We demonstreren een geteste methode voor het veilig omgaan met in het veld verzamelde bijen. Deze methode maakt snelle manipulatie, identificatie, genetische bemonstering en bevestiging van plant-insect-interacties mogelijk via stuifmeel dat tijdens de bemonstering is verzameld. Deze aanpak is gemakkelijk aan te passen en biedt een kosteneffectieve, niet-dodelijke manier om zeldzame insectengroepen te bestuderen.
Methodenartikel
Een snelle methode om bijen in het veld op te sluiten en veilig te hanteren
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Het verbeteren van het begrip van de basisbiologie en ecologie van veel insectenbestuivers, met name gespecialiseerde of zeldzame taxa, is een prioriteit voor veel onderzoekers. Als zodanig is het vaak nodig om in het veld verzamelde organismen tijdelijk op een niet-schadelijke manier op te sluiten om informatie te verkrijgen of aanvullend onderzoek te ondersteunen. Dit protocol vertegenwoordigt een grondig geteste, snelle en goedkope veldmethode voor het veilig omgaan met bijen die van belang zijn voor het behoud van belang en die gemakkelijk kan worden aangepast aan specifieke projectbehoeften, waaronder identificatie van organismen, verwijdering van stuifmeel, markering en/of verzameling van niet-dodelijke weefselmonsters voor genetische analyse. Deze methodologie kan dienen als een extra optie in de gereedschapskist van de onderzoeker om te gebruiken wanneer bepaalde scenario's zich voordoen. Verwacht wordt dat deze methodologie kan worden aangepast voor gebruik met andere insectensoorten en kan worden gebruikt door individuen met verschillende ervaring en vaardigheidsniveaus. Het kan van grote waarde zijn voor onderzoekers die gespecialiseerde bijen bestuderen of gastheerspecifieke studies uitvoeren. De gegevensverzameling die door dit protocol mogelijk wordt gemaakt, zal van onschatbare waarde zijn om onderzoekers te helpen kritieke gegevenslacunes aan te pakken voor veel soorten bestuivers, netwerkstructuren voor plantenbestuivers en initiatieven voor het behoud en beheer van bestuivers.
Inleiding
Een groeiend aantal bewijzen ondersteunt de afname van de populatie wilde bijen en andere bestuivers en de daarmee gepaard gaande veranderingen in de bestuiversgemeenschap 1,2,3,4. Aanhoudende verliezen bedreigen de dienst van bestuiving door insecten die van vitaal belang is voor het behoud van de biodiversiteit, de ecosysteemfunctie en de landbouwproductie5. Bovendien bestaan er voor veel wilde bijen, met name zeldzame soorten, aanzienlijke kennislacunes die passende beheers- en instandhoudingsmaatregelen kunnen belemmeren 6,7.
Om deze tekortkomingen in de gegevens aan te pakken, hebben onderzoekers een verscheidenheid aan methoden ontwikkeld om insectenbestuivers, het bijbehorende habitatgebruik en hun bloemenvoorkeuren te bestuderen. Hoewel panvallen, blauwvleugelvallen, malaisevallen, opkomstvallen en directe opvang door handnetten vaak worden gebruikt, hebben veel van deze methoden aanzienlijke nadelen 8,9,10,11. Veelgebruikte methoden om de bestuiver te identificeren, kunnen leiden tot sterfte van het organisme, ongeacht of het exemplaar in een laboratoriumomgeving moet worden geïdentificeerd (bijvoorbeeld met behulp van een microscoop). Sterfte kan gerechtvaardigd en noodzakelijk zijn voor veel insectenstudies. Bij het werken met bedreigde, zeldzame of onderbestudeerde insecten waarvan de populatiestatus beperkt of onzeker is, moeten onderzoekers echter de sterfte, verwonding of stress van het organisme verminderen om de kans op een negatieve invloed op deze insectenpopulaties te verkleinen. Daarom moet bij het werken met bedreigde soorten of soorten die gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd aan de hand van hun belangrijkste onderscheidende kenmerken, indien mogelijk minder destructieve bemonsteringsbenaderingen worden gevolgd.
Niet-dodelijke methoden die zijn voorgesteld voor het verzamelen van genetisch materiaal van bijen zijn onder meer het verzamelen van uitwerpselen, exuviae12 en vleugeltips13. Het gebruik van deze methoden op bijen die in het veld worden verzameld, kan echter onhoudbaar zijn vanwege de benodigde tijd en/of de mogelijke impact op vleugels, wat een negatieve invloed heeft op vliegen en ander gedrag. Het is aangetoond dat gedeeltelijke verwijdering van de antennes de overleving van bemonsterde euglossinebijen niet in gevaar brengt14. Evenzo verminderde bemonstering van het terminale deel van de tarsus van het middenbeen de overleving van de Bombus terrestris-werker niet significant15. Een aanvullende niet-dodelijke bemonsteringsmethode omvat het verzamelen van eiwitresiduen door bijen tijdelijk onder te dompelen in een bufferoplossing en ze vervolgens vrij te geven16. Uit een overlevingsanalyse bleek dat er geen significante verschillen waren tussen gebufferde en niet-gespoelde bijen. Er zijn beperkingen aan elke techniek, waarmee rekening moet worden gehouden bij het beantwoorden van specifieke onderzoeksvragen en algemene projectdoelen.
