Artykuł metodologiczny
Owady żywiące się płynami mają zdolność pozyskiwania niewielkich ilości płynów z porowatych powierzchni. Protokół ten opisuje metodę bezpośredniego określania zdolności owadów do połykania cieczy z porowatych powierzchni za pomocą roztworów odżywczych z fluorescencyjnymi, magnetycznymi nanocząstkami.
Owady żywiące się płynami spożywają różne płyny, które są obecne w środowisku w postaci kałuż, filmów lub ograniczonych do małych porów. Badania nad akwizycją płynów wymagają oceny struktury aparatu gębowego i relacji funkcjonalnych; Jednak mechanizmy absorpcji płynów są historycznie wnioskowane na podstawie obserwacji architektury strukturalnej, czasami bez towarzyszących dowodów eksperymentalnych. W tym artykule przedstawiamy nową metodę oceny zdolności wchłaniania płynów przez motyle (Lepidoptera) i muchy (Diptera) przy użyciu niewielkich ilości płynów. Owady są karmione 20% roztworem sacharozy zmieszanym z fluorescencyjnymi, magnetycznymi nanocząstkami z bibuł filtracyjnych o określonych rozmiarach porów. Plon (struktura wewnętrzna służąca do przechowywania płynów) jest usuwany z owada i umieszczany w mikroskopie konfokalnym. Uprawa macha magnesem w celu określenia obecności nanocząstek, które wskazują, czy owady są w stanie połykać płyny. Metodologia ta została wykorzystana do ujawnienia powszechnego mechanizmu odżywiania (działanie kapilarne i tworzenie mostków cieczowych), który jest potencjalnie wspólny dla Lepidoptera i Diptera podczas żerowania z porowatych powierzchni. Ponadto metoda ta może być stosowana do badań nad mechanizmami żerowania wśród różnych owadów żywiących się płynami, w tym owadów ważnych dla przenoszenia chorób i biomimetyki, a także potencjalnie do innych badań obejmujących przewody o rozmiarach nano- lub mikro, w przypadku których transport cieczy wymaga weryfikacji.
Wiele grup owadów ma aparaty gębowe (trąbki) przystosowane do żywienia się płynami, takimi jak nektar, gnijące owoce, przepływy soków (np. Diptera1, Lepidoptera2, Hymenoptera3), ksylem (Hemiptera4), łzy (Lepidoptera5) i krew (Phthiraptera6, Siphonaptera7, Diptera7, Hemiptera8, Lepidoptera9). Zdolność owadów do odżywiania się płynami jest istotna dla zdrowia ekosystemu (np. zapylanie10), prze....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Gatunki owadów, przygotowanie roztworów i konfiguracja stacji żywienia
UWAGA: Motyle kapuściane (Pieris rapae L., Pieridae) zostały wybrane jako gatunki reprezentatywne dla Lepidoptera, ponieważ były używane w poprzednich badaniach nad zdolnościami pobierania płynów i morfologią aparatu gębowego22,23. Muchy domowe (Musca domestica L., Muscidae) i muchy butelkowe (Calliphora vomitoria L., Calliphoridae) są używane, ponieważ często obserwuje się je żerujące na porowatych powierzchniach13.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badanie wzorców zdolności do pobierania płynów u owadów żerujących na cieczach wymaga ustalenia, kiedy dochodzi do żerowania. Przedstawiony tutaj protokół jest wykorzystywany do testowania hipotezy ograniczającego rozmiaru porów wśród Lepidoptera i Diptera13. Hipoteza ograniczającego rozmiaru porów zakłada, że owady żerujące na cieczach nie mogą pobierać pokarmu z wypełnionych cieczą porów, jeśli średnica poru jest mniejsza niż średnica przewodów żerowania
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Funkcjonalność aparatu gębowego owadów jest historycznie wnioskowana z badań morfologii ogólnej (np. funkcjonalność trąbki lepidoptera związana ze słomką do picia25,26); Jednak ostatnie badania, które uwzględniają dowody eksperymentalne, spowodowały zmianę paradygmatu w naszym rozumieniu złożoności aparatu gębowego owadów i relacji struktura-funkcja 2,12,13,22,27.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez grant National Science Foundation (NSF) nr. IOS 1354956. Dziękujemy dr Andrew D. Warrenowi (McGuire Center for Lepidoptera and Biodiversity, Florida Museum of Natural History, University of Florida) za zgodę na wykorzystanie zdjęć motyli.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 20% roztwór sacharozy | Cukier | Cukier potrzebny do wytworzenia roztworu sacharozy z dH2O | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanem (PBS) | Sigma-Aldrich | P5493 | 10X stężenie rozcieńczone do 1X w dH2O do sekcji owadów |
| Suwak wklęsły z pojedynczym wgłębieniem | AmScope | BS-C6 | jest niezbędny do konfiguracji |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | NY6004700 (60 µ m) | Filtry z siatki nylonowej i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania owadów |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | NY4104700 (41 &mikro; m) | Filtry z siatki nylonowej i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania owadów |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | NY3004700 (30 &mikro; m) | Nylonowe filtry siatkowe i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania owadów |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | NY2004700 (20 &mikro; m) | Filtry z siatki nylonowej i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | NY1104700 (11 &mikro; m) | Filtry z siatki nylonowej i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania owadów |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | TCTP04700 (10 &mikro; m) | Filtry z siatki nylonowej i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania owadów |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | TETP04700 (8 &mikro; m) | Filtry z siatki nylonowej i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania owadów |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | TMTP04700 (5 &mikro; m) | Filtry z siatki nylonowej i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania owadów |
| Bibuła filtracyjna | EMD Millipore | RTTP04700 (1 &mikro; m) | Filtry z siatki nylonowej i filtry izoporowe potrzebne do wytworzenia porowatej powierzchni do żerowania owadów |
| Nożyczki do mikropreparowania tęczówki | Carolina Biological Supply Company | 623555 | Nożyczki używane do preparacji |
| Szpilki do owadów | Produkty Bioquip | 1208B1 | Szpilki używane podczas sekcji i prób karmienia |
| Bardzo cienkie kleszcze preparacyjne | Carolina Biological Supply Company | 624684 | Sprzęt do preparacji |
| Leica M205 C Stereoskop | Leica Microsystems | M205 C | Stereoskop używany do sekcji |
| Odwrócony mikroskop konfokalny | Olympus | IX81 | Mikroskop fluorescencyjny używany do wykrywania nanocząstek magnetycznych |
| Fisherbrand PTFE Jednorazowy pręt | Fisherscientific | S68067 | Magnes używany do wykrywania nanocząstek |
| Kimtech Science Kimwipes | Kimberly-Clark Professional | 34155 | Chusteczki używane do zabezpieczania owadów podczas prób karmienia |
| Poczwarki muchy domowej (Musca domestica) | Mantisplace.com | owadów do eksperymentów | |
| Poczwarki muchy butelkowej niebieskiej (Calliphora vomitoria) | Mantisplace.com | owadów do eksperymentów | |
| Larwy motyla kapuścianego (Pieris rapae) Carolina | Biological Supply Company | 144102 | owady do eksperymentów |
| Finnpipette F1 | Mikropipeta ThermoFisher Scientific | 4641080N | do dozowania płynów Końcówki |
| do pipet Finntip 250 | Końcówki do mikropipet | ThermoFisher Scientific | 9400250 |
| Mikroskop Szkiełka nakrywkowe szklane (=szkiełka nakrywkowe) (24 x 24 mm) | AmScope | CS-S24-100 | do oglądania plonu owada pod mikroskopem konfokalnym |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie