Summary
تقيّم هذه الورقة المنهجية إنتاجية مستعمرة دبور اجتماعي من خلال فحص عدد الميكونيا لكل 100 خلية من المشط، لتقدير العدد الإجمالي للبالغين الذين تنتجهم الدبابير. يصف الفيديو المرتبط كيفية البحث عن أعشاش دبور فيسبولا، وهي طريقة طورها مطاردو دبور الهواة.
Abstract
بالنسبة للدوابس الفيسبين، عادة ما تقدر إنتاجية المستعمرة عن طريق حساب عدد خلايا اليرقات. تقدم هذه الورقة طريقة محسنة تمكن الباحثين من تقدير عدد البالغين المنتجة بشكل أكثر دقة، مع حساب عدد الميكونيا (البراز المتبقي في الخلايا بواسطة يرقات الدبربعند الجراء في البالغين، لكل 100 خلية) في كل مشط. يمكن تطبيق هذا الأسلوب قبل أو بعد انهيار المستعمرة(أيفي الأعشاش النشطة أو غير النشطة). كما تصف الورقة كيفية تحديد موقع مستعمرات دبور فيسبولا البرية عن طريق "وضع علامة" على الطعوم ومطاردة دبور جمعها، وذلك باستخدام طريقة يؤديها عادة السكان المحليون في وسط اليابان (كما هو موضح في الفيديو المرتبط بها). طريقة مطاردة Vespula الموصوفة لها العديد من المزايا: فمن السهل أن تبدأ المطاردة من نقطة حيث فقدت المزور تحلق مرة أخرى إلى العش، وأنه من السهل تحديد موقع العش كما الدبابير ملحوظ غالبا ما تفقد علمها في العش مدخل. هذه الطرق لتقدير إنتاجية المستعمرة وجمع الأعشاش يمكن أن تكون قيمة للباحثين الذين يدرسون الدبابير الاجتماعية.
Introduction
ويعتقد أن كل نوع من الأنواع لوضع استراتيجية مثلى للبقاء والتكاثر بين مجموعة واسعة من الاستراتيجيات الممكنة. في الاختيار الطبيعي، فإن الأفراد الذين يعانون من الصفات التي تزيد من النجاح الإنجابي للفرد سوف تترك المزيد من الذرية (والجينات) للجيل القادم. ولذلك، يمكن استخدام عدد الذرية التي ينتجها الفرد كمؤشر على اللياقة التطورية النسبية للفرد. في سياق بيئي معين، يمكن أن تساعد مقارنة عدد الذرية المنتجة بالنسبة للاستراتيجيات السلوكية البديلة الباحثين على التنبؤ بأفضل استراتيجية لتحسين اللياقة البدنية1.
Hymenoptera الاجتماعية (مثل الدبابير والنحل والنمل) لديها نظام من ثلاث طبقات مختلفة، وهي العمال (الإناث المعقمة)، والملكات (gynes)، والذكور1. فقط ملكات جديدة ([تثدي]) وذكور حساب نحو لياقة في [همنوبترا] اجتماعيّة. ولا يسهم إنتاج العمال بشكل مباشر في اللياقة البدنية لأن العامل عقيم. من ناحية أخرى، تعتبر الملكة التي يمكن أن تنتج إنتاجية مستعمرة أعلى (مثل عدد أكبر من الخلايا الإجمالية أو عش أثقل) أن يكون لها درجة أعلى من اللياقة البدنية في Hymenoptera الاجتماعية، بغض النظر عن عدد من الملكات الجديدة المنتجة فعلا والذكور (انظر ، على سبيل المثال،Tibbetts وريف2 وماتيلا وسيلي3). بشكل عام، من الصعب حساب عدد الذرية التي تنتجها مستعمرة Hymenoptera الاجتماعية. في الواقع، ملكات العديد من الحشرات الاجتماعية تعيش لأكثر من 1 سنة(على سبيل المثال،يمكن أن تعيش ملكات النمل القاطع ة ورقة > 20 سنة4 وملكات نحل العسل قد تعيش لمدة 8 سنوات5). وبالإضافة إلى ذلك، قد تنتج ملكة واحدة الآلاف من ذرية الإنجاب على مدى عدة أسابيع أو أشهر، حتى في الأنواع السنوية من جنس فيسبا وفيسبولا6،7،8. وعلاوة على ذلك، فإن عمر العمال أقصر من عمر الملكة الأم، وكثيرا ما يموت العمال بعيدا عن أعشاشهم. وبالتالي، حتى لو كان يمكن للمرء أن يعد بدقة جميع البالغين في عش في أي نقطة زمنية معينة، فإن مثل هذا العد لا تصور بدقة عدد الذرية المنتجة. لذلك، تم تقدير عدد الذرية المنتجة تقريبا من حجم العش، وعدد العمال في العش، أو وزن العش في نقطة معينة في الوقت3،9،10. يمكن أن يؤدي عدد خلايا اليرقات إلى المبالغة في تقدير إنتاج الذرية عندما تكون بعض الخلايا فارغة. نفس الطريقة يمكن أن يؤدي أيضا إلى التقليل المحتمل من إنتاج الذرية لأن أمشاط الخلايا الصغيرة التي تحتوي على الحضنة العامل يمكن أن تنتج اثنين أو ثلاثة أترابية من اليرقات6و7و11.
