Różne style pułapek pyłkowych mają swoje zalety i konsekwencje. Poniżej omówiono zalety i ograniczenia czterech powszechnie stosowanych typów pułapek: (1) montowanych z przodu, (2) montowanych na dole, (3) z otworem ślimakowym i (4) z górnymi pułapkami. Pułapki montowane z przodu są najbardziej uniwersalnym stylem (rysunek 1B). Instalacja jest szybka i łatwa; Można to zrobić bez podnoszenia skrzynek ula, a te pułapki mogą pasować do każdego stylu wyposażenia ula Langstroth. Ponieważ taca zbiorcza znajduje się przed kolonią, zbiera minimalną ilość zanieczyszczeń z kolonii. Jednak taca zbiorcza jest również bardziej narażona na działanie czynników zewnętrznych - wilgoci z nawadniania pola, deszczowej lub wilgotnej pogody lub rosy może wejść w kontakt z pyłkiem przez tacę zbiorczą, potencjalnie czyniąc pyłek bezużytecznym, jeśli granulki staną się zbyt nasycone, aby je oddzielić. Ryzyko nasycenia pyłkiem można zmniejszyć, unikając pułapek podczas prognozowanych opadów deszczu lub wysokiej wilgotności. Umieszczenie gumowej maty pod pułapką i dodatkowego materiału pokrywającego (np. papy dachowej) na wierzchu łapacza pyłków może również chronić tacę zbierającą przed warunkami atmosferycznymi.
Do zbierania pyłku użyto pułapek montowanych od dołu dla danych w tym artykule (Rysunek 1A). Nie są tak wygodne w instalacji, ponieważ muszą być umieszczone pod gniazdem lęgowym kolonii. Instalacja jest czasochłonna i powoduje, że do pułapki wpada duża ilość zanieczyszczeń z kolonii, takich jak części pszczół i małe kawałki wosku. Podłoga tacki zbiorczej dla większości produkowanych syfonów montowanych od dołu wykonana jest z drobnej siatki, która umożliwia odpowiednią wentylację w celu ochrony zebranego pyłku przed wilgocią. Pułapki pyłkowe z otworem ślimakowym pomagają zminimalizować dezorientację zbieraczy, jeśli używają one głównie otworów świdrowych jako wejść do ula, a nie wejścia wykonanego przez dolną deskę ula (ryc. 1C). Ponieważ taca zbiorcza do osadników pyłków z otworem ślimakowym jest bardzo mała, należy ją często opróżniać, aby uniknąć przepełnienia tacki zbiorczej. Biorąc pod uwagę jej górne umiejscowienie w ulu, pułapka na pyłek montowana od góry jest najłatwiejszym stylem pułapki do zainstalowania i usunięcia, a zebrana próbka pyłku jest wolna od resztek ula. Jednak ten styl pułapki jest szczególnie wrażliwy na uszkodzony sprzęt ula, ponieważ taca zbiorcza byłaby narażona na wilgoć, gdyby pokrywa, wewnętrzna pokrywa i górna skrzynka ula nie były odpowiednio uszczelnione.
Opisane tu protokoły wymagają selekcji kolonii z dużymi populacjami osobników dorosłych i larw (krok 1.2). Ta metoda selekcji ma na celu wytworzenie bardzo dużych ilości uwięzionego pyłku z tych kolonii. Kolonie ze znacznymi populacjami żerującymi mogą doświadczać dużego zatłoczenia przy wejściu po zainstalowaniu pułapki. Wybór dużego wejścia do ula zmniejszy zatory w tunelu. Duże populacje żerujące mogą również zbierać bardzo duże ilości pyłku, które mogą przekraczać granice tacki zbiorczej. Używaj obszernych tac zbiorczych, jak widać w większości typów pułapek montowanych na dole lub od góry, i często opróżniaj tace, aby pomieścić duże ilości uwięzionych pyłków. Jeśli pożądanym celem badawczym jest ocena ilości pyłku zebranego przez rodziny rodzinne w pasiece, należy wybrać reprezentatywne rodziny, zamiast optymalizować populacje dorosłych i larw pod kątem selekcji. Wszystkie style łapaczy pyłku blokują wejście do ula i tworzą nowe wejście, które różni się przestrzennie od oryginalnego wejścia16. Pułapki pyłkowe często nie zbierają pyłku, gdy zbieracze nie są w stanie przeorientować się na nowe wejście pułapki pyłku po instalacji. Zbieracze ci łatwo dryfują do sąsiednich uli, potencjalnie zanieczyszczając krzyżowo inne próbki zbierające pyłek, jeśli dostaną się do innego ula z pułapką na pyłek. W związku z tym zbieracze powinni mieć co najmniej 24 godziny na zaaklimatyzowanie się do nowego wejścia, utrzymując mechanizm pułapki odłączony po instalacji. Wybór kolonii z niewielką liczbą dodatkowych wejść do ula lub bez nich zmniejsza również zamieszanie podczas orientowania się w kierunku nowego wejścia do pułapki na pyłki.
