Waiting
Login processing...

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

Environment

Evaluering af produktiviteten i de sociale hveps kolonier (Vespinae) og en introduktion til den traditionelle japanske Vespula WASP jagtteknik

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

Summary

Dette metodologiske papir evaluerer produktiviteten i en social hveps koloni ved at undersøge antallet af meconia pr. 100 celler af kam, at estimere det samlede antal voksne hvepser produceret. Den tilhørende video beskriver, hvordan man søger efter Vespula WASP reder, en metode udviklet af amatør WASP chasers.

Abstract

For vespine hveps anslås koloni produktiviteten typisk ved at tælle antallet af larve celler. Dette papir præsenterer en forbedret metode, der gør det muligt for forskerne at anslå mere præcist antallet af producerede voksne, tælle antallet af meconia (afføring tilbage i cellerne ved WASP larver når dukke op i voksne, per 100 celler) i hver kam. Denne metode kan anvendes før eller efter koloni kollaps (dvs.i aktive eller inaktive reder). Papiret beskriver også, hvordan man finder vilde Vespula hveps kolonier ved "flagging" WASP logerende og jagter WASP indsamle dem, ved hjælp af en metode, der traditionelt udføres af lokale folk i det centrale Japan (som illustreret i den tilhørende video). Den beskrevne Vespula jagter metode har flere fordele: det er nemt at genopstarte jagten fra et punkt, hvor forager flyver tilbage til reden var tabt, og det er nemt at lokalisere reden placering som markerede hveper ofte mister deres flag på reden Indgangen. Disse metoder til estimering af koloni produktivitet og indsamling af reder kan være værdifulde for forskere, der studerer sociale hveps.

Introduction

Hver art menes at udvikle en optimal strategi for overlevelse og reproduktion blandt en bred vifte af mulige strategier. I naturlig udvælgelse, personer med træk, der maksimerer en persons reproduktive succes vil efterlade flere afkom (og gener) til den næste generation. Derfor kan antallet af afkom, der produceres af en person, bruges som en indikator for den enkeltes relative evolutionære egnethed. I en given økologisk sammenhæng, sammenligningen af antallet af afkom produceret i forhold til alternative adfærdsmæssige strategier kan hjælpe forskerne forudsige den bedste strategi for optimering af fitness1.

Social Hymeno (såsom hvepser, bier, og myrer) har et system af tre forskellige kaster, som er arbejdere (sterile kvinder), dronninger (gynge), og mænd1. Kun nye dronninger (gyner) og hanner tæller mod fitness i social Hymeno. Arbejder produktionen bidrager ikke direkte til fitness, da arbejderen er ufrugtbar. På den anden side, en dronning, der kan producere en højere koloni produktivitet (såsom et højere antal af samlede celler eller en tungere reden) anses for at have en højere egnethed i social Hymeno, uanset antallet af faktisk producerede nye dronninger og hanner (Se , fxTibbetts og Reeve2 og Mattila og Seeley3). Generelt er det vanskeligt præcist at tælle antallet af afkom produceret af en koloni af social Hymeno. Faktisk, dronninger af mange sociale insekter lever i mere end 1 år (f. eksblade-cutter ant Queens kan leve > 20 år4 og honningbi Queens kan leve i 8 år5). Desuden kan en dronning producere tusindvis af reproduktive afkom i løbet af flere uger eller måneder, selv i årlige arter af slas Vespa og Vespula6,7,8. Desuden er arbejdernes levetid kortere end deres moder dronning, og arbejderne dør ofte væk fra deres reder. Derfor, selv om man præcist kunne tælle alle voksne i en rede på et givet tidspunkt, ville en sådan optælling ikke præcist skildre antallet af afkom produceret. Derfor er antallet af producerede afkom blevet groft anslået fra størrelsen af reden, antallet af arbejdere i reden, eller vægten af reden på et givet tidspunkt3,9,10. Antallet af larve celler kan resultere i en overvurdering af afkommets produktion, når nogle celler er tomme. Den samme metode kunne også resultere i en potentiel undervurdering af afkom produktion, fordi kamme af små celler, der indeholder arbejdstager yngel kan producere to eller tre kohorter af larver6,7,11.

