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
2021年12月29日
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。
光害の研究では、夕暮れと夜明けの間にサンプリングする必要があります。当社の低コストの自動飛行傍受トラップは、ユーザー定義の間隔で飛行昆虫の捕獲を可能にします。複数のサイトを同時にサンプリングすることは、機器を同時に開始および停止するために各サイトに研究者を配置する必要があるため、困難な場合があります。
このトラップは、他のサンプリング技術では効率的に提供できない、より大きな時間的または空間的分解能を必要とする飛行昆虫に関する生態学的研究に使用することができる。例としては、概日または季節的な活動パターンがあります。この罠を仕掛けるのに特別なスキルは必要ありません。
シンプルなワークショップツールの使用に慣れている必要があります。ポリカーボネート屋根シートを治具のこぎりで切断することから始めます。次に、各ペインの中央を半分に8ミリメートルの中央溝に切ります。
これで、2 つのペインを一緒にスライドさせてクロス バッフルを形成できるようになりました。クロスバッフルをプラスチック漏斗開口部にぴったりとスライドさせます。山括弧が所定の位置にある間に穴を開けて、20ミリメートルのステンレス鋼の山括弧で漏斗に固定します。
次に、M4ネジとナットをワッシャー付きで使用して、クロスバッフルを漏斗に固定します。残りのシートからポリカーボネートシートの別の部分を切り取ります。穴を開け、クロスバッフルの上部に90度の角度でピースを固定し、20ミリメートルのステンレス鋼の山括弧、M4ネジ、ナット、ワッシャーを使用して保護屋根を形成します。
弓のこぎりで漏斗の注ぎ口を約30ミリメートル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ことを確認します。自動ペットディスペンサーを直径9リットル、直径30ミリメートルのプラスチック洗面器で置き、サンプルを気象条件から保護します。9リットルの洗面器の上部に20ミリメートルの穴を開け、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。
六角ヘッドドライバービット付きのドリルを使用して、プラスチック洗面器を亜鉛メッキ六角ヘッドネジで青ざめた500ミリメートルの処理された松のフェンスに固定します。ロープを介して空中に持ち上げるためのトラップ全体を安定させるには、山括弧で青ざめている処理された松のフェンスに木製の杭を取り付け、ワイヤーを結びます。サンプリング場所で、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。
次に、ペットフードディスペンサーを開き、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。時計の時刻を設定し、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、各ペットフードディスペンサートレイをプログラムして、フードトレイの回転時間を設定します。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戻します。
亜鉛メッキ六角頭ネジで流域を木材フェンスピースに固定します。カラビナでトラップの上部にロープを取り付けます。次に、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ライトの下に固定します。
強風の中で罠を安定させるために,山括弧で木に2本目の木製の杭を取り付けます。トラップを杭の上に座らせた後,2本の長いケーブルタイで固定します。昆虫サンプルを収集するには、ロープでトラップを下げ、プラスチック製の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てから、ペットフードディスペンサーの蓋を外し、アルミトレイを持ち上げます。
最後に、トレイの内容物を予めラベル付けされたサンプルバイアルに注ぎます。ここでは、さまざまなフライトインターセプトトラップの相対的な捕獲効率の比較を示します。本研究では、4つのサイトで3回のサンプリング日で合計488匹の飛行昆虫を捕獲した。
この研究では、2種類のトラップが調べられました。ライトの下に置かれたトラップと実験的なライトのないトラップ。合計16個のトラップが設置され、そのうち12個は実験用ライト付きで、4個は実験用ライトなしであった。
トラップの日数は、トラップの数に日数を掛けた値に等しく、実験ライト付きのトラップでは 36、実験ライトのないトラップでは 12 日です。したがって、トラップの効率を評価するために、収集された節足動物の総数を、各トラップの有効表面積およびそれらが操作されたトラップ日数で割った。トラップは、ライトの下およびライトなしの他の多方向バッフルスタイルのトラップと同様に機能します。
したがって、トラップは従来の飛行傍受トラップと同じくらい効果的であるように見えますが、ユーザー定義の期間でのサブサンプリングの利点が追加されています。各収集トレイには約330ミリリットルが収められており、ほとんどの用途に対応できますが、群れイベント中にトラップをテストすることは有益です。
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概要
この研究は、夜行性の飛行昆虫に対する人工夜光（ALAN）の影響に焦点を当てています。ユーザーが定義した間隔でサンプリングを可能にする低コスト自動フライトインターセプトトラップを導入し、データ収集の効率を向上させます。
主要な研究要素
科学分野
- 生態学
- 昆虫学
- 光公害
背景
- 光公害は野生生物に影響を与える懸念事項として増加しています。
- 夜行性昆虫は人工光に特に弱いです。
- 従来のサンプル採取方法では時間的変化を効果的に捉えることが難しい場合があります。
- 自動トラップにより、複数の場所でのデータ収集が容易になります。
研究目的
- ALANが昆虫の行動に与える影響を調査する。
- 夜行性昆虫をサンプリングするためのコスト効果の高いソリューションを提供する。
- 研究者が特定の時間間隔でデータを収集できるようにする。
使用した方法
- 低コスト自動フライトインターセプトトラップの開発。
- 夕暮れから夜明けまでの間におけるサンプリングの実施。
- 複数の場所を同時にサンプリングできます。
- トラップ構築に特別なスキルは必要ありません。
主な結果
- 自動トラップは定義された間隔で飛行昆虫を効果的に捕獲します。
- データ収集により概日または季節的な活動パターンを明らかにできます。
- レプリケーションの増加により、結果の信頼性が向上します。
- 昆虫個体群の生態学的研究を容易にします。
結論
- 自動フライトインターセプトトラップは研究者にとって貴重なツールです。
- 夜行性昆虫のサンプリングにおける課題に対処します。
- この方法は光公害の影響についての理解を深めることができます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
This low-cost automated flight intercept trap enables temporal sub-sampling of flying insects across multiple sites, addressing a key limitation in ecological and entomological research where traditional methods lack sufficient temporal resolution. By allowing user-defined sampling intervals between dusk and dawn, the method supports mechanistic de-risking in studies of circadian or seasonal activity patterns, improving predictive confidence in behavioral assays. Its scalability and minimal technical requirements position it as a reusable platform for target validation in invertebrate model systems relevant to neurobiology and chronobiology screening.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of temporal hypotheses in insect behavior, supporting functional validation of light-responsive pathways.
- Operational Value: Facilitates biological de-risking by capturing activity patterns at precise intervals, reducing ambiguity in target engagement timing.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream screening by providing standardized, time-resolved insect samples.
- Operational Value: Enhances assay reproducibility through automated, simultaneous multi-site sampling, improving data consistency across experimental conditions.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant system modeling by enabling studies of nocturnal insect phenotypes under controlled light exposure.
- Operational Value: Ensures translational continuity from discovery through preclinical validation by maintaining consistent temporal sampling protocols.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum by supporting hypothesis testing in early discovery, enabling assay readiness in screening, and providing quantitative temporal readouts for analytics-driven decision-making.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification and biological de-risking through precise temporal capture of insect responses to artificial light.
- Screening: Delivers assay standardization and quantitative outputs via automated tray rotation at user-defined intervals.
- Analytics: Enables comparison of capture efficiency across conditions using normalized arthropod counts per trap per day.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by modeling light-induced behavioral changes relevant to neurotoxicology screening.
- Enterprise Reuse: Functions as a scalable, low-cost platform deployable across multiple sites without specialized training.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by resolving temporal dynamics of insect behavior.
- Operational Value: Delivers standardization and scalability through automated, replicable sampling across geographically dispersed sites.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions in early screening by reducing false negatives from missed temporal activity windows.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of chronobiology targets through reliable, high-resolution phenotypic data.
Implementation Considerations
- Requires basic workshop skills for polycarbonate cutting, drilling, and assembly using standard tools.
- Depends on automated pet feeder instrumentation and plastic basin infrastructure for sample preservation.
- Necessitates cross-team standardization of trap deployment height, orientation, and light exposure conditions.
- Involves adaptation considerations for different insect species based on trap entrance size and baffle configuration.
- Limited by tray volume (approximately 330 mL), which may require frequent emptying during high-abundance swarming events.
