Name: Eksperymenty terenowe ekologii zapylania: przypadek Lycoris sanguinea var. sanguinea (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-25T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 19 s
Description: Odkryj metody badań terenowych w ekologii zapylania na przykładzie Lycoris sanguinea var. sanguinea. Naucz się obserwować zapylaczy i oceniać ich skuteczność w zapylaniu kwiatów.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy dziękują trzem anonimowym recenzentom za ich pomocne komentarze do manuskryptu. Prace te były częściowo wspierane przez Grant-in-Aid for JSPS Fellows (26.11613).

UWAGA: Ten artykuł jest oparty na naszej poprzedniej pracy30. Niektóre fragmenty zostały przedrukowane za zgodą Japońskiego Towarzystwa Botanicznego i Springer Japan.
1 . Obserwacja kwiatowych gości
<ol>
	<li>Wybór pól obserwacji
	<ol>
		<li>Przeszukaj obszary, w których rozmieszczone są materiały roślinne, i wybierz kandydujące miejsca badań, korzystając z wiarygodnych zasobów, takich jak książki obrazkowe, czasopisma naukowe itp. Dostosuj liczbę miejsc badawczych do celów badawczych (np. szeroki zakres lokalizacji do porównania odwiedzających kwiaty w całej Japonii).</li>
		<li>Sprawdź lokalizacje wybranych populacji kandydujących i odległości od odpowiednich punktów początkowych, takich jak instytuty badawcze i miejsca zakwaterowania, jeśli potrzebne są długoterminowe badania.</li>
		<li>Z grubsza oszacuj wielkość każdej populacji, licząc liczbę osobników roślin na jednostce powierzchni. Wybierz duże populacje do zmanipulowanych eksperymentów z wykorzystaniem wielu osobników roślin.</li>
		<li>Wstępna obserwacja kwiatowych gości
		<ol>
			<li>Zdecyduj, które docelowe osobniki na każdym obszarze będą obserwowane w tym samym przedziale czasu, w zależności od gęstości populacji. Wybierz 5-10 świeżo otwartych kwiatów lub łamliwych pąków jako kwiaty docelowe i odrzuć zdegradowane, które już się otworzyły.</li>
			<li>Obserwację wzrokową należy rozpocząć na okres całego dnia, ponieważ kwiaty mogą być odwiedzane przez różne zapylacze w różnych zakresach czasowych31,32.</li>
			<li>Na arkuszach rejestracyjnych zapisuje się nazwę gatunku roślin kwiaciarskich oraz czas każdej wizyty w przeliczeniu na godzinę na kwiat.</li>
			<li>Uważnie obserwuj, czy kwiatowi goście dotykają pylników i/lub stygmatów; jeśli tak, rejestruj gości jako zapylacze. Jeśli kwiatowi goście odwiedzają tylko kwiaty i nie dotykają narządów rozrodczych, zapisz ich jako odwiedzających.</li>
			<li>Używając siatki na owady lub ręcznie wykonanego aspiratora, uchwyć kwiatowych gości, aby zidentyfikować i zachować je jako okazy (ryc. 1f). Szybko zabij uwięzionych gości octanem etylu lub naciskiem palca na klatkę piersiową i przechowuj ich w miękkiej torbie lub w plastikowej tubie lub pudełku ze 100% etanolem.</li>
			<li>Po przeprowadzeniu obserwacji należy określić konkretne nazwy okazów za pomocą cech morfologicznych lub, w przypadku trudności z identyfikacją, zwrócić się o pomoc do ekspertów dla każdej grupy taksonomicznej.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Obserwacja w terenie
	<ol>
		<li>Wybierz miejsca badawcze na podstawie ich dostępności, wielkości populacji i liczby odwiedzających kwiaty. Wybierz okresy, które obejmują reprezentatywną próbę odwiedzających kwiaty w sezonie kwitnienia i określ okresy obserwacji w oparciu o cele badawcze (np. w przypadku badań nad wahaniami częstotliwości odwiedzin przez odwiedzających kwiaty należy ustalić długie okresy).</li>
		<li>Przygotuj odpowiedni sprzęt rejestrujący, taki jak cyfrowe kamery wideo (np. do nagrywania w nocy należy używać kamer wideo z funkcją podczerwieni).</li>
		<li>Wybierz docelowe kwiaty w taki sam sposób, jak w 1.1.4.</li>
		<li>Przymocuj kamery wideo do aluminiowych statywów. Ustaw aparaty ze statywami przed docelowymi osobami, w odległości około 50 cm.</li>
		<li>Sprawdź i zmodyfikuj ilość światła i ostrość materiałów na ekranach kamer przed filmowaniem.</li>
		<li>Rozpocznij obserwację wzrokową i filmowanie w tym samym czasie dla odpowiednich stref czasowych oszacowanych na podstawie obserwacji wstępnych (w tym przypadku okresy obserwacji trwały średnio ponad sześć godzin, od około 05:00 do 13:00).</li>
		<li>Identyfikuj nazwy gatunków odwiedzających i owadów zapylających oraz zapisuj ich imiona i godziny wizyt na wykresówkach.</li>
		<li>Chwytanie i identyfikacja gości i owadów zapylających w taki sam sposób, jak w ppkt 1.1.4.5.</li>
		<li>Powtórz kroki od 1.2.1 do 1.2.7 dla każdego okresu obserwacji. Ustaw okresy obserwacji w oparciu o cele badań i dane sprzed obserwacji</li>.
	</ol>
	</li>
	<li>Analizy danych po obserwacji
	<ol>
		<li>Nazwy gatunków schwytanych osobników należy zidentyfikować po obserwacji owadów zapylających w taki sam sposób, jak w ppkt 1.1.4.6.</li>
		<li>Obejrzyj klipy wideo i zanotuj nazwy gatunków i godziny ich wizyt w taki sam sposób, jak w przypadku obserwacji wizualnej.</li>
		<li>Oblicz częstotliwość odwiedzin na kwiat na godzinę każdego kwiatowego gościa na podstawie obserwacji wizualnej i danych z nagrań wideo. Porównaj te częstotliwości statystycznie między witrynami i latami każdego odwiedzającego, korzystając z odpowiednich metod statystycznych opartych na podstawowych statystykach i przy użyciu odpowiedniego oprogramowania, takiego jak R, SPSS i/lub SAS33-35 (np. dwukierunkowa analiza wariancji (ANOVA) z testem uczciwej znaczącej różnicy Tukeya (HSD) w oprogramowaniu R).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2 . Eksperymenty z workami i klatkami
<ol>
	<li>Przygotowania do eksperymentów z workami i klatkami
	<ol>
		<li>Do eksperymentów z workowaniem przygotuj worki o małych rozmiarach oczek (~0,5-1 mm) i użyj ich, aby całkowicie zapobiec odwiedzaniu kwiatów (np. worki z włókniny były używane do eksperymentów z workami w 2011 i 2012 roku).</li>
		<li>Do eksperymentów z klatkami przygotuj druciane lub plastikowe tablice siatkowe o średnicy, która pozwala na przejście przez nich mniejszym odwiedzającym, ale wyklucza większych, i połącz te siatki, aby utworzyć klatkę. Upewnij się, że nie ma szczelin większych niż średnica siatki. Dostosuj rozmiar i kształt klatek w oparciu o docelowe gatunki roślin i indywidualne liczby.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Eksperymenty z pakowaniem w worki
	<ol>
		<li>Wybierz 30 osób na zabieg, które nie mają uszkodzeń spowodowanych przez roślinożerców lub trudne środowisko. Do leczenia wybierz pojedynczy kwiat z każdej rośliny z osobna lub użyj pojedynczych kwiatów na jednej roślinie.</li>
		<li>Zapakuj docelowe kwiaty na polu po oznaczeniu ich taśmą (numer seryjny i alfabet; Rysunek 1g). Uważaj, aby nie dotykać pylników ani stygmatów w torebkach, aby uniknąć możliwości samozapylenia.</li>
		<li>Ostrożnie przymocuj torby do kwiatów za pomocą miękkiego sznurka lub drutu (Rysunek 1d).</li>
		<li>Ostrożnie ustaw poszczególne kwiaty pionowo za pomocą podpór za pomocą miękkiego sznurka lub drutu, aby w razie potrzeby podeprzeć je przed przechyleniem lub zapadnięciem się pod ciężarem worków lub wiatru. Delikatnie przekręć lub owiń sznurek lub drut wokół łodygi docelowego osobnika, aby nie spowodować obrażeń.</li>
		<li>Zabiegi w eksperymentach z workowaniem
		<ol>
			<li>W przypadku zabiegu "kontrolnego" należy przymocować etykiety do docelowych kwiatów i nie przeprowadzać zabiegu. Pozwól kwiatowym gościom na swobodne zwiedzanie.</li>
			<li>W przypadku zabiegu "Outcrossing" przykryj pąki do momentu zakwitnięcia, a następnie usuń pylniki kwiatów w torebkach. Umieść na stygmatach ziarna pyłku z wielu osób.</li>
			<li>W przypadku zabiegu "Selfing" przykryj pąki, aż kwiaty się otworzą, a pyłek z tych samych kwiatów umieść na ich stygmatach. Ponownie przykryj te traktowane kwiaty.</li>
			<li>W przypadku zabiegu "Auto-self" przykryj pąki workami do końca sezonu kwitnienia.</li>