Nauwkeurige taxonomische identificatie van organismen is van cruciaal belang voor effectief onderzoek. Voor veel taxa van insectenbestuivers is het echter extreem afhankelijk van de soort waarin ze geïnteresseerd zijn en het kennis- en ervaringsniveau van de onderzoeker of waarnemer. Hoewel veel bijensoorten in het veld kunnen worden geïdentificeerd, kan het van cruciaal belang zijn om bewijs te hebben om de observatie te ondersteunen. Hoewel de meeste studies naar bestuivers doorgaans individuen verzamelen en bewaren als bewijsmateriaal, kan het gebruik van foto's en video's, evenals driedimensionale videografie met behulp van virtual reality, worden gebruikt als een proxy om bepaalde soorten te onderscheiden zonder dat de individuen worden opgeofferd17. Differentiatie tussen sommige soorten kan speciale aandacht en foto's van specifieke morfologische kenmerken vereisen; In deze situaties moeten de organismen kunnen worden gemanipuleerd en tot een unieke positie worden beperkt, zodat de complexe onderscheidende kenmerken betrouwbaar kunnen worden gefotografeerd.
Het tijdelijk opsluiten van bijen voor identificatie kan op verschillende manieren worden gedaan, waaronder het koelen van het exemplaar en/of het gebruik van kooldioxide om bijen te vertragen18,19. Deze methoden kunnen echter het gedrag veranderen, waardoor behandelde bijen langzamer weer actief worden, waardoor het foerageren, de fitheid van het organisme of het risico op predatie kan worden beïnvloed 20,21,22. Bovendien verlengen dergelijke technieken uiteindelijk de tijd dat organismen worden opgesloten en gehanteerd. Dit verhoogt op zijn beurt de stress van het organisme en de verwerkingstijd in het veld. Veiligere en efficiëntere methoden zouden daarom zeer wenselijk zijn.
Een aantal studies heeft het stuifmeel van bijen of andere bronnen gebruikt om foerageervoorkeuren beter te begrijpen, interactienetwerken tussen planten en bestuivers op te bouwen, milieuverontreiniging (bijv. residuen van bestrijdingsmiddelen) te identificeren en voedingsecologie te evalueren 23,24,25,26,27,28,29. Veel bijen zullen zichzelf verzorgen als ze in een container worden opgesloten. Daarom zijn niet-dodelijke bemonsteringsmethoden voor pollen gebruikt30 (bijv. microcentrifugebuisjes). In gevallen waarin zelfverzorging echter niet plaatsvindt, maakt het gebruik van een meer tactiele container, zoals de hersluitbare plastic zakken die in dit protocol worden gebruikt, het mogelijk om zachte druk uit te oefenen op specifieke lichaamsdelen, zodat het stuifmeel in contact komt met de plastic zak, wat leidt tot een grotere kans om een pollenmonster te krijgen dan het gebruik van traditionele harde containers.
Hier presenteren we een protocol dat goed is getest op drie risicovolle bijentaxa. Hoewel het arbeidsintensief is, maakt het een uitgebreide gegevensverzameling van insectenbestuivers mogelijk, terwijl de dreiging van sterfte voor de individuele organismen wordt geminimaliseerd. Het algemene doel van het gebruik van deze methodologie is om een veilige en effectieve manier te bieden om insecten te vangen, te identificeren en veilig vrij te laten. Een bijkomend voordeel van dit protocol is dat het veel van de beperkingen van het traditionele verzamelen van insecten overwint. Het biedt een gemakkelijke manier om individuen te markeren, niet-dodelijk genetisch materiaal te verzamelen en stuifmeelmonsters te verzamelen, terwijl de verwerkingstijd en stress voor het organisme tot een minimum worden beperkt. Hoewel traditionele methoden voor het verzamelen van insecten veel voordelen hebben31, hebben we, om enkele van hun beperkingen te overwinnen, een alternatief opgesteld zodat insecten kunnen worden opgesloten voor identificatie voordat ze snel en veilig worden vrijgelaten. Afhankelijk van de projectdoelen kunnen ook aanvullende stappen worden ondernomen terwijl de bij beperkt is om andere belangrijke gegevens te verzamelen.
Protocol
1. Voorbereiding van de inzameling op het terrein
- Bevestig de projectdoelen (bijv. identificatie van organismen, genetische weefselbemonstering, enz.).
- Bekijk de materiaaltabel en verzamel alle relevante items die specifiek zijn voor de projectdoelen.
- Zorg ervoor dat alle digitale apparatuur (bijv. smartphone, camera, handheld global positioning system [GPS]) volledig is opgeladen en dat reservebatterijen zijn opgeladen en verpakt.
2. Organisme vangen en beveiligen
- Noteer de locatieparameters die van belang zijn bij aankomst in het veld, inclusief datum, starttijd, veldlocatie/locatie en alle andere relevante informatie (bijv. weersomstandigheden, dominante bodembedekkers, bloeiende planten, enz.) die nodig kan zijn (Figuur 1).
- Vang een individuele bij van belang met behulp van de juiste nettechniek. Gebruik handgaas via een insectennet vanuit de lucht of veegnet op basis van de brandpuntssoort.
OPMERKING: Andere vangsttechnieken, zoals verzamelen via injectieflacon/centrifugebuis, kunnen ook worden gebruikt voor het vangen van insecten. - Bekijk het exemplaar visueel door de netzak om te bepalen of het lijkt op het taxon van belang. Als dit niet het geval is, laat het monster dan veilig los en ga verder met onderzoeken.
