En enkel Flight Mill för studier av Tethered Flight i Insekter

Introduction

Flera laboratorietekniker har utvecklats för att studera insektsflygbeteende ^1,2. Dessa sträcker sig från enkla statiska Delning ^3,4 till sofistikerade enheter som tillåter större rörelsefrihet för den bundna insekten ^5. Hittills flygkamrarna ^6-9 representerar enheterna medger den högsta nivån av fri flygning under kontrollerade förhållanden. Denna teknik har två stora nackdelar: det är svårt att använda för studier av stora insekter och det manuella förfarandet för datainsamling är tidskrävande.

Flyg fabriker utgör en av de vanligaste och mest prisvärda tekniker för att studera insekts flygning under laboratorieförhållanden ^10-12. Denna teknik är att föredra framför statisk uppbindning eftersom det erbjuder rörliga stimuli ^13, men det skiljer sig från en fri flygning beteende svar ^14-16. Vissa aspekter av flyg beteende på bruket och i naturen är Similar ^5,17 så trots vissa begränsningar, flygfabriker utgör ett bärkraftigt alternativ för att utreda frågor om förekomsten av vissa flygbeteendesvar, vilket är fallet med migrationsflyg typ. Även flygkvarnar är lättare att förverkliga än vindtunnlar eller flygkammare och datainsamlingen kan lätt automatiseras. Således, forskare som är intresserade under flygning beteende finner ofta att flyg kvarnar är det bästa valet, men bör vara medvetna om de potentiella begränsningar av metoden. Här är en flexibel och anpassningsbar flyg kvarn designen presenteras för forskare som har valt att utnyttja flygkvarnar för att undersöka flygbeteende.

Flera författare beskriver alternativa flyg mill mönster. I allmänhet är huvuddelen av flyg kvarnen systemet, dvs, den svängbara kvarnen arm, är ganska enkel att realisera. Mindre enkelt är den elektroniska delen av flygningen kvarnen systemet, vilket möjliggör registrering av data. Att handskas med electronic kretsar design kan vara en utmaning, särskilt för entomologist eller beteende ekolog saknar bakgrundskunskaper av elektronik. Vissa författare beskriver en komplicerad eller inaktuell elektronisk krets komponent i deras flykt kvarn utformning ^18-21, eller beskrivningen av den elektroniska delen av flygningen bruket saknas ^22,23. Andra mönster beskriver mekaniskt komplicerade actographs, som är ganska komplicerat att förstå men kan hjälpa utredarna att utföra mer komplexa beteendeobservationer ^5.

I detta papper en design för en enkel att bygga, är relativt billiga flygkvarn för studier av tjudrad flygning i insekter beskrivits. Tillsammans med den extremt enkla elektroniska komponenten, har en rad fördelar designen. Flygningen kvarnen är konstruerad för att användas i de begränsade utrymmena typiskt tillgängliga i standardinsekts ekologi laboratorium. Strukturen är gjord av transparent akryl pLastic så att en enda ljuskälla jämnt kan nå varje individ i separata kammare i kvarnen. Med tanke på insyn i materialet och liten storlek, kan flyg kvarnen användas i en inkubator för standardiserade ljus- och temperaturförhållanden. Slutligen kan hela strukturen monteras och demonteras lätt och när demonteras, kan den förvaras i ett litet utrymme. En annan fördel med utformningen av strukturen är att flyg kvarnen kan modifieras för att möjliggöra studier av insekter av olika storlek och med olika varv avstånd. Denna flyg Bruket har använts för att samla in uppgifter om insekter så olika i storlek och form som Milkweed buggar, Oncopeltus fasciatus ^24, kudzu buggar, Megacopta cribraria och begrava skalbaggar, Nicrophorus vespilloides. Flygningen kvarn designen gör också hög genom sätta krävs för studier som kräver stora provstorlekar. Data kan insamlas med användning av 8 samtidiga kanaler för var och en av datainsamlare used så att ett stort antal personer kan analyseras samtidigt och ett stort antal prover kan hanteras på samma dag. Ingen dyr programvara behövs för att registrera och visualisera data och anpassat program skrivna manus för dataanalysen kan ändras efter de särskilda behoven hos den experimentella designen. Flight respons är mycket varierande i olika insektsarter. Således, innan en fullständig flygning kvarn experimentet preliminära tester på flykt svar av bränninsekts modell rekommenderas. Dessa kommer att ge en förståelse för omfattningen av beteendevariation under flygning svar, som kommer att användas för att finjustera aspekter av flyganalysen såsom inspelningstid eller flygvarvtalsområdet.