			<li>W przypadku zabiegu "Breaking bud" należy zidentyfikować pękające pąki, które zostały odwiedzone i obserwować wejście lub wyjście małych pszczół (ryc. 1b, c). Usuń pylniki pękających pąków, aby zapobiec wielokrotnemu osadzaniu się pyłku na tym samym kwiatku po wizycie małych pszczół, i szybko zapakuj te pąki, aby zapobiec dalszym wizytom.</li>
			<li>W przypadku zabiegu "Kwitnienia" należy zapakować pąki do fazy otwarcia, aby uniknąć odwiedzin na etapie pękania pąków. Następnie wyjmij worki i pozwól odwiedzającym zebrać nektar i pyłek.</li>
			<li>W przypadku zabiegu "Bud" usuń pylniki z nieotwartych pąków i sztucznie je przekrzyżuj. Szybko zapakuj te pąki, aby zapobiec wizytom kwiatów.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Eksperymenty z klatką
	<ol>
		<li>Przykryj docelowe osoby roślinne przygotowanymi klatkami. Dostosuj ręcznie pozycje kwiatów w klatkach, aby zapobiec kontaktowi i odkładaniu się pyłku między różnymi stygmatami (ryc. 1e).</li>
		<li>Do zabiegu "Klatka" wybierz osobniki z nieotwartymi pąkami i umieść na nich etykiety w celu identyfikacji wybranych kwiatów. Osobniki z oznaczonymi pąkami należy umieścić w klatce, aby odrzucić wpływy sprzed założenia klatek (tj. owady kwiatowe nie mogą odwiedzać nieotwartych pąków, a można oszacować tylko skutki owadów, które odwiedzają je po umieszczeniu klatek).</li>
		<li>Przymocuj klatki mocno do podłoża za pomocą żelaznych drążków, aby uniemożliwić odwiedzającym wejście między podstawę klatki a ziemię.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Analizy danych po eksperymentach z workami i klatkami
	<ol>
		<li>Zbierz wszystkie oznaczone kwiaty pod koniec sezonu kwitnienia (ryc. 1g), odcinając je i oddzielając od osobników matczynych. Każdą oznakowaną próbkę należy przechowywać oddzielnie, aby zapobiec jej zanieczyszczeniu.</li>
		<li>Sprawdź, czy na każdym oznaczonym kwiatku znajdują się lub nie ma zawiązanych owoców. Zapisać numery nasion każdego owocu w przypadku zawiązywania owoców.</li>
		<li>Obliczyć stosunek liczby owoców na kwiat (stosunek owoców do zawiązanych owoców, zdefiniowany jako liczba owoców podzielona przez liczbę kwiatów) i liczby nasion na dojrzały owoc (stosunek nasion do zawiązanych nasion, zdefiniowany jako liczba nasion podzielona przez liczbę zalążków), używając wszystkich zarejestrowanych liczb.</li>
		<li>Porównaj statystycznie proporcje zawiązywania owoców i nasion między zabiegami przy użyciu odpowiednich metod i oprogramowania, takich jak te wymienione w 1.3.3 (np. jednoczynnikowa ANOVA z HSD Tukeya lub dokładny test Fishera w oprogramowaniu R33).</li>
		<li>Badania materiałów z wykorzystaniem wyników doświadczeń z workowaniem
		<ol>
			<li>Aby przetestować zapotrzebowanie na zapylacze zwierzęce, porównaj statystycznie wyniki między zabiegami "kontrolnymi" i "automatycznymi".</li>
			<li>Aby oszacować stopień ograniczenia pyłku, należy porównać zabiegi "Kontrola" i "Krzyżowanie".</li>
			<li>Aby przetestować samozgodność, porównaj zabiegi "Outcrossing" i "Selfing".</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Oceny wpływu zapylania przez pękające pąki
		<ol>
			<li>Porównaj zabiegi "Kontrola" i "Pączek", aby określić, czy stygmaty pękających pąków są dojrzałe reprodukcyjnie i czy wartość leczenia "Kontrola" może być wykorzystana do kontroli na etapie pękającego pąka.</li>
			<li>Porównaj zabiegi "Auto-self" i "Breaking bud", aby określić, czy sukces reprodukcyjny kwiatów zapylonych małymi pszczołami na etapie pękającego pąka jest statystycznie wyższy niż w przypadku roślin wykonujących autogamię (tj. w celu zbadania istnienia zapylania przez pękające pąki). Następnie porównaj te dwa zabiegi z "kontrolą", aby oszacować skuteczność zapylania przez pękające pąki.</li>
			<li>Porównaj zabiegi "Breaking Bud", "Cage" i "Flowering", aby oszacować wpływ zapylania przez pękające pąki na reprodukcję.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

