Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

הערכת הפרודוקטיביות של מושבות של הצרעה החברתית (וספיסיאה) ומבוא אל שיטת הצרעה היפנית המסורתית.

Published: September 11, 2019 doi: 10.3791/59044
Automatic Translation
1,2
1Tajimi Senior High School, 2Faculty of Applied Biological Science, Gifu University

Summary

זה נייר מתודולוגי מעריך את הפרודוקטיביות של מושבת הצרעה החברתית על ידי בחינת מספר התאים של החברה ל100 מסרק, כדי להעריך את המספר הכולל של מבוגרים הצרעות המיוצרים. הסרטון המקושר מתאר כיצד לחפש קינים של צרעה, שיטה שפותחה על ידי רודפי צרעות חובבים.

Abstract

עבור צרעות ושדרה, פרודוקטיביות המושבה מוערכת בדרך כלל על ידי ספירת מספר תאי הזחל. נייר זה מציג שיטה משופרת המאפשרת לחוקרים להעריך באופן מדויק יותר את מספר המבוגרים המיוצרים, לספור את מספר של meconia (שרפרפים שמאל בתאים על ידי הזחלים הצרעה כאשר התגלמות לתוך מבוגרים, לכל 100 תאים) בכל מסרק. ניתן להחיל שיטה זו לפני או אחרי קריסת המושבה (כלומר, בקינים פעילים או לא פעילים). העיתון מתאר גם כיצד לאתר את מושבות הצרעה הפרועה באמצעות "סימון הצרעה" , ולרדוף אחר הצרעה האוספת אותם, תוך שימוש בשיטה שבוצעה באופן מסורתי על ידי אנשים מקומיים ביפן המרכזית (כפי שמודגם בסרטון המקושר). לשיטת הרדיפה הערבית שתוארה יש מספר יתרונות: קל ליזום מחדש את המרדף מנקודה שבה המטרה המעופפת חזרה לקן אבדה, וקל לאתר את מיקום הקן כצרעות מסומנות לעתים קרובות מאבדים את הדגל שלהם בקן כניסה. שיטות אלה להערכת פרודוקטיביות המושבה ואיסוף קנים יכולים להיות יקרי ערך עבור חוקרים הלומדים צרעות חברתיות.

Introduction

כל המינים מחושבים לפתח אסטרטגיה אופטימלית להישרדות ורבייה בקרב מגוון רחב של אסטרטגיות אפשריות. בבחירה טבעית, אנשים עם תכונות כי למקסם את ההצלחה הרבייה של האדם ישאיר יותר צאצאים (וגנים) לדור הבא. לכן, מספר הצאצאים המיוצרים על ידי אדם יכול לשמש כאינדיקטור לכושר האבולוציוני היחסי של האדם. בהקשר אקולוגי נתון, השוואת מספר הצאצאים המיוצרים ביחס לאסטרטגיות התנהגותיות חלופיות יכול לעזור לחוקרים לחזות את האסטרטגיה הטובה ביותר עבור אופטימיזציה כושר1.

לדבוראים החברתית (כגון צרעות, דבורים ונמלים) יש מערכת של שלושה מסלולים שונים, שהם עובדים (נקבות סטריליות), מלכות (גיאנס) וזכרים1. רק מלכות חדשות (gynes) וזכרים נחשבים לקראת הכושר בדבוראים חברתי. הפקת העובדים אינה תורמת באופן ישיר לכושר מאז שהעובד עקר. מצד שני, מלכה שיכולה לייצר פרודוקטיביות מושבה גבוהה יותר (כגון מספר גבוה יותר של תאים מוחלטים או קן כבד יותר) נחשבת לכושר גבוה יותר בדבוראים החברתית, ללא קשר למספר מלכות וזכרים חדשים שיוצרו למעשה (ראו , לדוגמה,טיבבטס וריב2 ומטיולה וסילי3). באופן כללי, קשה לספור בדיוק את מספר הצאצאים המיוצרים על ידי מושבה של דבוראים חברתית. למעשה, מלכות של חרקים חברתיים רבים חיים במשך יותר משנה אחת (למשל, מלכות נמלים נמלה יכול לחיות > 20 שנים4 ו מלכות הונאיבי יכול לחיות 8 שנים5). בנוסף, מלכה אחת עשויה לייצר אלפי צאצאים של הרבייה במהלך מספר שבועות או חודשים, גם במינים שנתיים של וספה כללי ואספולה6,7,8. יתרה מזאת, תוחלת החיים של העובדים קצרה יותר מזו של מלכת אמם, והעובדים מתים לעתים קרובות מהקנים שלהם. מכאן, גם אם אפשר לספור במדויק את כל המבוגרים בקן בכל נקודה נתונה בזמן, הרוזן לא היה מתאר במדויק את מספר הצאצאים המיוצרים. לפיכך, מספר הצאצאים שיוצרו מוערך במידה רבה מגודל הקן, מספר העובדים בקן, או המשקל של הקן בנקודה נתונה בזמן3,9,10. מספר תאי הזחל עלול לגרום להערכת יתר של ייצור הצאצאים כאשר תאים ריקים. אותה שיטה יכולה גם לגרום להערכה פוטנציאלית של הפקת הצאצאים מכיוון שמסרקים של תאים קטנים המכילים את העובדים, יכולים לייצר שניים או שלושה גדודים של זחלים6,7,11.