Protocol

1. Konstruera Flight Mill

1. Konstruera akrylplaststödstruktur:
   1. Klipp 3 mm tjocka transparent akrylskivor i två utanför vertikala väggar, en central vertikal vägg och fem horisontella hyllor som specificerats av designen som visas i figur 1.
   2. Montera genom att sätta in hyllorna (figurerna 1 och 2; HS) i vertikala väggar (fig 1 och 2; OW och CW) för att bilda stödstrukturen (Figur 2A).
   3. Stärka strukturen genom att sätta polystyren kolonner vid de yttre hörnen på baksidan av enheten (figur 2A och figur 2C). Om det behövs, Limma korta bitar av höger vinklade kantskydd längs den centrala vertikala vägg korsningar för att ge ytterligare stöd till de horisontella hyllorna.
2. Konstruera pivoting armaggregat:
   1. Limma en 5 cm längd på 1 cm diameter plaströr i övre mitten av varje cell. Limma en 2 cm längd av en cm diameter plaströr i botten mitten av varje cell, vilket gör att den övre och nedre rör i varje cell är i linje. Med användning av varmt lim, anbringa två 10 mm x 4 mm N42 neodymmagneter i slutet av varje stöd, som bildar det magnetiska lagret för brukets armen.
   2. Sätt en entomologiska stiftet i en 20 mikroliter pipettspets och fixera på plats med varmt lim. Placera stiftet så att båda ändarna sträcker sig ut från pipettspetsen för att bilda ankaret av flygningen kvarnen.
      Anmärkning: Under flygningen studier är början av stiftet hålls på plats av den övre uppsättningen av magneter. Botten uppsättning av magneter är att bibehålla armaturen i ett vertikalt läge, så att den kan rotera runt sin axel.
   3. Skär en 24 cm längd på 19 gauge omagnetiskt injektion stålrör. Använda varmt lim, anbringa mittpunkten till början av pipettspetsen from steg 1.2.2. Böj en ände av slangen vid 2 cm från änden till en vinkel på 95 °, vilket ger en lång arm 12 cm från mittpunkten och en kort arm med en 10 cm radie från centrum till kröken (Figur 2B).
      Obs: Radien längd kan varieras för att anpassas till olika revolution avstånd.
3. Ställ in IR-sensorn och datalogger:
   1. Fäst IR-sensorer till den eviga sidor av varje cell med hjälp av återanvändbara lim kitt, vilket gör att sensorn för att sträcka sig in i cellen genom öppningarna skuren i de yttre vertikala väggstöden (Figur 2C).
   2. Anslut IR-sensorer till en dataloggrar genom ett mycket grundläggande elektronisk krets byggd på en lödfri bakbord (Figur 3). Ansluta två motstånd av 180 Ω och 2,2 kW respektive på ingång och utgång av IR-anslutningen på bakbord (figur 3A, B). Placera motstånden i Alternate rader längs bakbord att minimera droppar i spänningssignalen under inspelning från flera sensorer (se figur 3C).

2. Flyg Trials

1. Tjuder insekter till flyg kvarnen armen indirekt genom en insekt stift:
   1. Placera en liten folie flagga i slutet av det oböjda änden av vridarmen för att maximera upplösning av den infraröda strålen i sensorn och för att fungera som en motvikt.
   2. Beroende på insekten storlek och nagelband område som är tillgängligt för fastsättning, bifoga den experimentella insekt en insekt stift med återanvändbara lim kitt eller giftfri hud lim. Om så är nödvändigt, söva insekten genom antingen kylning eller _med CO2.
   3. Forma en liten mängd lim kitt runt den rundade spetsen av en entomologiska stift och täck den med en droppe giftfri hud lim. Tillämpas försiktigt i pronotum området och vänta 5-10s tills limmet är torrt.
      Anmärkning: Proförfarandet i steg 2.1.3 lämpar sig för insekter med hård (skalbagge, buggar) eller mjuka (getingar, flugor) nagelband. Insekter med hårig nagelband (nattfjärilar, fjärilar) måste ha håret försiktigt bort med en mycket fin pensel före uppbindning.
   4. Sätt i stiftet med insekten fäst i den böjda änden av svängarmen enheten.
   5. Efter flygningen testet har avslutats, ta bort tjudra med en fin forcep.
      Obs: Datalogger inrättas och förvärv har optimerats enligt följande för den särskilda utrustning som anges i tabellen material och bör anpassas för användning med alternativ utrustning.
2. Initiera en inspelning med den fritt tillgängliga WinDAQ Lite programvara
   1. Ladda ner och installera fri programvara WinDAQ Lite (se utrustningslista).
   2. Öppna instrumenthårdvaru manager, välj datalogger från popuplistan och tryck på "Start Windaq". Ett nytt fönster öppnas och inmatnings teckenal från varje sensor visas.
   3. Välj önskad samplingsfrekvens, vid vilken datalogger läser och visar sensorns utgång.
      Obs: Samplingsfrekvensen kommer att bero på insektens flyghastighet, men samplingsfrekvenser på mellan 30-45 Hz blir tillräckligt snabbt för att fånga flygningen av små-medelstora insekter.
   4. Tryck på Ctrl-F4 för att starta en inspelning. Välj sökväg för den inspelade filen i den första pop-up fönster. Välj rätt tid att spela flygning för den särskilda insekts- och experiment. Definiera inspelningstiden i den andra pop-up fönster. När inspelningstiden förflutit trycker Ctrl-S för att slutföra den inspelade filen.
3. Kontrollera kvaliteten på inspelningen.
   1. Öppna den inspelade flygrutten och väljer en spänningskanal. Tryck på Ctrl-T för att öppna ett popup-fönster med spännings statistik för varje kanal.
   2. Se till att inga stora droppari minimum värdet berodde på spänningsfall över kretsen (Figur 4). Kassera kanaler i vilka skillnaden mellan kanal genomsnittliga och minsta spänning är större än 0,1 V.
4. Spara filen i en * .CSV format: Gå till Arkiv> Spara som och i popup-fönstret väljer du "kalkylblad print (CSV)". I "Tabell Kommentarer" pop-up fönster väljer du "Relativ tid" och avmarkera alla andra alternativ. Klicka OK för att spara filen.

3. Analys av flygdata med hjälp av Python 3.4.x

1. Installera den senaste Python 3.4.x version. Ladda arkivet Python_scripts.zip (Supplemental filer), öppna den och spara standardize_peaks.py och flight_analysis.py på skrivbordet.
2. Standardisera och välj topparna på den inspelade signalensom följer
   1. Högerklicka på ikonen standardize_peaks.py. Välj "Öppna med IDLE".
      Obs: IDLE är standardredigeraren för Python, men valfri textredigerare kan användas för detta ändamål.
   2. I Linjer 18-19 anger tröskelvärdena kring medelvärdet spänning som används för att utföra en standardisering av spänningssignalen för varje kanal.
      Obs: Standardvärdena är inställda på att leverera en finjustera signal standardisering, men användaren kan definiera alla önskade tröskel enligt värdet av medelspänningen för varje kanal. Dessa kan hittas i spänningsstatistiken fönstret (se steg 2.3).
   3. I linje 45, skriver du sökvägen till den mapp där den inspelade * csv-fil sparas.
   4. I linje 91, skriver du sökvägen till den mapp där du vill spela in * .TXT peakfil.
   5. I linje 61 och linje 72, anger antalet kanaler som behövs. Lägg till eller ta bort kanaler genom att ta bort # i början av raden 61-63 och 72-74 upp till maxmum av 8 kanaler.
   6. Spara filen och starta manuset genom att trycka på F5.
   7. Skriv in namnet på den * .CSV-filen (med eventuella ytterligare undermappar) in i pop-up fönster och tryck på Retur för att spara en ny * .TXT fil med de standardiserade signaler i den angivna mappen.
      Obs: Beroende på antalet kanaler som används n, innehåller denna fil n + 1 kolumner: den första kolumnen är den relativa tiden för provtagningen händelsen, de andra n kolumner representerar bas- och topparna händelser från de n kanaler som används för inspelningen. Ett värde på 0 representerar basspänningen, medan ett värde på 1 representerar en topp härrörande från passagen av flaggan genom IR-sensorn.
3. Analysera flyg spår med den standardiserade fil: Redigera flight_analysis.py skript för att tillgodose användarförsöksbetingelser:
   1. Högerklicka på ikonen flight_analysis.py. Välj "Öppna med IDLE".
   2. I linje 39 och linje 80 justera längdenav den cirkulära flygbanan enligt armen radien.
   3. Om det behövs, aktivera en valfri hastighet korrigering loop genom att ta bort # i ledningarna 50-52. Ändra hastighetsvärde i enlighet därmed.
   4. I linje 77 och linje 85, redigera tröskelhastigheten och tidsgapet värden för att korrigera för falska hastighet avläsningar i flygrutten och redogöra för mycket korta tidsluckor som uppstår mellan två på varandra följande långa oavbrutna flygande anfall.
   5. I linje 198 anger den totala inspelningstiden i sekunder. Ändra värdeområden i utgångsledningarna från linje 287 och framåt.
      Obs: Standardområden kan ändras enligt användarens experimentella krav. För att göra detta, alla numeriska värden inuti funktionen (ingår de i variabelnamn, till exempel i variabeln "flight_300_900") måste ändras till det önskade värdet.
   6. I linje 248 typ sökvägen till mappen där * .txt standardiserade filen sparas.
   7. Ange antaletav kanaler. Lägg till eller ta bort kanaler genom att lägga till eller ta bort en # i början av raderna 257-259, linjer 270-272 och linjer 279-281 upp till maximalt 8 kanaler.
   8. I linje 304 anger du sökvägen till den mapp där du vill spara utdatafiler.
   9. När alla användarinställningar anges, spara filen och starta manuset genom att trycka på F5.
   10. Skriv in namnet på den * .TXT fil för att analysera (med eventuella ytterligare undermappar) i pop-up fönster och tryck på retur.