W tym badaniu wykorzystano obserwacje kwiatów i eksperymenty z workowaniem, aby ujawnić odpowiednio częstotliwość odwiedzin i sukces reprodukcyjny samic roślin. W Dafni (1992)38 metoda taśmy wideo była skuteczna, ponieważ mogła rejestrować czas i czas trwania odwiedzających w celu analizy i zapobiegać stronniczości obserwatora. Jednak w tamtych czasach metoda ta wymagała drogiego sprzętu, a czas obserwacji był ograniczony żywotnością baterii. W ostatnim czasie koszt sprzętu do produkcji nagrań wideo spadł, a t...

Interakcje między roślinami a zapylaczami są doskonałymi przykładami do badania biologii ewolucyjnej i ekologii. Uważa się, że wzajemne relacje między kwiatami a zapylaczami sprzyjały różnicowaniu roślin okrytozalążkowych1,2 w wyniku doboru naturalnego, chociaż inne czynniki biotyczne i abiotyczne również wywarły wpływ3,4,5. Uważa się również, że cechy kwiatowe uległy zmianie, aby przystosować się do najskuteczniejszych zapylaczy i produkować więcej owoców i nasion6. Przekonania te zostały skonstruowane w dużych badaniach opartych na różnych wskaźnikach, takich jak skuteczność zapylania, które obejmują różne interpretacje7.
Rośliny kwitnące, które mają uogólnione systemy zapylania, są odwiedzane przez różne rodzaje zapylaczy8. W tym przypadku gość kwiatowy został zdefiniowany jako gatunek zwierzęcia, który odwiedził, aby otrzymać nagrodę w postaci kwiatów, a zapylacze zdefiniowano jako kwiatowych gości, którzy zapylają. Niektórzy z tych gości przenoszą ziarna pyłku tego samego gatunku do stygmatów odwiedzanych kwiatów i mogą być klasyfikowane jako zapylacze. Inni goście mogą również mieć trochę pyłku wewnątrzgatunkowego; Mogą przeprowadzać mniej zapylania z powodu niezgodności behawioralnej lub morfologicznej między zapylaczami a kwiatami. Te porównywalne różnice w udziale w rozmnażaniu roślin mogą powodować różny stopień presji selekcyjnej na cechy kwiatowe9 i mogą powodować dywergencję adaptacyjną roślin kwitnących. Dlatego, chociaż skład populacji owadów zapylających i względna liczebność gatunków są ważne10, dokładna ocena skuteczności każdego odwiedzającego ma również kluczowe znaczenie dla określenia procesów adaptacyjnych i/lub ewolucyjnych roślin.
W tym badaniu, ilościowe szacunki efektywności zapylaczy, zdefiniowane jako produkcja owoców i nasion na częstotliwość odwiedzin, zostały określone11. Obserwowano gatunki i częstość występowania każdego z odwiedzających kwiaty oraz oszacowano wpływ na reprodukcję odwiedzanych kwiatów. Rejestrowanie wizyt kwiatowych poprzez obserwacje człowieka jest klasyczną metodą w ekologii zapylania. Metoda ta nakłada jednak duże obciążenie na obserwatorów, którzy są zobowiązani do pozostawania przed roślinami i dokonywania starannych, długoterminowych pomiarów. W ostatnim czasie szybko rozwinęły się technologie filmowania i nagrywania, a tanie cyfrowe kamery wideo umożliwiły wprowadzenie zapisu wideo do obserwacji owadów zapylających12,13. Metody te mogą ułatwić gromadzenie podstawowych informacji na temat roślin roślinnych i pomóc w zrozumieniu ekologii zapylania docelowych gatunków roślin.
Jednakże, częstotliwość odwiedzin zapylaczy niekoniecznie jest skorelowana z ich skutecznością zapylania7,14, i ważne jest, aby ocenić jakościowy wpływ każdego zapylacza na kondycję kwiatów. Skuteczność zapylania oszacowano na podstawie liczby ziaren pyłku na stygmatach15,16, wzrostu łagiewki pyłkowej17,18oraz produkcji owoców i/lub nasion19,20. Eksperymenty z workami, przeprowadzane przy użyciu toreb przeznaczonych wyłącznie dla zwiedzających, są typowymi metodami testowania samokompatybilności, autogamii21,22 i obecności apomiksów23. Dodatkowo, ocena skuteczności zapylania dla określonego zapylacza w zbiorowisku zwiedzających była często przeprowadzana w środowiskach, w których inni goście z kwiatów byli ograniczeni (tj. druciana klatka, siatka lub torba z siatką wystarczająco małą, aby wykluczyć większe zapylacze, która jest ustawiona na roślinach kwitnących). Na przykład przeprowadzono eksperymenty z workami z małymi siatkami, aby ujawnić zdolność mrówek lub wciornastków do zapylania24,25. Co więcej, eksperymenty z wykluczaniem ptaków przy użyciu drucianej klatki lub siatki wykazały skuteczne zapylanie taksonów aloesu 26-28.
Cele tego badania to: 1) wprowadzenie metod użytych w poprzednim artykule i 2) ulepszenie tych metod do ogólnego wykorzystania w innych badaniach nad gośćmi kwiatów, częstotliwością ich odwiedzin i ich wpływem na kondycję roślin. Lycoris sanguinea var. sanguinea jest jednym z gatunków zaliczanych do rodzaju Lycoris, który występuje szeroko w całej Japonii i wąsko w Korei29i ma lejkowate czerwono-pomarańczowe kwiaty (ryc. 1a). Poprzednie badania wykazały, że L. sanguinea var. sanguinea był odwiedzany przez wiele gatunków owadów, w tym niezidentyfikowany mały gatunek pszczół i większy gatunek Amegilla florea29. Nie określono jednak częstotliwości odwiedzin i skuteczności zapylania tych gości. W pierwszej kolejności przeprowadzono obserwacje zapylaczy w celu identyfikacji kwiatowych gości. Odwiedziny małych pszczół zaobserwowano na kwiatach, które nie otworzyły się jeszcze całkowicie (łamiące się pąki; Rysunki 1b, c). Małe pszczoły poruszały się w pośpiechu wokół nierozgałęzionych pylników w pękających pąkach i zbierały pyłek za pomocą żuchwy. Hipoteza była taka, że małe pszczoły mogą być zapylaczami na etapie pękania pąków, ponieważ przerwy między pylnikami a stygmatami w kwiatach były mniejsze niż długość ciała pszczół. W związku z tym przeprowadzono eksperymenty z workowaniem w celu zbadania zdolności zapylania małych pszczół na etapie pękania pąków, a dodatkowo w celu zbadania strategii rozrodczych L. sanguinea var. sanguinea. Pąki te zostały zapakowane w worki po wizycie małych pszczół, co pozwoliło oszacować zdolność pszczół do zapylania. Osobniki były trzymane w klatkach z nieotwartymi pąkami. Zastosowano klatkę o małych oczkach, przez którą mogły przejść tylko małe pszczoły, co pozwoliło oszacować skuteczność zapylania małych pszczół w całej fazie kwitnienia.

