Methodenartikel

Experimentele entomologie in het tijdperk van video

1.9K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/65002

⸱

10 februari 2023

In dit artikel

Samenvatting

BESPREKTE ARTIKELEN:

Smodiš Škerl, M. I. Basisprincipes van histologie en detectie van celdood in honingbijweefsel. Journal of Visualized Experiments. (185), e64141 (2022).

Fine, J. D., Torres, K. M., Martin, J., Robinson, G. E. Beoordeling van agrochemisch risico voor gepaarde honingbijkoninginnen. Journal of Visualized Experiments. (169), e62316 (2022).

Topitzhofer, E., Lucas, H., Carlson, E., Chakrabarti, P., Sagili, R. Verzameling en identificatie van pollen uit honingbijkolonies. Journal of Visualized Experiments. (167), e62064 (2022).

Nogueira, B. R., de Oliveira, A. A., Silva, D., Pereira da Silva, J., Bueno, O. C. Verzameling en langdurige onderhoud van bladsnijdermieren (Atta) in laboratoriumomstandigheden. Journal of Visualized Experiments. (186), e64154 (2022).

Redactioneel

Entomologie, de wetenschap van insecten, heeft zich ontwikkeld over duizenden jaren van mens-insecten interacties. Omdat insecten overal op de aarde voorkomen en verschillende cruciale ecologische rollen spelen, zijn theoretische en toegepaste entomologie centrale onderzoeksdomeinen voor de 21e eeuw en daarna.

Recente technologische ontwikkelingen, inclusief internationale toegankelijkheid tot transparante videocreatie, transformeren sociale processen van onderwijs, onderzoek en bestuur. Deze redactie vat de protocollen geassocieerd met moderne entomologie samen en heeft tot doel recente methodologische ontwikkelingen in entomologie te communiceren om hun adoptie te vergemakkelijken.

In “Verzameling en langdurige onderhoud van bladsnijdermieren (Atta) in laboratoriumomstandigheden”, beoordelen Nogueira et al. de levensgeschiedenis van Atta bladsnijdermieren en presenteren een protocol voor het verkrijgen, onderhouden en bestuderen van kolonies in laboratoriumomstandigheden1. De beschreven methoden beginnen met het verkrijgen van een gepaarde koningin of een jonge kolonie. Vervolgens worden verschillende details gegeven over nestarchitectuur en een dieetregime die gezonde en waarneembare Atta kolonies ondersteunen.

De expertise die betrokken is bij het ontwikkelen van deze methode is het product van meer dan drie decennia van fijnafstemming, en de methode is zeer schaalbaar voor onderzoeks- en educatieve doeleinden. Mieren vormen een succesvol en divers wereldwijd geslacht, en bladsnijdermieren belichamen specifiek een fascinerende en uitgebreide mycologische levensstijl. Daarom hebben verbeterde methoden voor het bestuderen van de ontwikkeling en het gedrag van bladsnijdermieren implicaties voor gebieden zoals eusociale fysiologie en collectief gedragsstudies, evenals wetenschapscommunicatie.

In “Verzameling en identificatie van pollen uit honingbijenkolonies”, beschrijven Topitzhofer et al. een methode voor de efficiënte verwerking van pollen dat wordt meegebracht door honingbijen (Apis mellifera) die op zoek zijn naar voedsel2. In de gepresenteerde methode wordt bulkpollen verzameld van terugkerende zoekbijen terwijl ze door een metalen gaas drukken, wat korrels pollen uit hun pollenmandje verplaatst. De verzamelde pollenkorrels worden aanvankelijk gesorteerd op kleur, en ze kunnen vervolgens chemisch worden verwerkt en geanalyseerd met een microscoop om te bepalen van welke soort het pollen afkomstig is.

Belangrijk is dat de pipeline gebruik maakt van de passieve verzameling van pollen met een geïnstalleerd gaas (in tegenstelling tot handmatige verzameling van enkele bijen) en goedkope visuele methoden voor pollenidentificatie (in tegenstelling tot elektronenmicroscopie of metabarcoding). Honingbijen verzamelen stuifmeel van planten voor zichzelf en leveren zodoende ook belangrijke diensten voor menselijke economische, agrarische en sociaal-culturele systemen. Daarom zouden verbeterde methoden voor de beoordeling van de gezondheid van honingbijen en hun stuifmeelverzameling interessant zijn voor diegenen die betrokken zijn bij voedselproductie, regionale planning en het modelleren van natuurlijk kapitaal.

