Summary
Aquí, describimos la construcción y el uso de un túnel de viento para olor había mediada ensayos conductuales con insectos. El diseño de túnel de viento facilita la liberación de las fuentes de olor por varios métodos, con y sin estímulos visuales. Túnel de viento los experimentos es métodos importantes para identificar su comportamiento activos sustancias químicas volátiles.
Abstract
Olfato es el más importante mecanismo sensorial por el cual muchos insectos interactúan con su entorno y un túnel de viento es una excelente herramienta para el estudio de la ecología química de insectos. Insectos pueden localizar fuentes puntuales en un entorno tridimensional a través de la interacción sensorial y sofisticado comportamiento. La cuantificación de este comportamiento es un elemento clave en el desarrollo de nuevas herramientas para el soporte de control y decisión de plagas. Un túnel de viento con una sección de vuelo adecuado con flujo de aire laminar, visual de señales de feedback durante el vuelo y una variedad de opciones para la aplicación de los olores puede utilizarse para medir el comportamiento complejo que posteriormente puede permitir la identificación de atractivos o repelente de olores, características de vuelo de insectos, interacciones de olor visual e interacciones entre atrayentes y olores persistentes como los olores de fondo en el ambiente. Un túnel de viento tiene la ventaja de estudiar el olor mediado el repertorio conductual de un insecto en un entorno de laboratorio. Las medidas conductuales en un ambiente controlado proporcionan el enlace entre la fisiología de insectos y la aplicación de campo. Un túnel de viento debe ser una herramienta flexible y fácilmente debe apoyar los cambios en la configuración y el hardware para preguntas de investigación. La desventaja principal a la configuración de túnel de viento se describe aquí, es el fondo de olor limpio que requiere especial atención en el desarrollo de una mezcla volátil sintético para aplicaciones de campo.
Introduction
El túnel de viento es una herramienta importante en estudios de Ecología química de insectos que permiten las pruebas de laboratorio de las respuestas de vuelo insectos a los semioquímicos. Por liberación de olores en una corriente de viento controlado, la respuesta de comportamiento de los insectos a estos estímulos puede controlarse directamente por estudiar su vuelo ceñida hacia la fuente. Olfato es el más importante mecanismo sensorial por el cual muchos insectos interactúan con su medio ambiente biótico1. Insectos usan señales de olor para encontrar a socios adecuados para el apareamiento. Del mismo modo, utilizan Ramos de olor de recursos de host a buscar alimentos por sí mismos, o la descendencia. Plantas liberan olores florales en combinación con recompensas néctar y polen para garantizar la eficiencia de la polinización de insectos. Todas estas señales volátiles difunden pasivamente en el medio ambiente y necesitan de insectos identificar e interpretar su importancia individual. Como volátiles son liberados en el medio ambiente, las moléculas viajan con el viento como filamentos, manteniendo la concentración inicial para las largas distancias en la empopada, antes de finalmente ser roto y diluido por turbulencia y difusión2. Insectos pueden detectar cambios pequeños en la volátil de la señal y dirigen su movimiento contra el viento, hacia la fuente. Insectos mostrar un comportamiento de vuelo con sobretensiones rápido ceñidas al contacto con un olor atractivo, y hacia los lados del bastidor sobre la pérdida de trasladar el olor del penacho3,4. El arreglo Co localizado de neuronas olfativas en el sensillo de las antenas de insectos puede facilitar las respuestas del comportamiento a la aparición y pérdida de contacto de la pluma con notable alta resolución5 y permitir que los insectos se distinguen entre similares moléculas de olor procedentes de diversas fuentes6. Retroalimentación visual mientras que en vuelo, denominado anemotaxis optomotor, es fundamental para identificar la dirección del viento, los objetos y desplazamiento relativo2,7. Por el uso de la interacción sensorial y comportamiento sofisticado, insectos pueden localizar fuentes puntuales en un entorno tridimensional.