<table><tbody><tr><td>arkusz rejestracyjny</td><td>dowolna</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>siatka na owady</td><td>dowolna</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>pooter</td><td>dowolny</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>octan etylu</td><td>dowolny</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>100% etanol</td><td></td><td>dowolny NA</td><td></td></tr><tr><td>plastikowa rurka</td><td>dowolna</td><td>NA</td><td></td></tr> plastikowa <tr><td>obudowa</td><td>dowolna</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>miękka zapakuj</td><td>dowolną</td><td></td> cyfrową kamerę wideo NA<td></td></tr><tr><td>,</td> <td>dowolny</td><td></td> statyw (statywy) NA<td></td></tr><tr><td>,</td> <td>dowolny</td><td></td> torby NA <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>drut</td></tr><tr><td>lub plastikową siatkę,</td><td>wszelkie</td><td></td> druty żelazne NA<td></td></tr>, <tr><td></td><td>dowolna</td><td></td> taśma do etykietowania NA, dowolna taśma do etykietowania NA<td></td></tr>, <tr><td></td><td>wszelka</td><td></td> podpora kija NA <td></td></tr><tr><td></td><td>dowolne</td><td></td> miękkie sznurki lub druty NA dowolne pinkietki (pincette) NA <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

eksperymenty terenowe ekologii zapylania: przypadek lycoris sanguinea var. sanguinea

Field Experiments of Pollination Ecology: The Case of Lycoris sanguinea var. sanguinea

Interakcje między roślinami a zapylaczami są badane od około stu lat. W tym czasie opracowano wiele metod terenowych, aby wyjaśnić skuteczność zapylania każdego zapylacza dla odwiedzanych kwiatów. Obserwacje zapylaczy były jedną z najczęstszych metod identyfikacji zapylaczy, a eksperymenty z workami i klatkami przeprowadzono w celu wykazania skuteczności określonych zapylaczy. W poprzednim badaniu Lycoris sanguinea var. sanguinea nie zidentyfikowano jego skutecznych zapylaczy, częstotliwości odwiedzin każdego kwiatowego gościa ani jego strategii reprodukcyjnych. Badanie to przedstawia obserwację, że małe pszczoły odwiedzały kwiaty, które były częściowo otwarte (łamiące się pąki). Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, zjawisko to nie było wcześniej zgłaszane. Co więcej, badanie to bada hipotezę, że małe pszczoły mogą zapylać na tym etapie kwitnienia. W pracy przedstawiono podstawowe metody eksperymentów terenowych w ekologii zapylania z wykorzystaniem L. sanguinea var. sanguinea. Obserwacje zapylaczy i cyfrowe wideo pokazały częstotliwość odwiedzin każdego kwiatowego gościa. Eksperymenty z workami i klatkami wykazały, że kwiaty te mogą być w pełni zapylane, a zapylanie przez pękające pąki może być ważne dla zapylania tego gatunku roślin. Omówiono zalety i wady każdej z metod, a także opisano najnowsze osiągnięcia, w tym eksperymenty laboratoryjne.