Dodatkowe wejścia do ula (np. i wypaczone pokrywy) powinny być uszczelnione, ale ryzyko dryfowania zbieraczek do sąsiednich uli wzrośnie, gdy wejścia te będą obecne na początku instalacji pułapki. Zbieracze będą również łatwo dryfować do innych wejść do uli, jeśli pułapka na pyłek jest zainstalowana tylko na jednym ulu w skupisku uli na paletach. Zbieracze są mniej skłonni do dryfowania, jeśli wszystkie ule skierowane w tym samym kierunku na palecie mają zainstalowane pułapki. Pułapki pyłkowe montowane od góry mogą stwarzać większe ryzyko dryfowania pszczół ze względu na znaczną odległość między wejściem do pułapki pyłkowej a pierwotnym wejściem do ula. Na potrzeby tego badania pułapki pyłkowe zainstalowano na wielu koloniach pszczół miodnych w każdym miejscu doświadczalnym, aby uwzględnić różnice w ilości pyłku i składzie taksonów między każdą kolonią pszczół miodnych. W związku z tym pułapki pyłkowe powinny być instalowane na wielu koloniach, aby uzyskać solidne zbiory pyłku z krajobrazu, ponieważ zbieranie pyłku może się znacznie różnić między koloniami w zależności od gatunku rośliny i całkowitej zebranej ilości12,13. Każda próbka pyłku miała 7-dniowy okres poboru. W przyszłych badaniach zbieranie pyłku w dwóch lub trzech kolejnych odstępach 72 godzin zwiększy dokładność szacowania paszy pyłkowej40.
Ze względu na wysoki stopień fluktuacji czasowych w zbieraniu pyłku, dokładność szacowania pyłku można zwiększyć, powtarzając proces zbierania pyłku we wczesnych, szczytowych i późnych okresach kwitnienia docelowych systemów uprawy 24,27,39. Pyłek powinien być zbierany z wielu lokalizacji, choć z tego samego systemu uprawy lub typu krajobrazu, ze względu na przewidywane różnice w ilości i typie gatunków roślin między lokalizacjami pasieki 14,27,33,43. Długotrwałe zatrzymywanie pyłku może być szkodliwe dla rodzin pszczelich miodnych. Potencjalne skutki obejmują ograniczenie odchowu czerwiu, skrócenie okresu wzrostu larw oraz kanibalizm jaj i młodych larw w ulach 19,44,45,46. Dłuższe okresy zatrzymywania pyłku, takie jak cały sezon wegetacyjny, mogą pogorszyć szkodliwy wpływ na odchów czerwiu w koloniach. Zatrzymywanie pyłków może również powodować zmniejszenie produkcji miodu i wzrost poziomu wilgotności przechowywanego miodu13. Rotacyjne pułapki pyłkowe między rodzinami w pasiece przy ciągłym monitorowaniu krajobrazu lub systemu upraw mogą złagodzić szkody wyrządzone koloniom wykorzystywanym do zatrzymywania pyłku. Angażowanie pułapek pyłkowych co drugi tydzień zmniejszy szkodliwe skutki, w szczególności straty w produkcji miodu, w przypadku zatrzymywania pyłku na tych samych koloniach przez pewien okres czasu13.