La identificación de insectos atrayentes y repelentes puede tener varios importantes aspectos aplicados. Feromonas (señales intraespecíficas) de muchos insectos plaga pueden ser sintetizadas y liberadas en el aire para interrumpir el acoplamiento comportamiento8. Las feromonas y kairomonas (señales interespecíficas) pueden ser utilizado para la captura masiva, atraen y mataron en la supervisión de trampas para dar información directa del estado de la plaga. Repelentes de insectos tales como mosquitos9, también se pueden estudiar en pruebas biológicas de túnel de viento. Estos métodos desempeñan un papel importante de plagas sistemas de soporte de gestión y decisión de los agricultores.
Pruebas biológicas de túnel de viento, donde el repertorio de comportamiento mediado de olor de una especie puede ser monitoreado, es un método eficaz para identificar posibles nuevas herramientas para el control de plagas sustituir o reducir el impacto del uso de plaguicidas.
El razonamiento teórico detrás del diseño del túnel de viento es minuciosamente descrito10. Aquí, describimos la construcción del túnel de viento, aplicación de olor y comportamiento de vuelo que se ha utilizado en varios experimentos para determinar el protocolo de túnel de viento prueba. El túnel de viento (figura 1) en el Nibio (Ås, Noruega) está hecho de policarbonato transparente resistente a los arañazo. El campo de vuelo es de 67 cm de alto, 88 cm de ancho y 200 cm de largo. Frente a la arena de vuelo, hay una sección adicional de policarbonato de 30 cm de largo. Esta parte del túnel de viento sirve como una sección de utilidad para la aplicación de los olores. Si los volátiles se ponen en contacto con el policarbonato de la vivienda en el campo de vuelo, más adelante puede ser re-lanzado y contaminan entre sesiones. En cada extremo de la sección de utilidad, por lo tanto hay una rejilla metálica perforada. Ambas redes restringen el flujo de aire y crean una ligera sobrepresión en el lado del upwind. Esto resulta en aumento del flujo laminar en el lado downwind. La rejilla de viento se hace de una placa de metal perforada con orificios de 8 mm dispersados uniformemente a través de la sección transversal del túnel para proporcionar 54% espacio abierto. La rejilla de viento tiene agujeros de 3 mm y un 51% de área abierta. Esto reduce la turbulencia y se asegura de que el olor a pluma viaje centralmente a lo largo de la arena de vuelo. El plume del olor tendrá la forma de un cono estrecho y puede ser visualizado por el uso de humo. En la planta del vuelo arena, plástico o papel de círculos de diferentes tamaños (de 5 a 15 cm de diámetro) están dispuestos a dar retroalimentación visual de insectos durante el vuelo. Hay una puerta de acceso de 25 por 50 cm en el extremo de upwind de la arena de vuelo y en la sección de utilidad. Entre el viento final de la arena de vuelo y la sección del filtro de escape, hay un área abierta de 60 cm para el manejo de insectos. Esta área está cubierta en los lados con una tela de 0,8 mm con malla para evitar que los insectos que escapan a la habitación.
Aire se mete en la primera caja del filtro por un ventilador. El aire pasa a través de un filtro de polvo antes de ser purificada por 24 filtros de carbón activo de alta capacidad y aparecido en el túnel. El aire al salir del túnel se pasa a través de una caja de filtro similares antes de ser liberado en el ambiente. Podría ser beneficioso para el aire hacia el exterior del edificio a través de una campana de humos de escape. Los ventiladores en ambos cárteres del filtro funcionan con flujo igual. Ambos ventiladores tienen un interruptor atenuador continuo y se calibran a velocidades del viento diferentes utilizando un medidor de caudal. La velocidad del aire es dependiente de las especies. 30 cm s-1 es a menudo un buen punto de partida. Para pequeños insectos, puede reducirse la velocidad ideal del aire, y para volantes fuertes, la velocidad puede ser mayor para aumentar la distancia de vuelo relativo.
La sala de túnel de viento facilita el control de la temperatura, la humedad y la intensidad de la luz. Tiras de LED se colocan detrás de un panel de poly(methyl methacrylate) opaco de 3 mm para crear una fuente difusa de luz arriba y detrás de la arena de vuelo. Ambas fuentes de luz pueden controlarse independientemente.
Aplicación de olor puede lograrse por varios medios. En general, los olores son liberados en el flujo de aire en el centro del extremo upwind de la arena de vuelo. Según las preguntas de investigación a mano, el punto de lanzamiento puede expuesto o cubierto. Un cilindro de vidrio (diámetro de 10 cm, 12,5 cm de largo) con una malla de metal (tamaño de acoplamiento de 2 × 2 m m) en el lado downwind visualmente puede bloquear la fuente de olor y a la vez servir como una plataforma de aterrizaje para los insectos. En muchos experimentos, una plataforma de cristal horizontal puede utilizarse para la presentación de fuentes de olores o señales visuales cerca del punto de lanzamiento. También es la oportunidad para lanzar dos olores a la vez, lado a lado, para facilitar el análisis de la elección. Los puntos de desenganche se colocan 20 cm aparte y las estelas de olores superponen de hasta la mitad del túnel. La elección se puede identificar entonces por cual penacho el insecto está siguiendo contra el viento.
El diseño del túnel de viento facilita numerosos métodos de liberación volátiles. Por ejemplo, se puede lanzar un olor específico frente a un olor de fondo tales como emitido por una planta de cultivo11,12. También, diferentes estímulos visuales pueden ser probado13,14. La disposición experimental debe adaptarse a cada pregunta de investigación y especies.
Fuentes de olor natural como partes de la planta y los olores sintéticos de dispensadores pueden introducirse directamente en el campo de vuelo. Para aislar el olor mediada por comportamientos de visual, la fuente de olor puede ser cubierta, o los volátiles llevaron a la arena de vuelo a través de un suministro de aire de carbón laboratorio filtrada desde el exterior. La fuente de olor se limita entonces a un tarro de cristal y el aire es empujado a través de la jarra en el túnel de viento a través de tubos de teflón y tubos de vidrio. La velocidad en el punto de liberación debe coincidir con la velocidad del viento en la arena.
Para liberar los olores a ratios de mezcla específico, puede utilizarse un pulverizador. El rociador es un inyector ultrasónico con una punta cónica y un insertado microbore para facilitar un flujo líquido en 10 μl min-1. La boquilla está conectada a un generador de ultrasonidos de banda ancha y opera a 120 kHz. Una bomba de la jeringuilla está impulsando la muestra del olor en la boquilla del rociador. Fluorado etileno propileno (FEP) con tubería de 0,12 mm de diámetro interior conecta la jeringa de 1 mL prueba de gas y la boquilla. Adaptadores de tubería que se hinchan en etanol y encogen en el aire, facilitar ajustada con ningún volumen interno. El tamaño de la gota de aerosol generado por la vibración de la boquilla es frecuencia dependiente y depende el disolvente específico usado. Las pequeñas gotitas se evaporan y se traen abajo del túnel de viento como volátiles. También existen otros diseños de rociador y una versión más barata utilizando un piezo por vidrio capilar ofrece una solución similar15.
Mezclas sintéticas o colecciones del espacio de cabeza se pueden utilizar con el pulverizador. Las muestras se diluyen con etanol puro a las concentraciones deseadas. Con colecciones de volátiles, la muestra puede ser diluida para corresponder a la época de la colección. Esto significa que debe diluirse una colección volátil muestreada durante 3 h a 1800 μl, que con una versión tipo de rociador en 10 μl min-1 corresponde a 3 h.
La identificación del comportamiento del vuelo puede hacerse directamente por la observación manual o por análisis post-hoc de video. El vuelo orientado debe ser distinguido de vuelo aleatorio. Olor mediado conducta puede reconocerse por las siguientes características: vuelo de zig-zag en el olor del penacho, upwind recto vuelo dentro de la pluma, y bucle de nuevo si se pierde el contacto con la pluma. Sobre la pérdida de un penacho de atractivo, los insectos también pueden empezar a zig-zag con el aumento de arcos para volver a conectar el penacho perdido3,4. Este comportamiento es fundamental en un ambiente de campo donde los insectos sigue un olor atractivo necesitan hacer frente a turbulencias y vientos de cambio. El patrón de vuelo no es uniforme y varía según las órdenes de insectos. Por ejemplo, volantes fuertes como pupas de moscas tienen una orientación más rápida ceñida con el patrón de colada más amplia que las polillas, y aumente la velocidad del viento para facilitar una más larga trayectoria relativa.
El vuelo de un insecto puede también ser filmado. Con una sola cámara, características de vuelo simple pueden ser descritas mediante el trazado de la x y coordenadas16. Mediante el uso de dos cámaras con la captura de marco sincronizados, se puede reconstruir el vuelo 3D usando un software externo17. La pista de vuelo luego puede ser analizada para dar información sobre la velocidad de vuelo y distancia, los ángulos de vuelo con respecto a la dirección del viento y los detalles sobre las características del vuelo en relación con el plume del olor. Hay equipo de encargo y comercial y software disponible que permiten el seguimiento automático del cuadro por cuadro. Los cuadros de calibración deben utilizarse para referenciar el espacio del mundo real, y pueden usarse para minimizar la distorsión de la lente rectilíneas lentes gran angular. Debe tenerse cuidado para reducir el ruido de fondo visual, tales como bordes y esquinas en la arena del túnel de viento y para maximizar el insecto a la discriminación de fondo. Mediante el uso de una fuente de luz infrarroja, la reflexión (ej., de los mosquitos nocturnos) puede ser filmado con monocromática CCD cámaras17.
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Protocol
1. preparación de tubos de vidrio
- Preparar los tubos de vidrio (por ej., 2,8 cm de diámetro, 13 cm de largo) y cerrar un extremo con un casquillo de plástico rápido.
- Separar 10 insectos en los tubos de vidrio tapado y cubre el extremo restante con una gasa con una goma. Permita que los insectos para aclimatarse a la temperatura, las condiciones de luz y humedad de la habitación de túnel de viento de al menos 2 h.
Nota: El número de insectos dentro de cada tubo depende de la pregunta de investigación y especies.
2. preparación de fuentes de olor
- Protocolo de rociador.
- Llene la jeringa de prueba de gas de 1 mL con una colección de headspace diluido o una mezcla de olor sintético.
Nota: El contenido del espacio diluido o mezcla de olor sintético depende de pregunta de investigación y especies de insectos. En general, las concentraciones utilizadas deben corresponder a las tasas de liberación natural de la fuente de olor auténticos. - Conecte la punta de la jeringa a la tubería de FEP con adaptadores de tubería e Inserte la jeringa en la bomba de jeringa.
- Arrancar la bomba de jeringa.
- Iniciar el generador de ultrasonidos de banda ancha.
Nota: La liberación del aerosol del rociador puede confirmarse señalando una antorcha de luz desde el punto de lanzamiento. - Ejecute el pulverizador con etanol a 96% para un mínimo de 10 minutos entre los tratamientos para limpiar el interior de los tubos y boquilla. Limpieza de uso una jeringa separada, dedicada al etanol puro, para todos.
- Limpiar las jeringas y la punta de la boquilla con etanol 96% después de su uso.
- Llene la jeringa de prueba de gas de 1 mL con una colección de headspace diluido o una mezcla de olor sintético.
- Protocolo de la fuente del olor auténticos.
- Inserte las fuentes de olor auténticos en el túnel de viento o en un frasco de colección de headspace de 2 L.
- Conectar el frasco de colección de espacio libre para el flujo de aire del laboratorio y liberar en el túnel de viento.
Nota: Planta recoger material como el comienzo de los experimentos como sea posible y prevenir marchitez insertando el extremo cortado en un frasco pequeño con agua. La cantidad y tipo de material vegetal u otra fuente de olor auténticos, depende de la pregunta de investigación y especies de insectos.
- La posición el tubo de vidrio con los insectos en un soporte 180 cm sotavento de la fuente de olor visual y 30 cm del suelo. El extremo tapado debe apuntar contra el viento.
3. a partir del Protocolo de
- Usar dos cámaras para capturar dos diferentes puntos de vista. Montar las cámaras sobre la arena de vuelo y ángulo para capturar dos diferentes puntos de vista.
- Abra la tapa.
- Iniciar el temporizador.
Nota: Diferentes especies requieren diferentes marcos de tiempo para responder, por ejemplo., la polilla de la fruta de apple (Argyresthia conjugella) responderá dentro de 4 a 5 min11, pero la polilla grapewine (Lobesia botrana) requieren hasta 20 minutos para responder 18. - Observar el patrón de vuelo y prestar especial atención a las características de vuelo y orientación upwind. Anotar el funcionamiento de vuelo según las categorías de comportamiento predefinidos, por ejemplo., despegue, vuelo vuelo orientada sobre una distancia corta (mínimo 20 cm), orientado sobre larga distancia (< 5 cm de la fuente) y el aterrizaje.