- Als het exemplaar de brandpuntssoort lijkt te zijn, zet het exemplaar dan vast in de netzak zodat het niet kan ontsnappen (bijv. door de bovenkant van de netzak over het frame te overlappen, de hals van de netzak te draaien/op te sluiten of op een andere manier mogelijke uitgangen af te sluiten).
- Pak het hersluitbare monsterzakje bij elkaar en open het monsterzakje.
- Zorg ervoor dat de bij van belang zich in de buurt van de punt van de netzak bevindt.
- Pak met één hand de netzak direct onder het preparaat vast. Houd de netzak zo vast dat de punt (waar het insect is opgesloten) naar boven is gericht en de netopening (d.w.z. hoepel) eronder hangt.
OPMERKING: De meeste insecten zijn fototroof en vliegen/kruipen over het algemeen naar het licht als ze opgesloten zitten. - Leid met de andere hand (d.w.z. de hand die de netzak niet vasthoudt) de hersluitbare monsterzak in de netopening en door de netzak totdat men de hand direct onder het monster bereikt.
- Laat de greep van de hand voorzichtig los en beperk het monster net genoeg om de hand die de hersluitbare monsterzak vasthoudt, in staat te stellen met het monster in de afgesloten ruimte te komen. Houd rekening met de locatie van het exemplaar in het afgesloten gebied om de kans te verkleinen dat het wordt gestoken, het monster beschadigt en ontsnapt.
- Manipuleer de hersluitbare monsterzak om deze wijd genoeg te openen om het insectenmonster binnen te laten. Doe dit door druk uit te oefenen op beide zijden van de verzegeling of door de zak met duim en middelvinger onder de verzegeling te draaien.
- Plaats de opening van de hersluitbare monsterzak boven het monster en manoeuvreer het insect voorzichtig in de zak. Zoals eerder vermeld, aangezien de meeste insecten fototroof zijn, oriënteert u de hand met de hersluitbare monsterzak naar de zon/lucht, waardoor het verplaatsen van het monster in de zak wordt vergemakkelijkt.
- Zodra het monster erin zit, sluit u de hersluitbare monsterzak goed af.
- Haal de hersluitbare monsterzak met het preparaat uit het insectennet.
OPMERKING: Aangezien insecten snel en dodelijk oververhit kunnen raken in afgesloten zakken, moet u het monster uit directe blootstelling aan de zon houden, idealiter op een schaduwrijke plaats of geïsoleerde container tot verwerking, en de verwerkingstijd beperken.
3. Identificeer het organisme
- Inspecteer het exemplaar nauwkeurig om te bevestigen dat het een interessant taxon is. Als het een andere soort is, laat hem dan veilig los en ga verder met onderzoeken.
NOTITIE: Om schade aan het monster te voorkomen, mag u nooit directe druk uitoefenen op het insect terwijl het zich in de zak bevindt. Monsters kunnen worden geïmmobiliseerd door lichte druk uit te oefenen op het plastic of door de omtrek van de zak uit te rekken om de zak strak rond het monster te maken, waardoor de beweging wordt beperkt. - Als de identiteit van soorten gemakkelijk en nauwkeurig visueel kan worden bevestigd, maak dan een fotovoucher (Figuur 2). Noteer alle aanvullende noodzakelijke informatie over het monster (bijv. tijdstip van vangst, specifieke GPS-locatie, bezochte plant, unieke markeringen, waarneming van grootte of kleuring, gedrag vóór de vangst, enz.).
- Als specifieke fysieke kenmerken moeten worden geïnspecteerd om de identiteit te bevestigen, maak dan gedetailleerde macrofoto's die de belangrijkste kenmerken benadrukken door de hersluitbare monsterzak (Figuur 2).
- Als foto's van voldoende kwaliteit om kenmerken te onderscheiden niet bereikbaar zijn via de monsterzak, stel dan de lichaamsdelen van het monster bloot voor nauwkeurige inspectie door een van de twee niet-verzegelde hoekpunten van de monsterzak af te snijden (d.w.z. de hoeken die aan elkaar zijn genaaid of niet hersluitbaar zijn). Snijd bijvoorbeeld een klein gaatje om alleen het hoofd, de buik of het been bloot te leggen (Figuur 3A-C). Manipuleer hiervoor het monster zo dat het lichaamsdeel van belang eerst naar het uitgesneden/hoekgat beweegt.
OPMERKING: De grootte en positie van het gat dat in de zak is gesneden en de oriëntatie van het insect moeten mogelijk worden gewijzigd om de benodigde foto te verkrijgen. - Nadat de identificatie heeft plaatsgevonden, gaat u naar de relevante secties voor de volgende en gewenste methoden. Zie sectie 4 voor de techniek voor het verwijderen van antennesegmenten, sectie 5 voor het markeren van insecten en/of sectie 6 voor het verkrijgen van stuifmeelmonsters.
4. Het verkrijgen van niet-dodelijke genetische monsters van antennes
- Knip met een schaar diagonaal een van de twee niet-verzegelde hoeken (d.w.z. de hoeken die aan elkaar zijn genaaid of niet hersluitbaar) van de hersluitbare monsterzak. Zorg ervoor dat de gemaakte snede minimaal groter is dan de breedte van de bijenkop (Figuur 4).
- Manipuleer het monster zodat het met de kop naar voren beweegt in de richting van het snij-/hoekgat.
OPMERKING: Deze stap kan worden aangepast om andere weefselmonsters te verzamelen voor genetische analyse (bijv. hele been, gedeeltelijke poot). Dienovereenkomstig moeten de grootte en positie van het gat dat in de zak is gesneden en de oriëntatie van het insect mogelijk worden gewijzigd om het benodigde monster te verkrijgen. - Zodra de kop van de bij uit de zak steekt, oefent u voorzichtig druk uit op het omringende plastic om het strak rond het insect te maken en de beweging te beperken (Figuur 3A).