Ponadto pułapki pyłkowe najlepiej umieszczać na silnych koloniach. Czasami pułapki pyłkowe mogą przypadkowo się zatrzasnąć. Można tego uniknąć, blokując mechanizm pułapki pyłku, gdy zbieranie pyłku nie jest pożądane. Pułapki pyłkowe nie usuwają całego pyłku sercowego z zbieraczek pszczół miodnych. Skuteczność odłowu zależy od rodzaju pułapki, wielkości granulek pyłku, wielkości ciała pszczoły, pory dnia i warunków pogodowych. W związku z tym zbieranie pyłku w kształcie guza nie jest spójne w przypadku stosowania pułapek pyłkowych dla różnych gatunków roślin i okresów zbioru25,26. Mniejsze granulki pyłku z roślin takich jak Eucalyptus spp. i Tamarix spp. są mniej podatne na wychwycenie przez pułapki pyłkowe27. Warto zauważyć, że w tym badaniu nie znaleziono pyłku borówki wysokiej (Vaccinium corymbosum L.) z miejsc zbierania borówki wysokiej, co potwierdza wcześniejsze dowody na to, że granulki pyłku borówki wysokiej są zbyt małe do zbierania pułapki na pyłek47. Natomiast pyłek pochodzący z mniszka lekarskiego (Taraxacum officinale F.H. Wigg) znaleziono w każdym systemie upraw w tym badaniu. Granulki pyłku niektórych gatunków roślin mogą być również znacznie większe niż inne, takie jak Taraxacum spp., i mogą być nadreprezentowane w analizie zbiorów pyłku z pułapek pyłkowych27. Chwytanie pojedynczych zbieraczy pyłku i ręczne usuwanie ich pyłku w kształcie nasadki zwiększy dokładność oceny źródła pyłku, ale jest bardzo czasochłonne i zasobochłonne w porównaniu z użyciem pułapek pyłkowych (Tabela 1). Sortowanie granulek pyłku na grupy kolorów jest stosunkowo proste, chociaż jest czasochłonne. O ile nie ma konkretnego celu badawczego, ilość granulek pyłku powinna być ograniczona do 10 g lub mniej (dla danej próbki) w celu sortowania na grupy kolorystyczne. Sortowanie całych próbek, które zawierają większe ilości niż ta ilość, drastycznie wydłuży czas potrzebny do zakończenia analizy. Bardzo ważne jest jednak, aby próbka pyłku była bardzo dobrze wymieszana, zanim zostanie z niej pobrana podpróbka do sortowania kolorów. Niewymieszanie oryginalnej próbki może spowodować, że podpróbka nie będzie reprezentatywna dla całości, czego należy unikać.
Jeżeli oryginalny pojemnik na próbkę nie zawiera wystarczającej ilości wolnego miejsca, aby umożliwić dokładne wymieszanie granulek pyłku, umieszczenie całej próbki w dużej plastikowej torbie lub małej papierowej torbie powinno wystarczyć, nawet w przypadku dużych próbek. Sprawdzą się również twarde plastikowe pojemniki z pokrywką. Mieszanie próbki powinno odbywać się delikatnie, tak aby granulki pyłku nie zostały zgniecione lub w inny sposób zniszczone. Niezamierzona stronniczość może podświadomie przekonać kogoś do zgarnięcia "ładnych fioletowych granulek", na przykład podczas usuwania podpróbki z całości. W związku z tym kompozycja kolorystyczna próbki powinna być zasłonięta podczas pobierania podpróbki. W ten sposób uzyskanie podpróby, która jest naprawdę reprezentatywna dla całości, jest bardziej prawdopodobne. Jednak ta metoda podpróbkowania może nie wyselekcjonować granulek pyłku, które są w niskiej obfitości w próbce. W związku z tym, jeśli identyfikacja każdego pojedynczego taksonu roślin reprezentowanego w próbie jest celem badawczym, zebranie podpróby nie będzie właściwe; Cała próbka musi zostać poddana analizie. Dlatego granulki należy sortować na szklanej szalce Petriego. Po zakończeniu sortowania pod naczyniem można umieścić odpowiednie strony przewodnika kolorów Pantone, aby ułatwić dopasowanie kolorów między przewodnikiem a posortowanym pyłkiem. Przykład tego zilustrowano na rysunku 5.
