土壌にミミズ個体数の解析

Environmental Science

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Overview

マーガレット職人とキンバリー ・ フライ - デュポール大学のソース: 研究所

マスタードを使用して、それゆえハマビシミミズ個体数は風景障害または毒性なし土壌深度から直接サンプリングできます。ミミズは、データと統計分析棒グラフとスチューデントの t 検定を使用してカウントできます。

ミミズの人口を監視、環境科学者にとって重要な技術 (亜目 Lumbricina からの特にそれら) ミミズの複数種侵襲的北アメリカと南アメリカで広がっています。ほぼすべての土地の質量と、地球上のほぼすべての生態系に、エキゾチックなミミズを見つけることができます、国際環境研究の焦点となっているこれらの種が侵略的になって、いつどこ。1

生態系への侵入は通常直接アウトコンピート、危険にさらす、またはそれ以外の場合、在来種の摘出に貢献によって生態系の生物多様性を低下させます。生態系エンジニアとして侵襲的なミミズ種変更サイクリング有機物の分解率を栄養素の土壌の上の視野に植物が栄養素のための鉱山を根します。侵襲のツリミミズ属種が両方摘出ネイティブ ミミズ種と利用可能な窒素濃度と窒素の侵入率を高めるために示されています。2肯定的なフィードバック ループの加速レベル窒素の順番の自生植物種と比較して窒素の高レベルに適応している植物種により快適なシステムを作るし、「侵略メルトダウン」として知られている現象で原住民を引き起こしたり侵襲的なミミズ種それゆえハマビシ(欧州ミミズ) や侵襲的な植物クロウメモドキ cathartica (欧州クロウメモドキ) 侵略危機関係が提案されています。3

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 環境科学の本質. 土壌にミミズ個体数の解析. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

Principles

解決策はスパイシーなマスタードからカプサイシンを抽出して準備して注いだサンプリング方形内土壌に直接地面にサンプルを各コレクションのサイトから。サイト コレクションは、uninvaded エリアから 3 つのランダムなサンプルを欧州クロウメモドキに侵略されている地域からの 3 つのランダムなサンプルを比較するために決定されます。地面に直接注ぎ、一度マスタードのソリューションは、ミミズが存在する土壌マトリックスを介してダウン浸透することができます。マスタードのカプサイシンは、粘膜に炎症を引き起こします。マスタードのソリューションにさらされるミミズの体は、酸素、刺激を減らすに自分自身を公開するマスタードのソリューションから離れて移動して土の表面に来るカプサイシンの刺激に反応します。閉じ込め、ミミズが収集できるし、人口密度はヨーロッパ クロウメモドキとの関係を分析します。コレクションの各サイトの意味はどう他の外来種の区域はそれにより多くのミミズをあるバー グラフと比較して人口は侵略危機の存在を支えます。スチューデントの T 検定を使用して、2 つのサイトが欧州のミミズと欧州クロウメモドキの間に存在することを提案 invasional メルトダウン仮説を支持する十分な大幅に異なるかどうかを調べます。

Procedure

1. マスタード濃縮溶液の調製

  1. バランス オン上では、重量を量るボートの場所、バランスをゼロします。
  2. 地面にオリエンタル マスタード ボートの重量を量るし、キャップをプラスチック コンテナーに転送の 38.1 g 重量を量り。
  3. 水道水をメスシリンダーで 100 mL を測定し、マスタードをプラスチック コンテナーに追加します。
  4. 容器のキャップを固定し、すべてマスタードがプラスチック製の容器の底を混合し、水道水に溶解まで積極的に振る。
  5. マスタードから最大カプサイシン抽出のため 24 時間座るソリューションをしましょう。
  6. 水道水 (各キャリアに水約 4 L) と中間 2 つの 8 L の水キャリアを入力します。
  7. マスタードに転送し、ミックスを数回振るマスタード集中集中水キャリアへの解決策です。
  8. ソリューションの少量を水キャリアから集中コンテナーに転送、積極的に振る。希釈液に濃縮物のすべてを転送する水キャリアに戻す注ぐ。
  9. 水キャリア キャップのシール、キャップ バルブが"OFF"の位置を確認、3 回均等にミックスに水キャリアを反転します。