המטרה הראשונה של עבודה זו היא לספק שיטה משופרת להערכת פרודוקטיביות הצרעה העמוד השדרה במונחים של מספר מבוגרים המיוצרים. Yamane ו Yamane הציעו כי הדרך הטובה ביותר להעריך את מספר הצאצאים המיוצרים על ידי המושבה היא לספור את המקוניה בקן12. המקוניה היא הגלולה הצואה המורכבת מקוטיקולה, בטן, ותוכן בטן שזחל עוזב בתא שלו בעת הצגת (איור 1A). המספר הכולל של meconia המיוצר לכל מסרק מחושב על ידי הכפלת המספר הכולל של תאים הנמצאים במספר הממוצע של meconia לכל תא. יש לעתים קרובות שכבות מרובות של meconia בתא, וכל meconia מציין כי אדם בהצלחה התגלמות תא6,11 (איור 1b). בעת הערכת המספר הממוצע של meconia לכל תא, אם מספר התאים שנבדקו קטן (גודל מדגם קטן), השגיאה הסטנדרטית (SE) מגדילה, וכתוצאה מכך, השגיאה עבור המספר הכולל של meconia לכל מסרק הופכת לגבוהה יותר מאשר אם גודל המדגם היה גדול יותר. ה-SE של הממוצע (SEM) הוא מדד של הפיזור של אמצעים לדוגמה סביב ממוצע האוכלוסיה. לכן, במחקר זה, אני מתמקד SEM של מספר של meconia לכל תא כדי להעריך את האוכלוסייה (מספר מבוגרים המיוצרים) מן הממוצע לדוגמה (המספר הממוצע של meconia לכל תא). מחקר זה מנסה לקבוע כמה דגימות נדרשות כדי לקבל שיעור SE של פחות מ 0.05 לכל תא. כדי לעשות זאת, סימולציה מספרית מבוצעת עם נתונים אמיתיים על מספר של meconia למסרק, כדי לקבוע את גודל המדגם המינימלי (עבור העובד והמלכה קומבס) צריך להעריך את הערך הזה במדויק בתוך SE המוגדר של 0.05.

שדרה מושבות צרעה לחיות ב קינים נסתרים (תת קרקעי או אווירי) מורכב מסרקים אופקיים מרובים, נבנה בסדרה מלמעלה למטה6,7,11. הגודל הממוצע של התאים גדל מן הראשון (למעלה) למסרק האחרון (למטה). בתוך מסרקים התחתון, משמרת פתאומית בגודל התא הממוצע ניתן לראות. תאים רחבים אלה בנויים לפיתוח מלכות חדשות. מכאן, הערכה מדויקת יותר של פרודוקטיביות המושבה (כלומר, מספר האנשים המיוצרים) ניתן להשיג כאשר המספר הכולל של meconia בתאי העובד (תאים קטנים) והמלכה תאים (תאים גדולים) נחשבים. על מנת להעריך את הכושר ברמת המושבה, החוקרים יכולים להעריך את מספר מלכות המיוצר ולהתמקד המקוניה בתאי המלכה בלבד. באשר לזכרים הרבייה, הם מוגברים בתאי הפועלים או המלכה, תלוי במין. כך, ייתכן שיהיה קשה להעריך את הייצור הגברי של מושבה, למעט במינים שבהם לזכרים יש מידה שלישית, תא מיוחד13 (למשל, דוליכותיםולה אראריה).

המטרה השנייה של עבודה זו היא להציג טכניקה שימושית לאיתור מושבות צרעה בר השדרה בשדה ושתילת אותם לתוך תיבות מעבדה קן. למרות שחלק מהחוקרים משיגים קיני צרעות משיחות בקרת הדברה (כלומר, אנשים שמדווחים עליהם כמזיקים14,15), שיטה זו אינה תמיד אפשרית או רצויה. החוקרים אולי יצטרכו לאסוף קנים באזורים פראי ומיושב שבו בקרי מזיקים לא פועלים, או לנהל את המחקר שלהם על ידי השגת באופן גמיש יותר קנים בזמנים ספציפיים. מעניין, אנשים המתגוררים באזורים ההרריים של מרכז יפן באופן מסורתי לאסוף והצרעות האחוריים (האספולהשיצ, אספולה פליוואז ואספולה דלקתית) למזון. לכן, האיסוף וטכניקות הגידול המלאכותי לצרעות אלה מפותחות היטב באותם אזורים17.

המאמר מסכם גם את השיטות המועסקות לגבי צרעות מאחורי האספולה . האורגניזם הניסיוני למחקר זה היה V. shidai, הצרעה החברתית, מקננת הקרקע להיות במערב אסיה ויפן. V. shidai בעל גודל המושבה הגדול ביותר בין כל הצרעות היפניות בעמוד השדרה, עם סך של 8,000 עד 12,000 תאים לכל הקן, עם מקסימום של 33,400 תאים14,18. העובדים של V. shidai יש משקל רטוב ממוצע של 67.62 ± 9.56 mg. הזכרים בדרך כלל גדלו בתאי העובד; לעומת זאת, מלכות חדשות גדלו בנוי במיוחד, מלכה רחבה תאים14.

Figure 1
איור 1: Meconium בתא זחל. (א) חתך רוחב של מסרק של אספולה שידאי. Meconia מצוין על ידי חיצים אדומים. (ב) שתי מיווניה משכבות. כל חץ כחול מצביע על אחד המקוניום. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הערכת פרודוקטיביות במושבה

  1. הערכה של מספר התאים בכל מסרק
    1. . תפריד את הקומבס אחד אחרי השני לטאטא את כל הצרעות המבוגרים מן המסרק ולהוציא את כל הזחלים והגלמים מן התאים עם פינצטה.
    2. למדוד את המידות הכיכר של 10 תאים שנבחרו באקראי למסרק, באמצעות תוכנת דימות (g., תמונה J גירסה 1.48, ראה http://imagej.nih.gov/ij/).
      1. צלם תמונה עם ההפניה לקנה המידה כך שכל התאים בתמונה מימין למעלה.
      2. בהתבסס על אורך בפועל של הקנה מידה, המר את כל האורכים הנמדדים לפיקסלים.
      3. למדוד את האזורים של 10 תאים בפיקסלים ולהמיר אותם לאזורים בפועל.
      4. לחשב את האזור הממוצע של העובד תאים המלכה.
    3. העריכו את מספר תאי העובד והמלכה על ידי חלוקת האזור של כל מסרק על ידי אזור התא הממוצע לכל מסרק.
  2. ספירת מספר המקוניה להערכת פרודוקטיביות המושבה
    1. לספור את מספר של meconia לכל 100 תאים עבור כל מסרק על ידי שבירת בזהירות את המסרק ובחינת meconia.
      הערה: מספר זה של תאים נקבע כאן כדי להיות מספיק (ה-SE של מספר של meconia לכל תא הוא בתוך 0.05, עיין בסעיף תוצאות הנציג). Meconia אולי התחזק לשתי שכבות או יותר בתא (איור 1).
    2. לחשב את המספר הממוצע של meconia לכל תא עבור אלה 100 תאים.
    3. לחשב את המספר הכולל של meconia עבור כל מסרק (כלומר, מספר האנשים המיוצרים, הפרודוקטיביות המושבה), שופר מהמספר המשוער של תאים ואת המספר הממוצע של meconia לכל תא עבור מסרק זה.

2. מציאת האספולה קיני

  1. תגרה
    1. לתלות חתיכות דיונון, דגי מים מתוקים, או לב עוף (כ 10 גרם בסך הכל) על ענף עץ בגובה כי ניתן להגיע בקלות ביד (איור 2).
    2. מניחים את הפיתיונות האלה לאורך הכביש (למשל, לאורך כביש החוצה יער או לאורך נהר) בשעה 50 עד 100 תחנות, עם לפחות 5 מ ' בין כל תחנה.

Figure 2
איור 2: מתן צרעות עם פיתיון בשר מסומן בדגל. (א) מפתה צרעות עם בשר המחובר לקצה מקל. (ב) פיסת הבשר קשורה בחוט לדגל פלסטיק. (ג) הצרעה אוחזת בבשר הקשור לדגל. "כגון" מסומן "בדגל", יגביר את הניראות של החגר המעופף. התמונות בלוחות B ו- C צולמו על ידי מיכל. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

  1. מתן צרעות עם פיתיון "מסומן"
    1. בנייה והצמדה של דגלים
      1. לחתוך פלסטיק (פוליאתילן) שקיות לרצועות של 3-5 מ"מ רוחב ו 15 ס מ אורך באמצעות חותך תיבת.
      2. הכינו 1.5 מ"מ3 של לב עוף או דיונון על שיפוד במבוק או ענף דק (קוטרו של פיתיון הבשר יכול להיות 1-2 מ"מ, פחות מ 15 מ"ג לעובד V. shidai ; איור 2).
      3. לקשור פתיל הדגל (רצועת פלסטיק, פחות מ 10 מ ג) ולאחר מכן לפיתיון בשר, הצמדת אותו בתוך 3 מ"מ מן הדגל (זה נקרא" הדגל "המסומן). לחתוך את החוט רופף מעל הקשר.
        הערה: השתמש חוט פוליאסטר בסדר מאוד בשימוש בדרך כלל עם מכונות תפירה.
    2. הצגת פתיון הבשר לצרעה
      הערה: הקן נמצא באופן היעיל ביותר על-ידי ביצוע הצרעות שחוזרות שוב ושוב בתוך 4 דקות מלעזוב. זה בגלל צרעות כי לקחת את הפיתיון ולחזור במהירות יש קן בקרבת מקום.
      1. צבעו סימן ייחודי על כל בית חזה כדי לזהות את הצרעות בנפרד כאשר הם נושכים את הפיתיונות (רצוי עם עטי צבע על בסיס מים, ראה שולחן חומרים).
      2. הציבו את הדגל בחוט התחתי שמתחת לצרעה בזמן שהוא נושך את הפיתיון המסומן כשהוא מציג את הפיתיון לצרעה (הצב את הדגל כך שהוא והחוט יעבור מתחת לבטן של הצרעה מתחת לבית החזה).
    3. בעקבות צרעה מסומנת
      1. אספו את הפיתיונות מהאזור שמסביב, כך שהצרעה החוזרת עשויה לחזור לאותה נקודה, לפני שתעקוב אחר צרעה.
        הערה: בעקבות הצרעות המסומנות מתבצע הטוב ביותר עם קבוצה של שניים או יותר אנשים. לפחות אדם אחד נשאר ב-transect, ומספק את הצרעות עם הבשלה מסומנים, בעוד האחרים (עם) לעקוב אחר הצרעה המסומנת. כאשר יותר מצרעה אחת נמשכת לאותו פיתיון, סמן ועקוב רק אחר צרעות העפות באותו כיוון.
      2. עקבו אחר צרעה. עם פיתיון מסומן
      3. כאשר הצרעה הבאה נוחתת איפשהו בדרך לקן שלו, להרים בעדינות את הצרעה עם מקל ארוך (הסניף) או מוט הדיג ולצפות בו עד שהוא מתחדש הטיסה.
        הערה: להיות עדין ולא להכות את הצרעה מנוחה כי זה יהיה להפיל את הפיתיון ולעוף משם.
      4. כאשר הצרעה מעצבת עוד כדור בשר לפני הטיסה חזרה לקן שלו, לקרוא רק את הדגל, אם יש צורך בכך.
        הערה: הצרעות מתאדמות ולעס את החוט, ומסירים את הדגל מפתיון הבשר. אם זה קורה לעתים קרובות, להפוך את הדגלים קצר יותר כדי להגדיל את היכולת טיסה מעופף.
      5. כאשר צרעה בורחת מאיתור בעת היותו אחריו, לחכות הצרעה לחזור לתחנת הפיתיון על הטרנסect לפני שחוזר על המרדף. הפעם, בעוד הצרעה היא נושכת את הפיתיון החדש, לשאת את מקל פיתיון (ואת הצרעה) עד לנקודה שבה זה היה לאחרונה נמלט גילוי.
        הערה: צרעות מזון לא להרפות הפיתיונות שלהם בקלות, לא לעקוץ אם מטופלים בעדינות. לפיכך, הצרעה עם הפיתיון המסומן ניתן להעביר למיקום הרצוי על ידי החזקת הדגל, ללא הצרעה בורחת.

3. העברת הקן

  1. מבנה תיבת הנשיאה
    1. לבנות תיבות קן בגדלים שונים, מ 10 עד 20 ס"מ אורך ורוחב בין 10 עד 20 ס מ גובה, כדי להתאים קינים בגדלים שונים.
      הערה: קופסאות בגודל זה גדולות מספיק כדי להכיל קינים צעירים של V. shidai (שנאסף ביפן המרכזית בין אמצע יולי לאמצע אוגוסט). הפוך תיבת נשיאה בהתאם לגודל הקן של כל מין, עבור כל שלב גידול.
    2. בנו את רשת הבמבוק וחברו אותו לתוך הקופסה, כ 2 ס מ מעל החלק התחתון של הקופסה, כדי להקל על המיקום של הקן בתוך תיבת הנשיאה.
    3. לכסות את החלק התחתון של תיבת הנשיאה עם העיתון ולהדביק אותו מעץ, הלוח הנשלף (איור 3).
      הערה: העיתון יהיה, מאוחר יותר, לאפשר לצרעות ללעוס אותה כאשר הם בונים מסרקים נוספים מתחת לתיבת הנשיאה כאשר זה ממוקם בתיבת קן (ראה סעיף 3.2).
  2. חפירה של הקן
    1. לפני החשיפה של הקן כולו
      הערה: ללבוש בגדי הגנה כדי להימנע מלהיות עקץ על ידי צרעות המגנים על הקן שלהם.
      1. , ברגע שנמצא קן הצרעות. הוא חפירת את הקן
      2. חותמת נמרצות על הקרקע סביב הקן במשך כ 10 עד 20 דקות כך עובדים עוזבים וחוזרים לקן להישאר בפנים כדי להגן עליו, כדי לאסוף כמה שיותר עובדים.
        הערה: אם הצרעות ממשיכות להישאר מחוץ לקן, עדיף ללכוד אותם באמצעות רשת חרק. למרות הטבעת שימושי עבור v. flaviceps, v. shidai, ו -v. דלקתית, עובדי מינים אחרים מן הקן עשויים לתקוף את האדם ביצוע הטבעה. במקרה זה, דלג על שלב זה.
      3. להאיר אור ישירות לתוך כניסת הקן כדי לקבוע את הכיוון שבו הכניסה הקן רץ. השתמשו באצבע כדי לאשר את הכיוון של חור הקן, בעוד שנחפר בעדינות אדמה מסביב לקן.
    2. לאחר החשיפה של הקן כולו
      1. כאשר הקן כולו נחשף, הפיצו בד ומניחים את הקן מעליו כדי למנוע מצרעות לברוח אל האדמה מתחת לקן.
      2. מניחים את הקן שנחפר לתוך תיבת עץ (נושאת) לצורך הובלה למעבדה (איור 3); לאחר מכן, כיסו אותו בענפים ובעיתון. השאר את החלק העליון של הקן נחשף כאשר הוא בתוך התיבה.
      3. הניחו את תיבת הנשיאה על בד במשך 5 עד 10 דקות, עד אשר הצרעות הופכות לרגועות.
      4. לאסוף כל צרעות בסביבה עם רשת חרק ולהעביר אותם למעבדה עם הקן.
        הערה: כהליך איסוף אלטרנטיבי, הרסם את דיירי הקן על ידי עשן צלולואיד או דיאתיל אתר אל הקן לפני החפירות.

Figure 3
איור 3: תיבת נשיאה. (א) תיבה לנשיאת קנים שנאספו בשדה. (ב) רשת במבוק ממוקמת בתחתית הקופסה. שתי התיבות בתמונה מימין הן הפוכות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

4. גידול אספולה

  1. מבנה תיבת הקן
    הערה: תיבת הקן עשויה מעץ, עם מימדים של 50 ס מ באורך וברוחב ובגובה 70 ס מ לגידול V. shidai (קן בוגר הוא כ 40 ס מ קוטר בטבע). הפוך את תיבת הקן על פי גודל הקן של המינים כדי להיות מתרומם.
    1. לספק את תיבת הקן עם חור כניסה (בדרך כלל ממוקם בחלק העליון של התיבה) כדי לאפשר צרעות לעזוב את הקן כדי מספוא.
    2. מלא כ 1/3 של תיבת הקן עם אדמה כזאת המתרחשת במקום שבו הקן נאסף.
    3. התקן רשת תיל (עם גודל שינוי של 1.5 ס מ2) בכניסה של תיבת הקן כדי למנוע חדירה של צרעות אחרות (טורפים, כגון וספה מאנדארניה והווספה).
    4. מניחים שני מוטות עץ בתיבת הקן שיכולים לשאת את תיבת הנשיאה (איור 4).

Figure 4
איור 4: מעבדה התקנה. (א) הגדרת תיבת מנשא לתיבת קן המשמשת למחקר ארוך טווח. לפני הצבת תיבת הנשיאה בתיבת הקן, לוח העץ בחלק התחתון של תיבת הנשיאה הוסר, ומשאיר רק את העיתון כדי לכסות את החלק התחתון של הקן. (ב) סדרה של תיבות קינון עם משאבי מזון התלויים בקו תיל. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

  1. השתלת תיבת הנשיאה לתוך תיבת הקן
    1. שמרו את תיבת הקן במקום יבש תוך כדי גידול צרעות בקנים שנאספו (כלומר, במקום שאינו חשוף לגשם).
    2. הסירו את לוח העץ בתחתית תיבת הנשיאה והכניסו אותו לתיבת הקן למחקר ארוך טווח (איור 4).
      הערה: לעתים קרובות, הצרעות ינשכו חורים בעיתון המכסה את החלק התחתון של תיבת הנשיאה, ולכן יש סכנה של להיות מרוח על ידי צרעות לברוח דרך החורים. לכן, ללבוש בגדים הגנה בעת שתילת הקן.
  2. האכלה צרעות
    1. מניחים סוגים שונים של בשר (דיונון, דגי מים מתוקים, חזה עוף או לב עוף) ופתרון 1:3 של דבש ומים בערך 3 מ' מתיבת הקן.
    2. ספק מספיק מזון לדרישות ההזנה של יום אחד. מחדש מזון טרי מדי יום (וspinae לא מספוא על בשר ישן/רקוב).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

מטרה אחת של מחקר זה היה לקבוע כמה דגימות נדרשות כדי לקבל SEM של מספר של meconia לכל תא שהוא פחות מ 0.05. במחקר זה, מסרק עם גודל תא ממוצע של < 20 מ"מ2 הוגדרה כמסרק עובד, ואילו מסרקים גדולים יותר הוגדרו כמלכה קומבס. ספרתי את מספר התאים עבור המלכה קומבס ומסרקים עובד (במחקר זה, ספירות היו עשויים שישה המלכה מסרקים ושש עובד שישה מושבות V. shidai ). המספר הממשי של תאים לכל מסרק הוערך מנתונים אלה באמצעות אומדן (טבלה 1).

זהה מדינה תאריך איסוף שטח (mm2) מספר תאים משוער (המשך) מספר תאים בפועל (אנק) מספר בפועל של meconium (ANM) מספר ממוצע של המקוניום בתא המשך
WW-Kb01 בחיים 18-Oct-16 27756.7 1599.9 1433 2430 1.70 1.52
WW-Kb02 בחיים 18-Oct-16 4098 381.9 347 494 1.42 1.29
WW-Kb02 בחיים 18-Oct-16 22439.3 1118.9 986 1317 1.34 1.18
מיכל שינה תמוטטות 3-Nov-16 19094.9 1098.6 1,181 974 0.82 0.89
-דבליו-אס תמוטטות 27-Nov-16 38,933.40 2,198.70 2,455 4,321 1.76 1.96
WR-Kb05 תמוטטות 29-Nov-16 10970 860 763 1315 1.72 1.53
QW-Kb01 בחיים 18-Oct-16 29186.2 1094.4 1095 759 0.69 0.69
QW-Kb01 בחיים 18-Oct-16 36920.5 1361.6 1341 1075 0.80 0.79
QW-Kb02 בחיים 18-Oct-16 37295.9 1047.2 1080 1068 0.99 1.02
QR-Ksb תמוטטות 3-Nov-16 24811.2 1011.9 893 701 0.78 0.69
QR-Ksc תמוטטות 27-Nov-16 33352.8 1384.5 1241 1069 0.86 0.77
QR-Kb05 תמוטטות 29-Nov-16 25157.6 1071.4 922 572 0.62 1.97
WW = מסרק עובד מהקן פראי, WR = מסרק עובד מתוך קן הגידול, QW = המלכה מסרק מן הקן פראי, QR = המלכה מסרק מן קן הגידול. בחיים = הזחלים הצרעה קיימא בתאים, כווץ = לא הזחלים קיימא בתאים.

טבלה 1: מספר בפועל ומוערך של תאים בשש עובד מסרקים ושש המלכה שישה מספר של meconia לכל מסרק. WW = מסרק עובד מהקן פראי, WR = מסרק עובד מתוך קן הגידול, QW = המלכה מסרק מן הקן פראי, QR = המלכה מסרק מן קן הגידול. בחיים = הזחלים הצרעה קיימא בתאים, כווץ = לא הזחלים קיימא בתאים.

ניתוח של הקשר בין גודל המדגם לבין ה-SEM של מספר meconia לכל תא הפגינו כי גודל המדגם צריך להיות מבוסס באמצעות גישה לאתחול מבוסס על מספר meconia שנספר (מתוך נתונים אמיתיים). באמצעות נתונים אמיתיים, את הממוצע ואת סטיית התקן (SD) של מספר meconia לכל תא היו מחושבים, עם מספר דגימות להגדיר ב 1,000 עבור כל גודל לדוגמה (מספר התאים להיבדק היו 1 עד 500; איור 5). לא נתתי לחילוץ איטרטיבי מהנתונים בדגימה. ה-SEM עבור מספר meconia לתאים חושב עבור כל גודל דגימה עבור כל ערכה של נתונים אמיתיים. לאחר מכן נבדק גודל המדגם שבו ה-SEM היה קטן מ-0.05. כל החישובים נעשו באמצעות תוכנה R. 3.2.4. 19 ניתוח זה הראה כי SEM היה < 0.05 כאשר גודל המדגם היה 100 תאים (עבור העובד והמלכה קומבס) (איור 5). לכן, התוצאות הבאות מבוססות על בחינת מספר של meconia לכל 100 תאים לכל מסרק.

מספר בפועל ומוערך של תאים בשש עובד מסרקים ושש המלכה שישה מספר meconia לכל מסרק מוצגים בטבלה 1. ההערכות של מספר התאים במסרקים של העובד, המבוססות על מדידות אזור המסרק, היו הן גבוהות ונמוכות יותר מהספירה האמיתית. מספר ממוצע של meconia בתאים של מסרקים עובד, אשר מייצג את מספר העובדים המיוצרים, נע בין 1.96 פעמים יותר ממספר התאים זחל המשוער 0.89 פעמים פחות מהמספר המשוער של תאים (טבלה 1). בתור המלכה קומבס, המספר הממשי של תאים היה לעתים קרובות פחות מהמספר המשוער של תאים. מספר של meconia ב המלכה קומבס, אשר יכול לייצג מרכיב של הכושר (כלומר, חלק של הצלחת הרבייה של המלכה המייסדים), היה 0.53 פי 1.02 המספר המשוער של תאים.

כל התאים, meconia היו נספרים בשש העובד הנבחר באקראי שישה שנבחרו באקראי המלכה קומבס מחמשת קנים (שולחן 1). המספר הכולל של תאים שנספרו העובד מסרקים היה 7,165, בעוד מספר meconia שנספר העובד קומבס היה 10,851. המספר הממוצע של תאים לכל מסרק היה 1,194.2 ± 720.3 (ממוצע ± SD), ואילו המספר הממוצע של meconia ב מסרקים העובד היה 1,808.5 ± 1,368.2. ב המלכה קומבס, המספר הכולל של כל התאים היה 6,572, בעוד מספר של כל meconia היה 5,244. המספר הממוצע של תאים לכל מסרק המלכה קומבס היה 1,095.3 ± 174.820, ואילו המספר הממוצע של meconia היה 874.0 ± 223.8. שכבות meconium בתאי עובד נע בין אפס לשלוש, בעוד התאים המלכה היה אחד או לא שכבה meconium.

Figure 5
איור 5: הקשר בין גודל המדגם לבין השגיאה הסטנדרטית (SE) ביחס למספר ספירות meconia. (א) meconia לכל תא ב מסרקים עובד. (ב) meconia לכל תא במלכה קומבס. כל מעגל מתאר SE יחסית למספר של meconia לכל תא שהושג באמצעות סימולציה עם נתונים בפועל. הבדלי צבע מייצגים את הנתונים מכל הקן שנדגם. הדמיית SE עבור מספר של meconia לכל תא ב-WWkb02 מסרק (מסרק עובד) הושגה עם גודל מדגם של 300 כי מסרק רק 347 תאים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הפרודוקטיביות של המושבה של דבורים, נמלים וצרעות הוערך בעבר על ידי מספר העובדים והתאים בקינים או לפי משקל הקנים3,9,10. מחקר זה מראה כי האומדן של מספר meconia מספק אומדן טוב יותר של המספר הכולל של אנשים המיוצרים (כלומר, אינדיקטור טוב יותר לפרודוקטיביות המושבה). למעשה, זה נמצא כי, עבור העובד והמלכה קומבס, מספר של meconia נע בין 0.53 כדי 1.96 פעמים מספר התאים זחל במסרק. ממצאים אלה מכמת עד כמה מדויק הקביעה של מספר עובדים ומלכות המיוצר יכול להיות כאשר הוא מבוסס על מספר התאים במסרק. למרות היותו יותר לעבודה אינטנסיבית, הערכת מספר המקוניה בקן נראה להבטיח הערכה מדויקת יותר של פרודוקטיביות המושבה. מצד שני, במחקר זה, זה לא הוערך עד כמה מדויק מספר של meconia מייצג את מספר האנשים המיוצרים.