- Als het gat te groot is, rol de zak dan over zichzelf om de opening van het gat verder te beperken en het monster vast te zetten. Als u niet zeker bent van de juiste gatgrootte, voer dan stap 4.2 en 4.3 uit in een insectennet of vluchtkooi om ervoor te zorgen dat het exemplaar niet volledig ontsnapt. Gebruik een extra zak als de originele hoeksnede te groot is.
- Plaats de zak zo dat de insectenkop zich direct boven de verzamelcontainer bevindt (bijv. microcentrifugebuis/injectieflacon met bufferoplossing/ethanol) en dat de container voor het genetische monster op de juiste manier is gemarkeerd met de unieke monster-ID die overeenkomt met alle andere monstergegevens (Figuur 3D).
- Knip met een schone en gesteriliseerde ontleedschaar een deel van een antennesegment af. Inspecteer de container visueel om te bevestigen dat het monster zich in de container bevindt.
OPMERKING: Bij het snijden is het handig om op een schoon, gesteriliseerd, lichtgekleurd substraat te werken (bijv. Kimwipe). Dit zorgt ervoor dat als het monster niet in de monsterafnamecontainer valt, het gemakkelijk met een tang kan worden opgehaald met een minimaal risico op besmetting. - Zet het deksel van de container voor het afnemen van weefselmonsters vast en draai de container zodat het monster in de oplossing is gesuspendeerd (bijv. bufferoplossing/ethanol).
- Plaats de container voor het afnemen van weefselmonsters (met het antennemonster) in een veilige container, idealiter op een koele, schaduwrijke plaats die beschermd is tegen direct zonlicht en/of extreme temperaturen, zoals een veldkoeler.
- Laat het monster veilig los in de buurt van het oorspronkelijke vangstpunt.
OPMERKING: Het monster kan ook worden gemarkeerd (zie sectie 5) voordat het wordt vrijgelaten om het gemakkelijk te identificeren als bemonsterd als het wordt waargenomen/gevangen.
5. Markeren van het organisme
- Snijd met het monster in het hersluitbare monsterzakje een klein gaatje in het midden van het monsterzakje.
OPMERKING: Dit gat is een aanvulling op het gat dat in sectie 4 is gemaakt. Het gat mag niet groter zijn dan het gebied van de thorax van het insect. De positie van waar het gat moet worden gesneden, kan variëren, afhankelijk van de grootte van het insect en het gewenste markeringsgebied. - Oefen lichte druk uit op het plastic aan beide zijden van het preparaat, manoeuvreer het insect zo dat de thorax zich direct onder het gat bevindt (d.w.z. dat de bovenkant van de thorax door de zak wordt blootgesteld). Ga door met lichte druk om ervoor te zorgen dat het monster op zijn plaats blijft (Figuur 5A).
OPMERKING: Andere markeringsgebieden kunnen beter zijn voor bepaalde insecten (Figuur 5B). Sommige gebruikers vinden het nuttiger om het bestaande gat (uit sectie 4) groter te maken en de bij vast te pakken door de borstkas vast te houden als deze tevoorschijn komt (Figuur 5C). Deze aanpak kan de kans op steken vergroten. Bovendien kunnen apparaten voor het markeren van honingbijen worden aangepast om bijen op te sluiten en te markeren als de gebruiker dat gemakkelijker vindt. Deze methode vereist echter overdracht naar een ander apparaat en kan pollenmonsters besmetten. - Markeer het specimen met behulp van een verfmarkeerpen (of ander markeermateriaal dat geschikt wordt geacht voor het taxon van belang) volgens de vooraf bepaalde projectspecifieke methodologie.
OPMERKING: Markeringsmethoden zullen verschillen op basis van de doelen en kunnen eenvoudig zijn, wat aangeeft dat de persoon is vastgelegd, of complex, waardoor individuen kunnen worden geïdentificeerd (bijv. met behulp van unieke kleurcodering of patronen) (Figuur 5C). - Houd het monster op zijn plaats totdat de aangebrachte markering voldoende droog is.
- Fotografeer de gemarkeerde persoon om de unieke kleur en kleurpositie te bevestigen.
OPMERKING: Het opnieuw vastleggen van individuen kan eenvoudig en snel direct door de hersluitbare monsterzak worden gefotografeerd (Figuur 5D). - Laat het monster veilig los in de buurt van het oorspronkelijke vangstpunt.
6. Monsterafname stuifmeel
- Met het monster in de hersluitbare monsterzak, inspecteert u het zorgvuldig op zichtbaar stuifmeel.
OPMERKING: Omdat het type en de hoeveelheid stuifmeel enorm variëren, is stuifmeel soms niet met het blote oog zichtbaar op het exemplaar. Als de voorgaande stappen al zijn doorlopen, is het mogelijk dat er al stuifmeelresten van het exemplaar in de zak zitten. - Als er stuifmeel zichtbaar is op het monster, beperk dan de beweging van het monster door aan beide zijden ervan lichte druk uit te oefenen op het plastic.
- Wrijf of duw met een vinger zachtjes over het plastic tegen setae of het stuifmeelhoudende lichaamsdeel om het verwijderen van stuifmeel te vergemakkelijken.