Representative Results

Figur 5 visar representativa exempel på den typ av diagram som kan erhållas med användning av de skript som beskrivs i föregående avsnitt. Flygdata erhölls från experimentellt arbete bedrivs i Zoologiska institutionen vid universitetet i Cambridge genom att använda nicrophorus Nicrophorus vespilloides som modell (Attisano, opublicerade data). Två unga oparade män på cirka 20 dagar gamla var bundna till flyg fabriker och placeras under kontrollerade miljöförhållanden 14:10 L: D och 21 ° C. De skalbaggar fanns kvar i flygkvarn under 8 timmar i följd och flygningen aktiviteten registrerades. Den på siktanalys och den grafiska utsignalen gör det möjligt att lösa individuella skillnader i flygaktivitetsmönster. Till exempel, den första manliga (figur 5A) visade en stark flygverksamhet inom den första timmen av inspelningen, som kännetecknas av hög hastighet och kontinuerlig flygning som varade i ungefär tre timmar. Thär förlängd aktivitet fasen kännetecknas av en gradvis minskning av hastigheten från ca 1,6 m / s till ca 1 m / s som. Efter den initiala flygande anfallen visade individen en nästan periodiskt mönster av relativt kort flygning skjutningarna ca 10-15 minuters varaktighet vardera. Den andra hanen visade en helt annan flygmönster med flygande skjutningarna som aldrig översteg varaktigheten av 15-20 minuter (figur 5B). I denna person flygningen aktivitet karakteriseras av en bred spridning av flygande anfall under de första 4 timmars inspelning, varefter dess aktivitet blir nästan tidskrift. Denna person presenterade också mycket lågt flygande hastighet som bara ibland översteg 0,4 m / s.

Ett annat representativt exempel erhölls med en annan insekt modell, milkweed bugg Oncopeltus fasciatus. Data samlades in under en undersökning om migrations beteende och fysiologisk reaktion på livsmedels stress i milkweed bugg kvinnor ^24. I denna studieinspelningstid sattes till en timme för att karaktärisera honor som invandrare eller bosatta. Dessa beteendetyper kännetecknas av en "allt eller inget" svar. Flytt kvinnor bedriva ihållande och kontinuerliga flygningar vanligtvis varar i några timmar, medan inhemska honor visar aldrig flygverksamhet längre än några minuter. Således kommer en migrerande kvinnor visar en flygning mönster som i figur 6A, medan en person med hemvist hona kommer att präglas av ett rörelsemönster som den i figur 6B.