נייר זה מראה כמה תאים של קן V. shidai יש לבחון כדי להעריך את הפרודוקטיביות של המושבה, בהתבסס על תוצאות גישת הדמיה של האתחול באמצעות נתונים לדוגמה על מספר המקוניה בקן. בהתבסס על תוצאות אלה, זה יהיה מתאים לחקור 100 תאים לכל מסרק של העובד והן תאים המלכה. השיטה עבור ספירה meconia יכול גם להיות מוחל על הקן לאחר שהתמוטט (כלומר, לאפעיל), אשר יכול להיות יתרון עבור החוקרים: תקופת הרבייה של מושבות צרעה השדרה הוא די ארוך8 ולימוד של הקן לאחר ש מתמוטט פירושו שהמספר הכולל של מבוגרים המיוצרים על פני תקופת הרבייה כולה ניתן להערכה. כמו כן, קל יותר לאסוף מושבות כאלה.

כדי לאסוף את הקינים של ה -V. shidai, מספר חוקרים עקבו אחר כל אחד מהם (למשל, מצופה אבקת פלורסנט) או צרעות בלתי מסומנות21. שיטת מיקום הקן המוצגת כאן (האכלה את הצרעות "בדגל" בשר) מקלה בעקבות צרעות לקינים שלהם. גישה זו שימושית גם אם הצרעה מסומנים אבודה משום שצרעה זהה בסופו של דבר לחזור לפיתיון לאורך הטרנסect. לספק פיתיון מסומן חדש לצרעה זו ולשאת אותו עד לנקודה שבה הוא אבד לאחרונה, ובכך לאפשר לרודפי לחדש את המרדף מנקודה זו ואילך (קרוב לקן). חלק מהדגלים שהובאו לקן מוצאים את המקום בכניסה לקן, אשר גם מקלה על מציאת קינים. עם זאת, שיטה זו אינה מתאימה לימים גשומים משום שהסמנים נוטים להיצמד לענפים ולעלים כאשר הם נרטבים. למרות שמרדף אחר צרעות המסומנות בדגל הוא שימושי עבור v. shidai, v. flaviceps, ו -v. דלקתית ביפן, לא ניתן להחיל את השיטה הזאת על אספולה רופא מכיוון שהצרעות האלה לא מגיעות לפיתיון ולא תופסים פיתיון מסומן. כנראה ששיטת המיקום של הקן לא יכולה לשמש לכמה צרעות .

דיאטות בר קיימא יותר נחוצות על-ידי אוכלוסיה גלובלית ההולכת וגוברת. בנוסף, הביקוש לחרקים אכילים גדל מדי יום. חרקים אכילים רבים, הנצרכים באופן מקומי ומסורתי ברחבי העולם, זוהו על ידי ארגון המזון והחקלאות של האו ם21 כמקור חלבון אלטרנטיבי מבטיח להתגברות על מזון חוסר ביטחון ברחבי העולם. הזחלים והגלמים של אספולה שימשו באופן מסורתי למזון באזורים ההרריים של יפן16, ולכן ניתן להשתמש בהם כדי לספק מקור חלבון במקום אחר בעולם. סט של פרוטוקולים שפותחו במחקר זה עשוי להיות ישים לאיתור קינים של מינים אחרים הילוכי מיני. לפיכך, הפרוטוקולים המפורטים במאמר זה יהיו שימושיים לאיסוף מעילי הילקטים כמשאב אכיל ולימוד התנהגות צרעה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

. לסופר אין מה לגלות

Acknowledgments

המחבר מעוניין להודות לקאטצ טקהאשי, הירואו קוביאשי, הירו סאטו, דאיקיצ'י אוגיסו, טושיהירו האיהיקאווה, והיסאקי איבאי על שלימד אותו את השיטה המסורתית לציד צרעות. המחבר רוצה להציע תודה מיוחדת לקווין J. Loope ו Davide סנטארו להגהה בקפידה את כתב היד. המחבר אסיר תודה למאסאל אייב, יאסוקז'י אואדה, יואיצ'ירו קוביאשי, מאסקזו שימדע, וקוג'י טסוצ'אידה על הדיון שלהם. המחבר מעוניין להודות ליוייה שיזארו ולהאראונה פוג'אוקה על הסיוע הטכני שלהם בהערכת פרודוקטיביות המושבה. המחבר רוצה להודות למועדון הדבורים השחורות של צוקיצ'י לתמיכה בירי וידאו. המחבר מבקש להודות לשלושה מבקרים אנונימיים על הערותיהם בגירסה מוקדמת של נייר זה. מחקר זה היה נתמך בחלק על ידי הקרן המדע של פאג'יווארה, הקרן הטבע היסטוריה של החברה, מימון של אגודת נאגאנו לקידום המדע, קרן זיכרון של שימונאקה, קרן הרמוני של טאקארה, ופרוייקט חלום על ידי בואו למעלה, בע מ.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
cuttlefish Any fresh/ as a bait
dace Any fresh/ as a bait
chichken heart Any fresh/ as a bait
plastic bag (polyethylene) Any as a flag
bamboo skewer Any
industrial sewing thread FUJIX Ltd. King polyester, No.100
paint marker pen Mitsubishi pencil UNI, POSCA, PC5M
fishing rod ANY
carrying box made of wood
nest box made of wood