In “Basisprincipes van histologie en detectie van celdood in honingbijenweefsel”, beschrijft Smodiš Škerl methoden voor het isoleren van honingbijenweefsel en het evalueren van verschillende patronen van celvernieuwing en dood3. Het protocol beschrijft een methode voor het dissecteren en analyseren van twee weefsels die belangrijk zijn voor de spijsvertering en omgevingsinterface: de hypofaryngeale klieren (HPG) en de middeldarm. Patronen van celdood kunnen worden geschat uit de gedissekteerde weefsels, waardoor de beoordeling van de weefselspecifieke effecten van subletale chemische blootstellingen mogelijk wordt.

Het begrijpen van de ontwikkelingsgrondslagen van fysiologische, gedragsmatige en ecologische eigenschappen vereist vaak weefselspecifieke analyses. Het dissecteren van specifiek weefsel kan echter een tijdrovende onderneming zijn die specifieke vaardigheden en expertise vereist. Het manuscript van Smodiš Škerl biedt een waardevolle wegwijzer voor onderzoekers die werk doen aan de middeldarm en/of de HPG van honingbijen. De gepresenteerde methoden zullen anders zeldzame histologische analyses in honingbijen vergemakkelijken en zijn daarom relevant voor degenen die de weefselspecifieke basis van ontwikkeling, veroudering en evolutie bij insecten bestuderen.

In “Beoordeling van agrochemisch risico voor gepaarde honingbijenkoninkinnen”, beschrijven Fine et al. een methode om te bestuderen hoe honingbijenwerksters die zijn behandeld met agrochemicaliën hun koningin voorzien en zodoende de kolonie vruchtbaarheid beïnvloeden4. Het protocol begint met het samenstellen van een speciale behuizing voor het observeren van koninginnen in de context van een bekend aantal nestgenoten die een bekende dosis voedingsstoffen en agrochemicaliën hebben gekregen (in het geval van de studie, imidacloprid). Eiproductie, embryoviabiliteit, voedselconsumptie en werksterssterfte kunnen vervolgens worden bijgehouden en gerelateerd aan agrochemische behandelingen.

De methoden dienen om een kloof te overbruggen tussen veld- en laboratoriummethoden en dragen bij aan essentiële discussies over wereldwijde landbouw- en bijenteeltpraktijken. Hedendaagse landbouwpraktijken vertrouwen vaak op de toepassing van agrochemicaliën met complexe dosisafhankelijke effecten op de gezondheid van geleedpotigen, maar de complexiteit van honingbijenkolonies kan inspanningen belemmeren om deze effecten nauwkeurig te meten. Dit manuscript biedt een elegante oplossing om de “reële” entomologische impact van landbouwpraktijken te begrijpen.

De hierboven beschreven artikelen belichten verschillende wetenschappelijke methoden die kunnen worden gebruikt om de morfologie, fysiologie en het gedrag van mieren en bijen te best

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

D.A.F. erkent financiering van de USA National Science Foundation (2010290).

Referenties

  1. Nogueira, B. R., de Oliveira, A. A., Silva, D., Pereirada Silva, J., Bueno, O. C. Collection and long-term maintenance of leaf-cutting ants (Atta) in laboratory conditions. Journal of Visualized Experiments. (186), e64154(2022).
  2. Topitzhofer, E., Lucas, H., Carlson, E., Chakrabarti, P., Sagili, R. Collection and identification of pollen from honey bee colonies. Journal of Visualized Experiments. (167), e62064(2022).
  3. Smodiš Škerl, M. I. Histology basics and cell death detection in honeybee tissue. Journal of Visualized Experiments. (185), e64141(2022).
  4. Fine, J. D., Torres, K. M., Martin, J., Robinson, G. E. Assessing agrochemical risk to mated honey bee queens. Journal of Visualized Experiments. (169), e62316(2022).
  5. Neri, J. The Insect and the Image: Visualizing Nature in Early Modern Europe, 1500-1700. , University of Minnesota Press. Minneapolis, Minnesota. (2011).
  6. Blackwell, S. H., Johnson, K. Fine Lines: Vladimir Nabokov’s Scientific Art. , Yale University Press. New Haven, Connecticut. (2016).
  7. Hulme, P. E. EDITORIAL: Bridging the knowing-doing gap: know-who, know-what, know-why, know-how and know-when. Journal of Applied Ecology. 51 (5), 1131-1136 (2014).
  8. Gardiner, M. M., Roy, H. E. The role of community science in entomology. Annual Review of Entomology. 67, 437-456 (2022).

Herprints en machtigingen

Tags

Honey Bee TissueHistologyCell Death DetectionAgrochemical RiskMated Honey Bee QueensPollen CollectionHoney Bee ColoniesLeaf-cutting AntsLaboratory MaintenanceJournal Of Visualized Experiments