Summary
Het algemene doel van deze procedures moet opzetten, onderhouden en vernieuwen van een gevangenschap bevolking van Eristalis tenax in de instelling van een onderzoek.
Abstract
Met een geschatte 6000 soorten wereldwijd zijn zweefvliegen ecologisch belangrijk als alternatieve bestuivers voor gedomesticeerde honingbijen. Ze zijn echter ook een nuttige wetenschappelijke model om te studeren beweging visie en vlucht dynamiek in een gecontroleerde laboratorium-omgeving. Als de larven in biologisch vervuild water ontwikkelen, zijn ze nuttig modellen voor het onderzoeken van investeringen in microbiële immuniteit. Terwijl de grootschalige commerciële fokken voor landbouw al optreedt, zijn er geen gestandaardiseerde protocollen voor het handhaven van gevangenschap populaties voor wetenschappelijke studies. Dit is belangrijk als commerciële gevangenschap fokprogramma's gericht op de massa uitgang tijdens piek bestuiving periodes kunnen niet met een bevolking die consistent, stabiel en robuust jaarrond, als voor andere onderzoeksdoeleinden vaak nodig is. Daarom is een methode om te stellen, te onderhouden en vernieuwen van de bevolking van een intern onderzoek vereist. Hier beschrijven we het gebruik van een kunstmatige winterslaap-cyclus, naast de vereisten voor voeding en huisvesting, voor lange termijn onderhoud van Eristalis tenax. Met behulp van deze methoden hebben we aanzienlijk vergroot de gezondheid en de levensduur van gevangenschap populaties van E. tenax in vergelijking met vorige verslagen. Bovendien spreken we over kleinschalige fokmethoden en opties voor het optimaliseren van de opbrengsten en manipuleren van de demografie van de bevolking.
Introduction
Zweefvliegen zijn opkomst als nuttige modellen voor het onderzoeken van een aantal wetenschappelijke vragen, met inbegrip van vlucht gedrag1, neurale mechanismen die ten grondslag liggen aan de motie vision2, bestuiving efficiëntie3,4, 5 , 6 en7van de microbiële immuniteit. In tegenstelling tot sommige andere dipteran modellen, zoals Drosophila8, zijn er echter geen gestandaardiseerde protocollen voor het lab opfokken van zweefvliegen voor gebruik in wetenschappelijk onderzoek. Inderdaad, zelfs als de huidige literatuur worden methoden beschreven voor het fokken van de zweefvlieg Eristalis tenax, veel van deze zijn ontwikkeld voor de massale teelt van zweefvliegen voor gewas bestuiving, bio-afbraak van organisch afval of anatomische studies 9 , 10 , 11. dus, ze bieden geen oplossing voor de behoefte aan een eenvoudig protocol dat een consistente levering van gezonde robuuste zweefvliegen, biedt met behoud van de genetische geschiktheid van de bevolking.
Na bijen en hommels zijn zweefvliegen een van de belangrijkste wild, generalist pollinator groepen12,13. Er zijn ongeveer 6000 zweefvlieg soorten wereldwijd14,15, met meer dan 300 soorten in 75 geslachten in Zweden16 en meer dan 300 soorten in 69 geslachten in India17,18,19. Bijvoorbeeld, het agrarisch belangrijk marmelade zweefvlieg Episyrphus balteatus en de drone vlieg, Eristalis tenax, waarin we ons op hier richten, zijn te vinden in heel Europa, Amerika en Azië6,16, 17,18,19,20,21,22,23,24,25. Zweefvliegen zijn niet even actief gedurende het hele jaar, noch gedurende de dag. Inderdaad, niet alleen het seizoen, en het tijdstip van de dag, maar ook schommelingen in lichtintensiteit, temperatuur, vochtigheid en windsnelheid, beïnvloeden de activiteit patronen van zweefvliegen26,27. In het veld Eristalis vindt u op elk moment van het jaar in mediterrane klimaat11, maar het aantal actieve zweefvliegen is veel lager in de winter. Omgekeerd in koude, gematigde klimaten, Eristalis slaapstand over winter en staan niet actief op het gebied van rond oktober t/m maart28gedragen.
Vrij vliegen zweefvliegen kan worden verzameld door de netting in het veld. Inderdaad, in gematigde klimaten kunnen ze worden aangetroffen in de grootste overvloed in het midden tot eind van de ochtend, rust op zonnige dagen, aan het eind van de zomer en in de gehele herfst26,27. U kunt ook oudere E. tenax larven, tweede of derde instar, kunnen worden geïdentificeerd en kan worden geoogst uit rottend organisch materiaal, zoals mest heaps of biologisch vervuilde beken10,11. Inderdaad, gepubliceerde technieken voor het lab opfokken van E. tenax zijn allemaal gebaseerd op het verhogen van de larven in biologisch vervuild water, hetzij via een vorm van vegetatieve of fecale materie9,10,29, 30 , 31 , 32 , 33. echter de larven collectie wordt beperkt door seizoen, en is slechts een hulpmiddel levensvatbare collectie van late lente naar het begin van de herfst11. Bovendien, de overvloed van larven wordt beïnvloed door lokale weerpatronen, zoals veranderingen in de omgevingstemperatuur kunnen invloed hebben op zowel het voorkomen van oviposition en9,28van de tarieven van de larvale ontwikkeling.
Daarom strategieën te handhaven van gezonde bestanden van zweefvliegen door het fokken van larven en eieren binnen het laboratorium nodig om ervoor te zorgen dat experimenten het hele jaar door, ongeacht het seizoen of de lokale weersomstandigheden kunnen worden uitgevoerd. Nog belangrijker is, broedt de hier beschreven techniek de zweefvliegen van wild-ting alleen vrouwtjes. Dit is belangrijk als een studie van Francuski, et al.. 10 gevonden dat de genetische diversiteit van een laboratorium bevolking van zweefvliegen gefokt, oorspronkelijk opgericht met ingang van 120 volwassen larven, snel verloren was. Zij stelden daarom dat als u wilt behouden van de genetische diversiteit in kolonies worden gebruikt voor commerciële gewas bestuiving doeleinden, deze moeten worden aangevuld, of zelfs volledig hersteld, met veld verzameld personen elk voorjaar10.
Wanneer u werkt op de visie, of andere zintuigen gebruikt in verkering en paring, dus het is raadzaam behoud van genetische diversiteit, door het herstel van de kolonie of door het aanvullen van de kolonie met veld verzameld individuen, regelmatig. Dit is belangrijk aangezien seksuele selectie de genetische drift van de bevolking beïnvloedt. Sterker nog, in het wild, mannelijke zweefvliegen moeten identificeren en onderscheppen van geschikte stuurlieden, evenals het concurreren met andere mannetjes voor een paring rechten door de verdediging van hun gebieden-34. Dit proces zorgt ervoor dat mannen met de beste visie en ruimtelijke aandacht zijn waarschijnlijk de meest succesvolle in de paring, vandaar deze eigenschappen worden doorgegeven aan de volgende generatie. Het resulterende effect van deze lopende processen, gedeeltelijk, blijkt uit de aanwezigheid van seksuele dimorphisms in het visuele traject van zweefvliegen35,36. In gevangenschap mannetjes hebben niet dezelfde belemmeringen voor succesvolle paring in het veld: ten eerste, vrouwtjes zijn beschikbaar, en ten tweede de kleine, afgesloten ruimte ontkenning van het effect van territoriale gedrag, die handelen om af te schrikken van de paring toegang van andere concurrerende mannen. De experimentele verwijdering van seksuele selectie in Drosophila melanogaster, is aangetoond dat een significant effect hebben op gevangenschap populaties met een afname van de totale omvang van het lichaam, de grootte van de teelballen en sperma productie37en verlaagde tarieven van man balts gedrag38. Dus, kan een gevangenschap fokken programma, zonder een tegenprestatie van seksuele selectie, hebben een diepgaand effect op zowel de visuele en behavioral studies vervolgens.
Hier beschrijven we een eenvoudige en kosteneffectieve oplossing waarmee een consistente levering van gezonde zweefvliegen. Het protocol is soepel en gemakkelijk te opnieuw te beginnen en/of upscale, afhankelijk van de eisen van het onderzoek.
Protocol
1. stellen Captive E. tenax kolonie
- Stellen van de kolonie via de collectie van volwassen larven (stap 1.2) of via de collectie van gratis-vliegende zweefvliegen (stap 1.3).
-
Collectie van volwassen larven
- Verzamel tweede en derde instar larven uit mest kuilen op vee boerderijen.
Opmerking: Volwassen larven zijn eenvoudigste te vinden tijdens het begin van hun migratiestromen fase, zoals ze zijn actief op zoek naar een donkere, droge omgeving om te verpoppen. Dit neigt te zijn in de buurt van de grenzen van de mest die kuilen waar vochtige mest is Kortbij drogere gebieden met grote hoeveelheden stro. We verzameld onder toestemming van een veeboerderij in de buurt van Uppsala, Zweden. - Volwassen larven in koeienmest aan de achterkant zoals beschreven in stap 3.2.
- Verzamel tweede en derde instar larven uit mest kuilen op vee boerderijen.
-
Collectie van Wild zweefvliegen
- Verzamelen van wilde zweefvliegen door de netting in het veld, meestal van de botanische tuinen en parken waar er een overvloed van tweezaadlobbige planten is.
Opmerking: We verzameld onder toestemming van verschillende locaties, met inbegrip van eventuele van de drie Adelaide Botanic Gardens, een melkveehouderij in Myponga, Zuid-Australië, en op verschillende botanische tuinen en parken in Uppsala, Zweden. - Huis veld verzameld zweefvliegen, zoals beschreven in stap 2.
- Verzamelen van wilde zweefvliegen door de netting in het veld, meestal van de botanische tuinen en parken waar er een overvloed van tweezaadlobbige planten is.
2. huisvesting en op lange termijn onderhoud van zweefvliegen
- Huis zweefvliegen in de plastic zakken 30 x 45 cm voor groepen van 20 of minder of in een insect fokken kooi (25 x 25 cm x 25 cm) voor grotere groepen.
- Voedsel en water ad libitum, in de vorm van 10-20 korrels van bijen pollen en 2-3 mL honing geplaatst op de top van verschillende vochtige katoenen ballen.
Opmerking: Voor huisvesting in plastic zakken, het is belangrijk dat de katoenen ballen zijn vochtig maar niet al te verzadigd, als een ophoping van water in de zak schadelijk is voor de overlevingskans van de patiënt kunnen. Daarentegen voor huisvesting in insect steigerend kooien zorgen de zijden van het gaas voor aanzienlijke verdamping optreden. Katoenen ballen moeten daarom in een ondiepe recipiënt worden geplaatst en worden volledig verzadigd.- Laat zweefvliegen te voeden gedurende 6 uur bij kamertemperatuur.
- Zweefvliegen met voedsel en water plaats in hun huisvesting, in de koelkast bij 8-10 ° C en in volledige duisternis.
Opmerking: Zweefvliegen bij 8-10 ° C op te slaan in duisternis zorgt ervoor dat het zweefvliegen te voeren een toestand van winterslaap, met een vermindering van activiteit en stofwisseling.
- Elke 3-4 dagen verwijderen zweefvliegen uit de koelkast, dus breken de kunstmatige winterslaap en waardoor zowel voeden en verzorgen optreden.
- Zweefvliegen overbrengen in een nieuwe plastic zak of schoon insect kooi met vers voedsel en water. Deze overdracht kan ofwel handmatig worden gedaan voor kleine aantallen van vliegen, of door gebruik te maken van phototaxis, voor grotere aantallen.
- Voor het gebruik van phototaxis, lid worden van een schoon insect kooi naar de oude, zorgen dat er is een opening voor het zweefvliegen zich vrij te bewegen tussen de twee zonder ontsnappen. Betrekking hebben op de oude insecten kooi met een ondoorzichtige stof. Het zweefvliegen wordt verplaatst naar het licht en in de kooi schoon insect.
- Toestaan dat zweefvliegen te voeden en te verzorgen bij kamertemperatuur gedurende 6 uur.
- Zweefvliegen, met de voedsel en water in hun huisvesting, in de koelkast bij 8-10 ° C in volledige duisternis retourneren Dit recommences de kunstmatige winterslaap van de zweefvliegen.
- Blijven de cyclische breken van winterslaap, elke 3-4 dagen, om ervoor te zorgen de gezondheid en de levensduur van zweefvliegen voor de duur van hun gevangenschap.
3. laboratorium Rearing van E. tenax
- Achterste volwassen larven verzameld van vee boerderijen (stap 3.2) of door gravid wild gevangen vrouwtjes (stap 3.3) gelegde eieren als alternatief aan de achterkant.
-
Laboratorium fokken van volwassen larven van vee boerderijen
- Plaats larven verzameld in koeienmest van vee boerderijen in 30 L emmers.
- Plaats de emmer, met volwassen larven, binnen een groter kader of tas (minimumhoeveelheid van 50-60 L) en plaatsen van 20-30 L houtspaanders tot de hoogte van de rand van de emmer.
Opmerking: Dit maakt het mogelijk 3rd instar-larven kruipen in de houtkrullen te verpoppen. - Hang een dubbele gelaagde klamboe aan het plafond zodat het draperen over de vakken en/of tassen, aldus voor te zorgen dat noch de eventuele opkomende zweefvliegen als de larven niet aan kan ontsnappen.
Opmerking: Als een voorzorgsmaatregel, dubbelzijdig plakband kan worden gebruikt om te omringen het Configuratiemenu, zoals een ontsnappende larven blijven steken zal en op deze tape verpoppen. Als ze, verwijder de poppen voor eclosion. - Huis van zowel de larven en de poppen bij kamertemperatuur (21.5 ± 2,5 ° C), en bloot te stellen aan hetzij indirect zonlicht evenals kamer lichten tijdens de kantooruren of houden op een licht: donker cyclus van 12 h licht: 12 h donker.
Opmerking: Blootstelling aan 24 h licht schadelijk kan zijn voor overlevingskans van de patiënt. Voor larven verzameld uit vee boerderijen verpopt tijd zal variëren van 1 - 20 dagen na collectie afhankelijk van hun looptijd ten tijde van de collectie. - Verstrekken van voedsel en water binnen de hangende mosquito net behuizing (zoals opgesteld in stap 2.2) vóór de datum van de verwachte eclosion en vervangen van elke 2-3 dagen. Eclosion treedt 7-10 dagen na verpopt.
- Laat opkomende zweefvliegen te voeden gedurende 6 uur op kamertemperatuur alvorens hen te plaatsen in de behuizing zoals beschreven in stap 2.
-
Laboratorium fokken van gelegde eieren door Gravid Wild gevangen vrouwen
- Controleer de huisvesting van het zweefvliegen voor eieren, zowel voorafgaand aan veranderende huisvesting (stap 2), en vóór hen terug te keren naar de koelkast. Oviposition door gravid vrouwen wild gevangen treedt op bij zowel 8-10 ° C en bij kamertemperatuur.
- Plaats van eieren in een 100 mm x 20 mm petrischaal met 70 mL leidingwater en houden bij kamertemperatuur totdat broedeieren, meestal 2-3 dagen na oviposition optreedt.
- Plaats uitgekomen larven in een 2.3 L emmer met verse konijn ontlasting 1 L en 1 L van leidingwater.
- Controleren van drijfmest elke 2-3 dagen en voeg extra tap water zoals vereist, om ervoor te zorgen dat de drijfmest niet droogt uit voordat de 3rd instar-larven ontstaan.
- Plaats de emmer, waarin de larven in het konijn ontlasting drijfmest, binnen een groter kader (minimumhoeveelheid 30 L) met 20 L van houtspaanders. Zorg ervoor de houtkrullen tot de hoogte van de rand van de emmer.
Opmerking: Dit maakt het mogelijk 3rd instar-larven kruipen in de houtkrullen te verpoppen.- Plaats een dubbele gelaagde klamboe over het vak om ervoor te zorgen dat noch de eventuele opkomende zweefvliegen als de larven niet aan kan ontsnappen.
- Huis van zowel de larven en de poppen bij kamertemperatuur (21.5 ± 2,5 ° C), en bloot te stellen aan hetzij indirect zonlicht evenals kamer lichten tijdens de kantooruren of houden op een licht: donker cyclus van 12 h licht: 12 h donker.
Opmerking: Blootstelling aan 24 h licht schadelijk kan zijn voor overlevingskans van de patiënt. - Verwachten verpopt optreden na 15-20 dagen. Poppen verzamelen en in een insect kooi, waardoor zweefvliegen te eclose er plaats.
- Verstrekken van voedsel en water (zoals opgesteld in stap 2.2) vóór de datum van de verwachte eclosion - eclosion zal plaatsvinden van 6-10 dagen na verpopt - en vervangen door elke 2-3 dagen.
- Laat opkomende zweefvliegen te voeden gedurende 6 uur op kamertemperatuur alvorens hen te plaatsen in de woningbouw, zoals beschreven in stap 2.
Opmerking: Zowel de verpopt van larven en de eclosion van poppen kunnen worden vertraagd door opslag in duisternis bij 8-10 ° C. Voor dit doel opslaan larven in de konijn ontlasting drijfmest en poppen in houtkrullen.
- Controleer de huisvesting van het zweefvliegen voor eieren, zowel voorafgaand aan veranderende huisvesting (stap 2), en vóór hen terug te keren naar de koelkast. Oviposition door gravid vrouwen wild gevangen treedt op bij zowel 8-10 ° C en bij kamertemperatuur.
Representative Results
Hebben we een drie-weg-strategie die houdt van een gezonde bevolking voor zowel visuele en behavioral studies (samengevat in figuur 1). Onze methode begint met collectie van zweefvliegen in het wild (stap 1, figuur 1). In ons lab, zweefvliegen zijn ondergebracht in insect kooien of plastic zakken, onder een kunstmatige winterslaap cyclus (stap 2, figuur 1), aanzienlijk verlengen hun levensduur. Voor grotere aantallen, kan nakomelingen van wild-ting koeien (stap 3, figuur 1) worden gehouden.
We hebben vastgesteld dat het vangen van grote aantallen wild zweefvliegen is een intensieve inspanning van de tijd, zelfs wanneer milieu voorwaarden zijn gunstig. In tegenstelling, de succesvolle kweek van volwassen larven geoogst uit de pits van mest van runderen boerderijen is een veel efficiëntere manier om grote bronnummers van wild zweefvliegen (stap 1, figuur 1), met ons verzamelen tot 700 larven in 0.03 m3 van mest. Bovendien, hebben onze technieken om achterste eieren gelegd door gevangen gravid vrouwtjes bleek succesvol (stap 3, figuur 1). Vrouwen gevangen in een mediterraan klimaat (Adelaide) tijdens de herfst en wintermaanden legde meerdere batches van eieren, met 24 clusters waargenomen van 19 koeien in een periode van 20 weken. Deze ei-partijen, werden 10 geplaatst in water, die allemaal vruchtbaar en heeft geleid tot de broedeieren van larven werden. 3 groepen van larven waren dan genomen voorbij dit punt, en geplaatst in de konijn ontlasting drijfmest, resulterend in 163 ± 34 (bedoel ± SD, N = 3) naar voren gekomen zweefvliegen, met geen waargenomen gender bias (figuur 2).
De gezondheid van deze zweefvliegen lab gefokt werd bepaald door een vergelijking van het gewicht en de motorische activiteit van vrouwelijke zweefvliegen in vergelijking met veld gevangen personen. Algemene motorische activiteit werd beoordeeld met behulp van een motorische activiteit Monitoring system (LAMS), zoals eerder beschreven39. Geen significante verschillen in gewicht (figuur 3vanA) of activiteit (figuur 3,B) werden waargenomen tussen lab gefokt en wild gevangen zweefvliegen na 4 maanden in gevangenschap onder onze kunstmatige winterslaap cyclus. Toen E. tenax werden onderhouden in het laboratorium zonder het gebruik van een kunstmatige winterslaap cyclus zagen we een significante afname van de levensduur, met een levensduur van 2,5-3 maanden (73 ± 7 dagen voor 5 vrouwtjes) en 79 ± 4 dagen voor 11 mannen. Wanneer de zweefvliegen in kunstmatige winterslaap hielden konden ze leven meer dan 12 maanden.
Daarnaast werd het effect van lange termijn onderhoud, met behulp van onze beschreven methoden, verder beoordeeld door een vergelijking van gewichten na verloop van tijd voor beide geslachten van lab gefokt zweefvliegen. We hebben vastgesteld een aanzienlijke toename gewicht over een periode van 4 maanden voor beide geslachten, met vrouwtjes consequent met een gewicht van meer dan hun mannelijke tegenhangers (p < 0,0001, two-way ANOVA, N = 12, figuur 4).
Figuur 1: Flow diagram waarin de methoden voor het handhaven van gezonde gevangenschap populatie van E. tenax. (1) de hier beschreven procedure begint met de collectie van beide volwassen larven van koemest (stap 1.2) of vrij vliegende zweefvliegen (stap 1.3). (2) het zweefvliegen zijn ondergebracht in insect kooien of plastic zakken, afhankelijk van de getallen. Ze worden gehouden in een kunstmatige winterslaap cyclus bij 8-10 ° C, die gebroken elke 3-4 dagen is. (3) verzamelde larven worden bewaard in hun koemest (stap 3.2). In het lab gelegde eieren worden geplaatst in een konijn ontlasting drijfmest (stap 3.3). Bij het bereiken van volwassenheid, kruipen 3rd instar-larven in de omliggende zag stof waar ze verpoppen. Eclosion treedt op na 6-10 dagen, en de eclosed zweefvliegen worden geplaatst in de behuizing (stap 2). Klik hier om dit bestand te downloaden.
Figuur 2: Aantal en sex-ratio van E. tenax met succes gekweekt uit individuele ei batches. De uit de gegevens blijkt dat het aantal E. tenax dat eclosed van poppen ontwikkeld op basis van 3 partijen eieren gelegd in ons lab. De eieren werden gelegd door wild gevangen vrouwtjes. De gegevens zijn kleur gecodeerd voor het geslacht van de vliegen. Er is geen significant verschil in de verhouding.
Figuur 3: Beoordeling van de gezondheid van een bevolkingsgroep in laboratorium gefokt en veld verzameld vrouwelijke zweefvliegen na langdurige gevangenschap. (A) gewicht vergelijking tussen lab gefokt en veld gevangen vrouwelijke zweefvliegen na 4 maanden in gevangenschap onder kunstmatige winterslaap (N = 12). (B) activiteitenniveaus van lab-gefokt en veld gevangen vrouwelijke zweefvliegen na 4 maanden in gevangenschap onder kunstmatige winterslaap. Het zweefvliegen motorische activiteit werd gemeten in een motorische activiteit systeem door hen een infraroodstraal breken tijdens beweging. Zoals eerder, we de activiteit gemiddeld over 6,7 uur in het midden van de dag, op de tweede volledige dag in de motorische activiteit monitorsysteem39 (Nveld gevangen= 9, Nlab gefokt= 12). Het centrale merk voor elke boxplot toont de mediaan, de randen van het vak de 25th aan 75th percentielen van de gegevens en de snorharen tot het maximum van de gegevens van het minimum verlengen.
Figuur 4: Vergelijking van het effect van lange termijn onderhoud op het gewicht van lab gefokt zweefvliegen van beide geslachten. Uit de gegevens blijkt het zweefvliegen gewicht als functie van de tijd in gevangenschap onder kunstmatige winterslaap gehouden. Zoals alle zweefvliegen zijn gefokt uit eieren gelegd in ons lab (N = 12 op elk gegevenspunt) en t = 0 is gelijk aan de tijd van het uitbroeden, pop, de tijd in gevangenschap is hetzelfde als de leeftijd van de dieren. Het centrale merk voor elke boxplot toont de mediaan, de randen van het vak de 25th aan 75thpercentielen van de gegevens en de snorharen tot het maximum van de gegevens van het minimum verlengen.