Nota: Pueden utilizarse para dar información más detallada sobre las características de vuelo filmando y seguimiento 3D con dos cámaras. En general, las cámaras están montadas sobre la arena de vuelo y ángulo para capturar dos diferentes puntos de vista. - Recoger los insectos en las paredes del túnel de viento, fuera el plume del olor y vuelva a colocar en el soporte.
Nota: Los insectos pueden tener una oportunidad de responder a los olores con vuelo ceñida y no sustituirse. - Cambio para limpiar hardware de cristal entre los tratamientos.
Nota: Deben ejecutar tratamientos de control frecuente para identificar las fuentes de posible contaminación. - Eutanasia a los insectos con CO2 o por congelación después de los experimentos.
Nota: Dependiendo de la pregunta de investigación, las hembras se anotó para el desarrollo del huevo o una inspección visual para verificar la condición de alas o antenas.
4. limpieza
- Lavar todos los elementos de metal y vidrio con etanol y agua y dejar hasta que se seque.
- Calentar todos los elementos metal y cristal a 300 ° C por 6 h eliminar los contaminantes.
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Representative Results
Pupas de moscas responde fuertemente a los olores de animales muertos que representa un efímero crecimiento larvario sustrato19,20. Usando ratones muertos como una fuente de olor natural, investigó los detalles del comportamiento del vuelo de 15 días de edad, había acoplado hembra C. vicina, con o sin un estímulos visuales junto a la liberación de olor punto13. Para eliminar la señal visual natural, utilizamos el sistema de frasco de vidrio descrito anteriormente. Con una velocidad de viento de 30 cm s-1 si fueran moscardones aparecen, más de 80% tomar-fuera y comportamiento de vuelo orientado en el empopada final del túnel de viento y más del 60% de ellos avanzaron con movimiento controlado y orientado en la parte ceñida del túnel ( Figura 2). No hubo ningún efecto significativo de la señal visual en el comportamiento del vuelo orientado. Sin embargo, para mostrar eficientemente toda la gama de conductas que en condiciones naturales proveerá la oportunidad de depositar los huevos en un canal (despegue, vuelo orientado y aterrizaje) de pupas de moscas, es necesario una adición de una clave visual para marcar el olor fuente. El uso de una clave visual aumentó significativamente los desembarques en la fuente del 14% al 40%. Este simple extracción de un túnel de viento más grande experimento13 ilustra la necesidad de una relación completa de las modalidades sensoriales que se utilizan en lugar de recursos por los insectos, y se nota que información ampliada sobre comportamiento puede reforzar los resultados y posteriormente permiten mayor conocimiento extraer de cada experimento.
Para responder a qué señales volátiles la polilla del guisante está utilizando para encontrar una planta huésped adecuado para la oviposición, se estudió la orientación ceñida de las hembras de 5-7 días acoplado hacia las plantas de guisante en diferentes etapas fenológicas (hoja, brote, flor, pod) en el túnel de viento14 . Velocidad del viento fue 30 cm s-1, 1000 lux de intensidad luminosa, temperatura 20-22 ° C y humedad relativa 60-70%. Utilizamos una combinación de señales visuales y olfativas colocando las plantas de vida directamente en extremo upwind de la arena del túnel de viento y comparando la respuesta conductual con los correspondientes extractos de headspace. También probamos una mezcla sintética de volátiles de plantas de guisante activo antennaly diez. La respuesta al comportamiento de la polilla del guisante (figura 3) mostró que las hembras fecundadas atrajeron mucho más a las plantas de guisante de flores (58%) y brotes (52%) que a las plantas de guisante en la hoja (10%) o en la etapa de vaina (24%). Se observaron respuestas similares usando el espacio de cabeza correspondiente extractos. Acoplado de las hembras fueron más atraído por el headspace los extractos obtenidos de plantas de guisante de flores (56%), seguidas por las plantas de guisante con brotes (42%), y las respuestas bajo fueron registradas para el pod (28%) y hojas (10%). Prueba una mezcla de syntheic rociado de diez volátiles antennaly pea activa como estímulos, dio lugar a una respuesta de aterrizaje de 34%.
