Summary
نحن وضع مطحنة طيران منخفضة التكلفة، وصغيرة، وشيدت مع العناصر المتاحة عموما واستخدامها بسهولة في التجريب. باستخدام هذا الجهاز، قمنا بقياس قدرة الطيران خنفساء الطعام الشهي، كويرسيفوروس خلد الماء.
Abstract
خنفساء الطعام الشهي، كويرسيفوروس خلد الماء (موراياما)، هو مكافحة ناقلات الممرض الفطرية التي تسبب وفيات جماعية من الأشجار زانية (ذبول البلوط الياباني). ولذلك، قد تساعد معرفة قدرة تشتيت إبلاغ الملائمة/شجرة إزالة الجهود الرامية إلى الوقاية من هذا المرض أكثر فعالية. في هذه الدراسة، تقاس بسرعة الطيران ومدة، وتقدر مسافة الرحلة الخنفساء استخدام مطحنة رحلة المطورة حديثا. مصنع للطيران منخفضة التكلفة والصغيرة، وشيدت باستخدام العناصر المتاحة عموما. وتشمل الذراع مطحنة الرحلة وفي المحور العمودي إبرة رقيقة. عينة خنفساء ملتصق بنصيحة واحدة من الذراع باستخدام الغراء الفورية. تلميح أخرى سميكة سبب يجري المغطاة بالبلاستيك، مما يسهل الكشف عن تناوب الذراع. الثورة الذراع يتم الكشف عن جهاز استشعار صور التي شنت على مصباح LED الأشعة تحت حمراء، وهو مبين بإجراء تغيير في الجهد الناتج عند تمرير الذراع فوق الصمام. صور الاستشعار متصل بجهاز كمبيوتر شخصي، ويتم تخزين البيانات الجهد الناتج بمعدل أخذ عينات من 1 كيلو هرتز. بإجراء تجارب باستخدام هذه الرحلة مطحنة، وجدنا أنه يمكن أن تطير كويرسيفوروس P. 27 كم على الأقل. لأن لدينا مطحنة الرحلة تتضمن البنود العادية الرخيصة والصغيرة، يمكن إعداد العديد من الرحلة المطاحن والمستخدمة بشكل متزامن في مساحة مختبرات صغيرة. وهذا يتيح المجربون الحصول على كمية كافية من البيانات في غضون فترة قصيرة.
Introduction
ترحيل الحيوانات طويلة المسافات بحثاً عن الغذاء والاصحاب. قد يحمل الحيوانات المهاجرة في بعض الأحيان غير مرغوب فيه من رفاقه. خنفساء الطعام الشهي الإناث، كويرسيفوروس خلد الماء (موراياما)، ناقل معروفة من مسببات الأمراض الفطرية، كوبونو كويرسيفورا رافايليا et شين-إيتو. يسبب هذا الممرض وفيات جماعية من الأشجار زانية (ذبول البلوط الياباني) وارتفاع مستوى الوفيات1. منذ عام 1980، هذا المرض وقد تم التوسع في جميع أنحاء اليابان، وقد أصبح مشكلة خطيرة2.
كويرسيفوروس ص حشرة صغيرة (4-5 مم في طول الجسم وملغ 4-6 في وزن الجسم)، وتوسع سنوي للمرض تشير إلى أنها قادرة على الطيران حتى3،كم عدد4. تحديد موقع شجرة مضيف الذكور كويرسيفوروس P. والنشرات تجميع فرمون التي تجذب كل من الذكور والإناث5. ونتيجة لذلك، الشجرة المضيفة الكتلة لهجوم من قبل كونسبيسيفيكس، ويموت في نهاية المطاف. الذكور المملون نفق داخل الشجرة بعد الهبوط وأنثى جذبت فرمون يدخل النفق ويضع البيض. فقست كويرسيفورس P. تنمو في النفق حتى يصبحوا بالغين. يخرج الكبار وتفريق لتحديد المضيفين الجديدة. وهكذا، التوسع في هذا المرض ربما تتصل بقدرة هذا الخنفساء المهاجرة. بيد أن المدى الذي يمكن أن تطير الخنفساء لا يزال غير واضح. وبالإضافة إلى ذلك، تكون الإناث أكبر من الذكور6 (الإناث: 4.6 ملم، وذكر: 4.5 مم) والخنافس الذكور البحث عن شجرة هدف، أدخل النفق داخل الشجرة، وثم جذب الأنثى. ونظرا لهذه الفروق الجنسية في حجم الجسم ودور الطيران في حياتهم، الفوارق الجنسية قد تكون موجودة في القدرة على الطيران، ولكن الفرق في القدرة لا يزال غير واضح.
وبصفة عامة، أنها صعبة للغاية قياس القدرة على الهجرة في الميدان، لا سيما الطيران القدرة، نظراً لمجموعة واسعة من منطقة الهجرة. تم قياس قدرة المهاجرة في المختبرات تحت الشروط المربوطة، مثل نظام مطحنة طيران، لأكثر من 60 عاماً7،،من89،10،11،12 , 13-أنظمة مطحنة الرحلات أظهرت أن بعض الحشرات لها القدرة على الطيران مسافات طويلة. على سبيل المثال، أطول مسافة الرحلة من خنفساء الصنوبر الجبلية في مصنع لطيران ما يزيد على 24 كيلو14، وطارت يانغ بلانيبينيسي تيتراستيتشوس أقصى ما يزيد على 7 كم15. على الرغم من أن مصنع للطيران أداة متوفرة بصورة شائعة، كثيرا ما تؤدي الاختبارات البيولوجية مع الحيوانات حية الفروق الفردية إلى حد كبير كبير. للتغلب على هذا، العديد من القياسات، وكرر عدة مرات، مطالبون بالحصول على تقديرات موثوقة تشتت يعني القدرة. ولذلك، ينبغي استخدام الأفراد متعددة في نفس الوقت لجمع كمية كافية من البيانات السريعة. ومع ذلك، تجارب متزامنة تتطلب مساحة أكبر، الأجهزة تجريبية متعددة، وهي أكثر تكلفة بالمقارنة مع نظام قياس واحد. وبالتالي، يجب أن تكون منخفضة التكلفة مطحنة الرحلة، ينبغي أن تكون بسهولة بنيت مع العناصر المتاحة عموما، والاتفاق في الحجم. وعلاوة على ذلك، لا ينبغي تعقيداً الإجراء التجريبي أو تحتاج إلى عامل ماهراً.
نحن المجتمعين في هذه الدراسة، مطحنة رحلة صغيرة ومنخفضة التكلفة (الشكل 1 و الشكل 2) التي يمكن استخدامها بسهولة في التجريب، وتقاس قدرة الطيران خنفساء الطعام الشهي، P. كويرسيفوروس-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1-تشييد مصنع للطيران
-
بناء جهاز مطحنة الرحلة
- قطع الجزء البلاستيك من إبرة (المعادن جزء: 40 ملم في الطول و 0.25 مم في القطر؛ والجزء البلاستيك: 22 ملم في الطول وقطرها 2 ملم) مع كليبرز (الشكل 3).
- إصلاح هذا الإبرة مع إبرة غير معالجة في شكل صليب مع الإيبوكسي الراتنج اللاصق (الشكل 3)، إحالتها كذراع طاحونة رحلة وابرة محوري.
ملاحظة: لابره محوري، ينبغي أن يكون الجانب غير المعالجة جانب السفلي. كشف طرف الذراع مطحنة الرحلة الالتصاق خنفساء (الشكل 1B و الشكل 3).
-
بناء قاعدة
- جعل نقرة صغيرة على سطح لوحة معدنية غير القابل للصدأ رقيقة (5 سم × 5 سم) بواسطة يدق مسمار الحيلولة دون انزلاق أفقياً الإبرة المحورية (الشكل 4).
ملاحظة: الأبعاد الفعلية للوحة معدنية غير حرجة، ومادة أخرى ممكنة، ولكن تجنب استخدام أي مواد لينة؛ وبخلاف ذلك، سوف يكون عالقاً الإبرة، منع الطاحونة من الدائرة. - وضع وتحديد لوحة معدنية على خشبية المجلس (قاعدة خشبية) بشريط لاصق.
- صفيحة فولاذية لجعله مزدوج منحنى على شكل L (الشكل 1 و الشكل 2 أ).
ملاحظة: أنه مناسب لاستخدام صفيحة معدنية على شكل L لإصلاح الأثاث على الحائط. وكان آخر نقطة مريحة دعما لاستخدام هذا النوع من لوحة أن اللوحة لديها بالفعل العديد من الثقوب. واستخدمت الثقوب للشد، وأيضا تحديد زر الأداة إضافية (الشكل 1A و الشكل 4). - جعل اسطوانة بقطع طرف ماصة البلاستيك القابل للصرف (الطول = 1 سم، خارج القطر (نقلت) = 4 ملم، وقطرها الداخلي (معرف) = 2 مم) لتوجيه إبرة محوري (الشكل 2A و الشكل 4).
- وضع وتحديد لوحة مزدوجة على شكل L والاسطوانة على اللوحة المعدنية (الشكل 2A و الشكل 4).
- جعل نقرة صغيرة على سطح لوحة معدنية غير القابل للصدأ رقيقة (5 سم × 5 سم) بواسطة يدق مسمار الحيلولة دون انزلاق أفقياً الإبرة المحورية (الشكل 4).
-
بناء جهاز الاستشعار
- ثني لوحة معدنية لجعله على شكل L جعل من لوحة العلوية.
ملاحظة: أنه مناسب لاستخدام صفيحة معدنية على شكل L لإصلاح الأثاث على الحائط (الشكل 5B-ج). إذا كان الأمر كذلك، يمكنك تخطي هذه الخطوة. - وضع قبعة معدنية صغيرة (5 ملم في الطول وقطر 1 ملم) على اللوحة العلوية (الشكل 2D-E، الرقم 4، و الشكل 5A).
ملاحظة: كحد أقصى، قمنا باستخدام زر الأداة إضافية. مرت من خلال ثقب في اللوح على شكل L (الشكل 4). - إصلاح جهاز استشعار صورة على لوحة على شكل L (الشكل 4 و الشكل 5 ألف). أبله الركازة حلبة للاستشعار على اللوحة على شكل L لحفظ مساحة (الشكل 2D-E، و الشكل 4).
- الصق مصباح LED الأشعة تحت حمراء (150 ميغاواط) في مغناطيس صغيرة جنبا إلى جنب مع الركازة حلبة للصمام (الشكل 1A و 2A الشكل).
- ضع الصمام (150 ميغاواط) في الصفيحة القاعدية تحت جهاز استشعار الصور (الشكل 1A و 2A الشكل).
- ثني لوحة معدنية لجعله على شكل L جعل من لوحة العلوية.
-
بناء على حامل
- ثني لوحة معدنية لجعله على شكل L.
ملاحظة: أنه الأنسب لاستخدام صفيحة معدنية شكل L لإصلاح الأثاث على الحائط (الشكل 5B-ج). إذا كان الأمر كذلك، يمكنك تخطي هذه الخطوة. - إصلاح اللوحة على خشبية المجلس (الجدار الخشبي) مع مسامير (الشكل 1و الشكل 4و الشكل 5 (ب)). ارتفاع لوح خشبي ليست حاسمة، كان 7 سم في هذه الدراسة.
- ثني لوحة معدنية لجعله على شكل L.
-
توصيل الكابلات
- توصيل جهاز استشعار الصور لقناة إدخال التناظري (العين) من محول A/D عن طريق الكابلات الكهربائية العادية.
ملاحظة: من المفيد إذا المجمعة جميع الكابلات وثابتة على لوحة على شكل L (الشكل 5B-د) نظراً لأن مساحة عمل فوضوي غالباً ما يمنع التلاعب ما يرام خلال التجربة. - قم بتوصيل المحول A/D لجهاز كمبيوتر شخصي (PC) عن طريق كابل الناقل التسلسلي العام.
- توصيل جهاز استشعار الصور لقناة إدخال التناظري (العين) من محول A/D عن طريق الكابلات الكهربائية العادية.
2. الإجراء التجريبي
- جمع جميع طازجة ظهرت كويرسيفوروس P. الكبار من قتلى سنديان كريسبولا بلوم (زانيات: زانية) شجرة في الصباح (7-9 صباحا) لليوم الذي التجربة التي يتعين القيام بها.
ملاحظة: لا تستخدم الخنافس التي تم جمعها في اليوم السابق. خرج أكثر من 100 الخنافس كل يوم والخنافس النشأة تم فحصها يوميا. راجع مرجع16 لطرق مفصلة على جمع الخنافس. - وضع خنفساء على الجليد أنيسثيتيزاتيون. تجنب الحصول على خنفساء الرطب؛ وبخلاف ذلك، سيكون من الصعب لإكمال الإجراء التالي. تنفيذ كافة الإجراءات اللاحقة على الجليد.
- ضع كمية صغيرة من عنصر واحد من الغراء الفورية (جيليليكي الغراء) على الخنفساء برونوتوم مع الذراع مطحنة، وإبقاء الذراع مطحنة على اتصال برونوتوم.
ملاحظة: سوف يجف الغراء جيليليكي ببطء على عقب إذا تم استخدام هذا الغراء وحدة. ومع ذلك، وظائف هذا الغراء بسرعة عندما تختلط مكونين (جدول المواد). سيتم استخدام العنصر الآخر (الغراء السائل) في الخطوة التالية. - إضافة كمية صغيرة من العناصر الأخرى من الغراء (الغراء السائل) باستخدام إبرة دقيقة أو عصا. التأكد من وجود الأجنحة المجانية من الغراء (الشكل 1B). يتم استخدام الغراء السائل لتسهيل تصلب الغراء جيليليكي.
- ضبط الإبرة على شكل الصليب في الطاحونة الرحلة (الشكل 6) باستخدام مغناطيس لعقد لوحة على شكل L (اللوحة العلوية) على لوحة أخرى على شكل L. ببساطة حرك أعلى لوحة عند ضبط ارتفاع اللوحة العلوية للابرة. إدراج تلميح الأعلى من الإبرة المحورية في حفرة الزر المفاجئة على الصفيحة العلوية (الشكل 5A)، ثم ضع نصيحة أخرى إلى الدليل على الصفيحة القاعدية (الشكل 6).
- ضبط موضع "الصمام" تحت جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء.
3-الحصول على البيانات وتحليلها
- تسجيل إشارة تضخيم الناتج من أجهزة الاستشعار والصور وتخزينها في جهاز الكمبيوتر عن طريق تحويل A/D باستخدام البرمجيات التجارية مع معدل أخذ عينات من النقاط 1,000/s (الشكل 7 أ) (لتحويل A/D، والبرمجيات، و جدول للمواد).
- بدء تشغيل البرنامج داقفاكتوريكسبريس.
- انقر فوق علامة زائد (+) علامة على رمز التسجيل في إطار مساحة العمل .
- الحق انقر فوق اسم مجموعة قطع الأشجار وحدد بدء تسجيل تعيين.
ملاحظة: البرنامج يستمر تسجيل وحفظ البيانات. - لإيقاف التسجيل، انقر على الحق في اسم تسجيل الدخول إلى مجموعة وحدد تسجيل وضع نهاية لحفظ ملف.csv.
- استخراج مرور الوقت الذراع مطحنة الرحلة أعلاه LED الأشعة تحت الحمراء باستخدام برامج ملائمة عن طريق الكشف عن الأوقات فقط عندما الجهد مسجل تجاوز العتبة (0.5 V).
ملاحظة: نظراً لأن بعض البرامج (مثلMS Excel) يمكن قراءة ملف.csv الذي تم إنشاؤه، استخدام برمجيات مألوفة تبعاً للغرض من الدراسة. إذا لزم الأمر، تحميل برامج مصنوعة خصيصا المتاحة عبر Github، https://github.com/HidetoshiIkeno/FlightMill. لمزيد من المعلومات حول البرامج لدينا، فضلا عن إرشادات لاستخدام البرنامج، راجع الملف التمهيدي الذي يترافق مع البرنامج الرئيسي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
في هذه التجارب، وأظهرت حوالي 50% الخنافس ينطبق على مصنع للطيران الثورات واحد أو أكثر. عند تمرير الجزء البلاستيك خط ظاهري بين أجهزة الاستشعار والصمام، الجهد مسجل تغيرت من حول 0 الخامس إلى حوالي 6.5 V، وكانت مدة لدى مرور داخل 10-20 مللي ثانية، اعتماداً على سرعة الطيران. ولذلك، لوحظ تغيير جهد مثل سبايك كالثورة واحد (الشكل 7). وحددنا الرحلة عندما تدور الذراع مطحنة الرحلة، أيالجهد تجاوزت العتبة (0.5 V)، بغض النظر عن العدد من الثورات في نوبة أو سرعة الثورة فترة الثورة. وحددنا أيضا وقت الرحلة كوقت فقط عندما تجاوز العتبة الجهد مسجل. وهكذا، تم استخراج نقطة مرة واحدة فقط لكل إصدار الجزء البلاستيك. ونتيجة لذلك، 50% الخنافس ينطبق على مصنع للطيران "طار". وبدأ بعض الخنافس تميل إلى تفتح وتغلق اجنحتها مرارا وتكرارا قبل رحلة، على الرغم من أن في معظم الحالات الخنافس تحلق دون إظهار أي علامات مسبقاً. بشكل عام، خنفساء أبقى تحلق لفترة زمنية معينة (الطيران الجزئي) وثم توجه مرة أخرى بعد فاصل زمني (الشكل 7-د). أنه لم يكن من الممكن التنبؤ بما إذا كان أو لم يكن الخنفساء سوف تستأنف رحلة. وهكذا، نحن عينت قياس يجري كاملة عند الفاصل الزمني كان أكثر من 60 دقيقة.
وفي معظم الحالات، طار الخنافس بسرعة 3-6 الثورات في الثانية الواحدة (0.75-1.50 m/s). أننا تقدر مسافة الرحلة الإجمالية بضرب مسافة الثورة واحدة (أي، محيط مسار الرحلة)، التي سوف تكون 25.1 سم تقريبا، وتعتمد على دائرة نصف قطرها ذراع طاحونة الرحلة، مع العدد الإجمالي للثورات. لتجنب النقص في تقدير قدرة الطيران الخنافس، يمكننا حذف الخنافس التي أظهرت رحلة قصيرة (أقل من 1 كم) من هذا التحليل. وأخيراً، حصلنا على الخنافس 16 (7 من الذكور والإناث 9) من 35 الخنافس التي يؤديها الثورة واحد على الأقل.
وحددنا مدة الرحلة تحلق على ارتفاع إجمالي الوقت المستغرق، ومسافة الرحلة كمسافة summed لرحلات جزئية. وأظهرت الخنافس 16 على مدار 1.26 (3.24 كيلو) أو الرحلة أطول دون مدخول الطاقة. المدة القصوى والمسافة كانت ح 7.5 و 27.1 كيلومتر، على التوالي. لأن الرحلة المدد والمسافات كانت مختلفة إلى حد كبير بين الأفراد في هذه التجارب، القيم الوسطية كانت مفيدة أكثر من قيم المتوسط الحسابي.
لدراسة الفروق الجنسية في القدرة على الطيران، تجميع البيانات حسب الجنس، وخلصت إلى أن المسافة رحلة مماثلة للذكور (الوسيط: 10.2 كم ومتوسط: 13.4 ± كم 3.11، دقيقة: 3.3 كم، ماكس: 27.1 كيلومتر) والإناث (الوسيط: 17.2 كيلومتر، متوسط: 17.2 ± كم 2.16، دقيقة : 8.7 كيلومتر، ماكس: 25.4 كيلومترا). اختبار مجموع الرتب الرتبي أظهر أي فرق معتد به (p = 0.211) في مسافة الرحلة بين الذكور والإناث (الشكل 8) ولا في مدة الرحلة بين الذكور والإناث (الذكور: ح 3.8، الإناث: 4.7 ح، ف = 0.142). وهكذا، نستنتج أن كلا الجنسين من الخنافس قد يكون لها نفس القدرة من الرحلة في المسافة والمدة.
رقم 1: لمحة عامة عن مصنع للطيران. (أ) رأي منحرف من مصنع للطيران. مقارنة لكرة تنس للقياس. (ب) خنفساء يعلق على مصنع للطيران. (ج) جداول مطحنة الرحلة. انظر الشكل 2 لمزيد من التفصيل لكل الأجزاء. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 2: مطحنة الرحلة من زوايا نظر مختلفة. أمامي (A)، والجانب الأيسر (ب)، والجانب الأيمن (ج)، وعرض (د) أعلى من مصنع للطيران. (ه) رأي السفلي من اللوحة العلوية. لتصوير، تم نقل الصمام تحت جهاز استشعار الصور. : إبرة المحوري، وشركة بريتيش بتروليوم: الصفيحة القاعدية، دلب: مزدوجة على شكل L لوحة، غيغابايت: دليل على الصفيحة القاعدية، gt: دليل على اللوحة العلوية، الصمام: LED الأشعة تحت الحمراء، ليرة لبنانية: لوحة على شكل L، ماجستير: الطيران الذراع مطحنة، عضو البرلمان ولوحة معدنية على الصفيحة القاعدية، ps: صور الاستشعار. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3: الإبرة المستخدمة لمطحنة الطيران. إبرة الأصلي (يسار) وابرة على شكل الصليب (يمين). حجم إبرة: المعادن جزء: 40 ملم في الطول و 0.25 مم في القطر، والجزء البلاستيك: 22 ملم في الطول و 2 مم في القطر. : إبرة المحوري، ماجستير: الطيران طاحونة الذراع. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4: كيفية بناء مصنع للطيران- الرجاء مراجعة النص للحصول على التفاصيل. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 5: الرحلة أجزاء ماكينة الطحن. (أ) دليل على اللوحة العلوية وجهاز استشعار صور تم إصلاحها على لوحة على شكل L بمادة لاصقة راتنج الإيبوكسي. قطر ثقب زر الأداة 1 مم وكان الطول 5 مم. (ب) طريقة عرض مائل مطحنة الرحلة من زاوية اليمين العلوي. مغناطيس يربط اثنان لوحات على شكل L. صفيحة على شكل L أسود مشدود على لوحة خشبية. (ج) منظر خلفي لمصنع للطيران. المجمعة الكابلات الكهربائية وتم تثبيتها على لوحة على شكل L كان مشدود على لوحة خشبية. (د) هي صفت ثلاث رحلات ميلز (F1-F3) في مساحة صغيرة (45 سم × 20 سم). gt: دليل على الصفيحة العلوية، مغ، المغناطيس، ملاحظة: صور الاستشعار. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 6: كيفية ضبط مصنع للطيران- الشريحة أعلى لوحة عمودياً وإدراج تلميح الأعلى من الإبرة المحورية في الدليل على لوحة الأعلى، أي، ثقب زر الأداة الإضافية. إدراج الإبرة على شكل الصليب في حفرة لصفيحة على شكل L مزدوجة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 7: تتبع الوقت الممثل من الثورات. (أ) مثال على إخراج الجهد خلال 500 مللي (A)، 10 s (ب)، وعلى نشاط طيران (ج) 1 ساعة. يتم توسيع تتبع وقتيا من (ج) إلى (أ). تشير الخطوط المنقطة إلى الفترات التي يتم توسيعها. تم أخذ عينات الإخراج الجهد كل 1 مللي ثانية (1000 نقطة في الثانية الواحدة). عند تمرير الذراع أعلاه LED الأشعة تحت الحمراء، الجهد الناتج من أجهزة الاستشعار وزاد من 0.01 الخامس إلى حوالي 6.7 الخامس. وقد لوحظ تغيير جهد مثل سبايك كالثورة واحد (ب). عندما يكون المقياس الزمني دقيقة مثل في لوحة ج، يحتفل برحلة طويلة الأمد، مثل مستطيل أسود (ج). عادة، قد نشاط الطيران مرحلتين: واحدة مرحلة مكثفة على متن الطائرة، والآخر هو مرحلة وقفه. طول الفاصل الزمني بين مراحل الرحلة المكثفة لا يمكن التنبؤ بها. خلال المرحلة المركزة على متن الطائرة، طار الخنفساء بسرعة ثابتة. (د) تراكمت استعلاء الجهد الناتج والمقابلة مسافة الرحلة. ناتج الجهد هو نفسه كما هو الحال مع الفريق (ج). الأزرق: الجهد الناتج من رحلة 1-ح، أحمر: تراكم مسافة الرحلة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 8: مقارنة مسافة الرحلة بين الذكور والإناث- قطعة مربع مسافة الرحلة. ويلاحظ لا اختلاف كبير في مسافة الرحلة بين الذكور والإناث. الخط في المربع يشير إلى الوسيط، وحواف المربع تشير إلى ربعي أعلى وأدنى، على التوالي. يتم الإشارة إلى قيم الحد الأدنى والحد الأقصى من شعيرات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
قمنا بتطوير منخفضة التكلفة وسهلة الإنشاء، ومطحنة الطيران المدمجة للحشرات الصغيرة مثل كويرسيفوروس P. (4-5 مم في طول الجسم وملغ 4-6 في وزن الجسم). لدينا مطحنة رحلة شملت البنود العادية فقط مثل إبرة، الأشعة تحت الحمراء الصمام، صور الاستشعار والغراء لحظية، إلخ، ولا تتطلب أي عناصر متطورة أو مكلفة أو نادرة مثل الكمبيوتر التي تسيطر عليها الأجهزة الكهربائية. هذا تمكين جمع سهلة وسريعة للعناصر اللازمة، وخفض تكاليف التجريبية. والواقع أن يكلف الين 1,000 فقط (حوالي 10 دولاراً أو EUR 8 أو 7 جنيه استرليني) في رحلة الألف (باستثناء غير الطيران مطحنة بنود محددة مثل الكمبيوتر، تحويل A/D، والبرمجيات، وترخيص البرمجيات إلخ) وعلاوة على ذلك، كان مصنع للطيران المقدمة المدمجة. ومن ثم، كان من الممكن لإعداد واستخدام عدة مصانع الطيران16 دون الحاجة إلى مساحة كبيرة تجريبية (الشكل 5). تلك هي النقاط أقوى من هذا الأسلوب فيما يتعلق بمنهجيات ميلز رحلة أخرى.
قوة الدفع كانت صغيرة جداً في حالة هذا خنفساء صغيرة. ولذلك، يجب أن تكون مقاومة الاحتكاك صغيرة بقدر الإمكان، كما ورد في الدراسات السابقة15،17. هذا أمر حاسم جداً للقياس. من وجهة النظر هذه، كان استخدام إبرة رقيقة مريحة للغاية للحد من منطقة الاتصال من رحلة الطاحونة الصفيحة القاعدية. ولنفس السبب، الجزء العلوي من مصنع للطيران يجب أن تكون أيضا السلس. يجب أن تكون جميع نقاط الاتصال المحتملة أو أماكن السلس.
عند الصغيرة الحشرات مستهدفة، مطحنة الرحلة يجب أن تبقى مسطحة، على الرغم من أن الورقات السابقة لا ذكرت هذا واضح. وبخلاف ذلك، قياس النتائج يمكن أن تتأثر بشكل غير متوقع بالآثار المتعلقة بالجاذبية. التأثيرات المتعلقة بالجاذبية ومقاومة الاحتكاك كبيرة يمكن أن تسفر عن نتائج مضللة. وكان آخر نقطة حرجة دقة طول الذراع مطحنة الرحلة. نظراً لتجاوز العدد من الثورات ما يزيد على عشرة آلاف عند الخنافس وحلّقت لمسافات طويلة، قياس طول إبرة غير دقيقة توفر بيانات مضللة. قياس نصف قطر الثورة الذراع مطحنة بعد البناء أكثر عملية من صنع الطاحونة الطيران الذراع الطول المطلوب على وجه التحديد.
وتقترح هذه التجربة لقياس نشاط الطيران P. كويرسيفوروس، بعض النقاط الهامة من الناحية العملية. أولاً، يجب إجراء القياسات بواسطة الخنافس التي ظهرت حديثا. حتى الآن، وقد لاحظنا أن بدأت تجربة في الصباح قدمت عددا أكبر من الخنافس التي تطير أكثر من 1 كم، بالنسبة إلى ابتداء من بعد ظهر اليوم. ومن ثم، ومن الناحية المثالية يجب أن تقاس الخنافس أكبر عدد ممكن في الصباح. ثانيا، قد تكون الأدلة على اللوحة العلوية وقاعدة حاسمة لجمع كميات كبيرة من البيانات. وكان التجربة إجراء باستخدام الإجراء وصف سهلة وسريعة جداً. من أنيسثيتيزينج إلى الانتهاء من الالتصاق، واستغرق أقل من 1 دقيقة في كثير من الأحيان، ضبط الإبرة على شكل الصليب لمصنع للطيران هي الخطوة الحد من معدل. إذا كان الأمر يستغرق الكثير من الوقت، ويمكن قياس الخنافس قليلة فقط. تساعد تلك الأدلة لضبط الإبرة للطاحونة بسرعة. ثالثا، الأفضل الظروف للقياس يجب أن وجدت، فضلا عن إجراءات أفضل للتعامل مع الحشرات. ومن الناحية المثالية، يجب استخدام كافة البيانات المقاسة للتحليل، على الرغم من أن استبعاد كان كثيرا ما تستخدم في مجال سلوك الحيوانات9،10،18. ونحن حذف الحشرات التي طارت أقل من 1 كيلو متر نظراً لأننا لا نعرف ما إذا كان الطيارون المسافة القصيرة تتمتع بقدرة فقراء على الطيران أو سبب بعض أخطاء تجريبية الرحلات مسافة قصيرة. وسيوفر أداء أفضل من التجربة وضع تقدير أكثر دقة للقدرات الرحلة الخنافس.
قد يكون قيد آخر في نفس الوقت أخذ عينات بيانات من الكثير من الخنافس. جهاز كمبيوتر ورفيع المستوى مفيد في معالجة البيانات مصانع الطيران متعددة في وقت واحد. وخاصة أثناء الحفظ وكتابة البيانات، مواصفات الكمبيوتر الحاسمة. نظراً لأن الرحلة عالية السرعة وطويلة الأمد، يمكن أن تذهب بعض البيانات مفقودة إذا لم يتم استخدامه على أجهزة كمبيوتر مناسبة. ووجدنا معدل أخذ العينات 1 كيلو هرتز يكون أفضل بالنسبة لنا الإعداد. ومع ذلك، يجب تعديل معدل أخذ العينات لكل جهاز مطحنة رحلة محددة.
لأنه تم إنهاء القياس لرحلة خنفساء عندما تجاوز فترة رحلة 60 دقيقة، نحن الاحتفاظ بمراقبة كل خنفساء بعد انقضاء 60 دقيقة. وبالإضافة إلى ذلك، كان لدينا تحليل قبالة مبطنة. وهكذا، سيكون مفيداً إذا كان بعض الدول السلوكية مثل فاصل زمني لطيران، مدة رحلة، ومسافة الرحلة، إلخ. يتم إبلاغ/عرض في الوقت الحقيقي. لتحقيق تحليل في الوقت الحقيقي، ويجب وضع برنامج جديد في المستقبل، وينبغي أن تستخدم جهاز كمبيوتر ورفيع المستوى.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
Acknowledgments
ونحن نشكر السيد س. فوكايا، والسيد أ. اوكودا، والسيد ت. Ishino للمساعدة مع هذه التجارب. وأيد هذه الدراسة معونة "البحث العلمي" من "الجمعية اليابانية" "تعزيز العلوم" (رقم 15 ك 14755).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| needle | Seirin | J type No. 5 x 40 mm | |
| epoxy resin adhesive | Konishi | #16113 | |
| metal plate | from a home improvement store | ||
| disposable plastic pipette | from a home improvement store | ||
| snap button | from a craft store | ||
| IR sensor | Hamamatsu Photonics | S7136 | |
| IR LED | OptoSupply | OSIR5113A | 150 mW |
| custom-made program | downloadable from Github. URL: https://github.com/HidetoshiIkeno/FlightMill |
||
| instant glue | Toagosei | 31204 | |
| A/D converter | LabJack Co. | U3-HV | |
| DAQ software | AzeoTech | DAQFactoryExpress | download from AzeoTech Web page. |
References
- Kubono, T., Ito, S. Raffaelea quercivora sp. nov. associated with mass mortality of Japanese oak, and the ambrosia beetle (Platypus quercivorus). Mycoscience. 43, 255-260 (2002).
- Kobayashi, M., Ueda, A. Wilt disease of Fagaceae trees caused by Platypus quercivorus (Murayama) (Coleoptera: Platypodidae) and the associated fungus: Aim is to clarify the damage factors. J Jpn For Soc. 87, in Japanese with English summary 435-450 (2005).
- Nunokawa, K. Local distribution and spreading process of damages caused by Japanese oak wilt in Niigata Prefecture, Japan (in Japanese). Bulletin of Niigata Prefectural Forest Research Institute. 48, 21-32 (2007).
- Ohashi, A. Distribution and spreading of damages caused by Japanese oak wilt in Gifu Prefecture, Japan (in Japanese). Bulletin of the Gifu Prefectural Research Institute for Forests. 37, 23-28 (2008).
- Tokoro, M., Kobayashi, M., Saito, S., Knuura, H., Nakashima, T., Shoda-Kgaya, E., Kashiwagi, T., Tebayashi, S., Kim, C., Mori, K. Novel aggregation pheromone, (1S,4R)-p-menth-2-en-1-ol, of the ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Coleoptera: Phatypodidae). Bulletin of FFPRI. , 49-57 (2007).
- Nobuchi, A. Platypus quercivorus Murayama (Coleoptera, Platypodidae) attacks to living oak trees in Japan, and information of Platypodidae (I). Forest Pest. 42, 2-6 (1993).
- Clements, A. N. The sources of Energy for flight in mosquitoes. J Exp Biol. 32, 547-554 (1955).
- Armes, N. J., Cooter, R. J. Effects of age and mated status on flight potential of Helicoverpaarmigera (Lepidoptera: Noctuidae). Physiol Entomol. 16, 131-144 (1991).
- Stewart, S. D., Gaylor, M. J. Effects of age, sex, and reproductive status on flight by the tarnished plant bug (Heteroptera: Miridae). Environ Entomol. 23, 80-84 (1994).
- Sarvary, M. A., Bloem, K. A., Bloem, S., Carpenter, J. E., Hight, S. D., Dorn, S. Diel flight pattern and flight performance of Cactoblastis castorum (Lepidoptera: Pyralidae) Measured on a flight mill: influence of age, gender, mating status, and body size. J Econ Entomol. 101 (2), 314-324 (2008).
- Zhang, Y., Wyckhuys, K. A. G., Asplen, M. K., Heinpel, G. E., Wu, K. Effect of Binodoxys Communis parasitism on flight behavior of the soybean aphid, Aphis glycines. Biol Control. 62, 10-15 (2012).
- Sappington, T. W., Burks, C. S. Patterns of flight behavior and capacity of unmated navel orangeworm (Lepidoptera: Pyralidae) Adults related to age, gender, and wing size. Environ Entomol. 43, 696-705 (2014).
- Attisano, A., Murphy, J. T., Vickers, A., Moore, P. J. A simple flight mill for the study of tethered flight in insects. J. Vis. Exp. (106), e53377 (2015).
- Evenden, M., Whitehouse, L., C, M., Sykes, J. Factors influencing flight capacity of the mountain pine beetle (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). EnvironEntomol. 43, 187-196 (2014).
- Fahrner, S. J., Lelito, J. P., Blaedow, K., Heimpel, G. E., Aukema, B. H. Factors affecting the flight capacity of Tetrastichus planipennisi (Hymenoptera: Eulophidae), a classical biological control agent of Agrilus Planipennis (Coleoptera: Buprestidae). Environ Entomol. 43, 1603-1612 (2014).
- Pham, D. L., Ito, Y., Okada, R., Ikeno, H., Isagi, Y., Yamasaki, M. Phototactic behavior of the ambrosia beetle Phatypusquercirorus (Murayama) (Coleoptera: Platypodidae) before and after flight. J Insect Behav. 30, 318-330 (2017).
- Wanner, H., Gu, H., Dorn, S. Nutritional value of floral nectar sources for flight in the parasitoid wasp, Cotesia glomerata. Physiol Entomol. 31, 127-133 (2006).
- Rowley, W. A., Graham, C. L. The effect of age on the flight performance of female Aedes aegypti mosquitoes. J Insect Physiol. 14, 719-728 (1968).
