸から除外するには、ボックスに指示されたトラップを開きます。開口部が垂直に向くように、以前に剃った位置に1つのトラップを置き、木のボレを上下に這う節足動物の捕獲を最大化します。
トップスを取り外したトラップでは、飛行中動節足動物の両方をキャプチャするためにトラップの向きを変え、開口部があった端が垂直に向き、トラップの一貫性を維持します。次に、各コーナーにステープルを1つ、中央下に1つのステープルを置き、トラップの中央上部に1つを右下隅から始めて時計回りに働くことによって、トラップを木にホチキス止めします。各トラップの底と上全体が木に対してフラッシュされていることを確認し、下を這う節足動物を最小限に抑えるように注意してください。
すべてのトラップを同じ時間放置するように、必要な時間だけトラップを所定の位置に置いておきます。所望の時間が経過した後、ポリマーセルロースフィルムとステープルを除いてトラップ全体をカバーしています。大きな平らなドライバーを取り、木から部分的に各ステープルを詮索することによって、各トラップを取り外します。
その後、大きな針鼻ペンチまたは同様の把握ツールを使用して、木からステープルを引っ張ります。または、飛行中動体を除外するには、ボックスの背面の指示に従ってトラップを閉じます。トラップをリジッドボックスに入れ、解析のために実験室に戻します。
トラップを 12 時間以上保存する場合は、その内容を保持するために、それらを冷凍庫に入れます。解剖スコープを使用して、所望の分類レベルに個人の数を記録するトラップの内容を調べます。記録されたデータを使用して、豊かさ、ダイバーシティ指数、または豊富度を推定します。
推定バイオマスが望ましい場合は、最も近いミリメートルに節足動物の長さと幅を測定し、公開された長さと幅のバイオマス回帰を使用してバイオマスを推定します。各ツリーの計測直径からトラップの幅を合計して減算し、各ツリーのトラッピング作業量を見積もります。同じツリー上の複数のトラップからのサンプルは、同じツリーからのすべてのサンプルを合計するか、疑似複製を避けるために、すべての分析にランダム変数として個々のツリーを含める独立性はありません。
混合モデルの結果に基づいて、樹種を含むモデルは、最良の変動と総節足動物の長さ、豊富さ、および多様性を説明しました。樹種の捕獲努力を含むモデルはヌルモデルと競合していたが、独立変数のどちらも豊かさの大きなばらつきを説明しなかった。さらに、閉じ込められた木の割合は、豊かさ、全長、シャノンの多様性に影響を与えないようで、豊かさへの影響は最小限です。
総節足動物の長さの主な誤差は、チューリップポプラの平均の4%から砂糖メープルの17%まで変化した。豊富量は、平均の標準的な誤差がチューリップポプラで7%、砂糖メープルで18%である種内で同様のレベルの変動を持っていました。逆に節足動物の豊かさと多様性の変動は、樹木の種の中ではるかに低かった。
その中で、豊かさの平均の標準的な誤差は、ピグナッツヒッコリーの平均の4%からアメリカのビーチでの平均の9%に及んだ。多様性はアメリカのビーチの平均の4%からチューリップポプラの平均の7%に及んだ。木から樹皮を削るときは、できるだけ滑らかに領域を剃り、木とトラップの端の間のギャップを最小限に抑えることが確実です。
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概要
このプロトコルは、粘着トラップを使用して樹皮に生息する節足動物コミュニティを評価するための半定量的手法を概説しています。これにより、異なる樹種間での個体数、総長、豊富さ、多様性の推定が可能になります。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 生態学
- 昆虫学
- コミュニティ構造
背景
- 樹皮に生息する節足動物は樹皮に棲息します。
- それらのコミュニティ構造を理解することは生態学的研究に不可欠です。
- 粘着トラップは様々な節足動物を捕獲するのに効果的です。
- この方法は生物多様性と生態系の健康に関する洞察を提供できます。
研究の目的
- 樹皮に生息する節足動物コミュニティの特性を測定すること。
- 異なる樹種間での節足動物コミュニティを比較すること。
- コミュニティ評価の標準化された方法を開発すること。
使用される方法
- 胸高での樹木の直径を測定します。
- 指定された領域で樹皮を取り除き、粘着トラップを取り付けます。
- トラップに追跡のための関連情報を記載します。
- 実験室で捕獲された節足動物を収集し分析します。
主な結果
- 節足動物の個体数と多様性の推定が得られました。
- 豊富さは異なる樹種間で有意に異なっていました。
- この方法は飛行性および這う節足動物の両方に対して効果的であることが証明されました。
- データは生態学的管理と保全活動に情報を提供できます。
結論
- 半定量的アプローチは節足動物コミュニティを研究するのに信頼できるものです。
- 粘着トラップは生態学的研究のための実用的なツールです。
- この方法は森林生態系における生物多様性の理解を深めることができます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
This method provides a standardized, reproducible approach for quantifying arthropod community metrics in ecological research, supporting target validation in environmental risk assessment and biomarker discovery pipelines. By enabling precise measurement of abundance, biomass surrogates, richness, and diversity across tree species, it facilitates mechanistic de-risking in studies linking arthropod activity to ecosystem health indicators. The technique’s compatibility with mixed-model analysis and low standard error (<20% of mean) enhances predictive confidence in cross-species comparisons, informing portfolio decisions in agrochemical and biopesticide development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of ecological hypotheses regarding arthropod community structure as a function of tree species, supporting target validation in environmental toxicology.