Los resultados muestran la relación entre la fenología de la planta de host y la correspondiente planta de olor, así como su impacto sobre el comportamiento del acoplado C. nigricana hembras. Acoplado de las hembras tiene una clara preferencia por las plantas del guisante durante el desarrollo de la flor y el perfil de olor asociados es crucial para la anfitriona. Por otra parte, este experimento muestra que acoplado C. nigricana hembras pueden distinguir diferentes etapas fenológicas de plantas de guisante cuando sólo volátiles señales de detección. La integración sensorial es importante para la anfitriona y puede aumentar la capacidad de percibir pequeñas diferencias, especialmente en las hembras13,21,22. Sin embargo, en este experimento de túnel de viento, las respuestas de aterrizaje en espacios vacíos de extractos de plantas de guisante de flores (56%) sin la presencia de señales visuales eran iguales que las respuestas a la planta real (58%). La similitud entre extractos de espacio único y real plantas implican que el olor es la localización de planta anfitrión fundamentales para acoplado C. nigricana hembras.
Uno de los principales retos en el desarrollo de señuelos kairomone de ensayos conductuales de túnel de viento, está traduciendo la mezcla final en el medio campo. El túnel de viento tiene un fondo de olor limpio, considerando que las condiciones de campo están impregnadas de olores de la vegetación circundante que puede alterar la información química.
Se realizaron experimentos en el túnel de viento con las hembras de campo recogido en la velocidad del viento de 30 cm s-1, intensidad de luz de 5 lux, temperatura de 19-20 ° C y una humedad relativa de 55-65%. Los experimentos con y sin olores de fondo en el desarrollo de un señuelo de campo base volátil de plantas para la polilla de la fruta de apple Argyresthia conjugella11. Los resultados muestran que los dispensadores de olor con un complejo de mezcla (7 componentes) y una mezcla simple (2 componentes) tiene similar atracción ceñida cuando se presentó solo en un fondo limpio (Figura 4A). En un ensayo de elección, sin embargo, con los depósitos de campo encajados una formación volátiles de apple, las hembras de la polilla de manzana fruta preferían que el complejo pero no la simple mezcla (Figura 4B).
Los resultados muestran que la complejidad de la mezcla es un jugador clave para superar la influencia de antecedentes de la planta y que la interacción de fondo debe ser considerado en el desarrollo de kairomonas para uso de campo.
Figura 1. Esquema del túnel de viento había ubicada como NIBIO, Ås - Noruega. El túnel de viento se coloca en un cuarto de clima controlado. El flujo de aire se filtra por filtros de carbón activo antes y después de la aplicación de olor y luego se distribuye en el ambiente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2. Promedio de porcentaje respuesta conductual (±SE) de Calliphora vicina a las fuentes de olor natural con y sin estímulos visuales. Los estímulos de olor fue confinada a un tarro de cristal e introducido en el túnel de viento de una corriente de aire filtrado de carbón. Esta figura ha sido modificada [Aak, A. & Knudsen, diferencias del sexo de G. K. (2011) en agudeza visual, olfato-mediada en pupas de moscas y sus consecuencias para la captura específica de género. Entomologia Experimentalis et Applicata 139 25-34]. Diferencias significativas se identifican mediante pruebas de t (nivel de significación: p = 0.05) sobre un total de 50 moscas por tratamiento experimental, con los promedios basados en la proporción de respondedores entre 10 moscas probados en cinco separar días. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3. Porcentaje de respuesta (±SE) de aterrizaje de Cydia nigricana a las plantas de guisante en diferente etapa fenológica, la colección de espacio de cabeza correspondiente y una mezcla sintética de volátil de compuestos activos antennaly 10. El espacio de aire y la mezcla sintética fue liberado de un atomizador ultrasónico. El material vegetal se colocó directamente en el campo de vuelo. Esta figura ha sido modificada de [Thöming, G., Norli, H. R., Saucke, H. & Knudsen, G. K. (2014) guisante planta volátiles guía anfitrión lugar comportamiento de la polilla del guisante. Interacciones artrópodo-planta. 