2. ミミズの抽出

  1. 各コレクションのサイトの 3 つのサンプル カップにラベルを付けます。
  2. サンプル カップの蓋、およびマスタード薄めた水キャリア ラベルの付いた 1 つの方形のサンプリング サイトに進んでください。
  3. ブラシ、葉、または地面を明確に公開する、できるだけマルチ サンプリング地点を取り除きなさい。
  4. クリア スポットで地面に方形をランダムに配置します。
  5. ミックスに 1 つ水キャリア 3 回以上を反転します。
  6. "ON"の位置に水キャリア キャップ バルブを切り、方形、方形領域の中心に集中して内希薄マスタード溶液の約 3 分の (1.3 L) を注ぐ。土壌が飽和し、ソリューションのプール、注いで停止しまで待つ場合プールされたソリューションは、注ぐに進む前に土壌に浸透します。
  7. 方形の辺の直下部分も含めて 5 分間ミミズ出現のために密接に方形の領域を確認します。
  8. 鉗子を使用すると、完全に最初のサンプル カップに転送する前に地面から出てくる虫を待っている方形領域に表示されるすべてのミミズを収集します。サンプル カップの蓋の 5 分後、次のサンプリング サイトに進みます。
  9. コレクション サイト (6 レプリケート合計) あたり 3 つの複製と、すべてのサンプリング サイト コレクションの手順を繰り返します

3. コレクション サイト間ミミズの人口密度を比較します。

  1. 各サンプルの収集したミミズの数をカウントし、平均と各コレクションのサイトの標準偏差を計算します。
  2. コレクション サイト間ミミズ密度を比較すると、手段からバー グラフを作成し、グラフの誤差範囲を作成する標準偏差を使用します。

ミミズ個体群のモニタリングは、環境の科学者に重要な侵襲的なエキゾチックなミミズは地球上のほぼすべての生態系で見つけることができます。生態系への侵入は通常直接アウトコンピート、危険にさらす、または摘出、または在来種のローカル絶滅に貢献することによって生態系の生物多様性を低下させます。

それゆえハマビシ属、ナイトク ローラーとも呼ばれるヨーロッパのミミズは北アメリカで非常に共通がネイティブではないです。結果として、それが大きくネイティブ ミミズ種を摘出しました。それゆえハマビシは、土層構造を変更することにより、植物栄養素のため鉱山の根、土壌の上位層における有機物の分解による栄養素のサイクリングを変更します。さらに、多くの栄養素を提供する分解物を含む有機堆積物層が完全に失われます。

これらの侵襲的なワームはまた侵入した土壌における可給態窒素濃度を高めます。には、変化する土層と窒素の高レベルはより自生植物の種と比較すると窒素の高レベルに合わせられるヨーロッパのクロウメモドキなどの侵襲的な植物種により快適な土を作る。この現象は、「invasional メルトダウン」として知られています。

欧州ミミズと北アメリカの森林植物の生命の多様性を劇的に減っているのでヨーロッパのクロウメモドキの主な懸念のようにエキゾチックな植物の侵入に起因する invasional メルトダウン。

このビデオはクロウメモドキの侵入の脆弱性を評価するために様々 な公園エリアのヨーロッパのミミズの監視を行います。

侵入したエリアのミミズ個体数を決定するには、ワームはカプサイシン溶液を用いた土壌から直接抽出します。

この実験では、カプサイシンをスパイシーなマスタードから抽出して済みサイズの正方形、または方形によって定義される領域では、土壌に直接注がれます。それは、ミミズが存在する土のマトリックスを貫通します。

カプサイシン ソリューションは、ミミズで粘膜に炎症を引き起こします。ミミズは、カプサイシン ソリューションを脱出する土の表面に移動することによって刺激に反応します。閉じ込め、ミミズは収集され、人口密度分析します。

次の実験はミミズの土壌からの抽出とその人口分析を示します。

まず、地面東洋ホット マスタードの 38 グラムの重量を量るとキャップがプラスチック容器に転送するカプサイシン溶液、少なくとも 24 の h を事前を準備します。水道水 100 mL をプラスチック容器含んでいるマスタードに追加します。容器のキャップを固定し、マスタードのすべて水に溶解しているまで精力的に振る。