Discussion
Met behulp van onze technieken (figuur 1) hebben zweefvliegen gehandhaafd in het laboratorium gedurende een periode van meer dan 1 jaar en met succes gebruikt in behavioral experimenten na 7 maanden in gevangenschap39. Inderdaad, zelfs als het lijkt contra-intuïtief, een meer natuurlijke omgeving, rekening houdend met het zweefvliegen onder 12 h licht: 12 h donkere omstandigheden, bij kamertemperatuur, aanzienlijk vermindert hun levensverwachting tot 2-3 maanden. Het handhaven van E. tenax in onze cyclus van de kunstmatige winterslaap voor meer dan een jaar is aanzienlijk langer dan vorige pogingen met behulp van verschillende protocollen (77 dagen33, 4 maanden9, 18 weken30). De belangrijkste factor die deze toegenomen levensverwachting is waarschijnlijk het gebruik van kunstmatige winterslaap bij 8-10 ° C. Door het cyclisch breken de slaapstand, laten elke 3-4 dagen (stap 2, figuur 1), we zweefvliegen zowel voeden en verzorgen zelf, dus handhaving van de voeding staat en het welzijn van het zweefvliegen, zoals blijkt uit een waargenomen toename van gewicht ( Figuur 4) en geen verandering in de motorische activiteit zelfs na een lange periode in gevangenschap (figuur 3, en Zie39). Inderdaad, rapporten in de literatuur van mislukte pogingen tot kunstmatige winterslaap breek niet de slaapstand-cyclus, hetgeen tot verhoogde sterfte en de aanwezigheid van schimmel9.
Daarnaast is er enige controverse in de literatuur over de bepaling van stuifmeel als voedselbron. Verschillende documenten vermeld dat bijenpollen niet, speciaal voor oviposition volstaat, en alleen het verstrekken van droge of inderdaad vers stuifmeel geschikt9,29 is. Onze bevindingen wijzen erop dat door de aanvulling op de bijenpollen met honing en water, we zien zowel lange levensduur en oviposition, zelfs na lange periodes van gevangenschap, met een toename van gewicht gezien in zowel de geslachten (figuur 4) en de oviposition nog steeds voorkomen in vrouwtjes na meer dan 5 maanden in gevangenschap39. Deze toegenomen levensverwachting kan we bestuderen het gedrag van zweefvliegen in alle levensstadia.
In het veld vrouwelijke zweefvliegen voorafgaand aan seizoensgebonden slaapstand worden bevrucht en reproductieve diapauze, waar sperma wordt opgeslagen en eicellen blijven onderontwikkeld, tot voorjaar28blijven. Aangezien een typische vrouwelijke staat 3000 eieren leggen in 60 dagen29, grootbrengen van deze eieren is dus een snelle en efficiënte manier om verhogen van onze gevangenschap bevolking. Ons huidige begrip van de factoren die tot oöcyt ontwikkeling na een periode van slaapstand leiden zijn echter beperkt. Temperatuur, vochtigheid, lichtintensiteit en voeding staat hebben al gesuggereerd als spelen een rol bij het beheersen van reproductieve diapauze-28,40. Experimentele manipulatie van deze factoren kan leiden tot een betere governance van oviposition timing en tarieven.
Op dezelfde manier, we hebben met succes vertraagd de ontwikkeling van het larven, alsook de eclosion van poppen, door opslag in duisternis bij 8-10 ° C voor 2 weken, hoewel levensvatbaarheid kan veel langer worden. Inderdaad, Heal30 rapporteerde een stijging van de pop duur van maximaal 37 dagen wanneer de pop temperatuur was gedaald van 25 ° C tot 10 ° C. Dienst van deze strategieën en vertragen de productie van eieren en/of de ontwikkeling van poppen zou zorgen voor een grotere manipulatie van de demografie van de gevangenschap van de bevolking.
Terwijl temporele consistentie van levering van veel groter belang voor onze eisen dan grote opbrengst is, kan dit worden belangrijker voor andere toepassingen, zoals bestuiving in kassen. We vonden dat als u onze techniek met konijn ontlasting, we 163 ± 34 eclosed zweefvliegen van elke koppeling van eieren (N = 3). Gezien het feit dat een typische vrouwtje tot 200 eieren40 legt, zou wij kunnen verhogen van deze opbrengst door beide dalende concurrentie van overbevolking en voedsel, of door de temperatuur, aan te passen zoals deze zijn betrokken als die significant beïnvloeden larvale groei9 ,31,40,41. Er is echter geen enkele aanwijzing dat de basis van de media grote invloed op opbrengst32. Bovendien, in tegenstelling tot de uitwerpselen van andere gewervelde dieren29,30,31,42, konijn ontlasting is relatief geur vrij, waardoor de kolonie te worden gehouden onder normale laboratoriumomstandigheden zonder de noodzaak voor extra ventilatie. Verlagen van de dichtheid van de larven in de media, of het toevoegen van voedings supplementen zoals gist, evenals houden een constante temperatuur tussen 20-25 ° C, is waarschijnlijk voldoende om volledig optimaliseren opbrengst31,32, 40.
De praktische aspecten van het verzamelen van voldoende aantallen van vrij vliegen zweefvliegen of ondersteunen van een genetisch divers gevangenschap bevolking, zijn zowel onpraktisch en beperkende tijd voor kleinschalige onderzoeksprojecten. Daarom zou fokken van de nakomelingen van wild erop vrouwtjes, en tot aanvulling van leveringen door het oogsten van volwassen larven7, de meest praktische opties voor het hele jaar door gebruik van E. tenax in de instelling van een onderzoek. Als deze methoden worden beperkt door de seizoenen in die collectie kunnen optreden, er is een noodzaak om zowel de levensduur van volwassen zweefvliegen en fokken geen eieren gelegd door gevangen gravid vrouwtjes.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Het onderzoek in ons lab is momenteel gefinancierd door de Australian Research Council (ARC, DP170100008 en DP180100144) ons Air Force Office voor wetenschappelijk onderzoek (AFOSR, FA9550-15-1-0188) en Stichting Olle Engkvist Byggmästare (2016/348). Wij danken het verleden leden van de lab die hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van de zweefvlieg voorraden, Cederholms Lantbruk en C M & T L groen & zoon voor toegang tot koeienmest en zweefvliegen op hun boerderijen, en de Adelaide en Uppsala botanische tuinen voor collectie vergunningen en lopende ondersteuning.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bee Pollen | Forest Super Foods | any brand of bee pollen is suitable | |
| Honey | Bramwells | any brand of liquid honey is suitable | |
| Rabbit Faeces | can be substituted with cow or pig manure made into a slurry | ||
| BugDome | Australia Entomological Supplies | EM42222 | |
| Plastic Bags | Woolworths Homebrand | ||
| Mosquito netting | Clas Ohlson | 34-1113 | |
| Cotton Balls | Woolworths Select | ||
| Fridge | Hisense | fridge needs to maintain a stable 8-10°C | |
| Buckets (2-3L) | |||
| Large plastic tubs (30L) | |||
| Wood shavings | Pollards Sawdust Supplies | MaxiFlake (75) | |
| Bag clips | IKEA | Bevara 303.391.70 | |
| Petri Dish (100mm x 20mm) | Corning | 430167 |
References
- Goulard, R., Julien-Laferriere, A., Fleuriet, J., Vercher, J. L., Viollet, S. Behavioural evidence for a visual and proprioceptive control of head roll in hoverflies (Episyrphus balteatus). Journal of Experimental Biology. 218 (Pt 23), 3777-3787 (2015).
- Dyakova, O., Lee, Y. J., Longden, K. D., Kiselev, V. G., Nordström, K. A higher order visual neuron tuned to the spatial amplitude spectra of natural scenes. Nature Communications. 6, 8522 (2015).
- Jauker, F., Bondarenko, B., Becker, H. C., Steffan-Dewenter, I. Pollination efficiency of wild bees and hoverflies provided to oilseed rape. Agricultural and Forest Entomology. 14 (1), 81-87 (2012).
- Gladis, T. Bees versus flies? Rearing methods and effectiveness of pollinators in crop germplasm regeneration. ActaHortic. , 235-238 (1997).
- Ssymank, A., Kearns, C. A., Pape, T., Thompson, F. C. Pollinating flies (Diptera): A major contribution to plant diversity and agricultural production. Biodiversity (Ottawa). 9 (1-2), 86-89 (2008).
- Nordström, K., et al. In situ modeling of multimodal floral cues attracting wild pollinators across environments. Proceedings of the National Academy of Sciences U S A. 114 (50), 13218-13223 (2017).
- Altincicek, B., Vilcinskas, A. Analysis of the immune-inducible transcriptome from microbial stress resistant, rat-tailed maggots of the drone fly Eristalis tenax. BMC Genomics. 8, 326 (2007).
- Stocker, H., Gallant, P. Getting started : an overview on raising and handling Drosophila. Methods in Molecular Biology. 420, 27-44 (2008).
- Gladis, T. Establishment and utilization of a mass rearing of Eristalis tenax (Diptera, Syrphidae) in the Gatersleben genebank. Insecta Berlin. 1, 287-294 (1994).
- Francuski, L., et al. Shift in phenotypic variation coupled with rapid loss of genetic diversity in captive populations of Eristalis tenax (Diptera: Syrphidae): consequences for rearing and potential commercial use. Journal of Economic Entomology. 107 (2), 821-832 (2014).
- Pérez-Bañón, C., Hurtado, P., García-Gras, E., Rojo, S. SEM studies on immature stages of the drone flies (diptera, syrphidae): Eristalis similis (Fallen 1817) and Eristalis tenax (Linnaeus, 1758). Microscopy Research and Technique. 76, 853-861 (2013).
- Fruend, J., Linsenmair, K. E., Bluethgen, N. Pollinator diversity and specialization in relation to flower diversity. Oikos. 119 (10), 1581-1590 (2010).
- Biesmeijer, J. C., et al. Parallel declines in pollinators and insect-pollinated plants in Britain and the Netherlands. Science. 313 (5785), 351-354 (2006).
- Pape, T., Evenhuis, N. L. Systema Dipterorum, Version 1.5. , (2013).
- Miranda, G. F. G., et al. Key to the genera of Nearctic Syrphidae. Canadian Journal of Arthropod Identification. 23, 1-351 (2013).
- Nationalnyckeln. Nationalnyckeln till Sveriges flora och fauna. Tvåvingar: Blomflugor: Syprhidae: Syrphinae. , SLU. Artdatabanken. (2009).