Podczas zatrzymywania pyłku z kolonii pszczół miodnych umieszczonych w uprawach w celu zapylenia, nie należy stosować łącznie więcej niż dziesięciu grup kolorów: dziewięć pojedynczych kolorów i jedną "różną" grupę kolorów składającą się z kolorów mniejszościowych w próbce. Ustalenie rozsądnego limitu na maksymalną liczbę grup kolorów, na które można podzielić próbkę, zapobiega ugrzęźnięciu badacza w niekończącym się rozdzielaniu granulek na stale rosnącą liczbę niezwykle specyficznych grup, które po zakończeniu sortowania mogą indywidualnie nie zawierać wystarczających ilości do acetolizy. W przypadku odłowu z kolonii, które prawdopodobnie żerują na bardzo zróżnicowanym asortymencie gatunków roślin, może być konieczne zwiększenie liczby grup kolorów, a protokoły powinny być zoptymalizowane, aby odzwierciedlić ten wymóg. Niniejsze badanie koncentrowało się na próbkach pyłku pobranych z kolonii pszczół miodnych zapylających uprawy, a wiele taksonów było powszechnie znajdowanych w grupie kolorów, podobnie jak w poprzednich badaniach 29,30,31.
Acetoliza rozpuszcza lipidy, białka i zanieczyszczenia organiczne z powierzchni ziaren pyłku, ujawniając charakterystyczne cechy egzyny, dzięki czemu ziarna można łatwiej zabarwić i zidentyfikować. Jest to stara i powszechna metodologia stosowana w wielu rodzajach badań pyłku37. Ogólne kroki są ustandaryzowane; Różnią się one niewiele w zależności od protokołu. Jednak specyfika szybkości i czasu wirowania, temperatury i czasu trwania inkubacji, objętości odczynników zależnych od ilości pyłku, a nawet metody usuwania supernatantu (dekantacja vs pipetowanie) może wymagać eksperymentalnej optymalizacji zgodnie z celami badawczymi i, do pewnego stopnia, rodzajami pyłku, który można napotkać48. Rzeczywiście, acetoliza może usunąć ważne cechy diagnostyczne pyłku z niektórych taksonów, takich jak Malvaceae i Orchidaceae38. Dlatego nie wszystkie pyłki poddają się standardowym metodom acetolizy. Jak wspomniano powyżej, metody te zostały zoptymalizowane w tym badaniu w celu identyfikacji dominujących źródeł taksonu roślin w pyłku zbieranym przez pszczoły miodne zapylające rośliny. Szczegóły, które należy wziąć pod uwagę, jeśli dokładna kwantyfikacja ziaren pyłku jest częścią badania, nie zostały omówione w tym artykule.
Stosowanie rozpuszczalników i kwasów wymaga starannego planowania, odpowiednich środków ochrony osobistej (PPE) i odpowiedzialnej utylizacji odpadów (rysunek 6). Bardzo ważne jest, aby naukowcy określili prawidłowy sposób przechowywania odczynników i utylizacji odpadów przed rozpoczęciem jakiejkolwiek części acetolizy. W tym laboratorium rękawice butylowe są używane podczas każdej części procesu, w którym występuje kwas siarkowy, a nawet lodowaty kwas octowy, ponieważ mają znacznie lepsze wskaźniki degradacji i przenikania dla obu kwasów niż rękawice nitrylowe, a jednocześnie nie wpływają negatywnie na zręczność49. Rozsądne byłoby zapoznanie się z wytycznymi bezpieczeństwa danej instytucji w celu uzyskania zaleceń dotyczących odpowiednich rękawic i innych środków ochrony indywidualnej49. Dodanie lodowatego kwasu octowego przed etapem acetolizy pomaga usunąć resztki wilgoci z próbki i przygotowuje ją do ważnej reakcji acetolizy. Lodowata mieszanina kwasu octowego i kwasu siarkowego na etapie acetolizy może gwałtownie reagować z wodą, dlatego ważne jest, aby wszystkie naczynia szklane i materiały eksploatacyjne były całkowicie suche, a cała wilgoć została usunięta z próbki przed acetolizą. Dodatek po acetolizie lodowatego kwasu octowego rozcieńcza i neutralizuje mieszaninę acetolizy.