解決策はマスタードから最大カプサイシン抽出のため 24 h 放置をみましょう。カプサイシン抽出が完了したら、希釈水 8 L キャリアに水 4 L とマスタードのソリューションです。ミックスするマスタードのソリューションを数回振るし、水キャリアに転送。希釈した溶液を使用して任意の残留マスタードをすすいでください。

シール水キャリア キャップとバルブが"OFF"の位置にあることを確認します。均等に混合する水キャリア 3 回を反転します。各テスト サイトのカプサイシン ソリューションの 1 つのコンテナーを準備します。

方形と薄めたマスタードを含む水キャリア サンプリング サイトに進んでください。また、サイトごとの 3 つのサンプリング カップをもたらします。彼らが適切にサンプリング サイトごとの 3 つの複製のラベル付けする必要があります。

クリア スポットで地面に方形区をランダムに配置します。ブラシ、葉、そして根おおい土を明確に公開する、できるだけ離れてオフにします。希薄溶液を混ぜるし、ON の位置にキャップ バルブを切り替えます。

マスタード薄めた方形、方形領域の中心に液体の大半を集中して内の約 3 分の 1 を注ぐ。土は飽和状態になります、プールを形成、注いで、停止、プールされたソリューションは、続行する前に土壌を浸透まで待ちます。

ミミズの姿を探して、5 分間密接に方形領域を確認します。方形の側面の下で直接見てください。

方形領域内の土壌から出てくるすべてのミミズ待って、鉗子でそれらを収集します。5 分後、サンプル カップを閉じる、次のサンプリング サイトに進みます。

すべてのサンプリング サイト コレクションの手順を繰り返します。各サイトに戻り、サイトごと 3 レプリケートを実行します。各サンプルの収集したミミズの数をカウントし、平均と各コレクションのサイトの標準偏差を計算します。

コレクション サイト間平均ミミズの人口密度を比較する棒グラフを作成します。標準偏差を使用すると、エラー バーを作成できます。1 つのサイトは管理された公園、エアレーションと肥料などの乱れによりミミズ個体数以上に親切。サイト 2 は、マネージ、ミミズ個体数によりもてなしの手厚い。

エキゾチックなミミズと欧州クロウメモドキは、アメリカ中西部を中心に発生している、「invasional メルトダウン」の一環として関与しています。ミミズ個体数を追跡できる 2 invasional 種との関係を解明し、それ以上の広がりを防ぐために方法を開発する研究者を有効にするように。

ゼウスの抽出とミミズの人口分析入門を見てきただけ。ミミズ土壌サンプリング サイト比較抽出の原理を理解する必要があります今すぐ。見てくれてありがとう!

Results

サイト 1 のサンプリングは、エアレーションと肥料など重大な障害を見る管理された公園でした。 サンプリング サイト 2 は、人間の干渉を見ないアンマネージの周辺地域、だった。 図 1に示すように、サイト 1 はミミズの人口、人間の妨害のための高められた hospitability 原因の密度が高い。 ただし、サイト 1 のサンプリング、ミミズの人口は一貫して密な平均が示すようにできない場合がありますを示す高い変動しています。

Figure 1
図 1.各コレクションのサイトから人口を表示するバー グラフの結果します。

Applications and Summary

外来種生物多様性へ主要な脅威であります。エキゾチックなミミズ (例えば:ツリミミズ属ハマビシ) 中西部アメリカ合衆国の樹木が茂った地域で発生している、「invasional メルトダウン」の一部として欧州クロウメモドキ (クロウメモドキ cathartica) が関与していると。Invasional のメルトダウンは、種の 1 つの侵略が他人の侵入を促進するプロセスです。したがって、1 つの外来種は付加的なもののための方法として、生態系の健全性の損失率大幅加速できます。クロウメモドキの望ましくない人口は現在イリノイ州の植物カバーの 90% 以上をアカウント、それゆえ景観管理集団の役割を理解したり、管理土地クロウメモドキの侵攻を予測となっています。景観擾乱がそれゆえの侵入を容易にするがちで、それゆえ人口サンプリングできる可能性が侵略する陸域の脆弱性の指標となります。それゆえ集団のサンプルを比較知ってどこより集中的な方法は目的の植物の多様性を維持し、クロウメモドキの侵入を防ぐために必要な土地の管理を助けることができます。

References

  1. Belote, R.T., Jones, R.H.  Tree leaf litter composition and nonnative earthworms influence plant invasion in experimental forest floor mesocosms. Biological Invasions. 11, 1045-1052 (2009).
  2. Costello, D.M., Lamberti, G.A.  Non-native earthworms in riparian soils increase nitrogen flux into adjacent aquatic ecosystems. Oecologia. 158, 499-510 (2008).
  3. Nuzzo, V.A., Maerz, J.C., Blossey, B. Earthworm invasion as the driving force behind plant invasion and community change in northeastern north American forests. Conserve Biol.23, 4. 966-974 (2009).