الهدف الأول من هذا العمل هو توفير طريقة محسنة لتقدير إنتاجية مستعمرة دبور فيعمود فيسبين من حيث عدد البالغين المنتجة. واقترح ياماني وياماني أن أفضل طريقة لتقدير عدد الذرية التي تنتجها مستعمرة هو عد الميكونيا في العش12. الميكونيا هي بيليه البرازية التي تتألف من بشرة اليرقات، والأمعاء، ومحتويات الأمعاء التي تتركها اليرقة في زنزانتها عند الجراء(الشكل 1A). يتم حساب العدد الإجمالي للmeconia المنتجة لكل مشط عن طريق ضرب العدد الإجمالي للخلايا الموجودة من قبل متوسط عدد الميكونيا لكل خلية. هناك في كثير من الأحيان طبقات متعددة من الميكونيا في الخلية، وتشير كل meconia إلى أن الفرد بووتفيت بنجاح في تلك الخلية6،11 (الشكل 1B). عند تقدير متوسط عدد الmeconia لكل خلية، إذا كان عدد الخلايا التي تم فحصها صغيرًا (حجم عينة صغير)، يزيد الخطأ القياسي (SE)، ونتيجة لذلك، يصبح الخطأ في العدد الإجمالي للmeconia لكل مشط أعلى مما لو كان حجم العينة أكبر. ال [س] من ال [منس] ([سم]) إجراء من التشتت من عينة [منس] حول الالسّكان يعني. لذلك، في هذه الدراسة، وأنا أركز على SEM من عدد من meconia لكل خلية لتقدير السكان (عدد البالغين المنتجة) من متوسط العينة (متوسط عدد meconia لكل خلية). تحاول هذه الدراسة تحديد عدد العينات المطلوبة للحصول على معدل SE أقل من 0.05 لكل خلية. للقيام بذلك، يتم إجراء محاكاة رقمية مع بيانات حقيقية عن عدد الميكونيا لكل مشط، لتحديد الحد الأدنى لحجم العينة (لكل من العامل وأمشاط الملكة) اللازمة لتقدير هذه القيمة بدقة داخل SE المحدد من 0.05.
مستعمرات دبور فيسبين تعيش في أعشاش مخفية (تحت الأرض أو جوية) تتكون من أمشاط أفقية متعددة، بنيت في سلسلة من أعلى إلى أسفل6،7،11. يزيد متوسط حجم الخلايا من المشط الأول (الأعلى) إلى الأخير (أسفل). في أمشاط القاع، يمكن رؤية تحول مفاجئ في متوسط حجم الخلية. تم بناء هذه الخلايا الأوسع لتطوير ملكات جديدة. وبالتالي، يمكن الحصول على تقدير أكثر دقة لإنتاجية المستعمرة(أيعدد الأفراد المنتجين) عند النظر في العدد الإجمالي للمكونيا في الخلايا العاملة (الخلايا الصغيرة) وخلايا الملكة (الخلايا الكبيرة). من أجل تقدير اللياقة البدنية على مستوى المستعمرة، يمكن للباحثين تقدير عدد الملكات المنتجة والتركيز على الميكونيا في خلايا الملكة وحدها. أما بالنسبة للذكور الإنجابية، يتم تربية هذه إما في الخلايا العاملة أو الملكة، اعتمادا على الأنواع. وهكذا، قد يكون من الصعب تقدير إنتاج الذكور من مستعمرة، إلا في الأنواع التي يكون فيها الذكور ثالث، حجم الخلية فريدة من نوعها13 (على سبيل المثال، Dolichovespula arenaria).
والهدف الثاني من هذا العمل هو تقديم تقنية مفيدة لتحديد مواقع مستعمرات دبور الفيسبين البرية في الميدان وزرعها في صناديق عش المختبر. على الرغم من أن بعض الباحثين الحصول على أعشاش دبور من نداءات مكافحة الآفات (أي، الناس الإبلاغ عنها كآفات14،15) ، وهذا الأسلوب ليس دائما ممكنا أو مرغوبا فيه. وقد يحتاج الباحثون إلى جمع الأعشاش في المناطق البرية والمأهولة حيث لا تعمل أجهزة التحكم في الآفات، أو إجراء بحوثهم عن طريق الحصول على أعشاش بمرونة أكبر في أوقات محددة. ومن المثير للاهتمام، والناس الذين يعيشون في المناطق الجبلية في وسط اليابان تقليديا جمع والدبابير الخلفية(Vespula shidai، فلافيبس فيسبولا، وVespula الشائع) للغذاء. ولذلك، فإن تقنيات الجمع وتربية اصطناعية لهذه الدبابير متطورة بشكل جيد في تلك المجالات17.