W szczególności etanol i lodowaty kwas octowy mogą rozpuszczać tusz na etykietach probówek do mikrowirówek, jeśli odczynniki te kapią na zewnątrz probówki, nawet w przypadku pisaków odpornych na rozpuszczalniki. Często sprawdzaj etykiety tubek podczas całego procesu, aby upewnić się, że są nadal czytelne. Jeśli jest to logistycznie wykonalne, rozważ użycie etykiet drukowanych przez LaserJet jako zabezpieczenie przed taką możliwością. Sposób, w jaki supernatanty są dekantowane, będzie miał wpływ na to, czy odczynniki będą spływać po zewnętrznej stronie probówek do mikrowirówek. Ważne jest, aby dekantować supernatant pewną siebie, płynną ręką, co przychodzi z praktyką. Należy zachować ostrożność, aby uniknąć utraty próbek pyłku z probówki wirówkowej podczas dekantacji. Zbyt szybka dekantacja grozi utratą części lub całości pozostałości pyłku; Zbyt wolna dekantacja może spowodować, że supernatant spłynie w dół probówki. Chociaż powszechnie zalecana jest temperatura inkubacji wynosząca 100 °C, pyłek może łatwo ulec "rozgotowaniu" w tej temperaturze w ilościach użytych w tym badaniu (0,25 g), zwłaszcza jeśli jest inkubowany przez nieco dłuższy czas29. W rzeczywistości nawet w temperaturze 80 °C ziarna pyłku mogą pękać lub w inny sposób ulec uszkodzeniu, jeśli pozostaną zbyt długo w mieszaninie acetolizy. Temperatura i czas trwania inkubacji muszą być dokładnie określone, aby uniknąć zniszczenia ziaren pyłku w próbce.
Barwienie pyłku zwiększa definicję i kontrast cech egzyny, ułatwiając fotografowanie i identyfikację (ryc. 7). Pięć kropli (z plastikowej pipety transferowej) 1% Safraniny O skutecznie zabarwiło 0,25 g pyłku. Jednak różne pyłki barwią się w różny sposób. Jeśli ziarna pyłku są zabarwione zbyt lekko lub zbyt mocno, identyfikacja może być trudna. Tam, gdzie jest to możliwe, objętość roztworu barwienia potrzebna do odpowiedniego zabarwienia gatunków pyłku, które mają zostać znalezione w badaniu, powinna zostać zatwierdzona przed rozpoczęciem przetwarzania próbek doświadczalnych. Niemniej jednak, jeśli jedna z próbek eksperymentalnych nie jest odpowiednio zabarwiona, można ją skorygować. Aby rozjaśnić próbkę pyłku, która jest zbyt mocno zabarwiona, należy spłukać próbkę wodą, a następnie etanolem. Jeśli pyłek nie jest wystarczająco dobrze wybarwiony, aby zobaczyć cechy wyróżniające, można dodać kilka dodatkowych kropel plamy. Plamę tych próbek należy sprawdzić przed dodaniem gliceryny. Podobnie, może być konieczne wykonanie kilku prób i błędów, aby określić idealną objętość gliceryny dla pozostałości pyłku. Piętnaście kropli gliceryny odpowiednio chroniło próbki w tym badaniu przed wysuszeniem, jednocześnie rozcieńczając pozostałości pyłku do stężenia idealnego do dalszej identyfikacji za pomocą mikroskopii świetlnej. Inne ilości pozostałości pyłku mogą wymagać większej lub mniejszej ilości gliceryny, aby zapobiec wysuszeniu i ułatwić montaż.