Tani zautomatyzowany pułap przechwytujący lot do czasowego pobierania próbek owadów latających zwabionych przez sztuczne światło w nocy
December 29th, 2021
Aby zbadać wpływ sztucznego światła w nocy (ALAN) na nocne owady latające, pobieranie próbek musi być ograniczone do nocy. Protokół opisuje tanią, zautomatyzowaną pułapkę przechwytującą lot, która umożliwia naukowcom pobieranie próbek w zdefiniowanych przez użytkownika okresach ze zwiększoną replikacją.
W badaniu zanieczyszczenia światłem należy pobierać próbki między zmierzchem a świtem. Nasze tanie, zautomatyzowane pułapki przechwytujące lot umożliwiają chwytanie owadów latających w określonych przez użytkownika odstępach czasu. Pobieranie próbek z wielu miejsc jednocześnie może być trudne, ponieważ w każdym miejscu muszą znajdować się badacze, którzy jednocześnie uruchamiają i zatrzymują sprzęt.
Pułapka ta może być stosowana w dowolnych badaniach ekologicznych na owadach latających, które wymagają większej rozdzielczości czasowej lub przestrzennej, której nie można skutecznie zapewnić za pomocą innych technik pobierania próbek. Przykładem mogą być okołodobowe lub sezonowe wzorce aktywności. Do zbudowania tej pułapki nie są wymagane żadne specjalistyczne umiejętności.
Musisz tylko czuć się komfortowo, korzystając z prostych narzędzi warsztatowych. Zacznij od przycięcia blach dachowych z poliwęglanu za pomocą wyrzynarki. Następnie wytnij ośmiomilimetrowy środkowy rowek w połowie środka każdej szyby.
Obie szyby mogą teraz przesuwać się razem, tworząc poprzeczną przegrodę. Wsuń przegrody krzyżowe ciasno w plastikowy otwór lejka. Przymocuj je do lejka za pomocą 20-milimetrowych kątowników ze stali nierdzewnej, wiercąc otwory, gdy wsporniki kątowe są na swoim miejscu.
Następnie użyj i nakrętek M4 z podkładkami, aby przymocować przegrody krzyżowe do lejka. Z pozostałych arkuszy wytnij kolejny kawałek folii poliwęglanowej. Wywierć otwory i przymocuj element pod kątem 90 stopni do górnej części przegród krzyżowych, aby utworzyć dach ochronny za pomocą 20-milimetrowych kątowników ze stali nierdzewnej, M4, nakrętek i podkładek.
Przytnij wylewkę lejka na długość około 30 milimetrów za pomocą piły do metalu, aby upewnić się, że tace na próbki automatycznego podajnika dla zwierząt będą się obracać bez przeszkód w zaprogramowanych odstępach czasu. Umieść automatyczny dozownik dla zwierząt w plastikowym zbiorniku o pojemności dziewięciu litrów i średnicy 30 milimetrów, aby chronić próbki przed warunkami atmosferycznymi. Wywierć 20-milimetrowy otwór w górnej części dziewięciolitrowej miski i umieść wylewkę lejka w otworze, aby umieścić ją bezpośrednio nad tacą na próbki.
Za pomocą wiertarki z końcówką wkrętaka z sześciokątnym przymocuj plastikową umywalkę do 500-milimetrowego kawałka impregnowanego ogrodzenia sosnowego za pomocą ocynkowanych z sześciokątnym. Aby ustabilizować całą pułapkę do podnoszenia w powietrze za pomocą lin, przymocuj drewniany kołek do kawałka obrobionego ogrodzenia sosnowego za pomocą kątownika i drutu łączącego. W miejscu pobierania próbek wyjmij automatyczny dozownik karmy dla zwierząt domowych spod plastikowej miski.
Następnie otwórz dozownik karmy dla zwierząt i umieść naczynia foliowe zawierające wodę z mydłem lub wybrany środek konserwujący w każdej tacce na żywność. Ustaw godzinę zegara, a następnie zaprogramuj każdą tacę dozownika karmy dla zwierząt domowych, aby ustawić czasy obrotu tacki na żywność, postępując zgodnie ze wskazówkami dostarczonymi z automatycznym dozownikiem karmy dla zwierząt. Umieść dozownik żywności z powrotem pod plastikową miską.
Przymocuj umywalkę do drewnianego elementu ogrodzenia za pomocą ocynkowanych z sześciokątnym. Przymocuj linę do górnej części pułapki za pomocą karabińczyka. Następnie podnieś pułapkę na miejsce za pomocą drabiny i zabezpiecz ją pod eksperymentalnymi światłami za pomocą karabinka.
Przymocuj drugi drewniany kołek do drzewa za pomocą kątownika, aby ustabilizować pułapkę przy silnym wietrze. Po tym, jak pułapka znajdzie się na szczycie kołka, zabezpiecz ją dwiema długimi opaskami kablowymi. Aby pobrać próbki owadów, opuść pułapki za pomocą liny, wyjmij automatyczny dozownik karmy dla zwierząt domowych spod plastikowej miski, a następnie zdejmij pokrywę dozownika karmy dla zwierząt domowych i wyjmij aluminiowe tace.
Na koniec wlej zawartość tacek do wstępnie oznakowanych fiolek z próbkami. Porównanie względnej skuteczności przechwytywania różnych pułapek przechwytujących lot przedstawiono tutaj. W niniejszym badaniu w ciągu trzech dni pobierania próbek w czterech miejscach schwytano łącznie 488 owadów latających.
