Tabelas de vida permitem a quantificação das fontes e as taxas de mortalidade nas populações de insetos e contribuam para a compreensão, previsão e manipulação dinâmica populacional em agroecossistemas. São apresentados métodos para realização e análise de tabelas de vida baseada em coorte no campo para um inseto com estágios de vida imatura séssil.
Tabelas de vida fornecem um meio de medir as listas de nascimento e morte de populações ao longo do tempo. Eles também podem ser usados para quantificar as fontes e as taxas de mortalidade nas populações, que tem uma variedade de aplicações em ecologia, incluindo ecossistemas agrícolas. Horizontal, ou com base em coorte, vida tabelas fornecem para o método mais direto e preciso para quantificar taxas de população vital, porque eles seguem um grupo de indivíduos em uma população desde o nascimento até a morte. Aqui, os protocolos são apresentados para realização e análise de tabelas de vida baseada em coorte no campo que aproveita a natureza séssil das fases imaturas de vida de uma praga de insetos global, Bemisia tabaci. Insetos individuais estão localizados na parte inferior das folhas de algodão e são marcados por um pequeno círculo ao redor do inseto de desenho com uma caneta de tóxicos. Este inseto pode então ser observado repetidamente ao longo do tempo com o auxílio de lentes de mão para medir desenvolvimento de uma fase para a próxima e para identificar as causas específicas do estágio da morte associada com mortalidade natural e introduziu as forças. Análises explicam como medida corretamente mortalidade várias forças que atuam simultaneamente dentro de cada fase e como usar esses dados para fornecer métricas dinâmicas de população significativa. O método não conta diretamente para adulta sobrevivência e reprodução, o que limita a inferência a dinâmica dos estágios imaturos. Um exemplo é apresentado que focado em medir o impacto das (planta qualidade) de baixo para cima e de cima para baixo (inimigos naturais) efeitos sobre a dinâmica da mortalidade de b. tabaci no sistema de algodão.
Tabelas de vida são uma ferramenta comum com uma longa história na ecologia1,2. Tabelas de vida são que essencialmente uma agenda dos nascimentos e mortes em uma população ao longo do tempo e esses dados pode ser usada para quantificar um número de parâmetros importantes para compreender e predizer a dinâmica populacional. Tabelas de vida podem também fornecer informações sobre as causas da morte que são importantes para a compreensão de interações tróficas e no desenvolvimento de estratégias de controle para gestão de pragas em sistemas agrícolas e naturais. Numerosas tabelas de vida baseada em campo foram construídas por insetos3,4,5, e análises forneceram importantes insights sobre a dinâmica, regulamento e previsão das populações de insectos em muitos gerenciado e sistemas naturais6,7,8,9,10,11,12,13,14. A tabela de vida do termo é também frequentemente usada para descrever estudos de laboratório com base que em grande parte, examinar programações de nascimentos e mortes, mas sob condições artificiais que não exponha o inseto para forças de mortalidade natural e realistas variáveis ambientais. Geralmente, o objetivo dos estudos de laboratório é estimar o potencial biótico comparativo de uma espécie. O foco dos métodos descritos aqui é para campo com base em investigações que definem perceberam o potencial relativo para o ambiente.
Tabelas de vida podem ser caracterizadas como horizontal, em que um grupo real de indivíduos de idade iguais são seguido desde o início de suas vidas até à morte, ou vertical, onde frequentes amostras através do tempo de uma população com uma estrutura de idade estável assumida e então taxas vitais são inferidas coortes matematicamente construído2,15. O tipo de tabela de vida que pode ser implantado depende da natureza do inseto. Tabelas de vida horizontal muitas vezes podem ser desenvolvidas para insetos univoltine (uma geração por ano), enquanto essa abordagem pode ser muito desafiador para um inseto multivoltine com múltiplos e amplamente sobreposição de gerações por ano. Uma série de métodos analíticos foram propostos e utilizados para o desenvolvimento de tabelas de vida vertical para as populações de insetos (ver Southwood2 para exemplos). A metodologia demonstrada aqui permite o desenvolvimento de tabelas de vida baseado em coorte, horizontal no campo para insetos multivoltine com características específicas de história de vida, nomeadamente, a presença de estágios de vida séssil. O método é demonstrado por uma praga chave no algodão como um sistema modelo.
A mosca branca, Bemisia tabaci biótipo B (= Bemisia argentifolii, Médio Oriente-Ásia menor 116) é uma praga global da agricultura que impacta negativamente o rendimento e a qualidade em muitas culturas agronômicas e horticultura, incluindo protegido por sistemas agrícolas em regiões temperadas17. Impactos ocorrem devido ao floema alimentação que interrompe o fluxo de nutrientes, distúrbios de etiologia desconhecida, causada por alimentação ninfal, transmissão de numerosos vírus de planta e efeitos de qualidade de colheita devido a deposição de melada18,19 . O inseto tem uma gama ampla de anfitrião e multivoltine, tendo até 12-13 gerações por ano, dependendo da região e alimentos disponíveis recursos20. Desafios de gerenciamento também são exacerbados por seu alto potencial reprodutivo, sua capacidade de dispersar e migrar dentro e entre sistemas agrícolas, a falta de uma fase quiescente (diapausa ou estivation) e sua disposição para desenvolver rapidamente a resistência aos inseticidas usadas para supressão21,22.
Progresso considerável tem sido feito no desenvolvimento de estratégias de protecção integrada de gestão (IPM) gerenciem eficazmente e economicamente as populações desta praga em culturas afetadas23,24,25. Estes sistemas de gestão foram baseados em uma sólida compreensão fundamental da dinâmica das populações de b. tabaci e tabelas de vida têm sido uma técnica de chave que permitiram esse entendimento. No Arizona, tabelas de vida permitiram a estimativa e identificação de mortalidade importantes forças de b. tabaci em várias culturas sistemas13,26, permitiram a medição da dinâmica de mortalidade relativo a estratégias de gestão, incluindo não-alvo os efeitos de inseticidas14, forneceram um meio de estimar potenciais efeitos funcionais do não-alvo de algodão transgênico produzem proteínas insecticidas27, apoiaram rigorosas avaliação de um programa de clássico controle biológico28 (Naranjo, dados não publicados) e ajudou a explorar os efeitos comparativos dos efeitos top-down e ascendente em pragas dinâmica29. Todas essas aplicações têm implantado a metodologia descrita aqui. A abordagem pode ser útil para o estudo da ecologia de população de insetos em um número de sistemas naturais e gerenciados.
Nota: as técnicas descritas abaixo são consideradas tabelas de vida parcial porque eles não incluem explicitamente reprodução ou mortalidade dos estágios adultos. A coorte de termo é equivalente a geração porque ele examina a mortalidade do ovo à fase adulta.
1. estabelecer campo Sites
2. Estabelecer coortes de ovo
3. Estabelecer a ninfa coortes
4. Observação e gravação de ovo Hatch e mortalidade
5. Observação e gravação de desenvolvimento ninfal e mortalidade
6. Resumo de dados e análises
Normalmente, o desenvolvimento da vida tabelas para insetos multivoltine com amplamente sobreposição de gerações são restritas a uma abordagem vertical, onde uma população é amostrada várias vezes ao longo do tempo e várias técnicas gráficas e matemáticas são usados para estimar o recrutamento para as várias fases e inferir as taxas de mortalidade alterem as densidades da vida vários estágios2. A força da abordagem aqui é que ele navega esta limitação isolando um grupo de insectos de igual idade imóveis de uma população e em seguida, seguindo seu destino ao longo do tempo. Taxas de mortalidade podem ser calculadas diretamente, e igualmente importante, os agentes desta mortalidade podem ser identificados, pelo menos dentro de categorias (por exemplo, predação, desalojamento de sucção).
Estas categorias amplas de mortalidade são relativamente fáceis de distinguir no campo com uma lente X 15, mas as causas específicas de morte são menos certas. São possíveis mais delineação da espécie de predador chupando específica ou causas específicas de desalojamento. Naranjo e Ellsworth13 usado regressão múltipla para identificar a espécie de predador associado medidas taxas de predação de estágio específico e a associação de vários mastigação predador espécies e atmosféricas parâmetros (precipitação, velocidade do vento) para taxas de de desalojamento de estágio específico. A categoria desconhecida provável captura várias fontes potenciais de mortalidade. Por exemplo, muitas espécies de parasitoides aphelinid são conhecidos por anfitrião-feed41,,42. Esta alimentação resulta na morte do hospedeiro, mas não aparece o mesmo como predação (compare Figura 4F com 4 G-4I). Durante muitos anos de realização de tabelas de vida nunca observamos ninfas que foram definitivamente predadas por parasitoides, mas isto pode diferir em outros sistemas e pode ser uma fonte separada de mortalidade que pode ser quantificada.
Passos críticos no protocolo incluem a identificação precisa de ovos recém-estabelecidas e recentemente resolvido 1st ínstar ninfas. Se indivíduos mais velhos de qualquer um destes estágios foram marcados, em seguida, as taxas de mortalidade resultante seria censurada e, portanto, menos precisos. A exatidão e consistência das observações repetidas após o estabelecimento de coorte também são importantes. Às vezes a escala do estudo exigem que múltiplos observadores são necessários para completar o estudo. Nos estudos de Naranjo e Ellsworth13,14 , houve quatro principais observadores e eles estavam cada um responsável por um bloco de replicar a experiência. Diferenças entre observadores foi então contabilizados através da variação do bloco nas análises estatísticas. Os observadores também conferidas regularmente para reduzir as diferenças individuais na interpretação do desenvolvimento do estágio e as causas da morte. Em outros estudos, um único indivíduo fez todas as observações29, reduzindo inconsistências baseado no observador. Também é importante estabelecer as coortes dentro de uma bastante estreita janela de tempo para que uma dada população identificada poderia ser seguida em datas posteriores observações. Dependendo do escopo do estudo, seria possível escalonar a iniciação de coorte, mas em seguida planejamento cuidadoso seria necessários para garantir que as observações que se seguiu para o desenvolvimento e mortalidade ser cronometrado em intervalos semelhantes, especialmente se o desenvolvimento é rápido, Como é para as espécies estudadas aqui.
Uma óbvia limitação do método é que ele não inclui reprodução e mortalidade da fase adulta móvel. Vários predadores potencialmente podem predar adulto b. tabaci43,44,45 e pode ser uma fonte importante de mortalidade não capturada por esse método. Reprodução é também extremamente importante para a compreensão da dinâmica global da população de uma espécie. É possível combinar informações laboratoriais gerados na reprodução adulta dependente da temperatura e sobrevivência com dados de tabela de vida baseada no campo do13estágios imaturos, mas não está claro quão bem tais dados laboratoriais representam o processo reprodutivo sob ambientes de campo variável. Com medição contemporânea da dinâmica populacional de whiteflies juntamente com modelos, estes resultados de tabela de vida podem ser usados para desenhar inferências sobre adulta imigração e emigração13. Outra limitação é que a mortalidade durante a fase de rastreador do inseto não é medida. Apoio à investigação sugere que a fase de rastreador é muito curta em duração46,47 , e que as taxas de mortalidade são insignificante30. Uma terceira limitação é que os insetos na coorte estão localizados perto do topo da planta. Certos fatores de mortalidade (predação, parasitismo, desalojamento) podem variar dependendo do local com o dossel. Por exemplo, certos predadores ou parasitoides podem ter preferências específicas de microclima e desalojamento forças tais como vento e chuva pode ser menos severa inferior no dossel. Esta limitação pode ser facilmente superada, simplesmente alterando a distribuição dos insetos marcados na coorte. As outras limitações merecem mais investigação e desenvolvimento no sentido de uma tabela de vida a mais completa. Limitações similares são susceptíveis de afectar a outras espécies de insetos com estilos de vida e comportamentos semelhantes.
Limitações adicionais envolvem alguns dos métodos analíticos descritos aqui. Enquanto a análise de fator-chave tem sido amplamente utilizada na vida tabela análises12, tem sido criticado como um método inadequado para definir os mecanismos casuais de dinâmica de população essa unidade48. No entanto, em conjunto com outras análises pode lançar luz sobre os estágios de vida importante e mortalidade as forças de impacto das populações de insectos13. Análise de densidade dependente também tem sido questionada por razões metodológicas e ecológicas e enquanto a dependência de densidade direto às vezes está associada com o Regulamento da população, o debate continua sobre a melhor forma para medir e demonstrar o efeito4 ,31,,49,50,51. Finalmente, as análises de mortalidade insubstituível é uma construção matemática e é difícil saber exatamente como contemporânea mortalidade forças irão interagir e compensar qualquer fator que possa ser eliminado2,11. O método apresentado aqui pressupõe que não há nenhuma dependência de densidade na mortalidade.
Os protocolos de campo são flexíveis e podem ser aplicados em um número de circunstâncias e para um número de diferentes culturas além do algodão desde os estágios de insetos de interesse são sésseis26. Isso pode ser aplicado para simplesmente descrever as fontes e as taxas de mortalidade para uma população de insetos ou pode ser usado em um contexto experimental para avaliar a influência de um amplo número de fatores sobre a dinâmica de mortalidade de uma população31,36 . Os métodos de análise gerais descrevem aqui tem aplicação ampla, apesar das limitações do fator chave, densidade-dependência e análises de mortalidade insubstituíveis já observou. A inclusão de adulta reprodução e sobrevivência abre avenidas adicionais de análises e compreensão através da aplicação de modelos de matriz e o rico conjunto de ferramentas interpretativas permitem. Por exemplo, uma tabela completa vida permitiria a aplicação da análise de elasticidade, um método robusto para identificar quais fases mais contribuem para o crescimento de população36,52a vida. Isso pode permitir que um mais fundamental compreender a dinâmica da população de uma espécie e também facilita a identificação de que a vida estágios podem ser mais rentável alvo de medidas de controle como o controle biológico de37. Aplicação de tais análises de b. tabaci could contribuir para estratégias de gerenciamento ainda mais robustas em sistemas de cultivo afetados.
The authors have nothing to disclose.
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