تلخص هذه الورقة أيضًا الطرق المستخدمة في الدبابير الخلفية فيسبولا. وكان الكائن التجريبي لهذه الدراسة V. shidai، وهو دبور الاجتماعية ، والأرض التعشيش التي تسكن غرب آسيا واليابان. V. shidai تمتلك أكبر حجم مستعمرة بين جميع الدبابير فيسبين اليابانية، مع ما مجموعه 8،000 إلى 12،000 خلية لكل عش، مع حد أقصى من 33،400 خلية14،18. العمال من V. shidai لديهم متوسط الوزن الرطب من 67.62 ± 9.56 ملغ. في المقابل، يتم تربية الملكات الجديدة في خلايا الملكة الأوسع التي شيدت خصيصا14.
الشكل 1: الميكونيوم في خلية يرقات. (أ)مقطع عرضي من مشط من shidai Vespula. يشار إلى Meconia بالسهام الحمراء. (ب)اثنين من الميكونيا هي الطبقات. كل سهم أزرق يشير إلى ميكونيوم واحد. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1- تقييم إنتاجية المستعمرة
-
تقدير عدد الخلايا لكل مشط
- فصل أمشاط واحدا تلو الآخر. مسح جميع الدبابير الكبار من المشط وسحب جميع اليرقات وpupae من الخلايا مع ملاقط.
- قياس المقاييس المربعة من 10 خلايا مختارة عشوائيا لكل مشط، وذلك باستخدام برامج التصوير(على سبيل المثال،صورة J الإصدار 1.48، انظر http://imagej.nih.gov/ij/).
- التقاط صورة مع مرجع مقياس بحيث يتم تصوير جميع الخلايا من أعلى الحق.
- استنادًا إلى الطول الفعلي للمقياس، قم بتحويل كافة الأطوال المقاسة إلى بيكسلات.
- قياس مناطق الخلايا 10 في بكسل وتحويلها إلى المناطق الفعلية.
- حساب متوسط مساحة الخلايا العاملة والملكة.
- تقدير عدد الخلايا العاملة والملكة عن طريق تقسيم مساحة كل مشط على متوسط مساحة الخلية لكل مشط.
-
حساب عدد الميكونيا لتقييم إنتاجية المستعمرة
- عد عدد الميكونيا لكل 100 خلية لكل مشط عن طريق كسر المشط بعناية وفحص الميكونيا.
ملاحظة: تم تحديد هذا العدد من الخلايا هنا لتكون كافية (SE من عدد meconia لكل خلية ضمن 0.05، راجع قسم النتائج التمثيلية). قد تكون الميكونيا قد توطدت في طبقتين أو أكثر في الخلية (الشكل 1). - حساب متوسط عدد meconia لكل خلية لهذه الخلايا 100.
- حساب العدد الإجمالي للmeconia لكل مشط(أيعدد الأفراد المنتجة، وإنتاجية المستعمرة)، استقراء من العدد المقدر للخلايا ومتوسط عدد meconia لكل خلية لذلك المشط.
- عد عدد الميكونيا لكل 100 خلية لكل مشط عن طريق كسر المشط بعناية وفحص الميكونيا.
2. العثور على أعشاش فيسبولا
-
الاصطياد
- شنق قطع من الحبار، وأسماك المياه العذبة، أو قلب الدجاج (ما يقرب من 10 غرام في المجموع) على فرع شجرة على ارتفاع التي يمكن الوصول إليها بسهولة باليد(الشكل 2).
- وضع هذه الطعوم على طول المقطع(على سبيل المثال،على طول الطريق عبور غابة أو على طول نهر) في 50 إلى 100 محطة، مع ما لا يقل عن 5 م بين كل محطة.
الشكل 2: تزويد الدبابير بطعم لحم مُعلَّم. (أ)الدبابير الطعم مع اللحوم تعلق على غيض من عصا. (ب)يتم ربط قطعة من اللحم مع خيط إلى علم من البلاستيك. (ج)دبور يحمل على اللحوم التي ترتبط العلم. وهذه الطعوم "التي ترفع العلم" ستزيد من رؤية المزور الطائر. وقد التقطت الصور في لوحات B و C من قبل Fumihiro Sato. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
-
تزويد الدبابير بطعم "مُعلَّم"
-
الإبلاغ عن البناء والتعلق
- قطع أكياس البلاستيك (البولي ايثيلين) إلى شرائح من 3- 5 ملم في العرض و 15 سم في الطول باستخدام القاطع مربع.
- إعداد 1.5 ملم3 من قلب الدجاج أو الحبار على سيخ الخيزران أو فرع رقيقة (قطر طعم اللحوم يمكن أن يكون 1 - 2 ملم، أقل من 15 ملغ للعامل V. shidai؛ الشكل 2).
- ربط خيط إلى العلم (قطاع من البلاستيك، أقل من 10 ملغ) ومن ثم إلى طعم اللحوم، وإرفاقه في غضون 3 ملم من العلم (وهذا ما يسمى الطعم "علم"). قطع الخيط فضفاضة فوق العقدة.
ملاحظة: استخدام موضوع البوليستر غرامة للغاية تستخدم عادة مع آلات الخياطة.
-
عرض طعم اللحم إلى دبور
ملاحظة: تم العثور على عش الأكثر كفاءة عن طريق اتباع الدبابير التي تعود إلى الطعم مرارا وتكرارا في غضون 4 دقائق من مغادرة. وذلك لأن الدبابير التي تأخذ الطعم والعودة بسرعة لديها عش في مكان قريب.- رسم علامة فريدة من نوعها على كل صدر لتحديد الدبابير بشكل فردي عندما يتم عض الطعوم (يفضل مع أقلام الطلاء القائمة على المياه، انظر جدول المواد).
- توجيه العلم مع الخيط تحت دبور في حين أنه لدغات الطعم علم عند تقديم الطعم إلى دبور (وضع العلم بحيث والخيط يمر تحت بطن دبور من تحت صدرها).
-
بعد دبور ملحوظ
- جمع الطعوم من المنطقة المحيطة بها، بحيث دبور العودة من المرجح أن يعود إلى نفس المكان، قبل اتباع دبور.
ملاحظة: يتم إنجاز أفضل بعد الدبابير ملحوظ مع مجموعة من شخصين أو أكثر. يبقى شخص واحد على الأقل في المقطع، وتوفير الدبابير العلف مع الطعوم التي تحمل علامة، في حين أن الآخر (الآخرين) تتبع دبور ملحوظ. عندما ينجذب أكثر من دبور واحد إلى نفس الطعم، علامة واتبع فقط الدبابير التي تطير بعيدا في نفس الاتجاه. - اتبع دبور مع الطعم علم.
- عندما الأراضي دبور يتبع في مكان ما في الطريق إلى عشه، ورفع بلطف دبور مع عصا طويلة (فرع) أو قضيب الصيد ومشاهدته حتى يستأنف الطيران.
ملاحظة: كن لطيف ًا ولا تضرب دبور الراحة لأنه سوف يسقط الطعم ويطير بعيداً. - عندما يكون دبور تشكيل آخر الكرة اللحوم قبل أن يطير مرة أخرى إلى عشه مرة أخرى، تعديل العلم، إذا لزم الأمر.
ملاحظة: الدبابير سوف تهبط في بعض الأحيان ومضغ من خلال الخيط، وإزالة العلم من طعم اللحوم. إذا كان هذا يحدث في كثير من الأحيان، وجعل الأعلام أقصر لزيادة قدرة الطيران المزور. - عندما يهرب دبور الكشف أثناء اتباعها، انتظر دبور للعودة إلى محطة الطعم على المقطع قبل استئناف المطاردة. هذه المرة، في حين أن دبور هو العض الطعم الجديد، تحمل عصا الطعم (ودبور) إلى النقطة التي كان قد هرب آخر الكشف.
ملاحظة: الدبابير العلف لا تترك من الطعوم بسهولة، ولا لدغة إذا التعامل معها بلطف. وبالتالي، يمكن نقل دبور مع الطعم علم إلى الموقع المطلوب عن طريق عقد العلم، دون هروب دبور.
- جمع الطعوم من المنطقة المحيطة بها، بحيث دبور العودة من المرجح أن يعود إلى نفس المكان، قبل اتباع دبور.
-
الإبلاغ عن البناء والتعلق
3. نقل العش
-
هيكل صندوق الحمل
- بناء مربعات عش من مختلف الأحجام، من 10 إلى 20 سم في الطول والعرض ومن 10 إلى 20 سم في الارتفاع، لاستيعاب أعشاش من مختلف الأحجام.
ملاحظة: صناديق من هذا الحجم كبيرة بما يكفي لاستيعاب أعشاش الشباب من V. shidai (التي تم جمعها في وسط اليابان بين منتصف يوليو ومنتصف أغسطس). جعل مربع حمل وفقا لحجم عش كل نوع، لكل مرحلة النمو. - بناء شبكة الخيزران وإرفاقها إلى داخل المربع، حوالي 2 سم فوق الجزء السفلي من المربع، لتسهيل وضع العش داخل مربع الحمل.
- تغطية الجزء السفلي من مربع تحمل مع صحيفة ولصقه على لوح خشبي قابل للإزالة(الشكل 3).
ملاحظة: ستسمح الصحيفة، في وقت لاحق، للدبابير بمضغها أثناء بناء أمشاط إضافية أسفل صندوق الحمل عند وضع ذلك في صندوق عش (انظر القسم 3-2).
- بناء مربعات عش من مختلف الأحجام، من 10 إلى 20 سم في الطول والعرض ومن 10 إلى 20 سم في الارتفاع، لاستيعاب أعشاش من مختلف الأحجام.
-
حفر العش
-
قبل التعرض للعش كله
ملاحظة: ارتداء الملابس الواقية لتجنب أن تلدغ من قبل الدبابير الدفاع عن عشهم.- بمجرد العثور على عش دبور، حفر العش.
- ختم بقوة على الأرض حول العش لمدة 10 إلى 20 دقيقة بحيث العمال ترك والعودة إلى العش تبقى في الداخل لحمايتها، لجمع أكبر عدد ممكن من العمال.
ملاحظة: إذا كانت الدبابير لا تزال البقاء خارج العش، فمن الأفضل التقاطها باستخدام شبكة الحشرات. على الرغم من أن ختم مفيد لV. flaviceps، V. shidai، و V. الشائع، قد هاجم عمال الأنواع الأخرى من العش الفرد أداء ختم. في هذه الحالة، تخطي هذه الخطوة. - تألق ضوء مباشرة في مدخل العش لتحديد الاتجاه الذي يعمل فيه مدخل العش. استخدام إصبع لتأكيد اتجاه ثقب العش، في حين حفر التربة بلطف من حول العش.
-
بعد التعرض للعش كله
- عندما يتعرض العش كله، نشر قطعة قماش ووضع العش على أعلى منه لمنع الدبابير من الهروب إلى الأرض تحت العش.
- وضع العش المحفور في صندوق خشبي (يحمل) للنقل إلى المختبر(الشكل 3)؛ ثم، تغطية ذلك مع الفروع والصحف. اترك الجزء العلوي من العش مكشوفًا أثناء وجوده في المربع.
- ضع صندوق الحمل على قطعة قماش لمدة 5 إلى 10 دقائق، حتى تصبح الدبابير هادئة.
- جمع أي الدبابير في المنطقة المجاورة مع شبكة الحشرات ونقلها إلى المختبر مع العش.
ملاحظة: كإجراء جمع بديل، التخدير شاغلي العش عن طريق تأجيج الدخان الخلوي أو الأثير ثنائي الإيثيل في العش قبل حفره.
-
قبل التعرض للعش كله
الشكل 3: صندوق الحمل. (أ)مربع لحمل الأعشاش التي تم جمعها في الحقل. (B)يتم وضع شبكة الخيزران في الجزء السفلي من المربع. الصندوقان في الصورة على اليمين رأساً على عقب. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
4. تربية فيسبولا
-
بنية مربع العش
ملاحظة: يتكون مربع العش من الخشب، مع أبعاد 50 سم في الطول والعرض و 70 سم في الارتفاع لتربية V. shidai (عش ناضجة هو ما يقرب من 40 سم في القطر في البرية). جعل مربع عش وفقا لحجم عش من الأنواع التي سيتم تربيتها.- قم بتزويد مربع العش بثقب مدخل (يوضع عادة ً في الجزء العلوي من الصندوق) للسماح للدبابير بمغادرة العش إلى العلف.
- ملء حوالي 1/3 من مربع العش مع التربة مثل تلك التي تحدث في الموقع حيث تم جمع العش.
- تثبيت شبكة سلكية (مع حجم شبكة من 1.5 سم2)عند مدخل مربع عش لمنع أي اقتحام من قبل الدبابير الأخرى (الحيوانات المفترسة، مثل فيسبا ماندارينيا وفيسبا simillima).
- وضع اثنين من القضبان الخشبية في مربع العش التي يمكن أن تحمل مربع تحمل(الشكل 4).
الشكل 4: إعداد المختبرات. (أ)وضع صندوق حمل في مربع عش يستخدم لدراسة طويلة الأجل. قبل وضع صندوق الحمل في مربع العش، تمت إزالة اللوحة الخشبية في الجزء السفلي من صندوق الحمل، تاركة الصحيفة فقط لتغطية الجزء السفلي من العش. (ب)سلسلة من صناديق العش مع الموارد الغذائية معلقة من خط الأسلاك. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
-
زرع صندوق الحمل في صندوق العش
- الحفاظ على مربع عش في مكان جاف أثناء تربية الدبابير في الأعشاش التي تم جمعها(أي، في مكان ما لا تتعرض للأمطار).
- إزالة لوحة خشبية في الجزء السفلي من مربع تحمل ووضعها في مربع عش لدراسة طويلة الأجل(الشكل 4).
ملاحظة: في كثير من الأحيان، سوف الدبابير قد عض ثقوب في الصحيفة التي تغطي الجزء السفلي من مربع تحمل، وهكذا، هناك خطر من أن تلدغ من قبل الدبابير الهروب من خلال الثقوب. لذلك، ارتداء الملابس الواقية عند زرع العش.
-
تغذية الدبابير
- ضع أنواع مختلفة من اللحوم (الحبار، أسماك المياه العذبة، صدر الدجاج، أو قلب الدجاج) ومحلول 1:3 من العسل والماء على بعد حوالي 3 م من مربع العش.
- توفير ما يكفي من الغذاء لمتطلبات التغذية لمدة يوم واحد. تجديد المواد الغذائية الطازجة كل يوم (Vespinae لا علف على اللحوم القديمة / المتعفنة).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وكان أحد أهداف هذه الدراسة هو تحديد عدد العينات المطلوبة للحصول على SEM من عدد meconia لكل خلية وهو أقل من 0.05. في هذه الدراسة، تم تعريف مشط مع متوسط حجم الخلية من <20 مم2 على أنه مشط عامل، في حين تم تعريف أمشاط أكبر كما أمشاط الملكة. أنا عدّ عدد الخلايا لأمشاط الملكة وأمشاط العمال (في هذه الدراسة، تم إجراء التهم من ستة أمشاط الملكة وستة أمشاط العمال من خمس مستعمرات V. shidai). وقد قُدِّر العدد الفعلي للخلايا لكل مشط من هذه البيانات عن طريق الاستقراء(الجدول 1).
| معرف | الدوله | تاريخ التحصيل | المساحة (مم2) | العدد التقديري للخلايا (ENC) | العدد الفعلي للخلايا (ANC) | العدد الفعلي للميكونيوم (ANM) | متوسط عدد الميكونيوم في خلية | ANM /ENC |
| WW-Kb01 | حيا | 18-تشرين الأول/أكتوبر - 16 | 27756.7 | 1599.9 | 1433 | 2430 | 1.70 | 1.52 |
| WW-Kb02 | حيا | 18-تشرين الأول/أكتوبر - 16 | 4098 | 381.9 | 347 | 494 | 1.42 | 1.29 |
| WW-Kb02 | حيا | 18-تشرين الأول/أكتوبر - 16 | 22439.3 | 1118.9 | 986 | 1317 | 1.34 | 1.18 |
| WR-Ksb | انهيار | 3-تشرين الثاني/نوفمبر - 16 | 19094.9 | 1098.6 | 1,181 | 974 | 0.82 | 0.89 |
| WR-Ksc | انهيار | 27-تشرين الثاني/نوفمبر - 16 | 38,933.40 | 2,198.70 | 2,455 | 4,321 | 1.76 | 1.96 |
| WR-Kb05 | انهيار | 29 تشرين الثاني/نوفمبر - 16 | 10970 | 860 | 763 | 1315 | 1.72 | 1.53 |
| QW-Kb01 | حيا | 18-تشرين الأول/أكتوبر - 16 | 29186.2 | 1094.4 | 1095 | 759 | 0.69 | 0.69 |
| QW-Kb01 | حيا | 18-تشرين الأول/أكتوبر - 16 | 36920.5 | 1361.6 | 1341 | 1075 | 0.80 | 0.79 |
| QW-Kb02 | حيا | 18-تشرين الأول/أكتوبر - 16 | 37295.9 | 1047.2 | 1080 | 1068 | 0.99 | 1.02 |
| QR-Ksb | انهيار | 3-تشرين الثاني/نوفمبر - 16 | 24811.2 | 1011.9 | 893 | 701 | 0.78 | 0.69 |
| QR-Ksc | انهيار | 27-تشرين الثاني/نوفمبر - 16 | 33352.8 | 1384.5 | 1241 | 1069 | 0.86 | 0.77 |
| QR-Kb05 | انهيار | 29 تشرين الثاني/نوفمبر - 16 | 25157.6 | 1071.4 | 922 | 572 | 0.62 | 1.97 |
| WW = مشط عامل من عش البرية، WR = مشط عامل من عش تربية، QW = مشط الملكة من عش البرية، QR = مشط الملكة من عش تربية. على قيد الحياة = يرقات دبور قابلة للحياة في الخلايا، انهيار = لا يرقات قابلة للحياة في الخلايا. | ||||||||
الجدول 1: الأعداد الفعلية والمقدرة للخلايا في ستة أمشاط عاملة وستة أمشاط كوين وعدد المناوية لكل مشط. WW = مشط عامل من عش البرية، WR = مشط عامل من عش تربية، QW = مشط الملكة من عش البرية، QR = مشط الملكة من عش تربية. على قيد الحياة = يرقات دبور قابلة للحياة في الخلايا، انهيار = لا يرقات قابلة للحياة في الخلايا.
أظهر تحليل للعلاقة بين حجم العينة وSEM لعدد الميكونيا لكل خلية أنه ينبغي تحديد حجم العينة باستخدام نهج التمهيد استناداً إلى عدد الميكونيا التي تم عدها (من البيانات الحقيقية). وباستخدام البيانات الحقيقية، تم حساب متوسط وانحراف معياري (SD) لعدد الميكونيا لكل خلية، مع تحديد عدد العينات بـ 000 1 لكل حجم عينة (كان عدد الخلايا التي يتعين فحصها من 1 إلى 500؛ الشكل 5). لم أسمح باستخراج تكراري من البيانات عند أخذ العينات. تم حساب SEM لعدد meconia لكل خلية لكل حجم عينة لكل مجموعة من البيانات الحقيقية. ثم، تم فحص حجم العينة التي كان SEM أقل من 0.05. وقد أجريت جميع الحسابات باستخدام البرنامج R.3.2.4. 19 أظهر هذا التحليل أن SEM كان <0.05 عندما كان حجم العينة 100 خلية (لكل من العامل وأمشاط الملكة)(الشكل 5). ولذلك، تستند النتائج التالية على فحص عدد meconia لكل 100 خلية لكل مشط.
وترد في الجدول 1الأعداد الفعلية والمقدرة للخلايا في ستة أمشاط عاملة وستة أمشاط كوين وعدد المناوّة لكل مشط. وكانت تقديرات عدد الخلايا في أمشاط العمال، استنادا إلى قياسات منطقة المشط، أعلى وأقل من العدد الحقيقي. وتراوح متوسط عدد الميكونيا في خلايا أمشاط العمال، الذي يمثل عدد العمال المنتجين، بين 1.96 مرة أكثر من عدد خلايا اليرقات المقدرة إلى 0.89 مرة أقل من العدد المقدر للخلايا(الجدول 1). في أمشاط الملكة، كان العدد الفعلي للخلايا في كثير من الأحيان أقل من العدد المقدر للخلايا. وكان عدد الميكونيا في أمشاط الملكة، والتي يمكن أن تمثل عنصرا من عناصر اللياقة البدنية(أي،وهو جزء من النجاح الإنجابي للملكة المؤسسة)، 0.53 إلى 1.02 مرات العدد المقدر للخلايا.
تم حساب جميع الخلايا والميكونيا في ستة أمشاط العمال المختارة عشوائيا وستة أمشاط الملكة المختارة عشوائيا من الأعشاش الخمسة(الجدول 1). وبلغ العدد الإجمالي للخلايا التي تم عدها في أمشاط العمال 165 7 زنزانة، في حين بلغ عدد المناوية التي أُحصت في أمشاط العمال 851 10 خلية. وكان متوسط عدد الخلايا لكل مشط 1,194.2 ± 720.3 (متوسط ± SD)، في حين أن متوسط عدد الميكونيا في أمشاط العمال كان 1,808.5 ± 1,368.2. في أمشاط الملكة، كان العدد الإجمالي لجميع الخلايا 6,572، في حين أن عدد جميع الميكونيا كان 5,244. وكان متوسط عدد الخلايا لكل مشط في أمشاط الملكة 1095.3 ± 174.820، في حين أن متوسط عدد meconia كان 874.0 ± 223.8. وتراوحت طبقات الميكونيوم في خلايا العامل من صفر إلى ثلاثة، في حين أن خلايا الملكة لديها طبقة ميكونيوم واحدة أو معدومة.
الشكل 5: العلاقة بين حجم العينة والخطأ القياسي (SE) بالنسبة لعدد الـ meconia التهم. (أ)الميكونيا لكل خلية في أمشاط العمال. (ب)Meconia لكل خلية في أمشاط الملكة. كل دائرة يصور SE نسبة إلى عدد meconia لكل خلية يتم الحصول عليها عن طريق المحاكاة مع البيانات الفعلية. تمثل اختلافات الألوان البيانات من كل عش تم أخذ عينات منه. محاكاة SE لعدد من meconia لكل خلية في مشط WWkb02 (مشط عامل) تم إنجاز مع حجم عينة من 300 لأن هذا المشط كان فقط 347 خلية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
وقد قدرت إنتاجية مستعمرة النحل والنمل والدبابير سابقا من قبل عدد العمال والخلايا في الأعشاش أو من وزن الأعشاش3و9و10. وتبين هذه الدراسة أن تقدير عدد الميكونيا يوفر تقديرا أفضل للعدد الإجمالي للأفراد المنتجة(أيمؤشر أفضل لإنتاجية المستعمرة). في الواقع، وجد أن عدد الميكونيا، بالنسبة لكل من العامل والملكة، تراوح بين 0.53 إلى 1.96 ضعف عدد خلايا اليرقات في المشط. وتحدد هذه النتائج مدى عدم دقة تحديد عدد العمال والملكات المنتجين عندما يستند إلى عدد الخلايا في المشط. على الرغم من كونها أكثر كثافة في العمالة، يبدو أن تقدير عدد الميكونيا في عش يضمن تقييم أكثر دقة لإنتاجية المستعمرة. من ناحية أخرى، في هذه الدراسة، لم يتم تقييم مدى دقة عدد الميكونيا يمثل عدد الأفراد المنتجة.
تُظهر هذه الورقة عدد الخلايا التي ينبغي فحصها من عش V. shidai لتقدير إنتاجية المستعمرة، استنادًا إلى نتائج نهج محاكاة التمهيد باستخدام عينة من البيانات حول عدد الميكونيا في العش. وبناء على هذه النتائج، سيكون من المناسب التحقيق في 100 خلية لكل مشط من كل من الخلايا العاملة والملكة. طريقة عد الميكونيا يمكن أيضا أن تطبق على عش بعد أن انهارت(أي،غير نشط)، والتي يمكن أن تكون مفيدة للباحثين: الفترة الإنجابية من مستعمرات دبور فيسبين طويلة جدا8 ودراسة عش بعد أن يكون انهيار يعني أن العدد الإجمالي للبالغين المنتجة على مدى فترة الإنجاب بأكملها يمكن تقديرها. هذه المستعمرات هي أيضا أسهل لجمع.