Det første formål med dette arbejde er at tilvejebringe en forbedret metode til estimering af vespine-hveps-kolonien i forhold til antallet af producerede voksne. Yamane og Yamane foreslog, at den bedste måde at anslå antallet af afkom produceret af en koloni er at tælle meconia i reden12. Meconia er fækal pellet, der består af larve neglebånd, tarm og tarmindhold, som en larve blade i sin celle, når dufter (figur 1a). Det samlede antal producerede meconia pr. kam beregnes ved at multiplicere det samlede antal celler, der er til stede, med det gennemsnitlige antal meconia pr. celle. Der er ofte flere lag af meconia i en celle, og hver meconia indikerer, at en person med succes dukke op i denne celle6,11 (figur 1b). Ved vurdering af det gennemsnitlige antal meconia pr. celle, hvis antallet af undersøgte celler er lille (en lille stikprøvestørrelse), stiger standardfejlen (SE), og som følge heraf bliver fejlen for det samlede antal meconia pr. kam højere, end hvis stikprøvestørrelsen var større. SE af middelværdien (SEM) er et mål for spredningen af prøve midler omkring befolkningen middelværdi. Derfor fokuserer jeg i denne undersøgelse på SEM af antallet af meconia pr. celle for at anslå populationen (antallet af producerede voksne) fra prøve middelværdien (det gennemsnitlige antal meconia pr. celle). Denne undersøgelse forsøger at bestemme, hvor mange prøver der kræves for at opnå en SE-hastighed på mindre end 0,05 pr. celle. For at gøre dette udføres en numerisk simulering med reelle data om antallet af meconia pr. kam for at bestemme minimumsstikprøve størrelsen (for både arbejder og dronning kamme), der er nødvendig for at anslå denne værdi nøjagtigt inden for den definerede SE af 0,05.

Vespine WASP kolonier lever i skjulte reder (underjordiske eller antenne) bestående af flere horisontale kamme, bygget i serie fra top til bund6,7,11. Den gennemsnitlige størrelse af cellerne øges fra den første (top) til den sidste (nederst) kam. I de nederste kamme, et pludseligt skift i den gennemsnitlige Cellestørrelse kan ses. Disse bredere celler er bygget til udvikling af nye dronninger. Derfor kan der opnås et mere nøjagtigt skøn over koloni produktiviteten (dvs.antallet af personer, der produceres), når det samlede antal meconia i arbejder cellerne (små celler) og Dronningens celler (store celler) overvejes. For at estimere egnethed på koloni niveau, forskerne kunne anslå antallet af dronninger produceret og fokusere på meconia i dronningen celler alene. Som for reproduktive mænd, disse er opdrættet enten i arbejder eller dronning celler, afhængigt af arten. Det kan således være vanskeligt at anslå den mandlige produktion af en koloni, undtagen i arter, hvor hanner har en tredje, unik Cellestørrelse13 (f. eks. dolichovespula arenaria).

Det andet formål med dette arbejde er at præsentere en nyttig teknik til lokalisering af vilde vespine hveps kolonier i marken og Trans pløje dem til laboratorie reden kasser. Selv om nogle forskere få hveps reder fra skadedyrsbekæmpelse opkald (dvs.folk rapporterer dem som skadedyr14,15), denne metode er ikke altid muligt eller ønskeligt. Forskerne kan være nødt til at indsamle reder i vilde og beboede områder, hvor skadedyrs kontrollører ikke opererer, eller til at gennemføre deres forskning ved mere fleksibelt at få reder på bestemte tidspunkter. Interessant, mennesker, der bor i de bjergrige områder i det centrale Japan traditionelt indsamle og bageste hveper (Vespula shidai, Vespula flaviceps, og Vespula vulgaris) for fødevarer. Derfor er indsamling og kunstig opdrætsteknikker for disse hveper veludviklet i disse områder17.

Dette dokument opsummerer også de metoder, som er anvendt til at bageste Vespula -hveps. Den eksperimentelle organisme for denne undersøgelse var V. shidai, en social, jord-nesting hveps lever i vest Asien og Japan. V. shidai besidder den største koloni størrelse blandt alle japanske vespine hvepse, med i alt 8.000 til 12.000 celler pr reden, med et maksimum på 33.400 celler14,18. Arbejdstagere i V. shidai har en gennemsnitlig vådvægt på 67,62 ± 9,56 mg. hanner opdrættes sædvanligvis i arbejdsceller. i modsætning hertil opdrættes nye dronninger i specielt konstruerede, bredere dronning celler14.

Figure 1
Figur 1: meconium i en larve celle. A) tværsnit af en kam af Vespula shidai. Meconia er indikeret med røde pile. B) to meconia er lagdelte. Hver blå pil indikerer en meconium. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. evaluering af koloni produktiviteten

  1. Skøn over antallet af celler pr. kam
    1. Adskille kamme en efter en. Fej væk alle voksnes hvepse fra kammen og træk alle larver og pupper ud fra cellerne med pincet.
    2. Mål de firkantede målinger af 10 tilfældigt udvalgte celler pr. kam ved hjælp af billedbehandlingssoftware (f. eks.billede J version 1,48, se http://ImageJ.NIH.gov/IJ/).
      1. Tag et billede med skalaen reference, så alle cellerne er afbilledet fra højre ovenfor.
      2. Baseret på den faktiske længde af skalaen, konvertere alle målte længder til pixels.
      3. Mål områderne for de 10 celler i pixel, og konverter dem til de faktiske områder.
      4. Beregn det gennemsnitlige areal af arbejder-og dronning celler.
    3. Beregn antallet af arbejder-og dronning celler ved at dividere arealet af hver kam med det gennemsnitlige celleområde pr. kam.
  2. Optælling af antallet af meconia til evaluering af koloni produktiviteten
    1. Tæl antallet af meconia pr. 100 celler for hver kam ved omhyggeligt at bryde kammen og undersøge meconia.
      Bemærk: dette antal celler blev bestemt her for at være tilstrækkeligt (SE af antallet af meconia pr. celle er inden for 0,05, se afsnittet om repræsentative resultater). Meconia kan være solidificeret i to eller flere lag i cellen (figur 1).
    2. Beregn det gennemsnitlige antal meconia pr. celle for disse 100 celler.
    3. Det samlede antal meconia beregnes for hver kam (dvs.antallet af producerede personer, kolonien produktivitet), ekstruderet fra det anslåede antal celler og det gennemsnitlige antal meconia pr. celle for den pågældende kam.

2. Find Vespula reder

  1. Baiting
    1. Hæng stykker af blæksprutte, ferskvandsfisk eller kyllinge hjerte (ca. 10 g i alt) på en trægren i en højde, der let kan nås med hånden (figur 2).
    2. Placer disse Loder langs en transect (f. ekslangs en vej, der krydser en skov eller langs en flod) på 50 til 100 stationer, med mindst 5 m mellem hver station.

Figure 2
Figur 2: at give hveper med et flag kød agn. (A) baiting hveps med kød fastgjort til spidsen af en pind. B) det stykke kød er bundet med en tråd til en plastik flag. C) hvepen opbevarer det kød, der er bundet til flaget. Sådanne "flagede" lokke vil øge synligheden af den flyvende forager. Billederne i paneler B og C blev taget af fumihiro Sato. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

  1. Giver hveps med en "markeret" agn
    1. Flag konstruktion og fastgørelse
      1. Skær plastik (polyethylen) poser i strimler af 3-5 mm i bredden og 15 cm i længden ved hjælp af en boks cutter.
      2. Forbered 1,5 mm3 af kylling hjerte eller blæksprutte på en bambus spyd eller tynd gren (diameteren af kødet agn kan være 1-2 mm, mindre end 15 mg for en V. shidai arbejdstager; Figur 2).
      3. Binde en tråd til flaget (plastikstrimmel, mindre end 10 mg) og derefter til kød agn, fastgørelse det inden for 3 mm fra flaget (dette kaldes "flagede" agn). Afskårne den løse tråd over knuden.
        Bemærk: Brug meget fin polyestertråd, der normalt anvendes med symaskiner.
    2. Præsentation af kødet agn til en hveps
      Bemærk: en rede er fundet mest effektivt ved at følge hveps, der vender tilbage til agn gentagne gange inden for 4 min af forlader. Dette er fordi hveps, der tager agn og vende tilbage hurtigt have en reden i nærheden.
      1. Mal et unikt mærke på hver thorax for at identificere hvepse individuelt, når de bider lokke (foretrukket med vandbaserede maling penne, jf. tabel over materialer).
      2. Orientere flaget med tråden under hveps, mens det bider den flagede agn, når de præsenterer agn til WASP (Placer flaget, så det og tråden passere under wasp's abdomen under dens thorax).
    3. Efter en markant hveps
      1. Saml logerne fra det omkringliggende område, så den tilbagevendende hveps er mere tilbøjelige til at vende tilbage til det samme sted, før du følger en hveps.
        Bemærk: efter markerede hvep'er bedst opnås med en gruppe på to eller flere mennesker. Mindst en person forbliver på den transect, giver de fouragering hveps med flagede lokke, mens den anden (s) følge den markerede hveps. Når mere end én hveps er tiltrukket af den samme agn, Mark og følg kun hveps, der flyver væk i samme retning.
      2. Følg en hveps med en afmærket agn.
      3. Når en efterfulgt hveps lander et sted på vej til sin reden, forsigtigt løfte WASP med en lang pind (gren) eller fiskestang og se det, indtil det genoptager flyvningen.
        Bemærk: vær blid og ikke slå hvile hveps, fordi det vil droppe agn og flyve væk.
      4. Når WASP er at forme en anden kødkugle, før du flyver tilbage til reden igen, skal du justere flaget, hvis det er nødvendigt.
        Bemærk: Hvepser vil undertiden lander og tygge gennem tråden, fjerne flaget fra kødet agn. Hvis dette sker ofte, gøre flagene kortere for at øge forager flyvende evne.
      5. Når en WASP undslipper detektion, mens den følges, skal du vente på, at WASP vender tilbage til agn stationen på transect, før du genoptager jagten. Denne gang, mens hveps bider den nye agn, bære agn stick (og hveps) til det punkt, hvor det havde sidst undslap afsløring.
        Bemærk: Foraging hvepse ikke give slip på deres lokke let, og ikke sting, hvis håndteres forsigtigt. Derfor kan WASP med den flagede agn flyttes til den ønskede placering ved at holde flaget, uden at WASP flygter.

3. overførsel af reden

  1. Bære boksens struktur
    1. Byg reden kasser i forskellige størrelser, fra 10 til 20 cm i længde og bredde og fra 10 til 20 cm i højden, for at rumme reder i forskellige størrelser.
      Bemærk: kasser af denne størrelse er store nok til at rumme unge reder af V. shidai (indsamlet i det centrale Japan mellem midten af juli og midten af august). Lav en bære kasse i henhold til reden størrelse af hver art, for hver vækst etape.
    2. Byg bambus gitteret og Fastgør det til indersiden af kassen, ca. 2 cm over bunden af boksen, for at lette placeringen af reden inde i bære kassen.
    3. Dække bunden af bære kassen med avis og indsætte den til en træ, flytbare bord (figur 3).
      Bemærk: avisen vil senere tillade hvepse at tygge gennem det, da de bygger yderligere kamme under bære kassen, når dette er placeret i en reden boks (Se afsnit 3,2).
  2. Udgravning af reden
    1. Før eksponeringen af hele reden
      Bemærk: bær Beskyttelsesbeklædning for at undgå at blive stukket af hveper, der forsvarer deres reden.
      1. Når WASP reden er fundet, udgravet reden.
      2. Kraftigt stempel på jorden omkring reden for omkring 10 til 20 min, så arbejderne forlader og vender tilbage til reden forblive inde for at beskytte det, at indsamle så mange arbejdstagere som muligt.
        Bemærk: Hvis hvepen fortsætter med at forblive uden for reden, er det bedre at fange dem ved hjælp af et insekt net. Selv om stempling er nyttigt for v. flaviceps, v. shidai, og v. vulgaris, andre arter ' arbejdstagere fra reden kan angribe den enkelte udfører stempling. Spring dette trin over i sagen.
      3. Shine et lys direkte ind i reden indgangen for at bestemme den retning, som reden indgangen kører. Brug en finger til at bekræfte retningen af reden hullet, mens forsigtigt udgravet jord fra omkring reden.
    2. Efter eksponeringen af hele reden
      1. Når hele reden er eksponeret, sprede en klud og placere reden på toppen af det for at forhindre hveps fra at undslippe i jorden under reden.
      2. Placer den udgravede reden i en træ (bærende) boks til transport til laboratoriet (figur 3); så dækker det med filialer og aviser. Lad toppen af reden afdækket, mens den er i kassen.
      3. Placer bære boksen på en klud i 5 til 10 min, indtil hveper bliver rolig.
      4. Saml en hveps i nærheden med et insekt net og transportere dem til laboratoriet med reden.
        Bemærk: som en alternativ indsamlings procedure bedøver du reden beboere ved at Fanning celluloid røg eller diethylether i reden, før udgravning det.

Figure 3
Figur 3: bære æske. A) rubrik til transport af reder, der er indsamlet i marken. (B) en bambus gitter er placeret på bunden af kassen. De to bokse i billedet til højre er på hovedet. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

4. opdræt af Vespula

  1. Struktur af reden boks
    Bemærk: reden boksen er lavet af træ, med dimensioner på 50 cm i længde og bredde og 70 cm i højden til opdræt V. shidai (en moden reden er ca 40 cm i diameter i naturen). Lav en reden boks i henhold til reden størrelse af den art, der skal opdrættes.
    1. Giv reden boksen med et indgangs hul (normalt placeret i den øverste del af kassen) for at tillade hveps at forlade reden til foder.
    2. Fyld omkring 1/3 af reden kasse med jord som der forekommer på det sted, hvor reden blev indsamlet.
    3. Installer en trådnet (med en maskestørrelse på 1,5 cm2) ved indgangen til reden boksen for at forhindre enhver indtrængen af andre hveper (rovdyr, såsom Vespa mandarinia og Vespa simillima).
    4. Placer to træstænger i reden boks, der kan bære bære kassen (figur 4).

Figure 4
Figur 4: laboratorie opsætning. A) at sætte en bære kasse i en redeboks, der anvendes til langtidsforsøg. Før du placerer bære kassen i reden boks, træbrættet i bunden af bære kassen blev fjernet, forlader kun avisen til at dække bunden af reden. B) en række redekasser med fødevareressourcer, der hænger fra en trådledning. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

  1. Transplantation af bære kassen ind i reden boks
    1. Opbevar reden på et tørt sted, mens der opdrættes hveps i de indsamlede reder (dvs.et sted, der ikke er udsat for regn).
    2. Fjern træbrættet i bunden af bære kassen og læg det i reden boks for en langsigtet undersøgelse (figur 4).
      Bemærk: hvepser vil ofte have bidt huller i avisen, som dækker bunden af bære kassen, og så er der fare for at blive stukket af hveps, som flygter gennem hullerne. Bær derfor beskyttelsesbeklædning, når du omplaner reden.
  2. Fodring af hveps
    1. Placer forskellige typer kød (blæksprutter, ferskvandsfisk, kyllingebryst eller kyllinge hjerte) og en 1:3 opløsning af honning og vand på ca. 3 m fra reden kassen.
    2. Giv mad nok til fodring krav på 1 dag. Genfyld frisk mad hver dag (Vespinae ikke foder på gammelt/rådnende kød).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Et af målet med denne undersøgelse var at afgøre, hvor mange prøver der kræves for at opnå en SEM af antallet af meconia pr celle, som er mindre end 0,05. I dette studie blev en kam med en gennemsnitlig Cellestørrelse på < 20 mm2 defineret som en arbejder kam, hvorimod større kamme blev defineret som dronning kamme. Jeg talte antallet af celler til dronning kamme og arbejder kamme (i denne undersøgelse blev tællinger lavet af seks dronning kamme og seks arbejder kamme fra fem V. shidai kolonier). Det faktiske antal celler pr. kam blev anslået ud fra disse data via ekstrapolation (tabel 1).

Id Staten Indsamlingsdato Område (mm2) Anslået antal celler (ENC) Faktisk antal celler (ANC) Faktisk antal meconium (ANM) Gennemsnitligt antal meconium i en celle ANM/ENC
WW-Kb01 Levende 18-okt-16 27756,7 1599,9 1433 2430 1,70 1,52
WW-Kb02 Levende 18-okt-16 4098 381,9 347 494 1,42 1,29
WW-Kb02 Levende 18-okt-16 22439,3 1118,9 986 1317 1,34 1,18
WR-KSB Sammenbrud 3-Nov-16 19094,9 1098,6 1.181 974 0,82 0,89
WR-KSC Sammenbrud 27-Nov-16 38.933,40 2.198,70 2.455 4.321 1,76 1,96
WR-Kb05 Sammenbrud 29-Nov-16 10970 860 763 1315 1,72 1,53
QW-Kb01 Levende 18-okt-16 29186,2 1094,4 1095 759 0,69 0,69
QW-Kb01 Levende 18-okt-16 36920,5 1361,6 1341 1075 0,80 0,79
QW-Kb02 Levende 18-okt-16 37295,9 1047,2 1080 1068 0,99 1,02
QR-KSB Sammenbrud 3-Nov-16 24811,2 1011,9 893 701 0,78 0,69
QR-KSC Sammenbrud 27-Nov-16 33352,8 1384,5 1241 1069 0,86 0,77
QR-Kb05 Sammenbrud 29-Nov-16 25157,6 1071,4 922 572 0,62 1,97
WW = en arbejder kam fra en vild reden, WR = en arbejder kam fra en opdræts reden, QW = en dronning kam fra en vild reden, QR = en dronning kam fra en opdræts rede. Alive = levedygtige WASP larver i celler, kollaps = ingen levedygtige larver i celler.

Tabel 1: Det faktiske og anslåede antal celler i seks arbejder kamme og seks dronning kamme og antallet af meconia pr. kam. WW = en arbejder kam fra en vild reden, WR = en arbejder kam fra en opdræts reden, QW = en dronning kam fra en vild reden, QR = en dronning kam fra en opdræts rede. Alive = levedygtige WASP larver i celler, kollaps = ingen levedygtige larver i celler.

En analyse af forholdet mellem stikprøvestørrelsen og SEM af antallet af meconia pr. celle viste, at stikprøvestørrelsen bør fastsættes ved hjælp af en bootstrap-tilgang baseret på antallet af optalte meconia (fra reelle data). Ved hjælp af reelle data blev middelværdien og standardafvigelsen (SD) af antallet af meconia pr. celle beregnet med antallet af prøver fastsat til 1.000 for hver stikprøvestørrelse (antallet af celler, der skal undersøges, var 1 til 500; Figur 5). Jeg tillod ikke en iterativ udvinding fra data ved prøvetagning. SEM for antallet af meconia per celle blev beregnet for hver stikprøvestørrelse for hvert sæt af reelle data. Derefter blev den stikprøvestørrelse, hvor SEM var mindre end 0,05, undersøgt. Alle beregninger blev foretaget ved hjælp af software R. 3.2.4. 19 denne analyse viste, at SEM var < 0,05, da stikprøvestørrelsen var 100 celler (for både arbejder og dronning kamme) (figur 5). Derfor er følgende resultater baseret på at undersøge antallet af meconia pr. 100 celler pr. kam.

Det faktiske og anslåede antal celler i seks arbejder kamme og seks dronning kamme og antallet af meconia pr. kam er vist i tabel 1. Skønnene over antallet af celler i arbejdstager kamme, baseret på kam områdemålinger, var både højere og lavere end den sande tælle. Det gennemsnitlige antal meconia i cellerne i arbejder kamme, som repræsenterer antallet af producerede arbejdstagere, varierede fra 1,96 gange mere end antallet af estimerede larve celler til 0,89 gange mindre end det anslåede antal celler (tabel 1). I dronning kamme var det faktiske antal celler ofte mindre end det anslåede antal celler. Antallet af meconia i dronning kamme, som kan repræsentere en komponent af fitness (dvs.en del af den reproduktive succes af stiftende dronning), var 0,53 til 1,02 gange det anslåede antal celler.

Alle celler og meconia blev talt i seks tilfældigt udvalgte arbejder kamme og seks tilfældigt udvalgte dronning kamme fra de fem reder (tabel 1). Det samlede antal celler i arbejdstager kamme var 7.165, hvorimod antallet af meconia i arbejdstager kamme var 10.851. Det gennemsnitlige antal celler pr. kam var 1.194,2 ± 720,3 (gennemsnit ± SD), hvorimod det gennemsnitlige antal meconia i arbejder kamme var 1.808,5 ± 1.368,2. I dronning kamme var det samlede antal af alle celler 6.572, mens antallet af alle meconia var 5.244. Det gennemsnitlige antal celler pr. kam i dronning kamme var 1.095,3 ± 174,820, hvorimod det gennemsnitlige antal meconia var 874,0 ± 223,8. Meconium-lagene i arbejder cellerne varierede fra nul til tre, hvorimod dronningcellerne havde enten et eller ingen meconium-lag.

Figure 5
Figur 5: forholdet mellem stikprøvestørrelsen og standardfejlen (Se) i forhold til antallet af meconia-optællinger. a) meconia pr. celle i arbejdstager kamme. b) meconia pr. celle i dronning kamme. Hver cirkel skildrer et SE-tal i forhold til antallet af meconia pr. celle opnået via simulering med faktiske data. Farveforskelle repræsenterer dataene fra hver af de indsamlede Nest. Simulering af SE for antallet af meconia pr. celle i Comb WWkb02 (arbejder kam) blev udført med en stikprøvestørrelse på 300, fordi den kam kun havde 347 celler. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kolonien produktivitet af bier, myrer og hveps er tidligere blevet anslået af antallet af arbejdere og celler i reder eller af vægten af reder3,9,10. Denne undersøgelse viser, at skønnet over antallet af meconia giver et bedre estimat af det samlede antal producerede personer (dvs.en bedre indikator for koloni produktiviteten). Faktisk blev det konstateret, at for både arbejder og dronning kamme, antallet af meconia varierede fra 0,53 til 1,96 gange antallet af larve celler i kam. Disse resultater kvantificerer, hvor ukorrekt bestemmelsen af antallet af producerede arbejdere og dronninger kan være, når den er baseret på antallet af celler i en kam. På trods af at være mere arbejdskraftkrævende, vurderer antallet af meconia i en rede synes at sikre en mere præcis evaluering af koloni produktiviteten. På den anden side blev det i denne undersøgelse ikke evalueret, hvor præcist antallet af meconia repræsenterer antallet af personer, der produceres.

Dette papir viser, hvor mange celler i en V. shidai Nest bør undersøges for at estimere koloni produktivitet, baseret på resultaterne af en bootstrap simulation tilgang ved hjælp af eksempeldata om antallet af meconia i reden. Baseret på disse resultater, ville det være hensigtsmæssigt at undersøge 100 celler pr kam af både arbejder og dronning celler. Metoden til optælling af meconia kan også anvendes på en rede efter den er brudt sammen (dvs.er inaktiv), hvilket kan være fordelagtigt for forskerne: den reproduktive periode af vespine hveps kolonier er ganske lang8 og studere en rede efter det har kollapset betyder, at det samlede antal voksne, der produceres i hele reproduktions perioden, kan estimeres. Sådanne kolonier er også lettere at indsamle.

For at indsamle reder af V. shidai, nogle forskere har fulgt enten mærket (f. eks, belagt med fluorescerende pulver) eller umarkerede hveps21. Den Nest placering metode præsenteret her (fodring hveps "flagede" kød) letter efter hvepspen til deres reder. Denne fremgangsmåde er også nyttigt, hvis en sporet hveps er tabt, fordi den samme hveps vil i sidste ende vende tilbage til agn langs transect. Give nye flagede agn til denne WASP og bære det til det punkt, hvor det sidst blev tabt, således at Chasers at genoptage jagten fra dette punkt videre (tættere på reden). Nogle af de flag, der bringes til reden er afstillet ved reden indgangen, som også letter at finde jord reder. Men denne metode er ikke egnet til regnfulde dage, fordi markører har tendens til at holde sig til grene og blade, når de bliver våde. Selv om jagter flagede hveps er nyttigt for v. shidai, v. flaviceps, og v. vulgaris i Japan, denne metode kunne ikke anvendes til Vespula rufa fordi disse hvepser ikke kommer til agn og ikke grab flag agn. Nest location-metoden kan sandsynligvis ikke bruges til nogle Vespula -hveps.

En stadigt stigende global befolkning har brug for mere bæredygtige diæter. Desuden stiger efterspørgslen efter spiselige insekter dagligt. Mange spiselige insekter, som forbruges lokalt og traditionelt i hele verden, er blevet identificeret af de Forenede Nationers Levnedsmiddel-og Landbrugsorganisation21 som en lovende alternativ proteinkilde til at overvinde fødevarer usikkerhed på verdensplan. Larver og pupper af Vespula har traditionelt været brugt som mad i bjergrige områder i Japan16, og så, de kunne bruges til at give en kilde til protein andre steder i verden. Det sæt af protokoller, der er udviklet i denne undersøgelse er sandsynligvis gældende for at finde reder af andre af arter. Derfor vil de protokoller, der er skitseret i dette papir, være nyttige til indsamling af Yellowjackets som en spiselig ressource og studere hveps adfærd.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatteren har intet at afsløre.

Acknowledgments

Forfatteren vil gerne takke Katsuyuki Takahashi, Hiroo Kobayashi, Fumihiro Sato, Daikichi Ogiso, Toshihiro Hayakawa og Hisaki Imai for at undervise ham i den traditionelle WASP Hunt-metode. Forfatteren vil gerne tilbyde særlig tak til Kevin J. loope og Davide Santoro for omhyggeligt at korrekturlæse manuskriptet. Forfatteren er taknemmelig for Masato abe, Yasukazu Okada, Yuichiro Kobayashi, Masakazu shimada, og Koji Tsuchida for deres diskussion. Forfatteren ønsker at takke Yuya Shimizu og Haruna Fujioka for deres tekniske bistand med at evaluere koloni produktiviteten. Forfatteren vil gerne takke Tsukechi Black Bee Club for at støtte video skydning. Forfatteren ønsker at takke tre anonyme korrekturlæsere for deres kommentarer til en tidlig version af dette papir. Denne undersøgelse blev støttet delvist af Takeda Science Foundation, Fujiwara Natural History Foundation, finansiering af Nagano Society for fremme af videnskab, Shimonaka Memories Foundation, Takara HARMONIST fond, og drømmen projektet ved 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

Miljøvidenskaber koloni produktivitet reproduktiv succes socialt insekt adfærdsmæssig økologi hveps jagt lokal viden spiselige insekter
Evaluering af produktiviteten i de sociale hveps kolonier (Vespinae) og en introduktion til den traditionelle japanske <em>Vespula</em> WASP jagtteknik
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