Waiting
Login processing...

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

Environment

Оценка продуктивности социальных колоний ос (Vespinae) и введение в традиционную японскую технику охоты на осу Веспула

Published: September 11, 2019 doi: 10.3791/59044

Summary

Эта методологическая статья оценивает продуктивность социальной осы колонии, изучая количество меконии на 100 клеток гребня, чтобы оценить общее число взрослых осы производства. Связанное видео описывает, как искать гнезда осы Vespula, метод, разработанный любительскими преследователями осы.

Abstract

Для vespine ос, продуктивность колонии, как правило, оценивается путем подсчета числа личинок клеток. В этой статье представлен усовершенствованный метод, который позволяет исследователям более точно оценить количество произведенных взрослых, подсчитывая количество меконии (табуретки, оставленные в клетках личинками осы при окунения взрослых, на 100 клеток) в каждом гребне. Этот метод может применяться до или после коллапса колонии(т.е.в активных или неактивных гнездах). В статье также описывается, как найти дикие колонии осы Vespula путем "маркировки" осы приманки и чеканка осы сбора их, используя метод традиционно осуществляется местными жителями в центральной Японии (как показано на связанном видео). Описанный метод погони Vespula имеет несколько преимуществ: легко начать погоню с точки, где пропал ирф, летящий обратно в гнездо, и легко определить место гнезда, так как отмеченные осы часто теряют свой флаг в гнезде Вход. Эти методы оценки продуктивности колоний и сбора гнезд могут быть полезны для исследователей, изучающих социальные осы.

Introduction

Считается, что каждый вид разрабатывает оптимальную стратегию выживания и воспроизводства среди широкого спектра возможных стратегий. В естественном отборе, индивидуалы с чонстами которые максимизирует успех человека воспроизводственный оставит больше потомства (и генов) к следующему поколению. Таким образом, количество потомства, производимого человеком, может быть использовано в качестве индикатора относительной эволюционной пригодности человека. В данном экологическом контексте, сравнение числа потомства производится по отношению к альтернативным поведенческим стратегиям может помочь исследователям предсказать лучшую стратегию для оптимизации фитнес1.

Социальные Hymenoptera (такие, как осы, пчелы и муравьи) имеют систему из трех различных каст, которые являются рабочими (стерильные женщины), королевы (gynes), и мужчины1. Только новые королевы (gynes) и мужчины рассчитывать на фитнес в социальной Hymenoptera. Производство рабочих не вносит прямого вклада в фитнес, так как работник бесплоден. С другой стороны, королева, которая может производить более высокую производительность колонии (например, большее количество общих клеток или тяжелее гнездо) считается иметь более высокую пригодность в социальной Hymenoptera, независимо от количества фактически произведенных новых королев и мужчин (см. , например,Tibbetts и Рив2 и Маттила и Сили3). В общем, трудно точно подсчитать количество потомства, произведенного колонией социальных гименоптер. В самом деле, королевы многих социальных насекомых живут более 1 года(например,лист-резак муравьи королевы могут жить в течение 4лет и пчелы королевы могут жить в течение 8 лет5). Кроме того, одна королева может производить тысячи репродуктивного потомства в течение нескольких недель или месяцев, даже в ежегодных видов родов Vespa и Vespula6,7,8. Кроме того, продолжительность жизни рабочих короче, чем у их королевы-матери, и работники часто умирают от своих гнезд. Таким образом, даже если бы можно было точно подсчитать всех взрослых в гнезде в любой данный момент времени, такой подсчет не будет точно изображать количество потомства производится. Таким образом, количество потомства производится примерно оценивается от размера гнезда, количество рабочих в гнезде, или вес гнезда в данный момент времени3,9,10. Количество личинок может привести к переоценке производства потомства, когда некоторые клетки пусты. Тот же метод может также привести к потенциальной недооценке производства потомства, потому что гребни небольших клеток, которые содержат выводок работника может производить две или три когорты личинок6,7,11.

Первая цель этой работы заключается в обеспечении более усовершенствованного метода оценки производительности осы vespine с точки зрения количества производимых взрослых. Ямани и Ямане предположили, что лучший способ оценить количество потомства, производимого колонией, это подсчитать меконию в гнезде12. Мекония фекальные гранулы, состоящие из личиночной кутикулы, кишечника и кишечника, что личинки листья в своей клетке при окуне(Рисунок 1A). Общее количество меконии, вырабатываемой на гребень, рассчитывается путем умножения общего числа клеток, присутствующих на среднее количество меконии на одну клетку. Есть часто несколько слоев меконии в клетке, и каждая мекония указывает на то, что человек успешно окутан в этой ячейке6,11 (Рисунок 1B). При оценке среднего количества меконии на одну ячейку, если исследуемое количество ячеек невелико (небольшой размер выборки), стандартная ошибка (SE) увеличивается, и в результате ошибка для общего числа меконии на гребень становится выше, чем если бы размер выборки был больше. SE среднего (SEM) является мерой дисперсии выборочных средств вокруг среднего населения. Таким образом, в этом исследовании, я сосредотачиваюсь на SEM числа меконии на клетку для оценки населения (число взрослых производится) из образца среднего (среднее число меконии на клетку). В этом исследовании предпринимается попытка определить, сколько образцов требуется для получения коэффициента SE менее 0,05 на одну ячейку. Для этого выполняется численное моделирование с реальными данными о количестве меконии на гребень, чтобы определить минимальный размер выборки (как для рабочих, так и для гребней королевы), необходимых для точной оценки этого значения в пределах определенной SE 0,05.

Веспинские осы колонии живут в скрытых гнездах (подземных или воздушных), состоящих из нескольких горизонтальных гребней, построенных в серии сверху вниз6,7,11. Средний размер ячеек увеличивается с первого (сверху) до последнего (снизу) гребня. В нижних гребнях можно увидеть резкий сдвиг среднего размера ячейки. Эти более широкие клетки построены для развития новых королев. Таким образом, более точная оценка продуктивности колонии(т.е.количество людей, произведенных) может быть получена, когда общее количество меконии в рабочих клетках (маленькие клетки) и королевы клетки (большие клетки) учитываются. Для того, чтобы оценить пригодность на уровне колонии, исследователи могли оценить количество ферзей производства и сосредоточиться на меконии в клетках королевы в одиночку. Что касается репродуктивных мужчин, они выращиваются либо в рабочих или королеве клеток, в зависимости от вида. Таким образом, может быть трудно оценить мужское производство колонии, за исключением видов, где мужчины имеют третий, уникальный размер клетки13 (например, Dolichovespula arenaria).

Вторая цель этой работы заключается в представлении полезной техники для размещения диких колоний осы в полевых условиях и пересадки их в лабораторные гнездовые ящики. Хотя некоторые исследователи получают осы гнезда от борьбы с вредителями звонки(т.е.люди, сообщающие о них как вредителей14,15),этот метод не всегда возможно или желательно. Исследователям, возможно, придется собирать гнезда в диких и населенных районах, где не работают вредители контроллеры, или проводить свои исследования более гибко получения гнезд в определенное время. Интересно, что люди, живущие в горных районах центральной Японии, традиционно собирают и задние осы(Vespula shidai, Vespula flavicepsи Vespula vulgaris)для еды. Поэтому, сбор и искусственное воспитание методов для этих ос хорошо развиты в этих областях17.

В настоящем документе также кратко излагаются методы, используемые для выращивания ос Веспулы. Экспериментальным организмом для этого исследования был V. shidai, социальная, земля-гнездо осы, населяющей Западную Азию и Японию. V. shidai обладает самым большим размером колонии среди всех японских ос vespine, с итогом 8.000 до 12.000 клеток в гнездо, с максимумом 33.400 клеток14,18. Рабочие V. shidai имеют средний влажный вес 67.62 и 9.56 мг. Мужчины обычно выращиваются в рабочих камерах; в отличие от этого, новые королевы выращиваются в специально построенных, более широких клеток королевы14.

Figure 1
Рисунок 1: Меконий в личиночной клетке. (A) Крест раздел гребень Веспула shidai. Мекония обозначена красными стрелками. (B) Две меконии слоистые. Каждая синяя стрелка указывает на один меконий. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Оценка производительности колоний

  1. Оценка количества клеток на гребень
    1. Отделяй гребни по одному. Сместите всех взрослых ос из гребня и вытащите всех личинок и куколок из клеток с помощью пинцета.
    2. Измерьте квадратные измерения 10 случайно выбранных ячеек на гребень, с помощью программного обеспечения для визуализации(например,версия Image J 1.48, см. http://imagej.nih.gov/ij/).
      1. Сфотографируйте со ссылкой на шкалу, чтобы все ячейки были изображены справа сверху.
      2. На основе фактической длины шкалы преобразуйте все измеренные длины в пиксели.
      3. Измерьте области 10 ячеек в пикселях и преобразуйте их в фактические области.
      4. Рассчитайте среднюю площадь рабочих и королевских клеток.
    3. Оцените количество рабочих и ферзя клеток, разделив площадь каждого гребня на среднюю площадь ячейки на гребень.
  2. Подсчет количества меконии для оценки производительности колонии
    1. Подсчитайте количество меконии на 100 ячеек для каждого гребня, тщательно нарушая гребень и рассматривая меконию.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Это количество ячеек было определено здесь, чтобы быть достаточным (SE числа меконии на ячейку находится в пределах 0,05, см. раздел репрезентативных результатов). Мекония, возможно, затвердевают в два или более слоев в ячейке(рисунок 1).
    2. Рассчитайте среднее количество меконии на одну ячейку для этих 100 клеток.
    3. Рассчитайте общее количество меконии для каждого гребня(т.е.количество произведенных людей, продуктивность колонии), экстраполированный из предполагаемого количества клеток и среднее количество меконии на клетку для этого гребня.

2. Поиск Веспула Гнезда

  1. Травля
    1. Повесить куски каракатицы, пресноводных рыб, или куриное сердце (примерно 10 г в общей сложности) на ветке дерева на высоте, которые могут быть легко достигнуты вручную (Рисунок 2).
    2. Поместите эти приманки вдольтрансекта (например, вдоль дороги, пересекающих лес или вдоль реки) на 50-100 станциях, по крайней мере 5 м между каждой станцией.

Figure 2
Рисунок 2: Предоставление ос с помеченной мясной приманкой. (A)Приманка ос с мясом прилагается к кончику палки. (B) Кусок мяса привязан нитью к пластиковому флагу. (C) Оса держится на мясе, которое привязано к флагу. Такие «флагманские» приманки увеличат видимость летающего форсера. Фотографии в панелях B и C были сделаны Фумихиро Сато. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

  1. Предоставление ос с "флагманом" приманки
    1. Пометить конструкцию и вложение
      1. Нарежьте пластиковые (полиэтиленовые) пакеты полосками шириной 3 - 5 мм и длиной 15 см с помощью коробочной резцы.
      2. Приготовьте 1,5 мм3 куриного сердца или каракатицы на бамбуковый шампур или тонкую ветку (диаметр мясной приманки может быть 1 - 2 мм, менее 15 мг для работника V. shidai; Рисунок 2).
      3. Привяжите нить к флагу (пластиковая полоса, менее 10 мг), а затем к мясной приманке, прикрепив ее в пределах 3 мм от флага (это называется «флагманской» приманкой). Отрежьте рыхлую нить над узелом.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте очень тонкую полиэфирную нить, обычно используемую с швейными машинами.
    2. Презентация мясной приманки для осы
      ПРИМЕЧАНИЕ: Гнездо находится наиболее эффективно, следуя осы, которые возвращаются к приманке неоднократно в течение 4 минут после отъезда. Это потому, что осы, которые принимают приманку и быстро вернуться гнездо поблизости.
      1. Краска уникальный знак на каждой грудной клетке, чтобы определить осы индивидуально, когда они кусать приманки (предпочтительно с водой на основе краски ручки, см. Таблица материалов).
      2. Ориентируйте флаг с нитью под осой, в то время как он кусает помеченную приманку при представлении приманки к осе (поместите флаг так, чтобы он и нить проходили под животом осы снизу грудной клетки).
    3. После отмеченной осы
      1. Соберите приманки из окрестностей, так что возвращение осы, скорее всего, вернуться на то же место, прежде чем после осы.
        ПРИМЕЧАНИЕ: После отмеченных ос лучше всего осуществляется с группой из двух или более человек. По крайней мере один человек остается на на трансекта, обеспечивая кормовые осы с помечены приманки, в то время как другие (ы) следовать отмечены осы. Когда более чем одна оса привлекает к той же приманки, знак и следовать только осы, которые улетают в том же направлении.
      2. Следуйте осы с помеченной приманкой.
      3. Когда последует осы земли где-то на пути к гнезду, осторожно поднять осу с длинной палкой (ветвь) или удочку и смотреть его, пока он не возобновит полет.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте нежны и не ударить отдыха осы, потому что он упадет приманки и улететь.
      4. Когда осы формирует другой мяч мяса перед полетом обратно в гнездо снова, сделать флаг, если это необходимо.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Осы иногда приземляются и жевать через нить, удаляя флаг с мясной приманки. Если это происходит часто, сделать флаги короче, чтобы увеличить способность к полету физподготовки.
      5. Когда осы избегает обнаружения в то время как следуют, ждать осы, чтобы вернуться на приманку станции на transect перед возобновлением погони. На этот раз, в то время как осы кусать новую приманку, нести приманку палку (и осы) до точки, где он в последний раз избежал обнаружения.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Кормящие осы не отпускайте своих приманок легко, и не жалят, если обращаться мягко. Следовательно, осы с помеченной приманкой можно перенести в нужное место, держа флаг, без побега осы.

3. Передача гнезда

  1. Структура ящика для переноски
    1. Построить гнезда коробки различных размеров, от 10 до 20 см в длину и ширину и от 10 до 20 см в высоту, для размещения гнезд различных размеров.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Коробки такого размера достаточно большие, чтобы вместить молодые гнезда V. shidai (собранные в Центральной Японии в период с середины июля по середину августа). Сделать ящик для переноски в соответствии с размером гнезда каждого вида, для каждого этапа роста.
    2. Построить бамбуковую сетку и прикрепить его к внутренней стороне коробки, около 2 см над нижней части коробки, чтобы облегчить размещение гнезда внутри ящика для переноски.
    3. Обложка нижней части ящика с газетой и вставьте его на деревянную, съемную доску(рисунок 3).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Газета, позже, позволит осы жевать через него, как они строят дополнительные гребни ниже ящика для переноски, когда это помещается в гнездо поле (см. раздел 3.2).
  2. Раскопки гнезда
    1. Перед воздействием всего гнезда
      ПРИМЕЧАНИЕ: Носите защитную одежду, чтобы не быть ужаленным осами, защищающими свое гнездо.
      1. Как только осиное гнездо найдено, раскопки гнездо.
      2. Энергично штамп на земле вокруг гнезда в течение примерно 10 до 20 минут, так что рабочие, покидающие и возвращающиеся в гнездо остаются внутри, чтобы защитить его, чтобы собрать как можно больше рабочих, как это возможно.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Если осы продолжают оставаться за пределами гнезда, лучше захватить их с помощью сети насекомых. Хотя штамповка полезна для V. flaviceps, V. shidai, и V. vulgaris, работники других видов из гнезда могут атаковать человека, выполняющего штамповку. В случае, пропустить этот шаг.
      3. Зажгите свет прямо в гнездо вход, чтобы определить направление, в котором гнездо вход проходит. Используйте палец, чтобы подтвердить ориентацию гнезда отверстие, в то время как осторожно раскопки почвы из-за гнезда.
    2. После воздействия всего гнезда
      1. Когда все гнездо подвергается, распространение ткани и место гнездо на нем, чтобы предотвратить осы от побега в землю под гнездом.
      2. Поместите раскопанные гнезда в деревянную (несущую) коробку для транспортировки в лабораторию(рисунок 3); затем, покрыть его с филиалами и газетой. Оставьте верхнюю часть гнезда непокрытой, пока она находится в коробке.
      3. Поместите ящик для переноски на ткань в течение 5 до 10 минут, пока осы не успокоятся.
      4. Соберите любые осы в непосредственной близости с насекомыми сети и транспортировать их в лабораторию с гнездом.
        ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве альтернативной процедуры сбора, анестезировать гнездо пассажиров, раздувая целлулоидный дым или диэтил-эфир в гнездо, прежде чем раскопать его.

Figure 3
Рисунок 3: Несущая коробка. (A) Коробка для переноски гнезд, собранных в поле. (B) Бамбуковая сетка находится на дне коробки. Две коробки на изображении справа перевернуты. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

4. Выращивание Веспулы

  1. Структура гнездового ящика
    ПРИМЕЧАНИЕ: Гнездо поле изготовлено из дерева, с размерами 50 см в длину и ширину и 70 см в высоту для выращивания V. shidai (зрелое гнездо составляет около 40 см в диаметре в дикой природе). Сделать гнездо окно в соответствии с гнездом размер вида, который будет выращен.
    1. Предоставьте гнездо поле с входной дырой (обычно помещается в верхней части коробки), чтобы осы, чтобы осы, чтобы оставить гнездо на корм.
    2. Заполните около 1/3 гнезда поле с почвой, как, что происходит в месте, где гнездо было собрано.
    3. Установите проволочную сетку (с размером сетки 1,5 см2)на входе в гнездо поле, чтобы предотвратить любое вторжение других ос (хищников, таких как Vespa mandarinia и Vespa simillima).
    4. Поместите два деревянных бруска в гнездо поле, которое может нести несущие поле(Рисунок 4).

Figure 4
Рисунок 4: Лабораторная установка. (A)Установка ящика для переноски в гнездо, используемое для длительного исследования. Перед тем, как поместить ящик для переноски в ящик гнезда, деревянная доска на дне ящика для переноски была удалена, оставив только газету, чтобы покрыть дно гнезда. (B) Серия гнезда коробки с пищевыми ресурсами висит от проволоки линии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

  1. Трансплантация ящика для переноски в гнездо
    1. Храните гнездо поле в сухом месте при выращивании ос в собранных гнездах(т.е.где-то не подвержены воздействию дождя).
    2. Снимите деревянную доску в нижней части ящика для переноски и положите ее в гнездо для длительного исследования(рисунок 4).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Часто, осы будут иметь укусил отверстия в газете, охватывающих нижней части ящика для переноски, и поэтому, есть опасность быть ужалил ос, спасающихся через отверстия. Поэтому носите защитную одежду при пересадке гнезда.
  2. Кормление ос
    1. Поместите различные виды мяса (кальмары, пресноводная рыба, куриная грудка или куриное сердце) и раствор меда и воды 1:3 примерно в 3 м от коробки гнезда.
    2. Обеспечить достаточное количество пищи для кормления потребностей 1 день. Пополняйте свежие продукты каждый день (Vespinae не корма на старом / гниение мяса).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Одна из целей этого исследования состояла в том, чтобы определить, сколько образцов требуется для получения SEM числа меконии на ячейку, которая составляет менее 0,05. В этом исследовании гребень со средним размером ячеек в 2 0202 мм был определен как рабочий гребень, в то время как более крупные гребни были определены как гребни королевы. Я подсчитала количество камер для гребней королевы и рабочих гребней (в этом исследовании, графы были сделаны из шести гребней королевы и шесть рабочих гребней из пяти колоний V. shidai). Фактическое количество ячеек на гребень было оценено на данных с помощью экстраполяции(таблица 1).

Id Государства Дата сбора Площадь (мм2) Предполагаемое количество ячеек (ENC) Фактическое количество ячеек (АНК) Фактическое количество мекония (ANM) Среднее количество мекония в клетке ANM /ENC
WW-Kb01 Жив 18-октябрь-16 27756.7 1599.9 1433 2430 1.70 1.52
WW-Kb02 Жив 18-октябрь-16 4098 381.9 347 494 1.42 1.29
WW-Kb02 Жив 18-октябрь-16 22439.3 1118.9 986 1317 1.34 1.18
WR-Ksb Свернуть 3-Ноябрь-16 19094.9 1098.6 1,181 974 0.82 0.89
WR-Ksc Свернуть 27-Нов-16 38,933.40 2,198.70 2,455 4,321 1.76 1.96
WR-Kb05 Свернуть 29-Нов-16 10970 860 763 1315 1.72 1.53
ЗВ-Кб01 Жив 18-октябрь-16 29186.2 1094.4 1095 759 0.69 0.69
ЗВ-Кб01 Жив 18-октябрь-16 36920.5 1361.6 1341 1075 0.80 0.79
ЗВ-Кб02 Жив 18-октябрь-16 37295.9 1047.2 1080 1068 0.99 1.02
ЗР-Ксб Свернуть 3-Ноябрь-16 24811.2 1011.9 893 701 0.78 0.69
ЗР-Кск Свернуть 27-Нов-16 33352.8 1384.5 1241 1069 0.86 0.77
ЗР-Кб05 Свернуть 29-Нов-16 25157.6 1071.4 922 572 0.62 1.97
WW - рабочий гребень из дикого гнезда, WR - рабочий гребень из гнезда, "W - гребень королевы из дикого гнезда, зря- гребень королевы из гнезда. Оживленные личинки осы в клетках, коллапс - нет жизнеспособных личинок в клетках.

Таблица 1: Фактическое и предполагаемое количество клеток в шести рабочих гребнях и шести гребнях королевы и количество меконии на гребня. WW - рабочий гребень из дикого гнезда, WR - рабочий гребень из гнезда, "W - гребень королевы из дикого гнезда, зря- гребень королевы из гнезда. Оживленные личинки осы в клетках, коллапс - нет жизнеспособных личинок в клетках.

Анализ взаимосвязи между размером выборки и SEM числа меконии на ячейку показал, что размер выборки должен быть установлен с помощью подхода загрузки на основе количества подсчитанной меконии (из реальных данных). С использованием реальных данных было рассчитано среднее и стандартное отклонение (SD) числа меконии на одну ячейку, при этом количество образцов, установленных на уровне 1000 для каждого размера выборки (число исследуемых ячеек составляло от 1 до 500; Рисунок 5). Я не допустил итеративную добычу из данных при выборке. ДЛЯ каждого набора реальных данных был рассчитан SEM для количества меконии на ячейку. Затем был изучен размер выборки, при котором SEM был меньше 0,05. Все расчеты производились с использованием программного обеспечения R.3.2.4. 19 Этот анализ показал, что SEM был lt;0.05, когда размер выборки был 100 ячеек (для рабочих и королева гребни) (Рисунок 5). Таким образом, следующие результаты основаны на изучении количества меконии на 100 клеток на гребень.

Фактическое и предполагаемое количество клеток в шести рабочих гребнях и шести гребнях королевы и количество меконии на гребень показаны в таблице 1. Оценки количества ячеек в гребнях рабочих, основанные на измерениях гребня, были как выше, так и ниже, чем истинное количество. Среднее число меконии в клетках рабочих гребней, которое представляет собой число произведенных рабочих, варьировалось от 1,96 раза больше, чем число предполагаемых личинок клеток до 0,89 раза меньше, чем предполагаемое количество клеток (Таблица 1). В гребнях ферзя, фактическое число клеток было часто чем оцененное число клеток. Количество меконии в гребнях королевы, которые могут представлять собой компонент фитнеса(т.е.часть репродуктивного успеха королевы-основателя), было от 0,53 до 1,02 раза предполагаемое количество клеток.

Все клетки и мекония были подсчитаны в шести случайно выбранных гребнях рабочих и шести случайно выбранных гребнях королевы из пяти гнезд (Таблица 1). Общее количество камер, подсчитанных в рабочих гребнях, составило 7165, в то время как количество меконии, подсчитанной в рабочих гребнях, составляло 10 851. Среднее количество ячеек на гребень составляло 1194,2 и 720,3 (в среднем SD), в то время как среднее число меконии в рабочих гребнях составило 1808,5 и 1368,2. В гребнях королевы общее число всех клеток составляло 6572, в то время как число всех меконий составляло 5244. Среднее количество клеток на гребень в гребнях королевы составило 1095,3 и 174,820, в то время как среднее число меконии было 874,0 и 223,8. Слои мекония в рабочих клетках варьировались от нуля до трех, в то время как клетки королевы имели один или нет слоя мекония.

Figure 5
Рисунок 5: Связь между размером выборки и стандартной ошибкой (SE) относительно количества меконии. ()Мекония на ячейку в рабочих гребнях. (б)Мекония на клетку в гребнях королевы. Каждый круг изображает SE относительно количества меконии на ячейку, полученную с помощью моделирования с фактическими данными. Цветовые различия представляют данные из каждого выбранного гнезда. Моделирование SE для числа меконии на клетку в гребне WWkb02 (рабочий гребень) было достигнуто с размером выборки 300, потому что этот гребень только 347 клеток. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Продуктивность колонии пчел, муравьев и ос оценивалась ранее по количеству рабочих и клеток в гнездах или по весу гнезд3,9,10. Это исследование показывает, что оценка числа меконии обеспечивает более высокую оценку общего числа лиц, произведенных(т.е.лучше показатель производительности колонии). В самом деле, было установлено, что, как для рабочих, так и для ферзя гребни, количество меконии колебалось от 0.53 до 1.96 раз число личинок клеток в гребне. Эти выводы количественно, насколько неточным определение числа рабочих и королев производится может быть, когда она основана на количестве клеток в гребне. Несмотря на то, что она более трудоемкая, оценка количества меконии в гнезде, кажется, гарантирует более точную оценку продуктивности колонии. С другой стороны, в этом исследовании не было оценено, насколько точно количество меконии представляет количество людей, произведенных.

В этой статье показано, сколько клеток гнезда V. shidai должно быть исследовано для оценки продуктивности колонии, на основе результатов подхода моделирования загрузки с использованием выборочных данных о количестве меконии в гнезде. На основе этих результатов было бы целесообразно исследовать 100 ячеек на гребень как рабочих, так и ферзьовых клеток. Метод подсчета меконии также может быть применен к гнезду после того, как оно рухнуло(т.е.неактивно), что может быть выгодно исследователям: репродуктивный период веспинских осиных колоний довольно длинный8 и изучение гнезда после того, как оно имеет рухнул означает, что общее число взрослых, произведенных в течение всего репродуктивного периода можно оценить. Такие колонии также легче собирать.

Для сбора гнезд V. shidai, некоторые исследователи следовали либо отмечены(например,покрытые флуоресцентным порошком) или без ос без ос21. Метод расположения гнезда, представленный здесь (кормление ос "флагманским" мясом), облегчает следующие осы в свои гнезда. Этот подход также полезен, если гусеная оса теряется, потому что та же оса в конечном итоге вернется к приманке вдоль трансекта. Предоставьте новую помеченную приманку этой осе и перенесет ее в точку, где она была потеряна в последний раз, что позволяет преследователям возобновить погоню с этой точки вперед (ближе к гнезду). Некоторые флаги, принесенные в гнездо, выбиты у входа в гнездо, что также облегчает поиск грунтовых гнезд. Тем не менее, этот метод не подходит для дождливых дней, потому что маркеры, как правило, придерживаться ветвей и листьев, когда они промокают. Хотя чеканка помеченных ос полезна для V. shidai, V. flaviceps, и V. vulgaris в Японии, этот метод не может быть применен к Vespula rufa, потому что эти осы не приходят на приманку и не захватить помечены приманки. Метод расположения гнезда, вероятно, не может быть использован для некоторых ос Vespula.

Более устойчивое питание необходимо постоянно растущему глобальному населению. Кроме того, спрос на съедобных насекомых увеличивается с каждым днем. Многие съедобные насекомые, которые потребляются на местном уровне и традиционно во всем мире, были определены Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций21 в качестве перспективного альтернативного источника белка для преодоления пищи безопасности во всем мире. Larvae и куски Веспулы традиционно используются в качестве пищи в горных районах Японии16, и поэтому, они могут быть использованы для обеспечения источника белка в других странах мира. Набор протоколов, разработанных в данном исследовании, вероятно, применим к обнаружению гнезд других видов желтой куртки. Поэтому протоколы, изложенные в настоящем документе, будут полезны для сбора желтых жилетов в качестве съедобного ресурса и изучения поведения осы.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Автору нечего раскрывать.

Acknowledgments

Автор хотел бы поблагодарить Кацуюки Такахаси, Хироо Кобаяси, Фумихиро Сато, Дайкити Огисо, Тосихиро Хаякава и Хисаки Имаи за обучение его традиционному методу охоты на осы. Автор хотел бы выразить особую благодарность Кевину Дж. Лупе и Давиде Санторо за тщательное прочтение рукописи. Автор признателен Масато Абэ, Ясукаду Окада, Ясукаду, Ясукаде, Масакаду Симада и Кодзи Цухиде за их обсуждение. Автор хочет поблагодарить Yuya Shimizu и Харуна Фудзиока за их техническую помощь в оценке производительности колонии. Автор хотел бы поблагодарить клуб черных пчел Цукечи за поддержку видеосъемки. Автор хотел бы поблагодарить трех анонимных рецензентов за их комментарии к ранней версии этого документа. Это исследование было поддержано, в частности, Takeda Научный фонд, Fujiwara естественной истории фонда, финансирование Нагано общества по содействию науке, Шимонака Воспоминания фонда, Takara Гармонист фонд, и Dream project Come on UP, Ltd.

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

Экологические науки Выпуск 151 продуктивность колонии репродуктивный успех социальное насекомое поведенческая экология охота на осы местные знания съедобные насекомые
Оценка продуктивности социальных колоний ос (Vespinae) и введение в традиционную японскую технику охоты на <em>осу Веспула</em>
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Saga, T. Evaluation of theMore

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