W pracy zbadano dwa rodzaje pułapek. Pułapki umieszczone pod światłami i te bez świateł eksperymentalnych. W sumie zainstalowano 16 pułapek, z których 12 było ze światłami eksperymentalnymi, a cztery bez świateł eksperymentalnych.
Liczba dni pułapek, która jest równa liczbie pułapek pomnożonej przez liczbę dni, wynosi 36 dla pułapek ze światłami eksperymentalnymi i 12 dla pułapek bez świateł eksperymentalnych. W związku z tym, aby ocenić skuteczność pułapek, całkowitą liczbę zebranych stawonogów podzielono przez efektywną powierzchnię każdej pułapki i liczbę dni pułapek, w których były one używane. Pułapki działają podobnie do innych wielokierunkowych pułapek z przegrodami pod światłami i bez świateł.
W związku z tym pułapki wydają się być tak samo skuteczne jak tradycyjne pułapki przechwytujące lot, ale z dodatkową korzyścią w postaci podpróbkowania w zdefiniowanych przez użytkownika okresach czasu. Każda taca zbiorcza mieści około 330 mililitrów, co pomieści większość zastosowań, ale korzystne byłoby przetestowanie pułapek podczas roju.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Niniejsze badanie koncentruje się na wpływie sztucznego oświetlenia nocnego (ALAN) na nocne owady latające. Przedstawia ono niedrogi, zautomatyzowany pułapka przechwytująca loty, który umożliwia pobieranie próbek w określonych przez użytkownika odstępach czasu, zwiększając efektywność zbierania danych.
Kluczowe elementy badania
Dział obszaru nauki
- Ekologia
- Entomologia
- Zanieczyszczenie światłem
Wprowadzenie
- Zanieczyszczenie światłem jest problemem narastającym, wpływającym na dziką przyrodę.
- Nocne owady są szczególnie narażone na sztuczne światło.
- Tradycyjne metody pobierania próbek mogą nie rejestrować skutecznie zmian w czasie.
- Automatyczne pułapki mogą ułatwić lepsze gromadzenie danych w wielu lokalizacjach.
Cel badania
- Zbadanie wpływu ALAN na zachowanie owadów.
- Zapewnienie niedrogiego rozwiązania do pobierania próbek nocnych owadów.
- Umożliwienie badaczom zbierania danych w określonych odstępach czasu.
Użyte metody
- Opracowanie niedrogiego, zautomatyzowanego pułapki przechwytującej loty.
- Pobieranie próbek prowadzone między zmierzchem a świtem.
- Można pobierać próbki z wielu lokalizacji jednocześnie.
- Do budowy pułapki nie są wymagane specjalne umiejętności.
Główne wyniki
- Zautomatyzowana pułapka skutecznie przechwytuje owady latające w określonych odstępach czasu.
- Gromadzenie danych może ujawniać dobowe lub sezonowe wzorce aktywności.
- Zwiększenie liczby powtórzeń zwiększa wiarygodność wyników.
- Ułatwia badania ekologiczne populacji owadów.
Wnioski
- Zautomatyzowana pułapka przechwytująca loty jest cennym narzędziem dla badaczy.
- Rozwiązuje problemy związane z pobieraniem próbek nocnych owadów.
- Ta metoda może poprawić zrozumienie wpływu zanieczyszczenia światłem.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
This low-cost automated flight intercept trap enables temporal sub-sampling of flying insects across multiple sites, addressing a key limitation in ecological and entomological research where traditional methods lack sufficient temporal resolution. By allowing user-defined sampling intervals between dusk and dawn, the method supports mechanistic de-risking in studies of circadian or seasonal activity patterns, improving predictive confidence in behavioral assays. Its scalability and minimal technical requirements position it as a reusable platform for target validation in invertebrate model systems relevant to neurobiology and chronobiology screening.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of temporal hypotheses in insect behavior, supporting functional validation of light-responsive pathways.
- Operational Value: Facilitates biological de-risking by capturing activity patterns at precise intervals, reducing ambiguity in target engagement timing.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream screening by providing standardized, time-resolved insect samples.
- Operational Value: Enhances assay reproducibility through automated, simultaneous multi-site sampling, improving data consistency across experimental conditions.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant system modeling by enabling studies of nocturnal insect phenotypes under controlled light exposure.
- Operational Value: Ensures translational continuity from discovery through preclinical validation by maintaining consistent temporal sampling protocols.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum by supporting hypothesis testing in early discovery, enabling assay readiness in screening, and providing quantitative temporal readouts for analytics-driven decision-making.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification and biological de-risking through precise temporal capture of insect responses to artificial light.
- Screening: Delivers assay standardization and quantitative outputs via automated tray rotation at user-defined intervals.
- Analytics: Enables comparison of capture efficiency across conditions using normalized arthropod counts per trap per day.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by modeling light-induced behavioral changes relevant to neurotoxicology screening.
- Enterprise Reuse: Functions as a scalable, low-cost platform deployable across multiple sites without specialized training.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by resolving temporal dynamics of insect behavior.
- Operational Value: Delivers standardization and scalability through automated, replicable sampling across geographically dispersed sites.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions in early screening by reducing false negatives from missed temporal activity windows.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of chronobiology targets through reliable, high-resolution phenotypic data.
Implementation Considerations
- Requires basic workshop skills for polycarbonate cutting, drilling, and assembly using standard tools.
- Depends on automated pet feeder instrumentation and plastic basin infrastructure for sample preservation.
- Necessitates cross-team standardization of trap deployment height, orientation, and light exposure conditions.
- Involves adaptation considerations for different insect species based on trap entrance size and baffle configuration.
- Limited by tray volume (approximately 330 mL), which may require frequent emptying during high-abundance swarming events.