- Als er geen stuifmeel zichtbaar is op het monster, maximaliseer dan het contact tussen het monster en het plastic om te zien of er kleine stuifmeelresten uit het omhulsel zijn verwijderd.
- Controleer indien mogelijk zichtbaar of er stuifmeel in het hersluitbare monsterzakje zit (Figuur 4).
- Laat het monster veilig los in de buurt van het oorspronkelijke vangstpunt.
- Sluit de hersluitbare monsterzak met het pollenmonster goed af.
OPMERKING: Als er een gat in de hersluitbare monsterzak is gesneden, moet deze in een andere hersluitbare monsterzak worden geplaatst om besmetting of verlies van pollen te voorkomen. - Label de hersluitbare monsterzak met een unieke monster-ID die overeenkomt met de individuele insecten- en andere gegevens (bijv. ID van insectensoorten, datum, locatie, tijd, geslacht, bezoekersaantal van bloemen, enz.).
- Plaats de hersluitbare monsterzak met het pollenmonster in een veilige container, idealiter op een koelere plaats, om deze te beschermen tegen direct zonlicht en/of extreme temperaturen.
OPMERKING: Volg indien nodig projectspecifieke protocollen voor het bewaren van pollen in het veld (bijv. genetische analyse, pollenmorfologie).
Resultaten
Deze methodologie is gebruikt voor drie bedreigde bijensoorten (Osmia calaminthae, Caupolicana floridana en C. electa) in het zuidoosten van de Verenigde Staten. Tot op heden zijn honderden bijen en wespen veilig verzameld en vrijgelaten. Er stierven geen bijen tijdens het gebruik van deze methodologie; Die aangewezen als voucherspecimens en bewaard als een nieuw locatierecord bij de juiste beheerinstantie, werden op passende wijze opgeofferd na het verzamelen van gegevens. Tabel 1 toont verschillende geëvalueerde morfologische kenmerken, evenals andere kwantificeerbare gegevens die met behulp van dit protocol kunnen worden verzameld 14,32,33,34,35,36.
Afbeelding 1: Voorbeeld van een gegevensblad met gegevens die in het veld kunnen worden verzameld. De specifieke gegevens die worden verzameld, zijn afhankelijk van de projectdoelen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Foto's om als waardebon te dienen. Het maken van foto's als voucher van het voorval is essentieel voor meldingsdoeleinden. Foto's van verschillende identificerende kenmerken zijn nodig wanneer meerdere soorten vergelijkbare kenmerken delen. Deze Anthidium maculifrons , gevonden in Florida, kan worden onderscheiden van andere in het geslacht op basis van het geel op zijn stengel en kop. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Afbeelding 3: Het gat in de hersluitbare monsterzak plaatsen. De plaatsing van het gat in de hersluitbare monsterzak kan worden gewijzigd om specifieke lichaamsdelen van belang bloot te leggen voor foto's of genetische monsters. Op deze samengestelde foto zijn de kop van de (A) bij, (B) buik en (C) poot blootgesteld aan de foto. Als de bij eenmaal opgesloten zit en niet kan bewegen, rust hij vaak en kan hij worden gepositioneerd om een macrofoto te maken. (D) Een genetisch monster kan ook worden genomen als de bij zich in deze posities bevindt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Opvangzak met bij met een schuin uitgesneden hoek. Als u de kop van de bij goed wilt observeren, zal de snede in de hoek van de zak in grootte variëren op basis van de hoofdomvang van de bij. Stuifmeel en zelfs nectarafscheidingen kunnen in de zak worden gevonden voor toekomstige identificatie van stuifmeel. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Afbeeldingen van hersluitbare monsterzak met bijen. Om te voorkomen dat je gestoken wordt tijdens het markeren van de bij, kan er een gat in de zak worden gemaakt en kan de (A) thorax onder het gat worden geplaatst. (B) Afhankelijk van de grootte van de bij, kan deze ook op de buik worden gemarkeerd. (C) Als alternatief kan de bij ook uit het hoekgat worden losgelaten en bij de borstkas worden samengedrukt om te markeren. Deze techniek kan de kans op steken vergroten, maar lijkt het uitsmeren van de pen te minimaliseren. Unieke kleur/nummering kan worden gebruikt om onderscheid te maken tussen individuen. (D) Toekomstige heroverde exemplaren kunnen snel en gemakkelijk worden gefotografeerd door de hersluitbare monsterzak en worden vrijgegeven. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Tabel 1: Morfologische kenmerken geëvalueerd met behulp van dit protocol. Monsters kunnen ook worden gemanipuleerd om tal van kenmerken te observeren en te documenteren die niet in deze tabel zijn weergegeven (bijv. tergiet/sternietvorm, totale lengte, gewicht, aantal tanden, vleugelnerven, intertegulaire afstand, enz.). Klik hier om deze tabel te downloaden.
Discussie
Dit protocol schetst een veldmethode voor het veilig hanteren en inspecteren van zeldzame bijen met als einddoel het verkrijgen van de gewenste niet-dodelijke monster- of voucher-informatie en het veilig vrijlaten van focale individuen terug in het wild op het oorspronkelijke punt van vangst. De voordelen van dit protocol ten opzichte van andere verzamelmethoden, zoals het gebruik van flesjes, zijn dat het monster veilig kan worden opgesloten om nauwkeurig onderzoek van de belangrijkste kenmerken en betrouwbare identificatie mogelijk te maken, waardoor schade voor zowel het insect als de onderzoeker wordt beperkt. Omgekeerd, zoals het geval is met andere methodologieën18,19, vereist dit protocol niet dat het monster wordt verdoofd; Het kan snel worden bemonsterd en vrijgegeven met minimale handelingen. Hersluitbare monsterzakken zijn goedkoop, gemakkelijk te verkrijgen, lichtgewicht, uiterst draagbaar en recyclebaar, waardoor ze een geweldig alternatief zijn voor centrifugebuisjes. Omdat ze niet de stijfheid hebben van sommige alternatieven (bijv. valkenbuizen of andere harde containers), is het belangrijk om extra voorzichtig te zijn bij het hanteren van levende insectenexemplaren. Als een heel exemplaar als voucher moet worden meegenomen, kunt u het in een stevige behuizing plaatsen om mogelijke schade aan het monster te verminderen.