- Operational Value: Provides quantitative outputs (abundance, total length, richness, Shannon diversity) with measurable precision, reducing variability in early-stage screening.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates standardized, comparable datasets across tree species, enabling assay readiness for arthropod-based bioindicators.
- Operational Value: Uses commercially manufactured sticky traps, ensuring logistical simplicity, reproducibility, and scalability for high-throughput environmental monitoring.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports translational biomarker development by linking arthropod community shifts to environmental stressors, enabling risk-adjusted advancement decisions.
- Operational Value: Facilitates continuity from discovery to preclinical validation through consistent sampling design and minimal pseudo-replication via mixed-model adjustments.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into environmental toxicology workflows from hypothesis testing through lead identification, providing quantitative community metrics that inform mechanistic understanding of compound effects on non-target arthropods.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on arthropod community responses to tree species, enabling pathway clarification in ecotoxicological mechanisms.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs (total length as biomass surrogate, abundance, diversity) essential for comparing treatment effects across environmental conditions.
- Analytics: Enables statistical comparison via mixed models, accounting for trapping effort and tree as random variable, ensuring valid cross-species inferences.
- Translational Research: Connects arthropod metrics to ecosystem health indicators, supporting biomarker alignment in environmental risk assessment.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for standardized arthropod sampling across forest ecosystems, reducing methodological variability in multi-site studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in arthropod community assessments, reducing mechanistic ambiguity in environmental impact studies.
- Operational Value: Ensures standardization, reproducibility, and scalability through use of pre-manufactured traps and consistent bark preparation.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions in agrochemical development by quantifying non-target arthropod effects with measurable precision.
- Portfolio Impact: Enables risk-based prioritization of compounds using arthropod community metrics as early-warning indicators of ecological disruption.
Implementation Considerations
- Requires expertise in entomological sampling, tree identification, and microscopic arthropod identification.
- Needs dissection scope, measuring tools, stapling equipment, and polymer cellulose film for trap preservation.
- Demands cross-team standardization in trap deployment duration, bark shaving consistency, and data analysis protocols.
- Requires adjustment for pseudo-replication when multiple traps are used per tree, either by summing samples or including tree as random variable.
- Limited to arthropods interacting with tree boles; does not capture canopy or soil-dwelling species without methodological adaptation.