- Mitra, B., Roy, S., Imam, I., Ghosh, M. A review of the hover flies (Syrphidae: Diptera) from India. International Journal of Fauna and Biological Studies. 2 (3), 61-73 (2015).
- Sengupta, J., et al. An updated distributional account of indian hover flies (Insecta: Diptera: Syrphidae). Journal of Entomology and Zoology Studies. 4 (6), 381-396 (2016).
- Shah, G. M., Jan, U., Wachkoo, A. A. A checklist of hoverflies (Diptera: Syrphidae) in the western Himalaya, India . Acta Zool Acad Scient Hung. 60 (4), 283-305 (2014).
- Francuski, L., Djurakic, M., LUDOŠKI, J., MILANKOV, V. Landscape genetics and spatial pattern of phenotypic variation of Eristalis tenax across Europe. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. 51 (3), 227-238 (2013).
- Thomson, F. C. Revision of the Eristalis flower flies (Diptera: Syrphidae) of the Americas south of the United States. Proceedings of the Entomological Society of Washington. 99 (2), 209-237 (1997).
- Hull, F. M. A Review of the Genus Eristalis Latreille in North America. Part II. Ohio Journal of Science. 25 (6), 285-312 (1925).
- Osburn, R. C. Studies in Syrphidæ-IV. Species of Eristalis New to America, with Notes on Others. Journal of the New York Entomological Society. 23 (2), 139-145 (1915).
- Bankowska, R. Notes on syrphid flies (Diptera, Syrphidae) of Japan. Fragmenta Faunistica. 43 (16), 203-207 (2000).
- Brower, J., Brower, L. Experimental studies of mimicry. 8. Further investigations of honeybees (Apis mellifera) and their dronefly mimics (Eristalis spp). The American Naturalist. 99, 173-187 (1965).
- Gilbert, F. S. Diurnal activity patterns in hoverfies (Diptera, Syphidae). Ecological Entomology. 10, 385-392 (1985).
- Ottenheim, M. M. Annual and diurnal rhythms of Eristalis species (Diptera: Syrphidae). Proceedings of the Section Experimental and Applied Entomology of the Netherlands Entomological Society (N.E.V.). 11, 169-174 (2000).
- Kendall, D. A., Stradling, D. J. Some observations on over wintering of the drone fly Eristalis tenax Syrphidae. Entomologist. 105 (1311), 229-230 (1972).
- Dolley, J. W., Hassett, C., Bowen, W., Phillies, G. Culture methods for invertebrate animals. Needham, J. G. 550, (1937).
- Heal, J. R. Variation and seasonal changes in hoverfly species: interactions between temperature, age and genotype. Biological Journal of the Linnean Society. 36, 251-269 (1989).
- Ottenheim, M. M., Holloway, G. J. The effect of diet and light and larval and pupal development of laboratory-reared Eristalis arbustorum (Diptera: Syprhidae). Netherlands Journal of Zoolog. (3-4), 305-314 (1995).
- Hurtado, P. Estudio del ciclo de vida de sírfidos eristalinos (Diptera, Syrphidae) y bases para su cría artificial. , Universidad de Alicante. Spain. (2013).
- Dolley, W. L. Jr, White, J. D. The effect of illuminance on the reversal temperature in the drone fly, Eristalis tenax. Biological Bulletin. 100 (2), 84-89 (1951).
- Wellington, W., Fitzpatrick, S. Territoriality in the drone fly, Eristalis tenax (Diptera, Syrphidae). Canadian Entomologist. 113 (6), 695-704 (1981).
- Nordström, K., Barnett, P. D., Moyer de Miguel, I. M., Brinkworth, R. S. A., O'Carroll, D. C. Sexual dimorphism in the hoverfly motion vision pathway. Current Biology. 18 (9), 661-667 (2008).
- Collett, T. S., Land, M. F. Visual control of flight behaviour in the hoverfly, Syritta pipiens L. Journal of Comparative Physiology A. 99, 1-66 (1975).
- Pitnick, S., Miller, G., Reagan, J., Holland, B. Males' evolutionary responses to experimental removal of sexual selection. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 268, 1071-1080 (2001).
- Holland, B., Rice, W. Experimental removal of sexual selection reverses intersexual antagonists coevolution and removes a reproductive load. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 96, 5083-5088 (1999).
- Thyselius, M., Nordström, K. Hoverfly locomotor activity is resilient to external influence and intrinsic factors. Journal of Comparative Physiology A. 202 (1), 45-54 (2016).
- Heal, J. Colour patterns of Syrphidae: 1. Genetic Variation in the dronefly Eristalis tenax. Heredity. 42 (2), 223-236 (1979).
- Ireland, S., Turner, B. The effects of larval crowding and food type on the size and development of the blowfly, Calliphora vomitoria. Forensic Science International. 159, 175-181 (2006).
- Dolley, W. L., Golden, L. H. Jr The effect of sex and age on the temperature at which reversal in reaction to light in Eristalis tenax occurs. Biology Bulletin. 92 (3), 178-186 (1947).