1. マスタード濃縮溶液の調製

  1. バランス オン上では、重量を量るボートの場所、バランスをゼロします。
  2. 地面にオリエンタル マスタード ボートの重量を量るし、キャップをプラスチック コンテナーに転送の 38.1 g 重量を量り。
  3. 水道水をメスシリンダーで 100 mL を測定し、マスタードをプラスチック コンテナーに追加します。
  4. 容器のキャップを固定し、すべてマスタードがプラスチック製の容器の底を混合し、水道水に溶解まで積極的に振る。
  5. マスタードから最大カプサイシン抽出のため 24 時間座るソリューションをしましょう。
  6. 水道水 (各キャリアに水約 4 L) と中間 2 つの 8 L の水キャリアを入力します。
  7. マスタードに転送し、ミックスを数回振るマスタード集中集中水キャリアへの解決策です。
  8. ソリューションの少量を水キャリアから集中コンテナーに転送、積極的に振る。希釈液に濃縮物のすべてを転送する水キャリアに戻す注ぐ。
  9. 水キャリア キャップのシール、キャップ バルブが"OFF"の位置を確認、3 回均等にミックスに水キャリアを反転します。

2. ミミズの抽出

  1. 各コレクションのサイトの 3 つのサンプル カップにラベルを付けます。
  2. サンプル カップの蓋、およびマスタード薄めた水キャリア ラベルの付いた 1 つの方形のサンプリング サイトに進んでください。
  3. ブラシ、葉、または地面を明確に公開する、できるだけマルチ サンプリング地点を取り除きなさい。
  4. クリア スポットで地面に方形をランダムに配置します。
  5. ミックスに 1 つ水キャリア 3 回以上を反転します。
  6. "ON"の位置に水キャリア キャップ バルブを切り、方形、方形領域の中心に集中して内希薄マスタード溶液の約 3 分の (1.3 L) を注ぐ。土壌が飽和し、ソリューションのプール、注いで停止しまで待つ場合プールされたソリューションは、注ぐに進む前に土壌に浸透します。
  7. 方形の辺の直下部分も含めて 5 分間ミミズ出現のために密接に方形の領域を確認します。
  8. 鉗子を使用すると、完全に最初のサンプル カップに転送する前に地面から出てくる虫を待っている方形領域に表示されるすべてのミミズを収集します。サンプル カップの蓋の 5 分後、次のサンプリング サイトに進みます。
  9. コレクション サイト (6 レプリケート合計) あたり 3 つの複製と、すべてのサンプリング サイト コレクションの手順を繰り返します

3. コレクション サイト間ミミズの人口密度を比較します。

  1. 各サンプルの収集したミミズの数をカウントし、平均と各コレクションのサイトの標準偏差を計算します。
  2. コレクション サイト間ミミズ密度を比較すると、手段からバー グラフを作成し、グラフの誤差範囲を作成する標準偏差を使用します。

ミミズ個体群のモニタリングは、環境の科学者に重要な侵襲的なエキゾチックなミミズは地球上のほぼすべての生態系で見つけることができます。生態系への侵入は通常直接アウトコンピート、危険にさらす、または摘出、または在来種のローカル絶滅に貢献することによって生態系の生物多様性を低下させます。

それゆえハマビシ属、ナイトク ローラーとも呼ばれるヨーロッパのミミズは北アメリカで非常に共通がネイティブではないです。結果として、それが大きくネイティブ ミミズ種を摘出しました。それゆえハマビシは、土層構造を変更することにより、植物栄養素のため鉱山の根、土壌の上位層における有機物の分解による栄養素のサイクリングを変更します。さらに、多くの栄養素を提供する分解物を含む有機堆積物層が完全に失われます。

これらの侵襲的なワームはまた侵入した土壌における可給態窒素濃度を高めます。には、変化する土層と窒素の高レベルはより自生植物の種と比較すると窒素の高レベルに合わせられるヨーロッパのクロウメモドキなどの侵襲的な植物種により快適な土を作る。この現象は、「invasional メルトダウン」として知られています。

欧州ミミズと北アメリカの森林植物の生命の多様性を劇的に減っているのでヨーロッパのクロウメモドキの主な懸念のようにエキゾチックな植物の侵入に起因する invasional メルトダウン。

このビデオはクロウメモドキの侵入の脆弱性を評価するために様々 な公園エリアのヨーロッパのミミズの監視を行います。

侵入したエリアのミミズ個体数を決定するには、ワームはカプサイシン溶液を用いた土壌から直接抽出します。

この実験では、カプサイシンをスパイシーなマスタードから抽出して済みサイズの正方形、または方形によって定義される領域では、土壌に直接注がれます。それは、ミミズが存在する土のマトリックスを貫通します。

カプサイシン ソリューションは、ミミズで粘膜に炎症を引き起こします。ミミズは、カプサイシン ソリューションを脱出する土の表面に移動することによって刺激に反応します。閉じ込め、ミミズは収集され、人口密度分析します。

次の実験はミミズの土壌からの抽出とその人口分析を示します。

まず、地面東洋ホット マスタードの 38 グラムの重量を量るとキャップがプラスチック容器に転送するカプサイシン溶液、少なくとも 24 の h を事前を準備します。水道水 100 mL をプラスチック容器含んでいるマスタードに追加します。容器のキャップを固定し、マスタードのすべて水に溶解しているまで精力的に振る。

解決策はマスタードから最大カプサイシン抽出のため 24 h 放置をみましょう。カプサイシン抽出が完了したら、希釈水 8 L キャリアに水 4 L とマスタードのソリューションです。ミックスするマスタードのソリューションを数回振るし、水キャリアに転送。希釈した溶液を使用して任意の残留マスタードをすすいでください。

シール水キャリア キャップとバルブが"OFF"の位置にあることを確認します。均等に混合する水キャリア 3 回を反転します。各テスト サイトのカプサイシン ソリューションの 1 つのコンテナーを準備します。

方形と薄めたマスタードを含む水キャリア サンプリング サイトに進んでください。また、サイトごとの 3 つのサンプリング カップをもたらします。彼らが適切にサンプリング サイトごとの 3 つの複製のラベル付けする必要があります。

クリア スポットで地面に方形区をランダムに配置します。ブラシ、葉、そして根おおい土を明確に公開する、できるだけ離れてオフにします。希薄溶液を混ぜるし、ON の位置にキャップ バルブを切り替えます。

マスタード薄めた方形、方形領域の中心に液体の大半を集中して内の約 3 分の 1 を注ぐ。土は飽和状態になります、プールを形成、注いで、停止、プールされたソリューションは、続行する前に土壌を浸透まで待ちます。

ミミズの姿を探して、5 分間密接に方形領域を確認します。方形の側面の下で直接見てください。

方形領域内の土壌から出てくるすべてのミミズ待って、鉗子でそれらを収集します。5 分後、サンプル カップを閉じる、次のサンプリング サイトに進みます。

すべてのサンプリング サイト コレクションの手順を繰り返します。各サイトに戻り、サイトごと 3 レプリケートを実行します。各サンプルの収集したミミズの数をカウントし、平均と各コレクションのサイトの標準偏差を計算します。

コレクション サイト間平均ミミズの人口密度を比較する棒グラフを作成します。標準偏差を使用すると、エラー バーを作成できます。1 つのサイトは管理された公園、エアレーションと肥料などの乱れによりミミズ個体数以上に親切。サイト 2 は、マネージ、ミミズ個体数によりもてなしの手厚い。

エキゾチックなミミズと欧州クロウメモドキは、アメリカ中西部を中心に発生している、「invasional メルトダウン」の一環として関与しています。ミミズ個体数を追跡できる 2 invasional 種との関係を解明し、それ以上の広がりを防ぐために方法を開発する研究者を有効にするように。

ゼウスの抽出とミミズの人口分析入門を見てきただけ。ミミズ土壌サンプリング サイト比較抽出の原理を理解する必要があります今すぐ。見てくれてありがとう!

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