Figur konfiguration 1. Design for akrylplast stödstruktur. Den akrylplast stödstruktur för flyg bruken är konstruerad av tre olika delar. Det finns två utanför vertikala väggar (OW) innehåller både fack för hyllorna och en öppning för att ta emot IR-sensorer (A). Det finns en enda central vertikal vägg (CW) med slitsar för hyllorna. Och det finns 5 horisontella hyllor (HS) med slitsar för väggarna. Den magnetiska vrid limmas till de horisontella hyllorna vid position B. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2. Monterad flygning kvarn. (A) akrylplast stödstruktur monteras genom att skjuta fem horisontella hyllor (HS) i spåren i de två ytterväggar (OW) och den centrala väggen (CW), vilket resulterar i en struktur med 8 enskilda celler var och en innehåller en magnetisk pivot och en IR-sensor, vilket möjliggör 8 personer som ska flygas samtidigt. (B) svängarm med vilken insekterna uppbundna kan konstrueras för att accomm Odate en mängd olika storlekar och morfologier av insekter. (C) När den bundna insekt flyttar svängarmen upphängd mellan magneterna, folie flaggan i den andra änden av armen aktiverar IR-sensorn (pilen). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3. Design av kretsen ansluter IR-sensorer till dataloggern. (A) En enkel krets ansluter input från IR-sensorn till dataloggern. (B) Varje datalogger kan drivas och anslutas till dataloggern via ett lödfritt bakbord med hjälp av diagrammet. (C) Flera sensorer kan anslutas till en enda datalogger använder samma bakbord.large.jpg "target =" _ blank "> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4. Exempel på inspelade flyg händelser. Spänningstoppar representerar hela varv av flygningen brukets arm. (A) En hög kvalitet inspelning av en flygning händelse utan spänningsfall i den inspelade signalen. (B) En flygning händelse med en spänningsfall i den inspelade signalen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 5. Representativa flygdata från nicrophorus Nicrophorus vespilloides. Individuell variation under flygningbeteende är lätt att redovisas i flyg inspelningar. (A) En person flög kontinuerligt under cirka tre timmar efter starten av rättegången och sedan flög regelbundet med hög hastighet under resten av rättegången. (B) beteende hos individen är annorlunda i att denna skalbagge flög endast sporadiskt under hela rättegången och aldrig flög vid de höga hastigheter som ses hos individen i panelen A (notera skillnaden i skalan på Y-axeln). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 6. Representativa flygdata från milkweed bugg Oncopeltus fasciatus. Två olika beteendemönster är tydligt observeras mellan färd inspelningar. (A (B) Beteendet i panel A är i kontrast till den typiska flygbeteende hemvist individ. Invånarna flyger på lägre hastigheter och flyg anfall bara varar en kort tid (notera skillnaden i skala på X-axeln för A och B). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

En prisvärd, flexibel och justerbar flyg kvarn design.

Insekt flygning beteende är av intresse för en rad forskare, från dem som är intresserade i den grundläggande beteende insekter under variabla miljöer specialister inom biokontroll som behöver förstå hur villkoren påverkar benägenheten hos en skadedjur att skingra. Flight beteende kan studeras genom olika metoder som sträcker sig från flyg "löpband" och vindtunnlar som ungefärliga fältförhållanden för statiska uppbundna flyg enheter. Bundna flyg kvarnar, som den presenteras här, är begränsade i att vissa aspekter av flygningen, såsom förändringar i höjd, inte kan mätas ^14. Dock inte bundna flyg kvarnar tillåter insekter att flyga utan avbrott och därmed göra det möjligt för forskare att kvantifiera parametrar som hastighet, avstånd och periodicitet av flyg och korrelera dessa parametrar med miljöförhållanden, fysiologi och morphology.

Flygningen kvarn som presenteras här var utformad så att forskare utan specialkunskaper av elektronik för att bygga och använda en tjudrad flygkvarn för att studera flygbeteende hos insekter. En fördel med denna utformning är att den totala kostnaden för flyg kvarnen är låg jämfört med andra konstruktioner. Den totala kostnaden kan hållas långt under 300 dollar. Plastakrylskivor är de mest kostsamma objekt. Den andra fördelen är att flyg kvarn är anpassningsbar för de begränsade kontrollerade villkors arbetsytor som är tillgängliga i många laboratorier, i motsats till en specialiserad vindtunnel. Användningen av tre mm tjock transparent akrylplastskivor innebär att strukturen är både transparent, för att möjliggöra enkel observation av insekter, och också låg vikt, gör det möjligt för flyg kvarnen flyttas till lämplig plats för flygförsök. Det staplade konfigurationen av flyg mill cellerna maximerar antalet prover körda under minimering fotenskriva ut av anordningen. Vidare kan anordningen lätt tas isär för förvaring. Dessutom var flyg kvarnen utformad för att möjliggöra ett stort antal personer som ska provtas relativt lätt. Varje flyg kvarn innehåller 8 celler, som gör det möjligt för forskare att registrera flygverksamhet av flera personer samtidigt. Fästa insekter indirekt till vridarmen genom en insekt stiftet ger individuella insekter som skall placeras i och avlägsnas från flyg kvarnen snabbt. Slutligen är datainspelnings elektronik enkel och lätt att använda, med fritt tillgänglig programvara för dataanalys. När monterade, använder flyg kvarnen enkla IR-sensorer för att spela in flygverksamhet. Passagen av folien flaggan i slutet av armen genom den infraröda strålen gör att varje varv av armen som ska spelas in. Graden av revolutionen gör att data som hastighet, tillryggalagd sträcka, total flygtid och mönster av flygningen ska bokföras som bidrag till en datalogger.

Flygningen kvarnkan anpassas för ett antal olika typer av insekter. Användningen av hypodermiska stålrör för vridarmen är effektivare än andra alternativ, till exempel träpinnar eller sugrör, för även om tyngre, är motståndet produceras minskas med liten diameter, vilket gör att även små insekter att vara flygning testas. Nyligen har små bitar av optisk fiber använts i en flyg kvarn för små insekter ^25. Den böjda avslutning av armen kan limmas till ankaret i olika vinklar i förhållande till stödaxeln för att positionera den experimentella insekt i sin naturliga flygning orientering. Vid konstruktionen presenteras, där radien är 10 cm i längd, är hela gångsträcka i ett varv 62,8 cm. Ta bort den centrala vertikala väggen kommer att möjliggöra en alternativ konfiguration av flygbruket i vilken armen radien kan fördubblas i längd för att rymma större insekter och revolution avstånd upp till 1,20 m. I detta fall starkare magneter är rekomded att rymma och stabilisera längre brukets arm.

Som nämnts hela, är flyg kvarnen designen flexibla och anpassningsbara för insektsarter av intresse och forskarna har möjlighet att skräddarsy den för deras särskilda behov. Detta inkluderar inte bara de fysiska behoven hos insekten, inklusive parametrar såsom storlek, makt, struktur av nagelband, men också biologiska skillnader mellan arter. En potentiell nackdel med alla flyg fabriker är att bristen på böjd stöd "krafternas insekterna att flyga, kanske till utmattning. Även om detta är sant i vissa arter, till exempel, observerade vi den automatiska flykt svar med våra milkweed bugg försök, är det inte sant för alla insekter som vi har testat (t ex N. vespilloides). Men även med automatiskt svar, aldrig observerade vi insekter som flyger till utmattning eller död, delvis på grund av inspelningstiden valde vi att rymma biologi insekter. Således är det viktigt att görapreliminära synpunkter på insekten av intresse att förstå dess beteende i flyg fabriken för att optimera datainsamlingen. En ytterligare, väl känt problem med flyg kvarnar, är att trögheten kan bibehålla rörelse även efter insekten har slutat aktivt flyga. Skriptet tillhandahålls konton för feltolkning på grund av trögheten i flyg kvarnen, som kännetecknas av snabb minskning av flyghastighet och öka avstånden mellan topparna. Skriptet "flight_analysis.py" förkastar dessa "falska toppar" och skapar en ny signal för analys. Användaren kan välja tröskeln för korrigeringshastighet, vilket förklaras i noterna anges i skriptet.

En 5 V effektkälla är tillräckligt för att erhålla en läsbar spänningssignal, men en motor med variabel utspänning kan användas som kraftkälla för att tillåta ineffekten till varieras och sålunda optimera arbetsspänning för varje sensor. En sådan lösning kan också bidra till att öka visualisering kvalitet of topp signaler i programvarans inspelningsgränssnitt. Givarens utsignal visas i programvarugränssnittet som bildas av en bas och toppspänningar där basspänningen representerar den lägsta utgångsspänningen från sensorn vid vila (när den infraröda strålen inte avbryts) medan toppspänningen är ökningen från basspänningen som inträffar när den infraröda strålen avbryts så armen rör sig genom strålen. En inspänning av 5 V ger en ökning med cirka 100 mV och samtidigt öka ingången till 7 V ökar topp uppgång till 300 mV möjliggör en tydligare diskriminering av bas- och toppspänningar. Storleken på den valda lödfria breadboard bestämmer hur många flyg celler kan rymmas. För att minimera droppar i spänningssignalen under inspelning från flera sensorer, är det rekommenderat att placera motstånd i alternerande rader längs bakbord (se figur 3C).