Do obserwacji zapylaczy wybrano pięć populacji. W fazie przedobserwacyjnej potwierdzono wizyty różnych gatunków owadów na otwartych kwiatach oraz małych pszczół na pękających pąkach. Obserwacje odwiedzających kwiaty wykazały, że w większości we wszystkich pięciu badanych miejscach gośćmi były osobniki małego gatunku pszczół Lasioglossum japonicum. Całkowity zapis wizyt wykazał, że udział tego gatunku przekraczał 90% w trzech lokalizacjach (Rysunek 2). Z kolei udz...

Aby odkryć skuteczność zapylaczy danego gatunku roślin, opracowano wiele metod eksperymentów polowych. W pracy przedstawiono podstawowe metody eksperymentów terenowych w ekologii zapylania na przykładzie Lycoris sanguinea var. sanguinea oraz nowego mechanizmu zapylania, zapylania przez pękające pąki.

Eksperymenty terenowe ekologii zapylania: przypadek Lycoris sanguinea var. sanguinea

Plant-pollinator interactions have been studied for approximately one hundred years. During that time, many field methods have been developed to clarify ...

Ogólnym celem niniejszego eksperymentu jest zbadanie zapylaczy Lycoris sanguinea, odmiany sanguinea, oraz ich zdolności do zapylania. Metoda ta może pomóc badaczom w dziedzinie ekologii zapylania. Na przykład, przy zmniejszającej się liczbie obserwatorów w czasie kwitnienia, badania skupią się na efekcie konkretnych zapylaczy w przeliczeniu na jedną roślinę.Główną zaletą tej techniki jest to, że ułatwia ona badanie gatunków i częstotliwości wizyt owadów zapylających w celu analizy efektywności zapylania kwiatów przez konkretnych odwiedzających. Przed rozpoczęciem obserwacji odwiedzających kwiaty należy najpierw zdecydować, które osobniki docelowe na każdym obszarze będą obserwowane w tym samym przedziale czasowym. Następnie należy wybrać od 5 do 10 świeżo rozwiniętych kwiatów z pękających pąków jako kwiaty docelowe i rozpocząć obserwację wizualną przez cały dzień, ponieważ kwiaty mogą być odwiedzane przez różnych zapylaczy w różnych przedziałach czasowych.Na arkuszach rejestracyjnych zapisz nazwę gatunkową każdego odwiedzającego kwiaty organizmu oraz liczbę wizyt w ciągu godziny na jeden kwiat. Uważnie obserwuj, czy odwiedzający kwiaty organizmy dotykają pręcików i/lub znoszy. Jeśli tak, zarejestruj te organizmy jako zapylacze.W celu odłowu owadów odwiedzających kwiaty w celu ich identyfikacji i konserwacji, należy użyć aspiratora własnej roboty. Następnie schwytane osobniki należy szybko uśmiercić octanem etylu i zakonserwować w plastikowej probówce w 100% ethanol. Po zakończeniu okresu obserwacji, na podstawie cech morfologicznych odwiedzających owadów, należy określić gatunki zebranych okazów.Wybierz kwiaty docelowe zgodnie z wcześniejszą demonstracją. Następnie zamocuj kamery wideo na statywach i ustaw statywy w odległości około 50 centymetrów od poszczególnych obiektów. Sprawdź na ekranach podglądu każdego obiektu, czy ostrość oraz ilość światła są odpowiednie.Następnie rozpocznij obserwacje wizualne i nagrywanie wideo w odpowiednich przedziałach czasowych, oszacowanych podczas wstępnych obserwacji. Zidentyfikuj nazwy gatunkowe odwiedzających osobników i zapylaczy. Po zakończeniu okresu obserwacji sprawdź klipy wideo i zanotuj nazwy gatunków oraz czasy ich wizyt w taki sam sposób, jak w przypadku wstępnych obserwacji.Do eksperymentu z workowaniem należy wybrać po 30 osobników na każdą grupę zabiegową, które nie wykazują uszkodzeń spowodowanych przez roślinożerców lub trudnymi warunkami środowiskowymi. Należy oznakować docelowe kwiaty w terenie. Następnie, uważając, aby nie dotykać pręcików ani zniesień, należy obłożyć kwiaty workami z oczkami o wielkości od 0,5 do 1 milimetra.W razie potrzeby zastosuj podpory, aby utrzymać rośliny w pionie, a następnie za pomocą drutu ostrożnie przymocuj woreczki do kwiatów. Następnie skoryguj ułożenie kwiatów, aby zapobiec kontaktom i osadzaniu się pyłku między różnymi znamionami, w celu wyeliminowania wpływów sprzed założenia klatek. Po wykonaniu tych czynności przykryj docelowe osobniki roślin przygotowanymi klatkami.Za pomocą żelaznych prętów mocno przytwierdź klatki do podłoża, aby zapobiec dostawaniu się osób odwiedzających pomiędzy podstawami klatek a ziemią. Po zakończeniu sezonu kwitnienia zbierz wszystkie zaklatkowane i oznakowane kwiaty, odcinając je i oddzielając od osobników macierzystych. Przechowuj każdą oznakowaną próbkę oddzielnie, aby zapobiec zanieczyszczeniu.Następnie należy sprawdzić obecność lub brak zawiązania owocu na każdym oznakowanym kwiatku, zapisując liczbę nasion w każdym przypadku zawiązania owocu. W tym reprezentatywnym eksperymencie obserwacje odwiedzających kwiaty wykazały, że większość odwiedzających we wszystkich pięciu badanych lokalizacjach stanowiły osobniki małego gatunku pszczoły Lasioglossum Japonicum, z udziałem w odwiedzinach przekraczającym 90% w trzech lokalizacjach. W przeciwieństwie do nich, udziały drugiego najczęstszego gościa, Amegilla Florea, były w tych polach niższe niż 10%.Oba gatunki pszczół dotykały również znamion odwiedzanych kwiatów i zostały zarejestrowane jako zapylacze. W jednej z lokalizacji częstotliwość wizyt małych pszczół odnotowana podczas obserwacji wizualnych była istotnie wyższa niż ta zarejestrowana za pomocą wideo. Zabieg z wykorzystaniem pękających pąków w przypadku kwiatów osłoniętych workami lub klatkami wykazuje zdolność zapylania małych pszczół odwiedzających pękające pąki, przy czym wskaźnik zawiązywania owoców był wyższy niż w przypadku autozapylenia zaobserwowanego w tym eksperymencie, co wskazuje na osadzanie pyłku na znamionach przez małe pszczoły na etapie pękających pąków.Porównanie liczby zawiązanych owoców i nasion pomiędzy wariantami ujawnia cechy reprodukcyjne Lycoris sanguinea, odmiany sanguinea, która jest zapylana głównie przez zwierzęta, przy częściowym ograniczeniu dostępności pyłku. Ponadto porównania te sugerują, że roślina w niniejszym eksperymencie wykazuje samopłodność zgodną z wcześniejszymi doniesieniami. Co więcej, porównania pozostałych wariantów potwierdzają skuteczność zapylania w momencie rozrywania pąka u Lycoris sanguinea, odmiany sanguinea.Po opanowaniu techniki klatki roślinnej można ją stosować na większości rosnących roślin w celu badania różnych grup odwiedzających. Dla cierpliwego badacza zapylaczy niezbędne dla dokładnego gromadzenia danych są: wcześniejsze rozpoznanie odwiedzających kwiaty organizmów, zastosowanie odpowiednich technik rejestracji oraz wybór optymalnych stanowisk. Wprowadzenie sprzętu rejestrującego zmniejsza częstotliwość możliwych błędów ludzkich podczas dokumentacji, takich jak nadmierna obserwacja odwiedzających kwiaty organizmów.Stosując te procedury jako metodę, można przeprowadzić analizę molekularną z użyciem polimorficznych markerów mikrosatelitarnych, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące przepływu genów między osobnikami za pośrednictwem zapylaczy. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze rozumieć, jak rejestrować interakcje między roślinami docelowymi a zapylaczami poprzez obserwację odwiedzających kwiaty owadów oraz szacowanie ich efektywności zapylania.

field-experiments-pollination-ecology-case-lycoris-sanguinea-var

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Odporność roślin na gryzące owady roślinożerne można testować na kilka sposobów. W niniejszym materiale demonstrujemy, jak zaplanować eksperyment z wyborem oraz bez wyboru, wykorzystując roślinę modelową Arabidopsis thaliana, aby zidentyfikować odporność na szkodnika z gatunku Pieris rapae.