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Davies, N. B., Krebs, J. R., West, S. A. An introduction to Behavioural Ecology. , John Wiley & Sons. (2012).
  2. Tibbetts, E. A., Reeve, H. K. Benefits of foundress associations in the paper wasp Polistes dominulus: increased productivity and survival, but no assurance of fitness returns. Behavioural Ecology. 14, 510-514 (2003).
  3. Mattila, H. R., Seeley, T. D. Genetic Diversity in Honey Bee colonies Enhances Productivity and Fitness. Science. 317, 362 (2007).
  4. Weber, N. A. Gardening Ants, the Attines. American Philosophical Society. , Philadelphia, PA. (1972).
  5. Baer, B., Schmid-Hempel, P. Sperm influences female hibernation success, survival and fitness in the bumble-bee Bombus terrestris. Proceedings: Biological Science. 272 (1560), 319-323 (2005).
  6. Spradbery, J. P. Wasps. An Account of the Biology and Natural History of Social and Solitary Wasps, with Particular Reference to Those of the British Isles. , Sidwick & Jackson Ltd. (1973).
  7. Matsuura, M., Yamane, S. Comparative Ethology of the Vespine Wasps. , Hokkaido University Press. Sapporo, Japan. in Japanese (1984).
  8. Greene, A. Production schedules of vespine wasps: an empirical test of the bang-bang optimization model. Journal of Kansas Entomological Society. 57 (4), 545-568 (1984).
  9. Cole, B. J. Multiple mating and the evolution of social behavior in the Hymenoptera. Behavior Ecology Sociobiology. 12, 191-201 (1983).
  10. Goodisman, M. A. D., Kovacs, J. L., Hoffman, E. A. The significance of multiple mating in the social wasps Vespula maculifrons. Evolution. 61 (9), 2260-2267 (2007).
  11. Greene, A. Dolichovespula and Vespula. The Social Biology of Wasps. Ross, K. G., Matthews, R. W. , Cornell University Press. Ithaca, NY. 263-305 (1991).
  12. Yamane, S., Yamane, S. Investigating methods of dead vespine nests (Hymenoptera, Vespidae) (Methods of taxonomic and bio-sociological studies on social wasps. II). Teaching Materials for Biology. 12, in Japanese 18-39 (1975).
  13. Loope, K. J. Matricide and queen sex allocation in a yellowjacket wasp. The Science of Nature. 103 (57), 1-11 (2016).
  14. Matsuura, M. Social Wasps of Japan in Color. , Hokkaido University Press. Sapporo, Japan. in Japanese (1995).
  15. Foster, K. R., Ratnieks, F. L. W., Gyllenstrand, N., Thoren, P. A. Colony kin structure and male production in Dolichovespula wasps. Molecular Ecology. 10 (4), 1003-1010 (2001).
  16. Loope, K. J., Chien, C., Juhl, M. Colony size is linked to paternity frequency and paternity skew in yellowjacket wasps and hornets. BMC Evolutionary Biology. 14 (1), 1-12 (2014).
  17. Nonaka, K. Cultural and commercial roles of edible wasps in Japan. Forest Insects as Food: Humans Bite Back. Proceedings of a workshop on Asia-Pacific resources and their potential for development. , Chiang Mai, Thailand. 123-130 (2010).
  18. Yamane, S. The unique ecology of Vespula shidai amamiana and the origin of distribution. Ecological Society of Japan. Biodiversity of the Nansei Islands, its formation and conservation. Funakoshi, K. , in Japanese (2015).
  19. R: The R Project for Statistical Computing. , Available from: https://www.R-project.org/ (2018).
  20. Saga, T., Kanai, M., Shimada, M., Okada, Y. Mutual intra- and interspecific social parasitism between parapatric sister species of Vespula wasps. Insectes Sociaux. 64 (1), 95-101 (2017).
  21. Van Huis, A., et al. Edible insects: future prospects for food and feed security. , Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome, Italy. (2013).

Tags

מדעי הסביבה סוגיה 151 פרודוקטיביות מושבה הצלחה ברבייה חרק חברתי אקולוגיה התנהגותית ציד צרעות ידע מקומי חרקים אכילים
הערכת הפרודוקטיביות של מושבות של הצרעה החברתית (וספיסיאה) ומבוא אל שיטת <em>הצרעה היפנית</em> המסורתית.
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Saga, T. Evaluation of the… More

Saga, T. Evaluation of the Productivity of Social Wasp Colonies (Vespinae) and an Introduction to the Traditional Japanese Vespula Wasp Hunting Technique. J. Vis. Exp. (151), e59044, doi:10.3791/59044 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter