Summary
Dit methodologisch document evalueert de productiviteit van een sociale wesp kolonie door het aantal meconia per 100 cellen van kam te onderzoeken, om het totale aantal volwassenen dat de wespen produceren te schatten. De bijbehorende video beschrijft hoe te zoeken naar Vespula Wasp nesten, een methode ontwikkeld door amateur Wasp Chasers.
Abstract
Voor vespine wespen wordt de productiviteit van de kolonie meestal geschat door het aantal larvale cellen te tellen. Dit document presenteert een verbeterde methode die onderzoekers in staat stelt om nauwkeuriger te schatten het aantal geproduceerde volwassenen, het tellen van het aantal meconia (de ontlasting links in de cellen door wesp larven bij het puperen in volwassenen, per 100 cellen) in elke kam. Deze methode kan worden toegepast voor of na het ineenstorten van de kolonie (d.w.z.in actieve of inactieve nesten). Het papier beschrijft ook hoe wilde Vespula Wasp kolonies te lokaliseren door "Flagging" Wasp lokaas en het achtervolgen van de Wasp verzamelen, met behulp van een methode die traditioneel wordt uitgevoerd door de lokale bevolking in centraal Japan (zoals geïllustreerd in de bijbehorende video). De beschreven Vespula Chasing-methode heeft verschillende voordelen: het is gemakkelijk om de achtervolging opnieuw op te starten vanaf een punt waar de forager die terug naar het nest vliegt, verloren is gegaan en het is gemakkelijk om de nest locatie te lokaliseren, omdat gemarkeerde wespen hun vlag vaak verliezen bij het nest Ingang. Deze methoden voor het inschatten van de productiviteit van de kolonie en het verzamelen van nesten kunnen waardevol zijn voor onderzoekers die sociale wespen bestuderen.
Introduction
Elke soort wordt verondersteld om een optimale strategie voor overleving en reproductie te ontwikkelen onder een breed scala aan mogelijke strategieën. Bij natuurlijke selectie zullen individuen met eigenschappen die het voortplantings succes van een individu maximaliseren, meer nakomelingen (en genen) aan de volgende generatie overlaten. Daarom kan het aantal nakomelingen geproduceerd door een individu worden gebruikt als een indicator van de relatieve evolutionaire geschiktheid van het individu. In een bepaalde ecologische context kan de vergelijking van het aantal nakomelingen dat wordt geproduceerd ten opzichte van alternatieve gedrags strategieën onderzoekers helpen de beste strategie voor het optimaliseren van fitness1te voorspellen.
Sociale Hymenoptera (zoals wespen, bijen en mieren) hebben een systeem van drie verschillende castes, die werknemers zijn (steriele vrouwtjes), koninginnen (gynes) en mannetjes1. Alleen nieuwe koninginnen (gynes) en mannetjes tellen mee voor fitness in Social Hymenoptera. De productie van werknemers draagt niet rechtstreeks bij aan fitness, omdat de werknemer infertile is. Aan de andere kant wordt een koningin die een hogere kolonie productiviteit kan produceren (zoals een hoger aantal totale cellen of een zwaarder nest) geacht een hogere conditie te hebben in sociale Hymenoptera, ongeacht het aantal daadwerkelijk geproduceerde nieuwe koninginnen en mannetjes (Zie , bijvoorbeeldTibbetts en Reeve2 en Mattila en Seeley3). In het algemeen is het moeilijk om het aantal nakomelingen dat door een kolonie van sociale Hymenoptera wordt geproduceerd, nauwkeurig te tellen. In feite leven de koninginnen van veel sociale insecten meer dan 1 jaar (bv.Leaf-Cutter Ant Queens kan leven > 20 jaar4 en honingbij koninginnen kunnen leven voor 8 jaar5). Bovendien kan een koningin in de loop van enkele weken of maanden duizenden reproductieve nakomelingen produceren, zelfs in de jaarlijkse soorten geslachten Vespa en Vespula6,7,8. Bovendien is de levensduur van werknemers korter dan die van hun moeder koningin en sterven werknemers vaak af van hun nesten. Vandaar, zelfs als men alle volwassenen in een nest op een bepaald moment nauwkeurig zou kunnen tellen, zou een dergelijke telling het aantal geproduceerde nakomelingen niet nauwkeurig beschrijven. Daarom is het aantal geproduceerde nakomelingen ruwweg geschat op basis van de grootte van het nest, het aantal werknemers in het nest, of het gewicht van het nest op een bepaald punt in tijd3,9,10. Het aantal larvale cellen kan resulteren in een overschatting van de productie van nakomelingen wanneer sommige cellen leeg zijn. Dezelfde methode kan ook leiden tot een mogelijke onderschatting van de productie van nakomelingen, omdat kammen van kleine cellen die werknemers bevatten, twee of drie cohorten van larven6,7,11kunnen produceren.
Het eerste doel van dit werk is om een verbeterde methode te bieden voor het inschatten van de productiviteit van vespine Wasp Colony in termen van het aantal geproduceerde volwassenen. Yamane en Yamane suggereerden dat de beste manier om het aantal nakomelingen van een kolonie te schatten, is om de meconia in het nest12te tellen. De meconia is de fecale pellet bestaande uit larvale cuticula, gut, en gut inhoud die een larve bladeren in de cel bij het puperen (Figuur 1a). Het totale aantal geproduceerde meconia per kam wordt berekend door het totale aantal cellen te vermenigvuldigen met het gemiddelde aantal meconia per cel. Er zijn vaak meerdere lagen meconia in een cel, en elke meconia geeft aan dat een individu met succes is verpoppen in die cel6,11 (Figuur 1b). Bij het inschatten van het gemiddelde aantal meconia per cel, als het aantal onderzochte cellen klein is (een kleine steekproefgrootte), neemt de standaardfout (SE) toe en als gevolg daarvan wordt de fout voor het totale aantal meconia per kam hoger dan wanneer de steekproefgrootte groter was. De SE van het gemiddelde (SEM) is een maat voor de spreiding van de monster middelen rond de populatie. Daarom concentreer ik me in deze studie op de SEM van het aantal meconia per cel om de populatie (het aantal geproduceerde volwassenen) te schatten uit het steekproefgemiddelde (het gemiddelde aantal meconia per cel). Deze studie probeert te bepalen hoeveel monsters nodig zijn voor het verkrijgen van een SE-tarief van minder dan 0,05 per cel. Om dit te doen, wordt een numerieke simulatie uitgevoerd met echte gegevens over het aantal meconia per kam, om de minimale steekproefgrootte (voor zowel werknemers als koningin-kammen) te bepalen die nodig is om deze waarde nauwkeurig te schatten binnen de gedefinieerde SE van 0,05.
Vespine Wasp kolonies leven in verborgen nesten (ondergronds of antenne) samengesteld uit meerdere horizontale kammen, gebouwd in serie van boven naar beneden6,7,11. De gemiddelde grootte van de cellen stijgt van de eerste (boven) naar de laatste (onderste) kam. In de onderste kammen, een plotselinge verschuiving in de gemiddelde celgrootte kan worden gezien. Deze bredere cellen zijn gebouwd voor de ontwikkeling van nieuwe koninginnen. Vandaar dat een nauwkeurigere schatting van de productiviteit van de kolonie (d.w.z.het aantal geproduceerde individuen) kan worden verkregen wanneer het totale aantal meconia in de werknemers cellen (kleine cellen) en de koningin-cellen (grote cellen) worden overwogen. Om de geschiktheid op het niveau van de kolonie te schatten, konden onderzoekers het aantal geproduceerde koninginnen schatten en zich concentreren op de meconia in de koningin-cellen alleen. Zoals voor de reproductieve mannetjes, deze worden gekweekt hetzij in werknemer of koningin cellen, afhankelijk van de soort. Het kan dus moeilijk zijn om de mannelijke productie van een kolonie te schatten, behalve in soorten waar mannetjes een derde, unieke celgrootte13 hebben (bijvoorbeeld Dolichovespula arenaria).
Het tweede doel van dit werk is om een nuttige techniek te presenteren voor het lokaliseren van wilde vespine wesp kolonies in het veld en ze te verplanten in laboratorium nest dozen. Hoewel sommige onderzoekers wespen nesten krijgen van ongedierte controle oproepen (d.w.z.mensen die ze rapporteren als plagen14,15), is deze methode niet altijd mogelijk of wenselijk. Onderzoekers moeten misschien nesten verzamelen in wilde en bewoonde gebieden waar ongedierte controllers niet werken, of om hun onderzoek uit te voeren door op een bepaald moment flexibeler de nesten te verkrijgen. Interessant is dat mensen die in de bergachtige gebieden van centraal Japan wonen traditioneel verzamelen en achterste wespen (Vespula shidai, Vespula vogelsen Vespula Vulgaris) voor voedsel. Daarom zijn inzameling en kunstmatige kweektechnieken voor deze wespen goed ontwikkeld in die gebieden17.
Dit artikel bevat ook een overzicht van de methoden die worden gehanteerd voor de achterste Vespula wespen. Het experimentele organisme voor deze studie was V. shidai, een sociale, grond-broedende Wasp die leeft in West-Azië en Japan. V. shidai bezit de grootste kolonie grootte onder alle Japanse vespine wespen, met een totaal van 8.000 tot 12.000 cellen per nest, met een maximum van 33.400 cellen14,18. Werknemers van V. shidai hebben een gemiddeld nat gewicht van 67,62 ± 9,56 mg. mannetjes worden meestal gekweekt in werkcellen; nieuwe koninginnen worden daarentegen gekweekt in speciaal gebouwde, bredere koningin-cellen14.
Figuur 1: meconium in een larvale cel. (A) dwarsdoorsnede van een kam van Vespula shidai. Meconia wordt aangeduid met rode pijlen. B) twee meconia lagen. Elke blauwe pijl geeft één meconium aan. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. evaluatie van de productiviteit van de kolonie
-
Schatting van het aantal cellen per kam
- Scheid de kammen één voor één. Veeg alle volwassen wespen van de kam weg en trek alle larven en poppen uit de cellen met een pincet.
- Meet de vierkante maatregelen van 10 willekeurig gekozen cellen per kam, met behulp van imaging software (bijv.afbeelding J versie 1,48, zie http://imagej.NIH.gov/IJ/).
- Maak een foto met de schaal verwijzing zodat alle cellen van rechts boven worden afgebeeld.
- Op basis van de werkelijke lengte van de schaal, converteert u alle gemeten lengtes naar pixels.
- Meet de gebieden van de 10 cellen in pixels en zet ze om in de eigenlijke gebieden.
- Bereken het gemiddelde gebied van werknemer-en koningin-cellen.
- Schat het aantal werknemers-en koningin-cellen door het gebied van elke kam te delen door het gemiddelde celgebied per kam.
-
Het tellen van het aantal meconia voor de evaluatie van de productiviteit van de kolonie
- Tel het aantal meconia per 100-cellen voor elke kam door de kam zorgvuldig te breken en meconia te onderzoeken.
Opmerking: dit aantal cellen is hier voldoende vastgesteld (de SE van het aantal meconia per cel is binnen 0,05, zie de sectie representatieve resultaten). Meconia kan in twee of meer lagen in de cel zijn gestijgd (Figuur 1). - Bereken het gemiddelde aantal meconia per cel voor deze 100 cellen.
- Bereken het totale aantal meconia voor elke kam (d.w.z.het aantal geproduceerde individuen, de productiviteit van de kolonie), geëxtreerd uit het geschatte aantal cellen en het gemiddelde aantal meconia per cel voor die kam.
- Tel het aantal meconia per 100-cellen voor elke kam door de kam zorgvuldig te breken en meconia te onderzoeken.
2. Vespula nesten vinden
-
Baiting
- Hang stukjes inktvis, zoetwatervis of kippen hart (in totaal ongeveer 10 g) op een boomtak op een hoogte die gemakkelijk met de hand kan worden bereikt (Figuur 2).
- Plaats deze loten langs een trans (bijvoorbeeldlangs een weg over een bos of langs een rivier) bij 50 tot 100 stations, met minstens 5 m tussen elk station.
Figuur 2: het verstrekken van wespen met een vlag vlees aas. A) het baken van wespen met vlees dat aan de punt van een stok is bevestigd. B) het stuk vlees wordt met een draad aan een plastic vlag gebonden. C) de Wasp houdt op het vlees dat aan de vlag is gebonden. Dergelijke "gemarkeerde" aas zal de zichtbaarheid van de vliegende forager vergroten. De Foto's in panelen B en C werden genomen door fumihiro Sato. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
-
Wespen voorzien van een "gemarkeerd" aas
-
Markering bouw en bijlage
- Snijd plastic (polyethyleen) zakken in strips van 3-5 mm breed en 15 cm lang met behulp van een box cutter.
- Bereid 1,5 mm3 van kip hart of inktvis op een bamboe spiesje of dunne tak (de diameter van het vlees aas kan 1-2 mm, minder dan 15 mg voor een V. shidai werknemer; Figuur 2).
- Bind een draad aan de vlag (plastic strip, minder dan 10 mg) en vervolgens aan vlees aas, het bevestigen binnen 3 mm van de vlag (dit heet de "gemarkeerde" aas). Knip de losse draad boven de knoop.
Opmerking: gebruik extreem fijne polyester draad die normaal gebruikt wordt met naaimachines.
-
Presentatie van het vlees aas aan een wesp
Let op: een nest wordt het meest efficiënt gevonden door wespen te volgen die herhaaldelijk terugkeren naar het aas binnen 4 minuten na het verlaten. Dit komt omdat wespen die het aas nemen en snel terugkeren een nest in de buurt hebben.- Verf een unieke markering op elke thorax om de wespen individueel te identificeren wanneer ze het aas bijten (bij voorkeur met verf pennen op waterbasis, Zie tabel met materialen).
- Oriënteer de vlag met de draad onder de wesp terwijl het de gemarkeerde aas bijt bij het presenteren van het aas aan de Wasp (plaats de vlag zodat deze en de draad onder de buik van de Wasp onder de thorax passeren).
-
Na een gemarkeerde wesp
- Verzamel de aas uit de omgeving, zodat de terugkerende wesp meer kans heeft om terug te keren naar dezelfde plek, voordat je een wesp volgt.
Opmerking: het volgen van gemarkeerde wespen wordt het best bereikt met een groep van twee of meer mensen. Ten minste één persoon blijft op de transect, het verstrekken van de foerageren wespen met gemarkeerde aas, terwijl de andere (s) Volg de gemarkeerde Wasp. Wanneer meer dan één wesp aangetrokken is tot hetzelfde aas, Markeer en volg dan alleen wespen die in dezelfde richting vliegen. - Volg een wesp met een vlag aas.
- Wanneer een gevolgde Wasp ergens landt op weg naar zijn nest, til je de wesp voorzichtig op met een lange stok (tak) of hengel en Bekijk je hem totdat hij de vlucht hervat.
Let op: Wees voorzichtig en sla de rust wesp niet op, want het zal het aas laten vallen en wegvliegen. - Wanneer de Wasp een andere vlees bal vormmaakt voordat hij weer naar zijn nest vliegt, pas dan de vlag aan, indien nodig.
Let op: wespen zullen soms landen en kauwen door de draad, het verwijderen van de vlag van het vlees aas. Als dit regelmatig gebeurt, maakt u de vlaggen korter om een forager vlieg vermogen te vergroten. - Wanneer een Wasp ontsnapt aan de detectie terwijl hij wordt opgevolgd, wacht u tot de wesp terugkeert naar het Bait station op de transect voordat u de Chase hervat. Deze keer, terwijl de Wasp het nieuwe aas bijt, draag de Bait stick (en Wasp) naar het punt waar het de laatste keer ontsnapte.
Let op: foerageren wespen laten hun aas niet gemakkelijk gaan, en niet steken als ze zachtjes worden behandeld. Vandaar dat de Wasp met het gemarkeerde aas naar de gewenste locatie kan worden verplaatst door de vlag te houden, zonder dat de Wasp ontsnapt.
- Verzamel de aas uit de omgeving, zodat de terugkerende wesp meer kans heeft om terug te keren naar dezelfde plek, voordat je een wesp volgt.
-
Markering bouw en bijlage
3. overdracht van het nest
-
Structuur van de draag kist
- Bouw nest dozen van verschillende groottes, van 10 tot 20 cm in lengte en breedte en van 10 tot 20 cm hoog, voor nesten van verschillende groottes.
Let op: dozen van deze grootte zijn groot genoeg om jonge nesten van V. shidai (verzameld in centraal Japan tussen half juli en medio augustus) tegemoet te komen. Maak een draagtas volgens de nestgrootte van elke soort, voor elke groeifase. - Bouw het bamboe rooster en bevestig het aan de binnenkant van de doos, ongeveer 2 cm boven de onderkant van de doos, om de plaatsing van het nest in de draagtas te vergemakkelijken.
- Bedek de onderkant van de draagtas met de krant en plak deze op een houten, afneembare plank (Figuur 3).
Let op: de krant zal later de wespen laten kauwen terwijl ze extra kammen onder de draagtas bouwen wanneer deze in een nest-doosje wordt geplaatst (zie paragraaf 3,2).
- Bouw nest dozen van verschillende groottes, van 10 tot 20 cm in lengte en breedte en van 10 tot 20 cm hoog, voor nesten van verschillende groottes.
-
Opgraving van het nest
-
Voordat de blootstelling van het hele nest
Let op: Draag beschermende kleding om te voorkomen dat ze worden gestoken door de wespen die hun nest verdedigen.- Zodra het wesp nest is gevonden, graaf je het nest.
- Stempel op de grond rond het nest ongeveer 10 tot 20 minuten, zodat werknemers die vertrekken en terugkeren naar het nest binnen blijven om het te beschermen, om zo veel mogelijk werknemers te verzamelen.
Opmerking: als de wespen buiten het nest blijven, is het beter om ze te vangen met behulp van een insectennet. Hoewel de stempelen is nuttig voor v. vogels, v. shidai, en v. vulgaris, andere soorten ' werknemers van het nest kunnen de persoon die het stempelen aan te vallen. In dat geval slaat u deze stap over. - Schijn een licht direct in de ingang van het nest om de richting te bepalen waarin de nest-ingang loopt. Gebruik een vinger om de oriëntatie van het nest Hole te bevestigen, terwijl je de grond van rond het nest zachtjes uitgraven.
-
Na de blootstelling van het hele nest
- Als het hele nest wordt blootgesteld, spreid dan een doek en leg het nest er bovenop om te voorkomen dat wespen in de grond onder het nest ontsnappen.
- Plaats het opgegraven nest in een houten (draag) doos voor transport naar het lab (Figuur 3); Bedek het vervolgens met takken en kranten. Laat de bovenkant van het nest onbedekt terwijl het in de doos zit.
- Plaats de draagtas 5 tot 10 minuten op een doek, totdat de wespen kalm worden.
- Verzamel wespen in de buurt met een insectennet en transport ze naar het laboratorium met het nest.
Let op: als een alternatieve Verzamel procedure, verdoven de nest-bewoners door celluloid-rook of diethylether in het nest te laten vallen alvorens het te graven.
-
Voordat de blootstelling van het hele nest
Figuur 3: Draag doos. (A) vak voor het vervoeren van nesten die op het veld worden verzameld. B) aan de onderzijde van de doos wordt een bamboe rooster geplaatst. De twee vakjes in de afbeelding aan de rechterkant zijn ondersteboven. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
4. het fokken van Vespula
-
Structuur van de nest box
Let op: de nest box is gemaakt van hout, met afmetingen van 50 cm in lengte en breedte en 70 cm hoog voor het fokken V. shidai (een volwassen nest is ongeveer 40 cm in diameter in het wild). Maak een nest Box volgens de nestgrootte van de te opfok soorten.- Voorzie de nest box van een inkom (meestal in het bovenste deel van de doos) zodat de wespen het nest kunnen verlaten om te foderen.
- Vul ongeveer 1/3 van de nest box met aarde zoals die zich voordoet op de plaats waar het nest werd verzameld.
- Installeer een gaas (met een maaswijdte van 1,5 cm2) bij de ingang van de nest box om indringing door andere wespen (roofdieren, zoals Vespa mandarinia en Vespa simillima) te voorkomen.
- Plaats twee houten staven in de nest box die de draagtas kunnen dragen (Figuur 4).
Figuur 4: laboratoriumopstelling. A) het instellen van een draag doos in een nest box die wordt gebruikt voor een lange termijn studie. Voordat je de draagtas in de nest Box plaatst, werd het houten bord onderaan de draagtas verwijderd, waardoor alleen de krant de onderkant van het nest kon bedekken. B) een reeks nest boxen met voedselbronnen die aan een draad lijn hangen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
-
Transplantatie van de draagtas in de nest box
- Houd de nest box op een droge plaats tijdens het fokken van wespen in de verzamelde nesten (d.w.z.ergens niet blootgesteld aan regen).
- Verwijder het houten bord aan de onderkant van de draagtas en zet het in de nest box voor een lange termijn studie (Figuur 4).
Let op: vaak zullen wespen gaten in de krant hebben gebeten die de onderkant van de draagtas bedekken, en dus is er een gevaar om door wespen te worden gestoken door de gaten te ontsnappen. Draag daarom beschermende kleding bij het transplanteren van het nest.
-
De wespen voeden
- Plaats verschillende soorten vlees (inktvis, zoetwatervissen, kippenborst, of kippen hart) en een 1:3 oplossing van honing en water op ongeveer 3 m van de nest box.
- Voorzie voldoende voedsel voor de toevoer vereisten van 1 dag. Vul elke dag vers voedsel in (Vespinae foor niet op oud/rottend vlees).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Eén doel van deze studie was om te bepalen hoeveel monsters nodig zijn om een SEM te verkrijgen van het aantal meconia per cel dat kleiner is dan 0,05. In deze studie werd een kam met een gemiddelde celgrootte van < 20 mm2 gedefinieerd als een werknemer kam, terwijl grotere kammen werden gedefinieerd als koningin kammen. Ik telde het aantal cellen voor koningin kammen en werknemers kammen (in deze studie, graven werden gemaakt van zes koningin kammen en zes werknemers kammen van vijf V. shidai kolonies). Het werkelijke aantal cellen per kam werd geschat op basis van deze gegevens via extrapolatie (tabel 1).
| Id | Staat | Afhaaldatum | Oppervlakte (mm2) | Geschat aantal cellen (ENC) | Werkelijk aantal cellen (ANC) | Het werkelijke aantal meconium (ANM) | Gemiddeld aantal meconium in een cel | ANM/ENC |
| WW-Kb01 | Leven | 18-Oct-16 | 27756,7 | 1599,9 | 1433 | 2430 | 1,70 | 1,52 |
| WW-Kb02 | Leven | 18-Oct-16 | 4098 | 381,9 | 347 | 494 | 1,42 | 1,29 |
| WW-Kb02 | Leven | 18-Oct-16 | 22439,3 | 1118,9 | 986 | 1317 | 1,34 | 1,18 |
| WR-KSB | Samenvouwen | 3-nov-16 | 19094,9 | 1098,6 | 1.181 | 974 | 0,82 | 0,89 |
| WR-KSC | Samenvouwen | 27-nov-16 | 38.933,40 | 2.198,70 | 2.455 | 4.321 | 1,76 | 1,96 |
| WR-Kb05 | Samenvouwen | 29-nov-16 | 10970 | 860 | 763 | 1315 | 1,72 | 1,53 |
| QW-Kb01 | Leven | 18-Oct-16 | 29186,2 | 1094,4 | 1095 | 759 | 0,69 | 0,69 |
| QW-Kb01 | Leven | 18-Oct-16 | 36920,5 | 1361,6 | 1341 | 1075 | 0,80 | 0,79 |
| QW-Kb02 | Leven | 18-Oct-16 | 37295,9 | 1047,2 | 1080 | 1068 | 0,99 | 1,02 |
| QR-KSB | Samenvouwen | 3-nov-16 | 24811,2 | 1011,9 | 893 | 701 | 0,78 | 0,69 |
| QR-KSC | Samenvouwen | 27-nov-16 | 33352,8 | 1384,5 | 1241 | 1069 | 0,86 | 0,77 |
| QR-Kb05 | Samenvouwen | 29-nov-16 | 25157,6 | 1071,4 | 922 | 572 | 0,62 | 1,97 |
| WW = een werknemer kam van een wild nest, WR = een werknemer kam van een opfok nest, QW = een koningin kam van een wild nest, QR = een koningin kam van een opfok nest. Alive = levensvatbare Wasp larven in cellen, ineenstorting = geen levensvatbare larven in cellen. | ||||||||
Tabel 1: De werkelijke en geschatte aantallen cellen in zes werknemers kammen en zes koningin kammen en het aantal meconia per kam. WW = een werknemer kam van een wild nest, WR = een werknemer kam van een opfok nest, QW = een koningin kam van een wild nest, QR = een koningin kam van een opfok nest. Alive = levensvatbare Wasp larven in cellen, ineenstorting = geen levensvatbare larven in cellen.
Uit een analyse van de relatie tussen de steekproefgrootte en het SEM van het aantal meconia per cel is gebleken dat de steekproefgrootte moet worden vastgesteld aan de hand van een bootstrap-benadering op basis van het aantal meetwaarden meconia (van reële gegevens). Met behulp van reële gegevens werden de gemiddelde en standaarddeviatie (SD) van het aantal meconia per cel berekend, met het aantal monsters dat is ingesteld op 1.000 voor elke steekproefgrootte (het aantal te onderzoeken cellen was 1 tot 500; Figuur 5). Ik stond niet toe voor een iteratieve extractie van de gegevens bij bemonstering. De SEM voor het aantal meconia per cel werd berekend voor elke steekproefgrootte voor elke set van echte gegevens. Vervolgens werd de steekproefgrootte onderzocht waarbij de SEM minder dan 0,05 bedroeg. Alle berekeningen werden gemaakt met behulp van software R. 3.2.4. 19 uit deze analyse bleek dat de SEM < 0,05 was toen de steekproefgrootte 100 cellen (voor zowel werknemers als koningin kammen) was (Figuur 5). Daarom zijn de volgende resultaten gebaseerd op het onderzoeken van het aantal meconia per 100 cellen per kam.
De werkelijke en geschatte aantallen cellen in zes werknemers kammen en zes koningin kammen en het aantal meconia per kam worden weergegeven in tabel 1. De schattingen van het aantal cellen in de werknemer kammen, op basis van de afmetingen van de kam gebied, waren zowel hoger als lager dan de werkelijke telling. Het gemiddelde aantal meconia in de cellen van werknemers kammen, dat het aantal geproduceerde werknemers vertegenwoordigt, varieerde van 1,96 keer meer dan het aantal geschatte larvale cellen tot 0,89 keer minder dan het geschatte aantal cellen (tabel 1). In de koningin kammen, het werkelijke aantal cellen was vaak minder dan het geschatte aantal cellen. Het aantal meconia in de koningin kammen, dat een onderdeel van de fitheid kan vertegenwoordigen (d.w.z.een deel van het voortplantings succes van de founding Queen), was 0,53 tot 1,02 keer het geschatte aantal cellen.
Alle cellen en meconia werden geteld in zes willekeurig geselecteerde werknemers kammen en zes willekeurig gekozen koningin kammen uit de vijf nesten (tabel 1). Het totale aantal cellen geteld in de werknemer kammen was 7.165, terwijl het aantal meconia geteld in de werknemer kammen was 10.851. Het gemiddelde aantal cellen per kam bedroeg 1.194,2 ± 720,3 (gemiddeld ± SD), terwijl het gemiddelde aantal meconia in de werknemer-kammen 1.808,5 ± 1.368,2 bedroeg. In de koningin kammen, het totale aantal van alle cellen was 6.572, terwijl het aantal van alle meconia was 5.244. Het gemiddelde aantal cellen per kam in de koningin kammen was 1.095,3 ± 174,820, terwijl het gemiddelde aantal meconia 874,0 ± 223,8 bedroeg. Meconiumlagen in werkcellen varieerden van nul tot drie, terwijl de koningin-cellen ofwel een of geen meconiumlaag hadden.
Figuur 5: de verhouding tussen de steekproefgrootte en de standaardfout (SE) ten opzichte van het aantal meconia-tellingen. a) meconia per cel in werknemers kammen. b) meconia per cel in koningin kammen. Elke cirkel toont een SE ten opzichte van het aantal meconia per cel verkregen via simulatie met werkelijke gegevens. Kleurverschillen vertegenwoordigen de gegevens van elke gesamplede nest. Het simuleren van de SE voor het aantal meconia per cel in kam WWkb02 (worker comb) werd bereikt met een steekproefgrootte van 300 omdat die kam slechts 347 cellen had. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De kolonie productiviteit van bijen, mieren en wespen is eerder geschat door het aantal werknemers en cellen in nesten of door het gewicht van de nesten3,9,10. Deze studie toont aan dat de schatting van het aantal meconia een betere schatting geeft van het totale aantal geproduceerde personen (d.w.z.een betere indicator van de productiviteit van de kolonie). In feite werd vastgesteld dat voor zowel werknemers als koningin-kammen het aantal meconia varieerde van 0,53 tot 1,96 keer het aantal larvale cellen in de kam. Deze bevindingen kwantificeren hoe onnauwkeurig de bepaling van het aantal geproduceerde werknemers en koninginnen kan zijn wanneer het is gebaseerd op het aantal cellen in een kam. Ondanks dat het meer arbeidsintensieve is, lijkt het inschatten van het aantal meconia in een nest een nauwkeuriger evaluatie van de productiviteit van de kolonie te garanderen. Aan de andere kant, in deze studie, werd niet geëvalueerd hoe nauwkeurig het aantal meconia het aantal geproduceerde individuen vertegenwoordigt.
Dit artikel laat zien hoeveel cellen van een V. shidai nest moeten worden onderzocht om de kolonie productiviteit te schatten, op basis van de resultaten van een bootstrap simulatie benadering met behulp van voorbeeldgegevens over het aantal meconia in het nest. Op basis van deze resultaten zou het passend zijn om 100 cellen per kam van zowel werknemer-als koningin-cellen te onderzoeken. De methode voor het tellen van meconia kan ook worden toegepast op een nest nadat het is ingestort (d.w.z.inactief is), wat voordelig kan zijn voor onderzoekers: de voortplantingsperiode van de kolonies van vespine Wasp is vrij lang8 en het bestuderen van een nest nadat het samengevouwen betekent dat het totale aantal volwassenen dat over de gehele voortplantingsperiode wordt geproduceerd, kan worden geschat. Dergelijke kolonies zijn ook gemakkelijker te verzamelen.
Om nesten van V. shidaite verzamelen, hebben sommige onderzoekers ofwel gemarkeerd (bijv.gecoat met fluorescerende poeder) of ongemarkeerde wespen21gevolgd. De nest-locatiemethode die hier wordt gepresenteerd (het voeden van de wespen "gemarkeerd" vlees) vergemakkelijkt de volgende wespen aan hun nesten. Deze aanpak is ook handig als een rups wesp verloren gaat omdat dezelfde Wasp uiteindelijk terugkeert naar het aas langs de transect. Voorzie deze wesp van nieuw gemarkeerde aas en draag hem op het punt waar hij het laatst verloren was, waardoor Chasers de achtervolging vanaf dat punt verder konden hervatten (dichter bij het nest). Sommige vlaggen die naar het nest worden gebracht, worden aan de ingang van het nest ontleden, wat ook het vinden van grond nesten vergemakkelijkt. Deze methode is echter niet geschikt voor regenachtige dagen omdat markers meestal vasthouden aan takken en bladeren wanneer ze nat worden. Hoewel het zoeken naar gemarkeerde wespen handig is voor v. shidai, v. vogelsen v. vulgaris in Japan, kan deze methode niet worden toegepast op Vespula rufa omdat deze wespen niet naar het aas komen en geen gemarkeerde aas grijpen. De nest-locatiemethode kan waarschijnlijk niet worden gebruikt voor sommige Vespula -wespen.
Duurzamere diëten zijn nodig door een steeds grotere wereldbevolking. Daarnaast neemt de vraag naar eetbare insecten dagelijks toe. Veel Eetbare insecten, die lokaal en traditioneel over de hele wereld worden geconsumeerd, zijn geïdentificeerd door de voedsel-en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties21 als een veelbelovende alternatieve eiwitbron voor het overwinnen van voedsel onzekerheid wereldwijd. Larven en poppen van Vespula zijn van oudsher gebruikt als voedsel in bergachtige gebieden van Japan16, en dus, ze kunnen worden gebruikt om een bron van eiwitten elders in de wereld te leveren. De in deze studie ontwikkelde protocollen zijn waarschijnlijk van toepassing op het lokaliseren van nesten van andere buurt-soorten. Daarom zijn de protocollen die in dit document worden beschreven nuttig voor het verzamelen van Yellowjackets als een eetbare bron en het bestuderen van het gedrag van Wasp.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteur heeft niets te onthullen.
Acknowledgments
De auteur wil graag Katsuyuki Takahashi, Hiroo Kobayashi, Fumihiro Sato, Daikichi Ogiso, Toshihiro Hayakawa en Hisaki Imai bedanken voor het onderwijzen van de traditionele Wasp Hunt-methode. De auteur wil graag speciale dank geven aan Kevin J. Loope en Davide Santoro voor het zorgvuldig naleden van het manuscript. De auteur is dankbaar voor hun bespreking van Masato Abe, Yasukazu Okada, Yuichiro Kobayashi, Masakazu Shimada en Koji Tsuchida. De auteur wil Yuya Shimizu en Haruna Fujioka bedanken voor hun technische hulp bij het evalueren van de productiviteit van de kolonie. De auteur wil Tsukechi Black Bee Club bedanken voor het ondersteunen van de video-opname. De auteur wil drie anonieme reviewers bedanken voor hun opmerkingen over een vroege versie van dit document. Deze studie werd deels gesteund door Takeda Science Foundation, Fujiwara Natural History Foundation, financiering van de Nagano Society for the Promotion of Science, Shimonaka Memories Foundation, Takara Harmonist Fund en het Dream project by 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 |
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).