Anpassningsbara signal standardisering och analysis manus skrivna för open access programmeringsspråket Python.

Standardisering och analys av spänningssignalen utförs genom att använda anpassade skrivna skript i Python, som är en fri, utbredda programmeringsspråk allmänt ändamål och hög nivå. Slutanvändaren kan enkelt anpassa skript för att arbeta med egna angivna inställningar. Den anpassning uppnås genom att helt enkelt ändra siffervärden eller variabelnamn. Anmärkningar om hur du anpassar parametrarna kan hittas inom manus själva. Normalvärdena i skripten är inställda på att leverera en finjustera signal standardisering, men användaren kan definiera alla önskade tröskel enligt värdet av medelspänningen för varje kanal. I flyganalysen manus, funktions flying_bouts från linje 105 beräknar varaktigheten i sekunder för längsta och kortaste flygande anfall, andelen tid under flygning över den totala inspelningstiden och antalet flygningar bout händelses av en viss tid intervall. Intervallen kan ändras enligt användarens experimentella krav. För att göra detta, alla numeriska värden inuti funktionen (ingår de i variabelnamn, till exempel i variabeln "flight_300_900") måste ändras till det önskade värdet. Antalet intervall och deras varaktighet beror helt enkelt på användarens specifikation. Manuset kommer att skriva på skärmen resultatet av analysen för varje kanal. Dessa inkluderar: genomsnittlig flyghastighet, total flygtid, tillryggalagd sträcka, kortaste och längsta flygande anfall och flygsammansättning. Dessutom återgår manuset a * .DAT fil för varje kanal och sparar den i mappen utgång som anges av användaren. Varje * DAT-filen innehåller två kolumner: den första representerar den relativa tiden för topp händelsen, den andra är den detaljerade hastighetsvariation mellan två på varandra följande toppevenemang. Denna fil kan importeras i Excel eller R för att producera ett diagram över hastighets variation övertid och visualisera flygaktivitetsmönster.

Sammanfattningsvis visar dessa resultat att detta flyg kvarn design kan enkelt och framgångsrikt genomförts för att samla in data för beteendestudier tittar på flygande aktivitetsmönster i olika insekts modeller. Sådana data kan användas för att undersöka individuella variationen i rörelsemönster som beroende till exempel på fysiologi och morfologi. Detta kan erbjuda stora insikter i de underliggande fysiologiska och morfologiska egenskaper som bestämmer individuella variationer i rörelsemönster som föda eller vandrande aktivitet, vilket i slutändan drabbar befolkningen som helhet. Den detaljerade hastighetsvariation över tiden kan användas i kombination med detaljerade fysiologiska och morfologiska mätningar, erbjuder ett verktyg för att studera konsumtionsmönster resurs eller effekter av variation i kroppsdelen morfologi på flygverksamhet.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Data Logger	DATAQ Instruments, Ohio, USA	DI-149	These particular data loggers were chosen because they can be easily connected via USB to a computer and come with free proprietary software (WinDaq/Lite, DATAQ Instruments, Ohio, USA) to visualize and record the sensor's output, increasing the affordability of the flight mill design.
Data Logger - potential alternative			A potential alternative to the DATAQ data loggers  is an RS232 to USB adaptor, readily available through office or electronic supply stores.  These should be able to read data directly from the serial port via the pyserial module.
Entomological pins	BioQuip
Hypodermic steel tubing 19 guage	Small Parts	B000FN5Q3I	Available through Amazon.com; other suppliers are available but be sure to purchase austenitic steel tubing to ensure the arm in non-magnetic
IR Sensors	Optek Technology Inc., Texas USA	OPB800W
N42 neodymium magnets			Readily available; can be purchased through specialized magnet suppliers, hobby stores or Amazon
Plexiglass/perspex			Readily available at any hardware store
Polystyrene columns for support			Any polystyrene or styrofoam packing materials that might otherwise be discarded or recycled can be used to fashion the support columns for the flight mill.  Otherwise, styrofoam insulation sheets are available at any hardware store.
Solderless Breadboard Power Supply Module	Arrela	MB102	The 5V power unit, breadboard and solderless male-male jumper wires can be easily purchased as a kit.