8 (2), 109-122]. Diferencias significativas se identifican mediante ANOVA (nivel de significación: p = 0.05). Para todos los tratamientos fueron probadas por lo menos 50 hembras y la polilla tenía 6 minutos para responder a los olores. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4. Por ciento Argyresthia conjugella acercarse atrayentes complejo y simplificado (< 5 cm). (A). atracción ceñida a dispensadores de campo sin el fondo. (B). atracción ceñida a dispensadores de campo incrustado en el fondo volátil de la planta. Esta figura ha sido modificada desde [Knudsen, G. K. & Tasin, M. manchado (2015) los invasores: un sistema de monitoreo basado en volátiles de la planta para la previsión de apple ataques de polilla de fruta en manzanos. Básica y aplicada ecología 16 (4), 354-364]. Diferencias significativas se identifican mediante ANOVA (nivel de significación: p = 0.05). Para todos los tratamientos, al menos 45 mujeres fueron probadas y la polilla tenía 5 minutos para responder a los olores. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
El túnel de viento es una herramienta útil para la identificación de olores atractivos y repelentes para muchos insectos4,9. Con sólido conocimiento de la ecología, la biología y el comportamiento de los insectos estudiados, se pueden identificar fácilmente sus características de vuelo y las condiciones ambientales, la velocidad del viento, estímulos visuales y aplicación de olor pueden ser adaptados para encajar. Se recomienda al comenzar hacia fuera con una especie nueva, para ajustar los parámetros de túnel de viento usando la fuente más atractiva posible. Con kairomonas, esto es material de planta anfitrión generalmente vivo o una fuente natural de alimento y con feromonas, una jaula hembra o macho (según el insecto estudiado). Para identificar los repelentes, es una necesidad para una atractiva fuente sobre la cual medir el antagonismo9. Estos resultados iniciales también servirá como base para la experimentación adicional.
Las dimensiones del túnel de viento se deben considerar dar espacio para la libre circulación y visualización de características de vuelo natural. Con volantes fuertes y grandes insectos, arenas grandes del vuelo pueden ser necesarios. Para los insectos más pequeños puede utilizarse una porción de la arena. La velocidad del viento puede ser específica al insecto especie estudió y debe ajustarse la capacidad de vuelo. Con todos los olores, pero en particular con las feromonas debe tenerse cuidado para evitar la contaminación y tratamientos de control frecuente deben hacerse para evitar conclusiones falsas.
Los filtros de carbón activado la oferta de un lienzo en blanco para la aplicación de los olores deseados. Pero puede haber un reverso para limpiar en condiciones de laboratorio, ya que los olores naturales de fondo pueden interactuar con el campo desarrollado dispensadores11,23. Traducción de túnel de viento mezclas de volátiles ubicuas a las condiciones de campo puede ser entonces menos directo y las opciones para incluir fondo olores en el túnel de viento se deben considerar. Con las feromonas, que son volátiles distintos, la traducción al campo son un problema menor. Esto también se aplica a volátiles de recursos raros, tales como cadáver kairomonas utilizados por Calliphorid moscas24.
El rociador es una excelente herramienta para la liberación de volátiles en concentraciones conocidas y proporciones de mezcla. El rociador elude el problema de calcular las tasas de liberación que rápidamente se vuelve complicado. Espacios vacíos rociado, es fácil comparar la eficiencia de una colección de headspace volátiles mediante la comparación de la atracción a plantas vivas y materiales de la planta intacta. El contenido en volátiles colecciones puede identificarse con un cromatógrafo de gases acoplado a un espectrómetro de masas. El pulverizador utiliza una solvente muestra diluida. El solvente puede interactuar con el funcionamiento de vuelo del insecto y se debe identificar el impacto. El etanol es un atrayente para algunas especies de insectos, por ejemplo.,25los escarabajos woodboring. Como las funciones rociador vibrando en frecuencias ultrasónicas, también se debe considerar la respuesta anti-depredador de algunas especies capaces de detectar los murciélagos26.
Atracción de insectos rastreros también podría ser probado en un túnel de viento27. Una plataforma elevada, paralela a y en el centro de la pluma de olor entonces podría colocarse dentro de la arena28. Sin embargo, debe tenerse cuidado particular para manejar los problemas de contaminación.
El túnel de viento también puede ser una poderosa herramienta para validar soluciones biotecnológicas, como un estudio sobre transgénicos Vitis vinifera plantas con kairomone alterada relación de emisión y correspondiente de L. botrana de atracción ha demostrado29. Las plantas transgénicas, headspace extractos y mezclas sintéticas se probaron para la atracción de L. botrana en el túnel de viento y dio lugar a la atracción reducida en comparación con las plantas control de V. vinifera29.
Sin embargo, existen algunas limitaciones para el uso de túneles de viento que deben considerarse cuidadosamente en cada caso en particular. Como insectos normalmente se utilizan en la arena de una sola vez, especies con tiempo de generación largo es menos ideal para experimentos de túnel de viento. También especies rojo pueden ser controvertidas para probar en los estudios de laboratorio conductual. Sin embargo, plagas de insectos, para lo cual existe una necesidad considerable de señuelos atractivos, suelen tienen tiempo de generación corto, y puede obtenerse un número suficiente de colección de campo o de un protocolo de cría.
El túnel de viento sin duda tiene su lugar en los estudios de comportamiento de Ecología química. Puede construirse de varias maneras, dependiendo del presupuesto, y puede Agregar funcionalidad con varias preguntas de investigación. El túnel de viento tiene la ventaja de permitir observaciones y mediciones del comportamiento de vuelo del insecto respuestas a olores y otros estímulos sensoriales.
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Disclosures
Ninguno
Acknowledgments
Tasin M. fue apoyada por el Consejo de investigación sueco para el desarrollo sostenible (Formas, beca 2013-934).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Flight arena | any | NA | Construct to fit the filter housing |
| Filter housing x 2 | Camfill Farr | Contains the dust and charcoal filters | |
| Fan x 2 | Fischbach | Model D640/E35 | Silent fan with continous dimmer switch |
| Perforated grids | any | NA | Two different open areas are needed, e.g. 54 and 51% |
| Flowmeter | Swema air | Swema air 300 | Identifying the wind speed |
| Ultrasonic sprayer | SonoTek | Sprayer nozzle with conical tip and inserted microbore | |
| Broadband ultrasonic generator | SonoTek | Function generator | |
| Syringe pump | CMA microdialysis | CMA 102 | Liquid delivery |
| FEP tubing | CMA microdialysis | 0.12 mm inner diameter | |
| Tubing adaptors | CMA microdialysis | Connectors for zero internal volume | |
| Gastight syringe | any | NA | 1000 µL syringe for headspace collections and synthetic blends |
| Gastight syringe | any | NA | 1000 µL syringe for cleaning sprayer |
| Torch | any | NA | Small light source for checking sprayer release |
| Timer | any | NA | Timer with alarm function |
| Holder for insect release | any | NA | Metal construction |
| Lighting | any | NA | LED is preferable due to low heat production |
| Moisturiser | any | NA | Size depends on volume of wind tunnel room |
| Temperature control | any | NA | Temperture range depends on species |
| Glass tubes | any | NA | Tubes (2.8 cm diameter, 13 cm long) for insects |
| Snap cap | any | NA | Snap cap that fits the glass tube |
| Gauze | any | NA | Fabric to close the glass tube |
| Rubber band | any | NA | To hold gauze in place |
| Glass cylinder | any | NA | Cylinder for odour containment and landing platform (10 cm diameter, 12.5 cm long) |
| Glass jars | any | NA | Glass jars for dynamic headspace collection |
| Connectors and tubes | any | NA | Tubes and connectors depends on type of glass jars |
| Air supply | any | NA | From laboratory air or bottles |
| Charcoal filters | any | NA | For cleaning the outside air sypply |
| Vial | any | NA | Small vial with water to keep plant material fresh |
| Oven | any | NA | Heat metal and glassware to 300 degrees to decontaminate |
References
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- Murlis, J., Elkinton, J. S., Cardé, R. T. Odor Plumes and How Insects Use Them. Annual Review of Entomology. 37, 505-532 (1992).
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