Testy z wyborem i bez wyboru w celu zbadania odporności A. thaliana na owady gryzące

Opracowaliśmy metodologię przeprowadzania krzyżówek w Setaria viridis (S. viridis).  Metoda polega na przycięciu wiechy przed zabiegiem gorącej wody w celu zabicia żywotnego pyłku.  Krzyżówki są wykonywane zgodnie z dobrze kontrolowanym reżimem wzrostu i zazwyczaj skutkują odzyskaniem od 1 do 7 nasion zapylonych krzyżowo na wiechę.

Metody wykonywania krzyżówek w Setaria viridis, nowym systemie modelowym dla traw

Białka są często używane do oznaczania stawonogów do badań nad rozprzestrzenianiem się. Przedstawiono metody podawania wewnętrznych i zewnętrznych znaczników białkowych na stawonogach. Przedstawiono również techniki wykrywania znaczników białkowych, zarówno za pomocą pośrednich lub kanapkowych testów immunoenzymatycznych (ELISA).

Podawanie i wykrywanie śladów białkowych na stawonogach w celu badań nad dyspersją

Konsorcja mikrobiologiczne w ulach trzmieli wzbogacają i zachowują pyłek dla larw pszczół. Wykorzystując sekwencjonowanie nowej generacji, wraz z eksperymentami laboratoryjnymi i terenowymi, manuskrypt ten opisuje protokoły stosowane do testowania hipotezy, że pozostałości fungicydów zmieniają mikrobiom pyłku i demografię kolonii, ostatecznie prowadząc do utraty kolonii.

Techniki empiryczne, metagenomiczne i obliczeniowe rzucają światło na mechanizmy, za pomocą których fungicydy zagrażają zdrowiu pszczół

Spraye fungicydowe na kwitnące rośliny mogą narażać samotne pszczoły na wysokie stężenia pozostałości fungicydów przenoszonych przez pyłki. Wykorzystując eksperymenty laboratoryjne z udziałem larw pszczół hodowanych in vitro, badanie to bada interaktywne efekty spożywania pyłku poddanego działaniu fungicydów pochodzącego z roślin żywicielskich i niebędących żywicielami.

In vitro Hodowla pszczół samotnic: narzędzie do oceny czynników ryzyka larw

Prezentowany tutaj jest protokół do określania liczby wciornastków i drobnych drapieżników owadów pirackich w uprawach w wielu terminach w doświadczeniach polowych. Przedstawiono również, w jaki sposób określić skuteczność taktyki zarządzania przeciwko wciornastkom i ocenić korzyści płynące z drapieżnictwa przez drobne robaki pirackie.

Pobieranie próbek w celu oszacowania gatunków Frankliniella, wciornastków kwiatowych i drapieżników z gatunku Orius w doświadczeniach terenowych

Obecny protokół wyjaśnia metodę karmienia larwami samotnicy, pszczoły samotnicy, Osmia excavata, skażonymi pestycydami. W ramach procedury bada się ekotoksyczność pestycydu dla larw pszczół samotnic.

Ocena wpływu pestycydów na larwy pszczół samotnic

Ten protokół zapewnia szybką metodę określania zgodności i niezgodności pyłków w odmianach cytrusowych.

Określanie relacji samo(nie)zgodności i między (nie)zgodnością w cytrusach za pomocą ręcznego zapylania, mikroskopii i analiz genotypu S

Ten artykuł przedstawia szczegółowy protokół hodowli białego motyla kapuścianego w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych z zastosowaniem sztucznej diety, co pozwala na precyzyjne manipulacje odżywiania we wczesnym okresie życia i ekspozycji na toksyny. Reprezentatywne wyniki pokazują, w jaki sposób można oznaczyć toksyczność metali ciężkich za pomocą tego protokołu.

Hodowla białego motyla kapuścianego (Pieris rapae) w kontrolowanych warunkach: studium przypadku z tolerancją na metale ciężkie

Zrozumienie roli heterogeniczności środowiska we współistnieniu gatunków zazwyczaj skupiało się na typach heterogeniczności, które są zewnętrzne w stosunku do składu gatunkowego społeczności. Przedstawiamy nowatorskie szczegółowe metody tworzenia zabiegów na rzecz niejednorodności gleby przy użyciu gleb poddanych warunkowaniu zwrotnemu roślina-gleba lub heterogeniczności nieodłącznie związanej ze składem zbiorowiska.

Eksperymentalny protokół manipulowania heterogenicznością gleby wywołaną przez rośliny

Odkryj metody badań terenowych w ekologii zapylania na przykładzie Lycoris sanguinea var. sanguinea. Naucz się obserwować zapylaczy i oceniać ich skuteczność w zapylaniu kwiatów.

Eksperymenty terenowe ekologii zapylania: przypadek Lycoris sanguinea var. sanguinea

Przeglądaj więcej filmów