لجمع أعشاش V. shidai، وقد اتبع بعض الباحثين إما ملحوظ(على سبيل المثال، المغلفة مع مسحوق الفلورسنت) أو الدبابير غير ملحوظ21. طريقة موقع العش المعروضة هنا (تغذية الدبابير "علم" اللحوم) يسهل الدبابير التالية إلى أعشاشها. هذا النهج مفيد أيضا إذا تم فقدان دبور متتبع لأن نفس دبور سيعود في نهاية المطاف إلى الطعم على طول المقطع. توفير الطعم الجديد العلم لهذا دبور وحملها إلى النقطة التي فقدت آخر مرة، مما يسمح للمطاردين لاستئناف مطاردة من تلك النقطة فصاعدا (أقرب إلى العش). يتم خلع بعض الأعلام التي جلبت إلى العش عند مدخل العش، مما يسهل أيضا العثور على أعشاش الأرض. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة ليست مناسبة للأيام الممطرة لأن علامات تميل إلى التمسك الفروع ويترك عندما تحصل على الرطب. على الرغم من أن مطاردة الدبابير التي تم الإبلاغ عنها مفيدة لV. shidai, V. flaviceps, و V. الشائع في اليابان, لا يمكن تطبيق هذه الطريقة على روفا Vespula لأن هذه الدبابير لا تأتي إلى الطعم ولا الاستيلاء على الطعم علم. ربما لا يمكن استخدام أسلوب موقع العش لبعض الدبابير Vespula.
وهناك حاجة إلى نظم غذائية أكثر استدامة من جانب عدد متزايد من سكان العالم. وبالإضافة إلى ذلك ، يزداد الطلب على الحشرات الصالحة للأكل يوميا. وقد حددت منظمةالأمم المتحدة للأغذية والزراعة في القرن الحادي والعشرين العديد من الحشرات الصالحة للأكل، التي تستهلك محليا وتقليديا في جميع أنحاء العالم، كمصدر بديل واعد للبروتين للتغلب على الأغذية. انعدام الأمن في جميع أنحاء العالم. وقد استخدمت اليرقات وpupae من Vespula تقليديا كغذاء في المناطق الجبلية من اليابان16، وهكذا ، يمكن استخدامها لتوفير مصدر للبروتين في أماكن أخرى من العالم. ومن المرجح أن تنطبق مجموعة البروتوكولات التي وضعت في هذه الدراسة على تحديد أعشاش الأنواع الأخرى من الستر ة الصفراء. ولذلك، فإن البروتوكولات المبينة في هذه الورقة ستكون مفيدة لجمع السترات الصفراء كمورد صالح للأكل ودراسة سلوك دبور.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
وليس لدى صاحب البلاغ ما يكشف عنه.
Acknowledgments
ويود صاحب البلاغ أن يشكر كاتسويوكي تاكاهاشي، وهيرو كوباياشي، وفومهيرو ساتو، ودايكيتشي أوجيسو، وتوشيهيرو هاياكاوا، وهيساكي إيماي على تعليمهم طريقة صيد الدبور التقليدية. ويود المؤلف أن يقدم شكرًا خاصًا لكيفن ج. لوب وديفيد سانتورو على تصحيح المخطوطة بعناية. ويعرب صاحب البلاغ عن امتنانه لماكانتو آبي، وياسوكازو أوكادا، ويويشيرو كوباياشي، وماساكازو شيمادا، وكوجي تسويشيدا على مناقشتهم. ويريد صاحب البلاغ أن يشكر يويا شيميزو وهارونا فوجيوكا على مساعدتهما التقنية في تقييم إنتاجية المستعمرة. ويود المؤلف أن يشكر نادي تسوكيتشي للنحلة السوداء على دعمه تصوير الفيديو. ويود صاحب البلاغ أن يشكر ثلاثة من المراجعين المجهولين على تعليقاتهم على نسخة مبكرة من هذه الورقة. وقد تم دعم هذه الدراسة جزئيا من قبل مؤسسة تاكيدا للعلوم، ومؤسسة فوجيوارا للتاريخ الطبيعي، وتمويل جمعية ناغانو لتعزيز العلوم، ومؤسسة ذكريات شيموناكا، وصندوق تاكارا للتناغم، ومشروع الحلم من قبل حان على UP، المحدودة.
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 |
References
- Davies, N. B., Krebs, J. R., West, S. A. An introduction to Behavioural Ecology. , John Wiley & Sons. (2012).
- 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).
- Mattila, H. R., Seeley, T. D. Genetic Diversity in Honey Bee colonies Enhances Productivity and Fitness. Science. 317, 362 (2007).
- Weber, N. A. Gardening Ants, the Attines. American Philosophical Society. , Philadelphia, PA. (1972).
- 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).
- 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).
- Matsuura, M., Yamane, S. Comparative Ethology of the Vespine Wasps. , Hokkaido University Press. Sapporo, Japan. in Japanese (1984).
- 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).
- Cole, B. J. Multiple mating and the evolution of social behavior in the Hymenoptera. Behavior Ecology Sociobiology. 12, 191-201 (1983).
- 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).
- Greene, A. Dolichovespula and Vespula. The Social Biology of Wasps. Ross, K. G., Matthews, R. W. , Cornell University Press. Ithaca, NY. 263-305 (1991).
- 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).
- Loope, K. J. Matricide and queen sex allocation in a yellowjacket wasp. The Science of Nature. 103 (57), 1-11 (2016).
- Matsuura, M. Social Wasps of Japan in Color. , Hokkaido University Press. Sapporo, Japan. in Japanese (1995).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- R: The R Project for Statistical Computing. , Available from: https://www.R-project.org/ (2018).
- 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).
- 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).