Het is gunstig voor onderzoekers die deze methode gebruiken om ervaring te hebben met het omgaan met bijen en/of andere insecten, omdat het uitoefenen van te veel druk op de exemplaren terwijl ze in de zak zitten, kan leiden tot letsel of sterfte. Om meer ervaring op te doen met het omgaan met bijen, moeten beginnende onderzoekers dit protocol oefenen met meer algemene soorten (bijv. honingbijen). Oefening zal helpen om letsel of sterfte van het insect te minimaliseren. Het is belangrijk op te merken dat, afhankelijk van het focale taxon, er beperkingen kunnen zijn aan deze methodologie. De kleinere omvang van specifieke taxa kan het gebruik van duurdere en gespecialiseerde macrofotografieapparatuur en/of het gebruik van veldmicroscopen vereisen, aangezien hun kenmerken mogelijk niet kunnen worden geïsoleerd en gefotografeerd met de materialen die in deze procedure worden vermeld, hoe kleiner het doelwit, hoe moeilijker het kan zijn om adequate beelden te krijgen37. Bovendien kunnen in gevallen waarin ontoegankelijke lichaamsdelen nodig zijn (bijv. tong, geslachtsdelen, enz.), andere identificatiemethoden gerechtvaardigd zijn. Genitaliën zijn een van de meest informatieve diagnostische kenmerken voor insecten, die zeer variabel kunnen zijn tussen soorten en enigszins stabiel binnen hen 38,39. In dit geval kunnen dodelijke methoden, zoals dissectie, nodig zijn. Voor moeilijk te identificeren soorten kan echter het gebruik van kleine, niet-dodelijke genetische monsters worden gebruikt voor identificatie na veldverzameling40, en de hier beschreven methodologie kan worden gebruikt om dergelijke monsters te verzamelen. Statistische modellering wordt ook ontwikkeld om beeldvorming en DNA-sequencing te helpen associëren voor de identificatie van insecten41.
Een andere beperking van de hier gepresenteerde methodologie betreft de kans om gestoken te worden bij het uitvoeren van dit protocol, vooral wanneer er een gat in de zak wordt gesneden. Dit protocol minimaliseert echter de kans om gestoken te worden; De auteurs zijn slechts zelden door monsterzakken gestoken tijdens het hanteren van exemplaren. Er moet ook worden opgemerkt dat sommige soorten bijen, kevers en wespen in staat zijn geweest om de zakken met hun kaken te snijden, dus wees voorzichtig bij het bepalen of deze aanpak zal werken voor de taxa van belang en, in deze gevallen, dikkere plastic zakken of andere methodologieën zouden worden aanbevolen. In alle gevallen moeten gebruikers het gebruik van plastic voor eenmalig gebruik tot een minimum beperken en waar mogelijk recyclen.
Het focale taxon voor de ontwikkeling van dit protocol was de blauwe calamintha-bij, Osmia calaminthae (Hymenoptera: Megachilidae), die ongeveer 10-11 mm meet in grootte32. Sinds de ontwikkeling van deze methode hebben de auteurs deze toegepast op een verscheidenheid aan andere hymenoptera van verschillende groottes, waaronder grotere Bombus-soorten (Hymnenoptera: Apidae) en Caupolicana-soorten , C. electa en C. floridana (Hymenoptera: Colletidae). Caupolicana electa kan variëren van 18-23 mm, terwijl C. floridana kan variëren van 16-18 mm33. Om eventuele negatieve effecten op bedreigde, bedreigde of op de lijst geplaatste soorten tot een minimum te beperken, wordt aanbevolen om het eerst uit te proberen op nauw verwante en/of veel voorkomende surrogaten om ervaring op te doen en vaardigheid op te bouwen. Het exoskelet van bijen en andere insecten kan variëren, en minder robuuste exemplaren moeten met zorg worden behandeld. In situaties waarin kleinere of zachtere lichamen van insecten worden bestudeerd, is deze methodologie mogelijk niet voldoende. Gebruikers moeten bepalen welke delen van deze methodologie geschikt zijn voor hun focustaxon.
Naast het primaire doel om in het veld verzamelde organismen op te sluiten voor identificatie, kan dit protocol worden aangepast om verschillende onderzoeksgerelateerde taken uit te voeren waarvoor bijen veilig moeten worden opgesloten. Organismen kunnen bijvoorbeeld in het veld worden gewogen terwijl ze in de hersluitbare monsterzakken zitten. Onderzoekers kunnen ook verschillende metingen van exemplaren uitvoeren met behulp van schuifmaten terwijl het insect beperkt is. De schatting van het homing-vermogen van bijen kan bijvoorbeeld worden gedaan aan de hand van lichaamslengte42; Onze methodologie kan helpen bij het verkrijgen van gegevens die een dergelijke schatting mogelijk maken. Evenzo kunnen onderzoekers, in plaats van schuifmaten te gebruiken, een liniaal/schaalbalk en/of kleurenkaart direct achter het exemplaar plaatsen en fotograferen om de belangrijkste morfologische kenmerken te meten bij het later verwerken van afbeeldingen. Toekomstige toepassingen van deze methode kunnen gebruikmaken van de vooruitgang in kunstmatige intelligentie en machine learning. Identificatie, zowel in het veld als in het laboratorium, kan worden gestroomlijnd met behulp van slimme apparaten, waardoor de verwerkingstijd en stress op monsters worden geminimaliseerd.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
De auteurs willen Ivone de Bem Oliveira, Jon Elmquist, Emily Khazan, Nancy Kimmel en Kristin Rossetti bedanken voor het beoordelen van dit manuscript. Dit onderzoek werd gefinancierd door een subsidie van de U.S. Fish and Wildlife Service, beheerd door de Florida Fish & Wildlife Conservation Commission (overeenkomst nr. 19008) en fondsen van de Florida Biodiversity Foundation.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 30x 60x verlicht juweliers loep vergrootglas | JARLINK | Handlens (indien nodig) voor het observeren van diagnostische kenmerken | |
| Luchtnetje | |||
| Bleekvloeistof in wasfles | Alleen nodig voor niet-letale genetische bemonstering | ||
| Schaar met stompe punt voor kinderen | Fiskar | Scharen met stompe punt zijn handig omdat ze veilig in zakken kunnen worden bewaard | |
| Ethanol in wasfles | Alleen nodig voor niet-letale genetische bemonstering | ||
| FD-1 flitsdiffusor | Olympus | Flitsdiffusor om het specimen te verlichten tijdens het maken van voucherfoto's | |
| Veldclipboard | |||
| Veldkoeler | |||
| Fijne pincet | |||
| Set fijne punten olie-gebaseerde verfmarkers | Sharpie | Pennen om bijen te markeren | |
| Kimwipes | Kimtech | ||
| Microcentrifugebuisjes | Alleen nodig voor niet-letale genetische bemonstering | ||
| Hersluitbare steekproefzak | Amazon | Afhankelijk van het specimen van belang. We geven de voorkeur aan 50,8 mm x 76,2 mm of 50,8 mm x 50,8 mm - Edvision 2" x 3" Plastic Zakken, 200 Stuks 2 Mil Transparante Hersluitbare Rits Poly Zakken, Hersluitbare Opbergzakken voor Juwelenbenodigdheden, Kralen, Schroeven, Kleine Artikelen - Zachte 'N Stijl 500 Stuks Hersluitbare Rits Poly Zakken, 2 bij 2-Inch, 50mm bij 50mm, Helder | |
| Roestvrijstalen irisdissectiescharen | Preciezer dan scharen met stompe punt. Moeten op een veilige locatie worden bewaard. | ||
| TG-7 of soortgelijke camera | Olympus | Camera met macro-instelling om voucherfoto's te maken |
Referenties
- Potts, S. G., et al. Global pollinator declines: trends, impacts and drivers. Trends Ecol Evol. 25 (6), 345-353 (2010).
- IPBES. The Assessment Report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on Pollinators. , Pollination and Food Production. Secretariat of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services. Bonn, Germany. (2016).
- Goulson, D., Nicholls, E., Botias, C., Rotheray, E. Bee declines driven by combined stress from parasites, pesticides, and lack of flowers. Science. 347 (6229), 1255957(2015).
- Zattara, E. E., Aizen, M. A. Worldwide occurrence records suggest a global decline in bee species richness. One Earth. 4 (1), 114-123 (2021).
- Allen-Wardell, A. G., et al. The potential consequences of pollinator declines on the conservation of biodiversity and stability of food crop yields. Conserv Biol. 12 (1), 8-17 (1998).
- Nieto, A., et al. European Red List of Bees. , Publication Office of the European Union. Luxembourg. (2014).
- Simpson, D. T., et al. Many bee species, including rare species, are important for function of entire plant-pollinator networks. Proc R Soc B. 289 (1972), 20212689(2022).
- Roulston, T. H., Smith, S. A., Brewster, A. L. A comparison of pan trap and intensive net sampling techniques for documenting a bee (Hymenoptera: Apiformes) fauna. J Kans Entomol Soc. 80 (2), 179-181 (2007).
- Gibbs, J., et al. Does passive sampling accurately reflect the bee (Apoidea: Anthophila) communities pollinating apple and sour cherry orchards. Environ Entomol. 46 (3), 579-588 (2017).
- Portman, Z. M., Bruninga-Socolar, B., Cariveau, D. P. The state of bee monitoring in the United States: a call to refocus away from bowl traps and towards more effective methods. Ann Entomol Soc Am. 113 (5), 337-342 (2020).
- Popic, T. J., Davila, Y. C., Wardle, G. M. Evaluation of common methods for sampling invertebrate pollinator assemblages: net sampling out-perform pan traps. PLoS One. 8 (6), e66665(2013).
- Bubnič, J., Mole, K., Prešern, J., Moškrič, A. Non-destructive genotyping of honeybee queens to support selection and breeding. Insects. 11 (12), 896(2020).
- Châline, N., Ratnieks, F. L., Raine, N. E., Badcock, N. S., Burke, T. Non-lethal sampling of honey bee, Apis mellifera, DNA using wing tips. Apidologie. 35, 311-318 (2004).
- Oi, C. A., López-Uribe, M. M., Cervini, M., Del Lama, M. A. Non-lethal method of DNA sampling in euglossine bees supported by mark-recapture experiments and microsatellite genotyping. J Insect Conserv. 17, 1071-1079 (2013).
- Holehouse, K. A., Hammond, R. L., Bourke, A. F. G. Non-lethal sampling of DNA from bumble bees for conservation genetics. Insectes Soc. 50, 277-285 (2003).
- Boyle, N. K., et al. A nonlethal method to examine non-Apis bees for mark-capture research. J Insect Sci. 18, 10(2018).
- Curran, M. F., et al. Use of 3-dimensional videography as a non-lethal way to improve visual insect sampling. Land. 9 (10), 340(2020).
- Austin, G. H. Effect of carbon dioxide anaesthesia on bee behaviour and expectation of life. Bee World. 36 (3), 45-47 (1955).
- Switzer, C. M., Combes, S. A. Bombus impatiens (Hymenoptera: Apidae) display reduced pollen foraging behavior when marked with bee tags vs. paint. J Melittology. 62, 1-13 (2016).
- Ribbands, C. R. Changes in the behaviour of honey bees following their recovery from anaesthesia. J Exp Biol. 27 (3-4), 302-310 (1950).
- Poissonnier, L. A., Jackson, A. L., Tanner, C. J. Cold and CO2 narcosis have long-lasting and dissimilar effects on Bombus terrestris. Insectes Soc. 62, 291-298 (2015).
- Wilson, E. E., Holway, D., Nieh, J. C. Cold anaesthesia decreases foraging recruitment in the New World bumblebee, Bombus occidentalis. J Apic Res. 45 (4), 169-172 (2006).
- Chauzat, M. P., Faucon, J. P. Pesticide residues in beeswax samples collected from honey bee colonies (Apis mellifera l) in France. Pest Manage Sci. 63 (11), 1100-1106 (2007).
- Jha, S., Stefanovich, L., Kremen, C. Bumble bee pollen use and preference across spatial scales in human-altered landscapes. Ecol Entomol. 38 (6), 570-579 (2013).
- Popic, T. J., Wardle, G. M., Davila, Y. C. Flower-visitor networks only partially predict the function of pollen transport by bees. Austral Ecol. 38 (1), 76-86 (2013).
- Bell, K. L., et al. Applying pollen DNA metabarcoding to the study of plant-pollinator interactions. Appl Plant Sci. 5 (6), 1600124(2017).
- Wood, T. J., Kaplan, I., Szendrei, Z. Wild bee pollen diets reveal patterns of seasonal foraging resources for honey bees. Front Ecol Evol. 6, 210(2018).
- Friedle, C., Wallner, K., Rosenkranz, P., Martens, D., Vetter, W. Pesticide residues in daily bee pollen samples (April-July) from an intensive agricultural region in Southern Germany. Environ Sci Pollut R. 28, 22789-22803 (2021).
- Lau, P., Lesne, P., Grebenok, R. J., Rangel, J., Behmer, S. T. Assessing pollen nutrient content: a unifying approach for the study of bee nutritional ecology. Phil Trans R Soc B. 377, 20210510(2022).
- Potter, C., et al. Pollen metabarcoding reveals broad and species-specific resource use by urban bees. PeerJ. 7, e5999(2019).
- Graham, J., Campbell, J., Tsalickis, A., Stanley-Stahr, C., Ellis, J. Observing bees and wasps: Why surveys and monitoring programs are critical and how they can improve our understanding of these beneficial hymenopterans. J Pollinat Ecol. 33, 139-169 (2023).
- Rightmyer, M. G., Deyrup, M., Ascher, J. S., Griswold, T. Osmia species (Hymenoptera, Megachilidae) from the southeastern United States with modified facial hairs: taxonomy, host plants, and conservation status. ZooKeys. 148, 257-278 (2011).
- Michener, C. D., Deyrup, M. Caupolicana from Florida (Hymenoptera: Colletidae). J Kansas Entomol Soc. 77 (4), 774-782 (2004).
- Michener, C. D. Bees of the World. , The Johns Hopkins University Press. Baltimore. (2007).
- Thorp, R. W. The collection of pollen by bees. Pl Syst Evol. 222, 211-223 (2000).
- Streinzer, M., Kelber, C., Pfabigan, S., Kleineidam, C. J., Spaethe, J. Sexual dimorphism in the olfactory system of a solitary and a eusocial bee species. J Comp Neurol. 521 (12), 2742-2755 (2013).
- Marshall, S. A. Field photography and the democratization of arthropod taxonomy. Am Entomol. 54 (4), 207-210 (2008).
- Eberhard, W. G. Sexual SelectionandAnimal Genitalia. , Harvard University Press. Cambridge, MA. (1985).
- Yassin, A. Unresolved questions in genitalia coevolution: bridging taxonomy, speciation, and developmental genetics. Org Divers Evol. 16, 681-688 (2016).
- Magoga, G., et al. Curation of a reference database of COI sequences for insect identification through DNA metabarcoding: COins. Database. 2022, baac055(2022).
- Badirli, S., et al. Classifying the unknown: Insect identification with deep hierarchical Bayesian learning. Methods Ecol Evol. 14 (6), 1515-1530 (2023).
- Guedot, C., Bosch, J., Kemp, W. P. Relationship between body size and homing ability in the genus Osmia (Hymenoptera: Megachilidae). Ecol Entomol. 34 (1), 158-161 (2009).
Herprints en machtigingen
