Waiting
Login processing...

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

Biology

Yaprak Kesici Karıncaların (Atta) Laboratuvar Koşullarında Toplanması ve Uzun Süreli Bakımı

Published: August 30, 2022 doi: 10.3791/64154
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1Institute of Biosciences, Department of General and Applied Biology, Laboratory of Leaf-cutting Ants, São Paulo State University, 2Institute of Psychology, Laboratory Walter Hugo Cunha, São Paulo University

Summary

Burada, sağlıklı Atta (Hymenoptera: Formicidae) karınca kolonilerini laboratuvar koşullarında başarılı bir şekilde toplamak ve sürdürmek için bir protokol açıklanmaktadır. Ek olarak, farklı yuva tipleri ve konfigürasyonları olası deneysel prosedürlerle birlikte detaylandırılmıştır.

Abstract

Karıncalar, gezegendeki en biyolojik çeşitlilik gösteren hayvan gruplarından biridir ve farklı ortamlarda yaşarlar. Karınca kolonilerinin kontrollü ortamlarda korunması, uygulamalı araştırmalara katkıda bulunabilecek biyolojilerinin zenginleştirilmiş bir şekilde anlaşılmasını sağlar. Bu uygulama genellikle Atta karıncaları gibi ekonomik kayba neden olan türlerin nüfus kontrol çalışmalarında kullanılır. Karşılıklı mantarlarını yetiştirmek için, bu yaprak kesici karıncalar yaprak toplar ve bunun için Amerika kıtasında yaygın olarak dağılmış tarımsal zararlılar olarak kabul edilir. Son derece sosyal olarak organize olmuşlar ve çeşitli odalardan oluşan ayrıntılı yeraltı yuvalarında yaşıyorlar. Kontrollü bir ortamda bakımları, burada açıklanan çeşitli prosedürlerin ve sık bakımın günlük rutinine bağlıdır. Üreme mevsimi boyunca kraliçelerin toplanmasıyla başlar (yani, evlilik uçuşu), daha sonra ayrı ayrı plastik kaplara aktarılır. Kraliçelerin yüksek ölüm oranı nedeniyle, evlilik uçuşundan yaklaşık 6 ay sonra, gelişmiş mantar değnekleri olan yeni başlayan yuvalar kazıldığında, elle toplandığında ve plastik kaplara yerleştirildiğinde ikinci bir toplama gerçekleştirilebilir. Laboratuvarda, yapraklar günlük olarak kurulan kolonilere verilir ve karınca tarafından üretilen atıklar, kalan kuru bitki materyali ile birlikte haftalık olarak uzaklaştırılır. Mantar bahçesi büyümeye devam ettikçe, koloniler deneysel amaca göre farklı kaplara aktarılır. Yaprak kesen karınca kolonileri, doğada bu böcekler tarafından inşa edilen fonksiyonel odalarla organizasyon sistemini temsil eden birbirine bağlı kaplara yerleştirilir. Bu kurulum, atık miktarı, mantar bahçe sağlığı ve işçilerin ve kraliçenin davranışları gibi faktörleri izlemek için idealdir. Kolaylaştırılmış veri toplama ve daha ayrıntılı gözlemler, karınca kolonilerini kontrollü koşullarda tutmanın en büyük avantajı olarak kabul edilir.

Introduction

Karıncalar, çoğu karasal ortam üzerinde etkisi olan çeşitli bir grup birey oluşturur1. Verimli dağıtıcılar 2,3,4, avcılar5 ve ekosistem mühendisleri 6,7,8,9,10 olarak hareket ederler ve doğal ekosistemler üzerindeki önemlerini ve ekolojik başarılarını vurgularlar. Tüm karınca türleri eusosyal böcekler olarak sınıflandırılır; Bununla birlikte, toplumsal örgütlenmeleri farklı tür grupları arasında, yani iş bölümü sistemleri, işlevsel gruplar, bireyler arasındaki iletişim, yem örgütlenmesi, koloni temeli ve üreme süreci arasında büyük farklılıklar gösterir11. Çok çeşitli bir grup olarak, çeşitli gıda kaynaklarına ve özel beslenme davranışlarına başvururlar. Nitekim, tarım sadece insan uygarlığı için değil, aynı zamanda karınca türleri için de büyük bir adımdı. Yaklaşık 55 ila 65 Ma önce12, attine karıncaları mantarları kültürlemeye ve onları neredeyse özel bir diyete dahil etmeye başladı. O kadar uzmanlaştılar ki, bir bireyin diğeri olmadan hayatta kalamayacağı simbiyoz olarak sınıflandırılan katı, bağımlı ve zorunlu etkileşimler geliştirdiler.

Düşük mantar yetiştiriciliği yapan karıncalar, karşılıklı mantarlarını büyütmek için çürüyen yaprak parçaları gibi ölü organik maddeleri toplar ve işler; daha yüksek mantar yetiştiren karıncalar taze bitki materyali toplarken, en başarılı simbiyotik doğal sistemlerden birini oluşturur13. Bu son derece uzmanlaşmış tarım tekniği, yeni bir niş yakalamalarına izin verdi. Daha yüksek attinli karıncalar, dört geçerli cinsten oluşan 19 Ma (15-24 Ma) ve 18 Ma (14-22 Ma)14,15,16 arasında uyanan monofiletik bir grup olan yaprak kesici karıncaları içerir: Atta Fabricius, Acromyrmex Mayr, Amoimyrmex Cristiano ve Pseudoatta Gallardo. Yaprak kesici karıncalar tarafından gerçekleştirilen yaprak kesici tarım sistemi, türetilmiş tarım sistemlerinden evrimleşmiştir17. Bu türlerin çoğu, yalnızca karşılıklı mantar türleri Leucoagaricus gongylophorus Singer18'den (Leucocoprinus gongylophorus Heim 19 olarak da adlandırılır) yararlanır ve önemli bir evrimsel geçişe işaret eder 11. Mantar çeşitleri, orijinal yuvalardan yavrulara dikey olarak iletilir, bu da klonal olarak yayıldıklarını düşündürür20.

Dikkat çekici bir şekilde, Atta toplumları, çevrelerinde muazzam öneme sahip ve mirmekologlar için büyük ilgi gören karmaşık bir organizasyon yapısı geliştirdiler. Nüfusları, çoğu vurgulanmış bir polimorfizm, yani farklı boyut ve anatomik morfoloji sergileyen steril kadın işçiler olan milyonlarca kişiden oluşabilir. Popülasyon, yaş, fizyolojik durum, morfolojik tip, davranışlar ve kolonideki uzmanlaşmış faaliyetlere göre kastlarla ayırt edilir21. İşçiler bahçıvanlara ve hemşirelere, yuva içi genelcilere, toplayıcılara ve ekskavatörlere ve savunuculara veya askerlere ayrımcılığa uğrayabilir21. Bu organizasyon, görevlerin işbirliği içinde yerine getirilmesine ve son derece yapılandırılmış kolektif davranışlar üretebilen, çevresel rahatsızlıklara verimli bir şekilde yanıt vermelerini sağlayan kendi kendini organize eden bir sisteme izin verir22.

Nüfusun yenilenmesinin rolü, yaşadığı sürece tek bir kraliçe (yani tek eşli) tarafından oynanır ve kalıcı üreme kastını oluşturur22. Atta kraliçelerinin 20 yıldan fazla yaşadıkları ve ömürleri boyunca yumurta bıraktıkları bilinmektedir23. Kraliçenin yeri doldurulamaz olduğundan, dayanıklılığı koloninin hayatta kalması için çok önemlidir 13,20,23,24. Yine de, üreme mevsimlerinde yuvada binlerce kanatlı üreme dişi ve erkek bulunabilir, ancak hiçbiri orijinal yuvada kalmaz ve geçici bir kastoluşturur 22. Atta sexdens kolonilerinde, yaklaşık 3.000 üreme dişi ve 14.000 üreme erkeği25 üretilir. Bir koloni cinsel olgunluğa ulaştığında, uygulanmasından yaklaşık 38 ay sonra ortaya çıkar ve söndürülene kadar her yıl tekrarlanır23,25. Yeni Atta kolonileri, bir kraliçenin yeni bir yuvaya başladığı haplometroz yoluyla kurulur.

Çevresel koşullar uygun olduğunda, reprodüktörler evlilik uçuşuna başlamak için yeraltı yuvasını terk ederler. Oluşum dönemi, türlere bağlı olarak Brezilya toprakları boyunca yıl boyunca değişen bölgeye göre farklılık gösterir. Bununla birlikte, olaydan önce yağışlar ve nem yüksekliği26 gibi görünmektedir, bu da toprak nemi22 nedeniyle kazı kolaylaştırma ile ilişkili olabilir. Sıklıkla, evlilik uçuşundan 1-5 hafta önce, üreme bireylerinin ayrılmasını kolaylaştırmak için yuva girişleri ve kanalları genişletilir. Ana kolonilerini terk etmeden önce, kanatlı dişiler, karşılıklı mantarın bir kısmını toplar ve depolar20,27. Uçuş ortasında çoklu çiftleşmeler yapılır ve bir kraliçenin bazı türlerde üç ila sekiz erkek (yani poliandri) tarafından döllenebileceği hesaplanır28, genetik değişkenlik sağlar29. Daha sonra, kraliçeler toprağa ilerler ve kanatlarını çıkardıkları ve ilk yuva odalarını kazdıkları25 bitki örtüsü olmayan veya az olan yerleri tercih ederler. Bu, kraliçelerin yuvanın dışında görülebileceği tek dönemdir. Geçici kastın bireyleri yapay yuvalarda görülmüş olsa da, laboratuvar koşullarında başarılı bir çiftleşme (yani evlilik uçuşu) yapılıp yapılmadığı bilinmemektedir24.

İlk yuva yapısı, koloninin 6 saatten 8 saate kadar23,25 saat sürebilen en önemli dönemine karşılık gelir. Şu anda, kraliçe ilk odada kendini kapatır ve birkaç gün içinde yumurtlama başlar. İlk yumurtalar, kraliçenin yetersizlik yaptığı miselile beslenir ve koloninin mantar bahçesinin başlangıcını işaretler. İlk larvalar yaklaşık 25 gün22'de ortaya çıkar ve neredeyse ilk ayın sonunda, koloni, olgunlaşmamışların (yumurtalar, larvalar ve pupalar) yuvalandığı çoğalan bir mantar paspasından ve ilk yavrularını izole olarak yetiştiren kraliçeden oluşur23. Yumurtalar aynı zamanda ilk larvaların besin kaynağıdır ve kraliçe13 tarafından çok tüketilir. Ek olarak, kraliçe kendini yağ gövdesi rezervleri ve artık kullanılmayan kanat kaslarını katabolize ederek sürdürür13. İlk mantar kültürü, koloninin hayatta kalması gelişimine bağlı olduğu için tüketilmez ve bu süre zarfında kraliçe onu dışkı sıvısı13 ile döllenir. Ortaya çıktıktan günler sonra, ilk işçiler yuva girişini açar ve yuvanın13'ün hemen yakınında bir yiyecek arama faaliyetine başlar. Mantar bahçesinin substratı olarak toplanan malzemeyi içeriyorlar, bu da şimdi işçiler için yiyecek olarak hizmet veriyor13,22. Mantar kültürüne eklenmeden önce, işçiler tarafından taşınan bitki materyali küçük parçalar halinde kesilir ve dışkı sıvısı13 ile nemlendirilir. Karıncalar, büyümesini arttırmak ve kontrol etmek için mantar inokulumunu manipüle eder, bu da bahçenin 13,22,25 şartlandırılmasında uzmanlaşmış büyük toprak kazılmış odaların bölünmesine hizmet edecektir.

Evlilik uçuşundan yaklaşık 6 ay sonra, A. sexdens yuvaları bir mantar odası ve birkaç kanal içerir. Yaprak kesen karınca yuvalarının yapımındaki büyük uzmanlık, doğal düşmanlara ve olumsuz çevresel faktörlere karşı bir savunma mekanizması olarak çalışır22. Yaprak kesen karıncaların mantar bahçesini parçaladığı ve odalar kurumaya başladığında yüksek neme sahip odalara aktardığı bilinmektedir13. Böylece, yuvanın kazılmasına rağmen, önemli bir enerji maliyetine sahip olmasına rağmen, yatırılan enerji koloninin kendisi için faydalar olarak tersine çevrilir22. Birkaç istisna dışında, Atta türleri ayrıca koloninin atıkları için, çoğunlukla tükenmiş mantar substratından ve ölü karıncaların vücutlarından yapılmış, yuvanın geri kalanından izole edilen ve önemli bir sosyal bağışıklık stratejisi oluşturan özel odalar yapar30. Ek olarak, ayrı bir işçi grubu, diğer bireylerin kirlenmesini önlemek için reddi doğrudan manipüle eder. İşçiler, koloninin ana besin kaynağı olan mantarı beslemek için sürekli olarak beslenirler. Bununla birlikte, parçaları keserken bitki özü ile de beslenebilirler. Bitki materyali, mantar bahçesinin bakımı için özenle seçilir ve yaprak özellikleri ve ekosistemin özellikleri gibi birçok faktörden etkilenir13.

Yaprak kesen karıncaların taze malzeme elde etmek için yiyecek arama stratejisi oldukça karmaşıktır ve yerleşik kolonilerin yüksek hasat talebi ile birleştiğinde, tarımsal üreticiler için önemli ekonomik kayıplara neden olur ve orman restorasyon alanlarını tehlikeye atar22,31. Bu nedenle, bu karıncalar, güney Amerika Birleşik Devletleri'nden kuzeydoğu Arjantin'e kadar 11,13,22,32 arasında karşılaşılabilecekleri çoğu alanda zararlılar olarak kategorize edilebilir. Sorunlu kolonilerin söndürülmesi, bu böceklerin biyolojisinde bulunan bir dizi adaptasyon nedeniyle zordur (yani, sosyal organizasyon, yiyecek arama, mantar yetiştiriciliği, hijyen ve karmaşık yuva yapıları)33. Bu nedenle, nüfus kontrol stratejileri genellikle diğer böcek zararlılarına uygulananlardan farklıdır ve esas olarak çekici kontamine yem tekliflerine başvurur33,34. Bununla birlikte, bu karıncalar hem mantar hem de koloni bireyleri için zararlı maddeleri reddedebildikleri ve ekili alanları tehlikeye atabildikleri için 33, yeni doğal bileşikler ve kontrol alternatifleri sürekli olarak test edilmektedir33,35,36. Deney sonuçları sahada test edilmiş koloniler üzerinde zorlukla izlenemediğinden, ön denemeler kontrollü bir ortamda yürütülür.

Bu nedenle, deneysel protokoller, karıncaların heterojen yaşam tarzını göz önünde bulundurarak, tür düzeyindeki çalışmaları destekleyen ve kolonileri bir karıncanın karmaşık bir süperorganizmanın bir unsuru olduğu operasyonel birimler olarak hesaba katan ilgi gruplarına uyarlanmalıdır11. Atta cinsi ile ilgili bugüne kadar toplanan raporlar, kolonilerin laboratuvar koşullarında başarılı bir şekilde toplanmasını ve sürdürülmesini ve temel ihtiyaçlarının ve genel işlevlerinin kabul edilmesini mümkün kılmıştır. Üreme, koloni kurma ve beslenme davranışları gibi doğal süreçlerine dayanarak, farklı yuva türlerinde kolonilerin uzun vadeli kurulmasına izin veren bir uygulama rutini geliştirilmiştir. Burada, yaprak kesen karıncaları laboratuvarda tutmak için prosedürel bir protokol tanımlanmıştır ve farklı deney amaçları ve bilimsel sosyal yardım ile olası genel araştırmaları vurgulamaktadır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Kraliçelerin toplanması

  1. İlgilenilen bölgede Atta üreme mevsimi dönemi için literatürde arama yapın. Evlilik uçuşlarının üreme mevsimi oluşumu, sıklığı ve gündüz saatleri, bölgesel iklim koşullarına göre değişmektedir (Tablo 1). Genellikle ilkbaharda gerçekleşmekle birlikte, bu bilgilerin toplamanın gerçekleşmesi amaçlanan yer için toplanması gerekir 37,38,39,40,41,42,43,44,45,46.
  2. Kraliçeleri ve genç kolonileri toplamak için olası alanlar olarak kabul edilen Atta yuvalarıyla yerleri tanımlayın ve işaretleyin. Evlilik uçuşları sırasında, kraliçeler yuva yerlerine dağılır; bu nedenle, daha fazla sayıda koloniye sahip bölgelerin, yeni yuva kazıları başlattıkları kraliçe iniş noktalarına sahip olma şansı daha yüksektir.
  3. Atta karıncalarının üreme mevsiminde evlilik uçuşu belirtileri için daha önce seçilen alanları kontrol edin. Sıcak ve yağışlı havalar gibi düğün uçuş günlerinin çevresel koşullarını takip edin.
  4. Daha önce seçilen alanlarda yaprak kesen karınca yuvalarını tanımlayın ve kanatlı üreme karıncalarının yaklaşmakta olan ayrılışını gösteren dış özellikleri arayın. Yuva özellikleri arasında genişlemiş tünel girişleri (Şekil 1), olası avcılara karşı daha agresif davranışlar gösteren işçilerin artan akışı ve tünel girişlerinde ortaya çıkan kanatlı üreme karıncaları bulunmaktadır (Şekil 1). Yağıştan sonraki yüksek nemli günlere dikkat edin, çünkü bunlar genellikle evlilik uçuşlarından önce gelir.
  5. Kraliçeleri ayrı ayrı tutmak için alt sıva tabakasına sahip plastik kapaklı kaplar hazırlayın. Kap hacminin yaklaşık 200 mL olduğundan ve alttaki sıva tabakasının yaklaşık 1 cm yüksekliğinde olduğundan ve nem kontrolü için oldukça emici olduğundan emin olun.
    NOT: Alçı tabanını hazırlamak için üreticinin talimatlarını izleyin.
  6. 23 ± 1 °C sabit sıcaklığa ve bağıl nemin yaklaşık% 70'±% 10'una sahip bir ortam hazırlayın. Titreşimleri ve rahatsızlıkları önlemek için yoğun aktiviteler ve yüksek insan akışı olmayan bir yer seçin. Karınca davranışına herhangi bir müdahaleyi önlemek için nötr kokulu temizlik ürünleri kullanın.
    NOT: Belirtilen çevre koşullarındaki dalgalanmalar su yoğuşmasına veya nem kaybına neden olabilir ve mantar bahçesini tehlikeye atabilir.
  7. Evlilik uçuşundan sonra, yuva kazısı başlatan kanatsız kraliçeleri toplayın ve bunları ayrı ayrı bir sıva tabakası ile hazırlanan plastik kaplara dikkatlice yerleştirin. Kraliçelere çıplak elle dokunmaktan kaçının ve lateks eldiven veya entomolojik cımbız kullanın.
    NOT: Kanat çıkarma ve toprak kazısı davranışı, zaten çiftleşmiş ve bu nedenle yeni bir koloni başlatabilen üreme dişilerini gösterir. Queens koleksiyonu da bu eserin ilk koleksiyonu olarak ele alınmaktadır.
  8. Kraliçeleri taşıyan kapları, daha önce seçilen kontrollü bir ortama sahip konuma taşıyın. Kraliçelerin nakliyesini çok dikkatli bir şekilde gerçekleştirin, çok fazla rahatsızlıktan kaçının ve minimum sıcaklık sabitliğini koruyun.
  9. Stresi önlemek için kraliçeleri toplandıktan sonra yaklaşık 3 gün boyunca manipüle etmeyin veya hareket ettirmeyin.

Figure 1
Şekil 1. Yuva girişi kanatlı karınca reprodüktörleri ve işçileri ile genişletildi. Genişletilmiş tünel girişleri, Atta evlilik uçuşlarının gerçekleştiğini gösteren yuva özelliklerinden biridir.  Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

2. Kraliçelerin bakımı

  1. Başlangıçta, bir iğne şırıngası yardımıyla her 2 günde bir alıcının sıva tabakasına 2,5 mL su ekleyin.
    1. Alıcıyı açmak yerine, manipülasyon nedeniyle rahatsızlık vermemek için kap kapaklarını iğneyle dikkatlice delin. Aynı delik bu dönemde kullanılabilir. Eklenen suyun sıva tabakasını ıslatmadığından emin olun. Kraliçeyi, ilk mantar süngerini ve olgunlaşmamış olanları doğrudan sulamaktan kaçının. Mantar bahçesi su yokluğu ile kuru bir görünüm sergilediği sürece, sıva tabakasını sulayın.
  2. Koleksiyondan iki hafta sonra, mantarın kraliçeler tarafından yetersizleştirilip yetersizleştirilmediğini kontrol edin. Mantar yoksa, yerleşik bir koloniden elde edilen yaklaşık 2 g mantarı aktarın. Ayrıca, mantar gelişmezse bu adımı uygulayın.
    NOT: Mantar transferi için, yerleşik bir koloniden sağlıklı mantar toplamak ve üzerinde olabilecek tüm karıncaları çıkarmak gerekir. Mantarı manipüle etmek için bir çorba kaşığı, entomolojik cımbız ve lateks eldiven kullanın.
  3. İlk işçilerin ortaya çıkmasından sonra, koloninin kesme aktivitesine göre düzenli olarak genç ve ince yaprak parçaları sunmaya başlayın. Sunulan yaprakların sağlıklı olduğundan ve bitkilerin böcek öldürücüler veya diğer kimyasal maddelerle muamele edilmediğinden emin olun. Erken aşamalarda, yaprak parçalarının 4 cm'nin üzerinde olmadığından emin olun.
    NOT: İlk işçiler yaprak aramaya başladıkça, bitki materyali görünümlerinden sonra sunulmalıdır. Teklif sıklığı, işçilerin bitki materyalini mantara dahil ettiği çevikliğe bağlıdır, ancak haftada 2-3 güne kadar değişebilir. Yulaf gevreği ve mısır gevreği de sunulabilir, ancak mantar kuruluğunu önlemek için yapraklarla değiştirilmelidir.
  4. Yeni yapraklar sunarken, koloni atıklarını çıkarın ve yaprak parçalarını kurutun. Kraliçeleri manipüle ederken parfüm, nemlendirici, krem veya güçlü bir kokuya sahip herhangi bir maddenin kullanımından kaçının. Ek olarak, tüm işlemler sırasında lateks eldiven kullanın.
  5. Koloninin gelişimini takip edin ve mantar bahçesi konteyner hacminin en az yarısına ulaştığında, kolonileri yapay dayanıklı bir yuvaya aktarın.
    NOT: Gelişme hızı her koloni için doğal olduğundan, koloni transferi için tahmini bir zaman yoktur. Genellikle, ilk koleksiyondaki koloniler, küçük mantar bahçesi nedeniyle, maksimum 1L hacimli mantar bahçe odasına sahip yuvalara aktarılır.

3. Genç kolonilerin toplanması

  1. Yaklaşık 500 mL hacimli plastik kaplar edinin.
  2. Evlilik uçuşundan yaklaşık 6 ay sonra, daha önce işaretlenmiş yaprak kesici karıncaların meydana geldiği yerlerde, yeni başlayan Atta yuvalarının granül toprak parçacıkları (Şekil 1) ile gösterge niteliğindeki kule şeklindeki höyükleri tanımlayın (Şekil 2).
    NOT: Evlilik uçuşundan altı ay sonra, genç kolonilerin yuvalarının toprakta 1 m derinliğe kadar olduğu tahmin edilmektedir. Bu dönemde, büyük miktarlarda başarılı ve kalıcı kolonilerin daha yüksek şansını elde etmek için yeni bir koleksiyon belirtilmiştir.
  3. Bir bahçe çapası ile, genç koloniyi tutan odaya ulaşana kadar yuva girişini kazın. Kraliçeyi, mantar bahçesini, olgunlaşmamış ve genç işçileri toplayın ve plastik kaba koyun. Toplama işlemini mümkün olduğunca nazik bir şekilde gerçekleştirin.
    NOT: Doğal olarak, büyük miktarda toprak da toplanacaktır ve laboratuvarda gelecekteki bakım prosedürlerinde kademeli olarak uzaklaştırılmalıdır.
  4. Kolonileri tutan plastik kapaklı kapları belirlenen kontrollü ortama taşıyın. Genç kolonilerin nakliyesini nihai dikkatle gerçekleştirin, çok fazla rahatsızlıktan kaçının ve minimum sıcaklık sabitliğini koruyun. Stresi önlemek için kolonileri yaklaşık 3 gün boyunca manipüle etmekten veya hareket ettirmekten kaçının. Odanın aktif bir rutini varsa, kolonilerin üzerine koyu renkli bir bez yerleştirilebilir.

Figure 2
Şekil 2. Kule şeklindeki toprak höyük. Karakteristik kule şeklindeki höyük, Atta sexdens ve Atta laevigata'nın yeni başlayan kolonilerinin varlığını göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

4. Genç kolonilerin bakımı

  1. İnce genç yaprakları haftada 3 kez sağlayın.
    1. Sunulan yaprakların sağlıklı olduğundan ve bitkilerin böcek öldürücüler veya diğer kimyasal maddelerle muamele edilmediğinden emin olun. Bu aşamada, yaprak parçalarının en az 7 cm uzunluğunda olduğundan emin olun.
      NOT: Yulaf gevreği ve mısır gevreği de sunulabilir, ancak mantar kuruluğunu önlemek için yapraklarla değiştirilmelidir.
    2. Teklif sıklığı, işçilerin bitki materyalini mantara dahil ettiği çevikliğe bağlıdır. Kesim aktivitesi yoğun olduğu için, teklifi haftada üç kez veya haftada 5 gün günde iki kez artırın.
  2. Yeni yapraklar sunarken, toprak kalıntıları da dahil olmak üzere koloni atıklarını bir kaşık yardımıyla çıkarın. Tüm işlemler sırasında lateks eldiven kullanın. Genç kolonileri manipüle ederken parfüm, nemlendirici, krem veya güçlü bir kokuya sahip herhangi bir maddenin kullanımından kaçının.
    NOT: İşçilerin kendileri toprağı ve atıkları mantardan ayıracaktır.
  3. Koloninin gelişimini takip edin ve mantar bahçesi konteyner hacminin en az yarısına ulaştığında, kolonileri yapay dayanıklı bir yuvaya aktarın.
    NOT: Gelişme hızı her koloni için doğal olduğundan, koloni transferi için tahmini bir zaman yoktur.

Figure 3
Şekil 3: Atta sexdens ve Atta laevigata kolonilerini tutmak için yapay yuva türleri. Yaprak kesici karıncaların dayanıklı yapay yuvalarının illüstrasyonu: kapalı dikey yuva kurulumu, örtülü yatay yuva kurulumu ve açık arena yuva kurulumu. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

5. Dayanıklı yapay yuvalar

  1. Aşağıda açıklandığı gibi kapalı bir dikey yuva kurulumu hazırlayın (Şekil 3 ve Şekil 4).
    NOT: Örtülü yuva konfigürasyonları her zaman (1) mantar bahçesi odası, (2) atık bertaraf odası ve (3) yiyecek arama odası olarak ayrı ayrı poz vermek için farklı alıcılara sahip olmalıdır. Başlangıçta, üç kapla başlamalıdır, ancak mantar bahçesini arttırmak için daha fazla alıcı eklenebilir. Yuvalar, deneysel amaçlarına göre boyut ve malzeme bakımından değişebilir, ancak burada şeffaf malzemelerin kullanımı açıklanmış ve önerilmiştir. Kaplar açıklıksız olmalıdır, aksi takdirde karıncalar kaçar. Aşağıda tarif edildiği gibi yuva tipi genel araştırma için kullanılabilir, ancak kapağı çıkarırken ortaya çıkan rahatsızlık nedeniyle iddialı karınca toplama için iyi tavsiye edilmez, bu da bireyler arasında büyük ajitasyona neden olur. Bununla birlikte, maddi şeffaflık nedeniyle, mantar bahçesi tüm kabı doldurmuş olsa bile, kraliçeyi ve farklı karınca kastlarını bulmak mümkündür. Bir eğilim olduğu için, olgunlaşmamışların, dikey kaplarda mevcut alanın çoğunu işgal ettiğinde mantar bahçesinin merkezinde olduğu varsayılır.
    1. Yaklaşık 1 L'lik şeffaf kapaklı bir kap seçin ve 1 cm'lik yüksek emici sıva tabanı tabakası ekleyin. Bu mantar bahçe odası olacak. Atık bertaraf ve yiyecek arama odaları olmak üzere her biri yaklaşık 500 mL'lik iki kapaklı şeffaf konteyner seçin. Karıncalar her birinin hangi odanın olacağını seçecek ve bundan sonra birbirlerinin değişmediğinden emin olacaklar.
      NOT: Alçı tabanını hazırlamak için üreticinin talimatlarını izleyin.
    2. Üç kabı delin ve şeffaf bir tüp veya hortumla bağlayın. Gerekirse, kaplar ile uyluk bağlantısını garanti etmek ve karıncaların kaçmasını önlemek için tüplerin kenarlığına maskeleme bandı uygulayın. Alçı taban kabını ortaya, diğer kapları ise karşı taraflara yerleştirin.
    3. Seçilen kolonilerin mantar süngerini (bkz. adım 2.5 ve adım 4.3) kraliçe, işçiler ve olgunlaşmamış olanlarla birlikte alçı taban kabına dikkatlice aktarın. Aktarımdan önce, sıva tabanının sulandığından emin olun. Lateks eldiven kullanın.
  2. Aşağıda açıklandığı gibi bir gömme yatay yuva kurulumu hazırlayın (Şekil 3 ve Şekil 4).
    NOT: Yatay konfigürasyonlu yuvalar, mantar bahçesinin ve işçilerin ona yönelik faaliyetlerinin yakından izlenmesini sağlar. Mantar bahçesinin daha genç kısımları en üstte olduğu için, son zamanlarda sunulan substratların işçiler tarafından dahil edildiğini gözlemlemek mümkündür. Mantarın yeni kısımları, sunulan son kaynağın rengine benzer olacak rengiyle tespit edilebilirken, eski kısımlar genellikle bej bir renk taşır. Yavrular ve kraliçe de kolayca yerleştirilebilir, yatay kaplarda olduğu gibi, alanın çoğunu işgal etmiş olsalar bile, genellikle mantar bahçesinin tepesindedirler. Bu yapılandırma, davranış odaklı araştırma, odak örnekleme ve bilimsel sosyal yardım amaçları için kullanılabilir, çünkü yuvanın içindeki organizasyonun algılanmasını sağlar.
    1. Yaklaşık 31 cm x 21 cm x 4,5 cm boyutlarında şeffaf kapaklı bir kap elde edin ve 1 cm'lik bir yüksek emici sıva tabanı tabakası ekleyin. Bu mantar bahçe odası olacak. Atık bertaraf ve yiyecek arama odaları olmak üzere her biri yaklaşık 500 mL'lik iki kapaklı şeffaf konteyner seçin. Karıncalar her birinin hangi odanın olacağını seçecek ve bundan sonra birbirlerinin değişmediğinden emin olacaklar.
      NOT: Alçı tabanını hazırlamak için üreticinin talimatlarını izleyin. Gerekirse, karıncaların kaçmasını önlemek için kapak ile kap arasındaki küçük boşluğu maskeleme bandı ile kapatın.
    2. Kapları delin ve şeffaf bir tüp veya hortumla bağlayın. Gerekirse, kaplar ile uyluk bağlantısını garanti etmek ve karıncaların kaçmasını önlemek için tüplerin kenarlığına maskeleme bandı uygulayın. Alçı taban kabını ortaya, diğer kapları ise karşı taraflara yerleştirin.
    3. Seçilen kolonilerin mantar süngerini (bkz. adım 2.5 ve adım 4.3) kraliçe, işçiler ve olgunlaşmamış olanlarla birlikte alçı taban kabına dikkatlice aktarın. Aktarımdan önce, sıva tabanının sulandığından emin olun. Lateks eldiven kullanın.
  3. Aşağıda açıklandığı gibi bir açık arena yuvası kurulumu hazırlayın (Şekil 3 ve Şekil 5).
    NOT: Açık arena yuvaları, karıncaların büyük rahatsızlık duymadan toplanmasına ve yiyecek arama davranış analizine izin verir. Ayrıca, bilim sosyal yardım amaçları için doğada bulunan bir koloninin güvenilir bir temsilini sağlayabilirler.
    1. Yaklaşık 1 L'lik şeffaf kapaklı bir kap seçin ve 1 cm'lik bir yüksek emici sıva tabakası tabanı ekleyin. Bu mantar bahçe odası olacak.
      NOT: 1 L kaplarla başlamanız ve daha büyük bir mantar bahçesi için kademeli olarak daha yüksek hacimli kaplara geçmeniz önerilir. Bununla birlikte, kaplar 5 L'lik bir hacmin üstesinden gelmemelidir. Gerektiği kadar kapsayıcı ekleyin.
    2. Açık bir arena seçin. Arenanın büyüklüğü çalışma amaçlarına göre değişebilir. Büyük bir arena seçilirse, mantar bahçesini tutan kapları iç kısmına yerleştirin (Şekil 5). Küçük bir arena durumunda, şeffaf bir hortum veya tüp ile mantar bahçe kabına bağlayın (Şekil 3). Arena, bir yiyecek arama ve atık bertaraf odası olarak hizmet verecek, bu nedenle çok küçük olmadığından emin olun.
    3. Karıncaları içermek için arena sınırına tek bir hareketle bir kat politetrafloroetilen sıvı uygulayın. Sıvı ve nitril eldivenle ıslatılmış bir pamuk kullanın.
      DİKKAT: Politetrafloroetilen sıvı kullanırken nefes almaktan ve cilde dokunmaktan kaçının.
    4. Seçilen kolonilerin mantar süngerini (bkz. adım 2.5 ve adım 4.3) kraliçe, işçiler ve olgunlaşmamış olanlarla birlikte alçı taban kabına dikkatlice aktarın. Aktarımdan önce, sıva tabanının sulandığından emin olun. Lateks eldiven kullanın.

Figure 4
Resim 4: Yaprak kesen karıncalar Atta sexdens ve Atta laevigata'nın yapay örtülü yuvaları. Kaplamalı dikey yuva kurulumu üst kısmı (A) ve yandan görünüm (B); Gömlü yatay yuva kurulum üst kısmı (C) ve yandan görünüm (D). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 5
Resim 5: Yaprak kesen karıncalar Atta sexdens ve Atta laevigata'nın yapay açık arena yuvası. Atta sexdens üst (A) ve yan görünümün (B) açık arena yuvası kurulumu. 1) Mantar bahçe odaları; 2) Atık; 3) Portakal dilimleri; 4) Politetrafloretilen (PTFE) tabakalı cam. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

6. Gelişmiş kolonilerin bakımı

  1. Günlük olarak, 1 L mantar bahçesi ile koloni başına yiyecek arama odasına en az bir büyük yaprak teklif edin. Karıncaların kesme aktivitesi yoğunsa, yaprak sayısını arttırın. Mantar kuru ise, ekstra nem sağlamak için yaprakları önceden nemlendirin. Örtülü yuvalarda, karıncaların yiyecek arama odasından kaçmasını önlemek için teklifi hızlı bir şekilde gerçekleştirin.
    NOT: Burada yapraklar dut (Morus nigra), mango (Mangifera indica), okaliptüs (Eucalyptus sp.), jambolan (Syzygium cumini), ebegümeci (Hibiscus sp.), acalypha (Acalypha wilkesiana) ve ligustrum (Ligustrum lucidum) gibi bitki türlerinden toplanır.
    1. Diyeti çeşitlendirmek ve tamamlamak için portakal ve elma gibi meyveler ve yulaf ve mısır gevreği sunun. Yoğun yiyecek arama aktivitesine sahip büyük kolonilere, günlük yulaf gevreği ve mısır gevreği ve haftada bir kez meyve verin. Durum böyle değilse, yapraklarla dönüşümlü olarak pul verin, ancak haftada üç defadan fazla olmamak üzere ve ayda bir veya iki kez meyve verin. Her yiyeceğin miktarını ve sıklığını karıncaların yiyecek arama aktivitesine göre ayarlayın.
    2. Yukarıda açıklanan seçenekler mevcut değilse, karıncaların bölgesel ağaçların ve çalılıkların yaprakları, çiçekleri ve meyveleri, hatta ticarileştirilmiş sebzeler, tahıllar ve diğer pullar arasındaki yiyecek arama tercihini tanımlayın. Savunma amaçlı kimyasal bileşikler ve böcek ilaçları içeren kaynaklar sunmaktan kaçının.
  2. Atık odasının tüm içeriğini her 2 haftada bir tüm kolonilerden çıkarın. Nüfus kontrolü amacıyla işçileri de çıkarın. İşçiler sağlıklı mantarı atık odasına aktarırsa, kraliçenin üzerinde olmadığından emin olun ve çıkarın. Bertaraf edilen atık miktarı yüksekse veya çok nemliyse, haftada bir kez çıkarın.
  3. Yenilerini sunarken karıncalar tarafından alınmayan malzemeyi yiyecek arama odasından çıkarın ve her zaman temiz olduğundan emin olun.
    1. İşçiler sağlıklı mantarı yiyecek arama odasına aktarırsa, rahatsız edin, kap kapağını açık bırakın ve oda marjı yüzeyine nötr talk pudrası uygulayın. Bu prosedürü yalnızca mantar odasında hala biraz yer varsa uygulayın, bu şekilde işçiler mantarı kaybetmeden veya olgunlaşmamış olmadan kabın içine geri aktaracaktır.
  4. Daha fazla mantar bahçesi isteniyorsa, başka bir sıvalı kap ekleyin ve mantar süngerinin bir kısmını içine taşıyın. Mantar kabın yarısına ulaşana kadar, mantar odasına yapraklar ekleyin. Mantar bahçesinin büyümesi, koloni dengesini tehlikeye atmamak için yavaş yavaş gerçekleşmelidir. Daha büyük bir kap isteniyorsa, mantarın aktarmadan önce en küçük kapların tüm alanını işgal etmesine izin verdiğinizden emin olun. Koloni atıkları ve kuru yaprakların mantar bahçe odasına birikmesine izin verilmemelidir.
  5. Alçı tabanını kaplardan kontrol edin, zamanla olduğu gibi, koyu kahverengi bir renk kazanabilir ve karınca atılımı, atık madde taşınması ve yüksek nem konsantrasyonu nedeniyle etkisiz hale gelebilir. Ayrıca, bazı koloniler tabakayı kesebilir ve elden çıkarabilir. Bu durumlarda, mantar bahçesini yeni bir sıvalı kaba aktarın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Karınca toplama sürecini gösteren bir akış şeması Şekil 6'da gösterilmiştir. Burada, yukarıda açıklanan toplama, bakım ve yuva kurulumları protokolünü kullanarak elde edilen bazı sonuçlar gösterilmiştir.

Figure 6
Şekil 6: Yaprak kesen karınca kolonilerinin toplanması için akış şeması. Protokolü takiben, ilk toplama evlilik uçuşundan hemen sonra gerçekleşir. Kanatlarını çıkaran kraliçeler toplanır ve alçı tabanlı küçük bir kaba konur. Evlilik uçuşundan 6 ay sonra, ikinci toplama gerçekleşir. Toprağı kazan ve koloni temelini başarıyla başlatan kraliçeler toplanır. Koloniler geliştikten sonra, daha büyük kaplara ve isteğe bağlı olarak farklı yuva kurulumlarına aktarılırlar. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Yaprak kesen karınca kraliçelerinin bağışıklık tepkisinde üreme durumunun etkisi
Farklı karınca türlerinin kraliçeleri uzun ömürlüdür ve bu nedenle aynı patojene bir kereden fazla maruz kalma olasılığı daha yüksektir47. Yeni bir koloni başlatarak, Atta kraliçeleri izole edilir ve üreme ile bağışıklık arasındaki bir takas, bu kurucu karıncaların bağışıklık savunmalarına yapılan yatırımı azaltabilir. Bu nedenle, patojenlere karşı dirençleri üreme durumları ile ilişkili olabilir47,48. Kraliçeleri erken yaşam döngülerinin farklı anlarında toplayarak ve bireylerin gaster içine naylon bir iplik sokarak (Şekil 7), patojenlere karşı bireysel kapsülleme tepkisini değerlendirmek ve bakire kraliçeler, yakın zamanda çiftleşmiş kraliçeler ve 6 ay önce çiftleşen kraliçeler arasındaki bağışıklık direncini karşılaştırmak mümkün olmuştur.

Figure 7
Şekil 7: Kapsülleme yanıtı denemesi. Atta sexdens ve Atta laevigata kraliçelerinin üreme durumuna göre kapsülleme varyasyonunun bireysel immün yanıtını değerlendirmeyi amaçlayan deney kurulumu. Bakire kraliçeler, yeni çiftleşmiş kraliçeler ve 6 ay önce çiftleşen kraliçeler, bir antijen olarak hareket etmek için gasterin 4. ve 5. tergiti arasında naylon filament yerleştirmeleri aldı. Naylon filamentler 24 saat sonra çıkarıldı ve renk kapağı ölçümü için fotoğraflandı. Kraliçeler, evlilik uçuşundan hemen önce, evlilik uçuşundan hemen sonra ve evlilik uçuşundan 6 ay sonra, açıklanan protokolün 1, 2 ve 3. konularındaki adımları izleyerek toplandı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Çiftleşmemiş dişiler sadece evlilik uçuş olaylarında ortaya çıktıklarında, bu bireylerin bu üreme durumundaki çalışmaları, belirli bir fenomenin oluşumunu tahmin etmek ve karınca toplama ve bakım protokollerini bilmek için spesifik bilgiye dayanır. Çoğaltıcıların henüz çiftleşmediğini garanti etmek için, bireyler doğrudan bu karıncaların ayrılması için girişleri genişletilen yuva deliklerinden toplandı (Şekil 1). Üreme üreticilerinin tür düzeyinde tanımlanması zahmetli olduğundan, aynı koloniden işçiler doğrulama için toplandı. Çiftleşmiş bireyler söz konusu olduğunda, kanatları çıkarılmış ve evlilik uçuşundan hemen sonra toprağı kazmaya başlamış olan dişiler, zaten çiftleştikleri varsayılarak, toplanmıştır. Her iki üreme aşaması için, şu andaki ölüm oranı önemli olduğundan, test edilen bireylerin miktarını sağlamak için çok sayıda kadın toplanmıştır. Çiftleşmiş karıncalar orijinal koloniden dağıldıktan sonra, kütiküler hidrokarbon profili karşılaştırması49 ile türler tanımlandı. Evlilik uçuşundan bu yana 6 ay boyunca çiftleşen kraliçeler, kolonilerini zaten başlattılar, bu noktada küçük bir mantar bahçesi, birkaç işçi ve olgunlaşmamışlardan oluşuyor. Bu erken yaşam kolonileri, kule şeklindeki farklı toprak höyüğü tarafından tespit edilmiştir (Şekil 2). Koleksiyon, daha önce bölüm 3 "Genç kolonilerin toplanması" nda açıklanan adımları izleyerek gerçekleşti. Bu aşamada kadın üremecileri incelemek için, genç koloniyi korumak gerekiyordu, çünkü tek başına kraliçe yakında yok olacaktı. Tanımlama, kolonilerin işçileri kullanılarak yapıldı. Daha önce açıklanan protokoller kullanılarak toplamda yaklaşık 200 kraliçe toplandı.

Her koleksiyondan sonra, kraliçeler tartıldı, ölçüldü ve kısa süre sonra renk kapağı analizi için 24 saat sonra çıkarılan naylon filament eklemelerini aldı. Atta laevigata türleri için, 6 ay önce çiftleşen kraliçeler en koyu naylon filamentini, dolayısıyla daha yüksek kapsülleme oranını ve daha verimli bağışıklık savunmasını gösterdi (Şekil 8). Bununla birlikte, yeni çiftleşmiş kraliçeler evlilik uçuşundan hemen sonra toplandı ve evlilik uçuşundan önce toplanan bakire kraliçeler yaklaşık olarak aynı kapsülleme oranını paylaştı (Şekil 8). Böylece, Atta laevigata karıncalarındaki kapsülleme hücresel savunmasının üreme durumuna ve çiftleşmeden sonra geçen süreye göre değişebileceği, ancak ağırlık ve kafa uzunluğu ile değişmediği doğrulanmıştır. Başlangıçta, araştırma Atta sexdens kraliçelerini de toplamayı ve karşılaştırmayı amaçladı, ancak tespit edilen yuvaların gözlemlenen deliklerde herhangi bir üreme aktivitesi olmadığı için bakire kraliçeleri toplamak mümkün değildi. Zorluklara rağmen, yaprak kesen karınca reprodüktörlerinin hücresel savunma mekanizmaları üzerine yapılan genel çalışmalar, böceklerin immün yanıtlarının netleşmesine ve mevcut kontrol yöntemlerinin geliştirilmesine katkıda bulunabilir.

Yaprak kesen karıncaların yemlerde kullanılan alt ürünleri tercih etmesi
Şu anda, yaprak kesen karınca kolonilerinin en çok uygulanan popülasyon kontrol yöntemi, toksik yem sunumu yoluyladır. Genel olarak, çekici bir bitkisel kökenli bileşik ile ilişkilidirler, sitrik kağıt hamuru en çok kullanılanıdır. Bununla birlikte, bir şekilde işçilerin yem toksisitesini önceki temastan sonra çekici bileşikle ilişkilendirebilecekleri ve reddederek yöntemi verimsiz hale getirebilecekleri bilinmektedir. Bu nedenle, yemler arasında olası bir rotasyon için soya fasulyesi (% 100), soya fasulyesi artı sitrik kağıt hamuru (% 50 / % 50) ve kaju artı narenciye hamuru (% 50 / % 50) gibi alternatif çekici bileşiklerin kullanılması önerilmektedir. Bu bileşikler, Atta sexdens ve Atta laevigata kolonileri ile yapılan tercih deneylerinden sonra seçildi. Yuvalar cam arenalarla tutturulmuş ve farklı bileşimlere sahip böcek ilacı içermeyen yemler sunulmuştur (Şekil 9).

Figure 8
Şekil 8: Atta sexdens ve Atta laevigata kraliçelerinin farklı üreme evrelerinde kapsüllenme hızı. Enkapsülasyon düzeyleri, bireylerin gaster içine yerleştirilen naylon filamentlerin görüntülerinden elde edilen ortalama gri değer üzerinden değerlendirildi. En karanlık ipliklerin etkili bir hücresel savunmayı temsil ettiği düşünülüyordu, çünkü şekildeki X ekseninde gösterildiği gibi, daha fazla örtüşen hemositin hedefi kapladığı varsayılıyordu. Atta laevigata çiftleşmiş kraliçeleri en yüksek kapsülleme seviyesini gösterdi (ANOVA, Tukey-Kramer, Standart Sapma; p < 0.01; N = 29), dolayısıyla etkili bir bireysel bağışıklık savunması. Yeni çiftleşen kraliçelerin ve aynı türün bakire kraliçelerinin, benzer şekilde, daha düşük kapsülleme oranları ve sonuç olarak daha az etkili bir bireysel bağışıklık savunması sergiledikleri gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, çiftleşme ve yuva kurma olaylarının Atta laevigata kraliçelerinin hücresel bağışıklık tepkilerini etkilediğini göstermektedir. Atta sexdens kraliçeleri ters sonuçlar verdi ve MQ en düşük kapsülleme seviyesine sahipti (ANOVA, Tukey-Kramer, Standart Sapma, P < 0.01; N = 46). Bununla birlikte, türlerin bakire kraliçeleri toplanamadığından, tüm gruplar arasında karşılaştırma mümkün değildi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 9
Şekil 9: Yaprak kesen karıncaların yem alt ürünleri denemesi tercihi. Atta sexdens ve Atta laevigata işçisinin farklı çekici alt ürünlerle yem tercihini değerlendirmeyi amaçlayan deney kurulumu. Bir cam bölücü ile ayrılan farklı yemleri tutmak için mantar odasına bir cam arena tutturuldu. Her yemin 5 gramı, bir seferde üç tane olmak üzere rastgele pozisyonlarda teklif edildi. Yemler, 1 saatlik gözlemden sonra veya işçiler tarafından bir yem tamamen alınır alınmaz meydana gelen deneyin bitiminden sonra tartıldı. Tercih, yiyecek arama odasından çıkarılan yem yükü ile tahmin edilen yükleme aktivitesi ile değerlendirildi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Toplamda, yaklaşık 1 L mantar bahçesi ile 32 koloni kullanılmıştır. Koloniler daha önce açıklanan protokoller kullanılarak toplandı ve sürdürüldü. A. laevigata'nın en yüklü tedavileri sitrik kağıt hamuru, soya fasulyesi artı sitrik kağıt hamuru (%50/%50) ve kaju artı sitrik selüloz (%50/%50; Şekil 10). Benzer şekilde, A. sexdens karıncalarının en yüklü tedavileri sitrik kağıt hamuru, soya fasulyesi (% 100) ve soya fasulyesi artı sitrik kağıt hamuru (% 50 / % 50; Şekil 10). İki tür için elde edilen sonuçlar, soya ve kaju alt ürünlerinin sitrik kağıt hamurundan sonra en çekici olduğunu gösterdi ve bu da diğer yem bileşimlerinin yaprak kesici karıncalarda kimyasal popülasyon kontrolü için kullanılabileceğini düşündürdü.

Figure 10
Şekil 10: Çekici yemler, Atta laevigata ve Atta sexdens işçileri tarafından ortalama yükleme yüzdesidir. Benzer şekilde, sitrik kağıt hamuru (% 100), soya fasulyesi (% 100) ve soya fasulyesi artı sitrik kağıt hamuru (% 50 / % 50) tedavileri her iki tür için de en yüklü olanlardı. Bununla birlikte, Atta sexdens (kaju fıstığı artı sitrik kağıt hamuru) için en az yüklü tedavi, Atta laevigata işçileri tarafından% 60 oranında yüklendi. Deney boyunca, her türün beş kolonisi ile beş tekrar yapıldı. Yemler tekrarlar içinde farklı şekilde düzenlenmişti; Bununla birlikte, sitrik pulpa her zaman pozitif kontrol olarak mevcuttu. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Araştırma ve bilim desteği
1990 yılından bu yana laboratuvarda muhafaza edilmek üzere yılda yaklaşık 350 kraliçe ve 100 koloni toplanmaktadır. Karıncalara günlük olarak bakmak için en az üç stajyer atanmıştır ve bu zaman dilimi boyunca, her yıl deneysel ve eğitim amaçlı olarak yaklaşık 250 koloni aynı anda tutulmuştur. 2016-2019 yılları arasında, yaklaşık 34 okuldan yaklaşık 2.020 öğrenci, Yaprak Kesme Karıncaları Laboratuvarı'nı (LAFC) ziyaret edebildi ve daha önce açıklanan protokolleri kullanarak toplanan ve sürdürülen karınca kolonilerini gözlemleyebildi. Gezilerin genel biyolojiden sosyal davranış öğrenimine kadar farklı amaçları vardı. Karıncalar gibi böceklerin bilinen öneminin yanı sıra, yapay yuvalarda da gözlemlenen, doğada inşa ettikleri karmaşık fiziksel yapılar, eğitim ilgisi olan kolektif çaba ve iş organizasyonunun bir örneğidir. Her eğitim düzeyine (Şekil 11) bazen öğrencilerden sorumlu öğretmenlerin önerdiği yaklaşımı izleyerek farklı bir ayrıntılı sunum yapılmıştır. Açık arena yuva düzenine sahip iki koloni, her biri 177 L mantar bahçesine sahip yaklaşık 66 odalı bu amaçlar için korunmaktadır (Şekil 5). Ne yazık ki, geziler pandemi sırasında iptal edildi, ancak son 4 yılda bildirilen ziyaret eden öğrenci sayısının artması nedeniyle eğitimciler arasında artan bir ilgi görmek mümkündür (Şekil 12). Bununla birlikte, pandemi sırasında bilime ulaşmayı sürdürmek için, video paylaşım platformları aracılığıyla sanal ziyaretler yapıldı. Manual do Mundo kanalı ile ortaklaşa yapılan yaprak kesici karıncaların yuvasının nasıl içeride olduğunu gösteren video50, bir yıldan kısa bir sürede 2,4 milyondan fazla görüntüleme ve 3.000'den fazla yorum aldı. Orada, laboratuvarda yaprak kesici karıncaların biyolojisine ve oluşturulmasına yaklaşıldı.

Figure 11
Şekil 11: Öğrencilerin 2016-2019 yılları arasındaki gezilerdeki eğitim seviyeleri. Eğitim seviyesine göre 2016-2019 döneminde Yaprak Kesme Karıncaları Laboratuvarı'na yapılan gezilerde bulunan öğrenci sayısı. Geziler, Yaprak Kesme Karıncaları Laboratuvarı'nda tutulan yaprak kesici karınca kolonilerini içeren farklı yaklaşımları hedeflemiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 12
Şekil 12: 2016-2019 yılları arasında gezilere katılan öğrenci sayısı. 2016-2019 döneminde Yaprak Kesme Karıncaları Laboratuvarı'nda gezilerde bulunan öğrenci sayısı. Eğitim kuruluşlarının, öğrenciler tarafından yakından gözlemlenmesine izin veren karıncalar gibi canlı böceklerin sergilerini yürütmeye olan ilgisinde bir artış görmek mümkündür. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tür Ay ve Gün Yıl Şehir Devlet Ülke Kıta Enlem Boylam Başvuru
Atta bisphaerica 4 Kasım 1996 - - Brezilya Güney Amerika - - 37
Atta capiguara 6. Ekim 2006 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 50' 60" S 48° 26' 10" W 38
Atta capiguara 27. Ekim 2007 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 50' 60" S 48° 26' 10" W 38
Atta capiguara Kasım 2008 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 50' 60" S 48° 26' 10" W 39
Atta capiguara Kasım 2009 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 50' 60" S 48° 26' 10" W 39
Atta sefalotları Mart-Haziran - Ilhéus Bahia Brezilya Güney Amerika - - 40
Atta sefalotları Eylül - Ilhéus Bahia Brezilya Güney Amerika - - 40
Atta colombica 4 Haziran 1993 - Gamboa Adası Panamá Orta Amerika - - 41
Atta colombica 7 Haziran 1993 - Gamboa Adası Panamá Orta Amerika - - 41
Atta colombica - 1998 - Gamboa Adası Panamá Orta Amerika - - 42
Atta laevigata 6. Ekim 2006 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 50' 60" S 48° 26' 10" W 39
Atta laevigata 27. Ekim 2007 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 50' 60" S 48° 26' 10" W 39
Atta laevigata Kasım 2008 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 50' 60" S 48° 26' 10" W 39
Atta laevigata Kasım 2009 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 50' 60" S 48° 26' 10" W 39
Atta laevigata 15. Ekim 2016 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 26. Ekim 2016 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 31. Ekim 2017 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 6 Kasım 2017 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 22. Eylül 2018 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 10. Ekim 2018 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 10. Ekim 2019 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata * 21. Ekim 2020 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 15 Kasım 2020 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 20 Kasım 2020 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 17. Ekim 2021 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta laevigata 25. Ekim 2021 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta opaciceps 8 Mart 2022 Macaíba Rio Grande do Norte Brezilya Güney Amerika - - **
Atta sexdens - 1986 tarihine kadar 1991 Viçosa Adası Minas Gerais Brezilya Güney Amerika 20.45° S 42.51° B 43
Atta sexdens 21. Ekim 2009 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 49' 53,25" S 48° 25' 24.22" W 44
Atta sexdens 18. Eylül 2010 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 23' 70.50" S 47° 32' 54.40" W 45
Atta sexdens 31. Ekim 2010 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 49' 53,25" S 48° 25' 24.22" W 44
Atta sexdens 10. Ekim 2011 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 23' 70.50" S 47° 32' 54.40" W 45
Atta sexdens 10. Ekim 2011 Botucatu Sao Paulo Brezilya Güney Amerika 22° 23' 70.50" S 47° 32' 54.40" W 45
Atta sexdens 15. Ekim 2016 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 26. Ekim 2016 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 31. Ekim 2017 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 6 Kasım 2017 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 22. Eylül 2018 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 10. Ekim 2018 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 10. Ekim 2019 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens* 21. Ekim 2020 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 15 Kasım 2020 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 20 Kasım 2020 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 17. Ekim 2021 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens 25. Ekim 2021 Rio Claro Sao Paulo Brezilya Güney Amerika - - Bu çalışma
Atta sexdens Kasım-Mart - Ilhéus Bahia Brezilya Güney Amerika - - 40
Atta texana Mayıs 1992 Nacogdoche Texas ABD Kuzey Amerika 32° K 95° B 43
Atta vollenweideri - 2004 tarihine kadar 2010 - Formosa Arjantin Güney Amerika 26° 18' Sn 58° 49' W 46
Atta vollenweideri 6. Ekim 2006 - Formosa Arjantin Güney Amerika 26° 18' Sn 58° 49' W 46
Atta vollenweideri Ekim 2009 - Formosa Arjantin Güney Amerika 25° 07' S 58° 10' W 46
Atta vollenweideri Kasım 2009 - Formosa Arjantin Güney Amerika 25° 07' S 58° 10' W 46
Atta vollenweideri 8 Aralık 2010 - Formosa Arjantin Güney Amerika 26° 18' Sn 58° 49' W 46
Atta vollenweideri 24. Ekim - - Formosa Arjantin Güney Amerika 26° 18' Sn 58° 49' W 46
* Sadece erkekler gözlemlendi ** Mendonça, G. A., kişisel iletişim (veriler yayınlanmadı)

Tablo 1: Atta türlerinin evlilik uçuş dönemlerinin kayıtları. Çiftleşme uçuşları, bölgelere göre farklı dönemlerde ve frekanslarda gerçekleşir, ancak Atta karıncalarının olay bölgesinden toplanan raporlarda belirtildiği gibi, genellikle ilkbaharda gerçekleşir 37,38,39,40,41,42,43,44,45,46. Bu tabloyu indirmek için lütfen tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Yaprak kesen karınca kolonilerini korumak için burada açıklanan protokol, otuz yılı aşkın bir süredir iddialı ve tekrarlanabilir bir şekilde geliştirilmiş ve uygulanmıştır. Saha koşullarıyla sınırlı olacak araştırmaların geliştirilmesine izin verdi. Böylece, sağlıklı karıncalar ve koloniler, bireysel ve koloni düzeyinde karşılaştırmalı morfoloji, toksikoloji51,52, histoloji 53 ve mikrobiyoloji54,55,56 gibi çeşitli alanlarda araştırma için kullanılabilir hale geldi. Laboratuvardaki bakımları, uygun abiyotik koşullar altında saha hazırlığı, kraliçelerin ve genç kolonilerin toplanması ve sürekli bakımı içeren burada açıklanan çeşitli prosedürleri içerir.

Kontrollü koşullarda yaprak kesici karıncaların bakımının başarısı için birkaç adım çok önemlidir. Erken evrelerdeki kraliçeler ve koloniler seçkin bakıma ihtiyaç duyarlar ve ayrıntılı ilk prosedürleri takip etmek hayatta kalmalarını garanti edebilir. Örneğin, türlerin bulunduğu yeri ve kanatlı üremecilerin evlilik uçuşunu başlattığı süreyi tanımlamak gerekir. Güney Amerika'da, çiftleşme uçuşlarının çoğunluğu ilkbaharda gerçekleşir (Tablo 1). Şu anda, esaret üreme olasılığı, laboratuvarda24. Ek olarak, verimli fazdaki yaprak kesen karınca kolonileri büyüktür ve kazılması zordur ve yuva mimarisi göz önüne alındığında, kraliçe6'yı bulmak ve toplamak zordur. Örneğin, Atta laevigata yuvaları 67 m2'ye kadar yuva alanı olabilir ve 7m derinlikte 57 odaya bölünmüş 563m2'den fazla iç yüzey alanını işgal edebilir.

Evlilik uçuşundan hemen sonra kraliçeleri toplamanın avantajı, kısa sürede ve yüzeye yakın bir zamanda daha fazla sayıda üreme formunu garanti etmektir. Bu ilk koleksiyondan, erkekler de dahil olmak üzere üreme formlarıyla deneyler geliştirmek mümkündür (Şekil 7). Teknik kısıtlama, üreme bireylerini belirsiz bir tarihte toplama ihtiyacıdır. Kraliçelerin hayatta kalması düşükse, ikinci bir genç koloni koleksiyonu gerekli hale gelir. Evlilik uçuşundan birkaç ay sonra genç kolonilerin toplanması, kraliçenin odasının yüzeyin derinliklerinde olmamasını sağlar. Bu aşamada, yiyecek kıtlığı aşamasına dayandıkları veklostral faz 58,59,60,61 sırasında mantara ve ilk işçilere bakabildikleri için sadece daha fazla zindeliğe sahip kraliçeler kalmıştır. Laboratuvar koşullarında, kraliçelerin hayatta kalma oranı, kraliçelerin% 90'ına aktarılan sağlıklı mantarlarla bile ilk aylarda% 14.5'e ulaşabilir (veriler yayınlanmamıştır). Atta sexdens'in benzer sağkalım verileri Mota-Filho62 tarafından kaydedildi. Bu, mantar gelişiminin eksikliğinden veya entomopatojenik mantarlarla doğal kontaminasyondan kaynaklanabilir63.

Kraliçeleri veya kolonileri erken aşamalarda toplamanın ana dezavantajlarından biri (Şekil 6 ve Şekil 7), larva beslenmesi için daha fazla kaynak olduğunda, yalnızca birkaç ay sonra ortaya çıkan büyük işçiler12 aracılığıyla daha kolay yapılabileceği için taksonomik tanımlamadaki zorluktur. Bu teknikteki bazı kritik adımlar, mantar bahçesinin büyümesini teşvik etmek, yuvaları temiz tutmak ve olası kaçışlardan kaçınmakla ilişkilidir. Bazı eylemler, işçiler tarafından mantara sürekli olarak dahil edilen taze bitkisel malzemenin sık sık eklenmesini içerir. Mantar, işçiler için glikoz ve nişasta kaynağı olarak ve larvalar için protein olarak kullanılır64. Eski ve atılan malzemelerin çıkarılması ve yuvaların temiz tutulması, olası zararlı mikroorganizmaların ortaya çıkmasını önler. Kaçışları önlemek için, tüp bağlantıları her zaman kontrol edilmeli ve açık arenalar durumunda, politetrafloroetilen tabakasını korumalıdır. Kolonileri yuva konfigürasyonlarında tutmanın avantajı, doğada bulunan gerçek yapıyı, yiyecek arama ve atık için özel odaları ve sosyal organizasyonu tamamlanmış bir koloniyi (yani kraliçe, işçiler ve yavrular) simüle etmek için tarif edilmiştir. Kraliçesiz kolonilerle yapılan araştırmalar63,65, işçilerin kraliçenin yokluğu nedeniyle farklı davranışlar sergilediğini göstermektedir. Davranışsal çalışmalar, kraliçenin üreme fonksiyonuna ek olarak koloni kohezyonu için önemli olduğu sonucuna varmıştır66.

Burada ele alınan protokollerin uygulanması, Acromyrmex cinsinden diğer mantar yetiştiren karıncalar gibi diğer bilimsel ilgi alanlarına uygulanabilir. Bu yaprak kesici karıncalar aynı zamanda Amerika'nın belirli bölgelerinde tarımsal zararlılar olarak kabul edilir ve son zamanlarda erken evre koloni gelişimi67 ve toksik yem etkileşimi68 odaklı araştırmalara daha fazla ilgi çekmiştir. Bu çalışma özellikle yaprak kesen karıncalara yönelik olmasına rağmen, bakım protokolü ve tarif edilen farklı yuva türleri diğer karınca gruplarına da uygulanabilir. Prosedürün her bölümü, kontrollü koşullarda korunurken dikkate alınması gereken temel karınca gereksinimlerini özetlemektedir, örneğin: en uygun diyeti tanımlamak; bir yiyecek arama odasında veya belirli bir alanda düzenli aralıklarla yiyecek sunmak; kraliçeyi ve olgunlaşmamış halde tutmak için sıva tabanlı yüksek nem seviyesinde bir oda sağlamak; yapay yuvaların yapılarına eklenen acil durum maddeleri yoluyla karınca kaçışını önlemek; karıncalar tarafından atılan malzemeleri yuvalardan çıkarın; ve gerektiğinde kolonileri başka bir yapay yuvaya aktarmak.

Son on yılda, üniversiteler ve araştırmacılar kendilerini daha kapsayıcı olmaya, toplumu laboratuvarların ve araştırmalarının bir parçası olmaya davet etmeye adamışlardır69. Eğitim amacını büyük bir kararlılıkla benimseyen karınca laboratuvarları, insanların merakını çekecek ve akademik dünyayı ortak bilgi ile buluşturacak araçlar haline gelmiştir. Bu çalışmada sunulan yuva türleri, eğitim ve sergiler gibi amaca bağlı olarak farklı etkinliklerde kullanılabilir. Örneğin, açık yuvalar (Şekil 5) üniversitedeki ziyaretçilere sergilenirken, kapalı yuvalar (Şekil 4) ulaşım kolaylığı nedeniyle bilim fuarı ve gezici sergiler için yararlıdır. Her durumda, genel halk karınca kolonilerini gözlemleyebilir, temel biyoloji ve eğlenceli gerçekler hakkında bilgi edinebilir ve sorgulamaya teşvik edilebilir. Daha etkileyici bir düzeyde, "Primeiros Passos na Ciência" (Bilimde İlk Adımlar)69 gibi genişletme projeleri aracılığıyla öğrenciler aslında araştırma ekiplerinin bir parçası olabilirler. Sonuç olarak, eğitim amaçlı karınca çalışmaları, bilimsel araştırmalara daha fazla ilgiyi teşvik ederken, araştırma ve deneyimleri geliştirdiği için öğrenci gelişimine fayda sağlar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların açıklayacağı bir çıkar çatışması yoktur.

Acknowledgments

Mario Autuori (anısına) ve Walter Hugo de Andrade Cunha'ya adanmıştır ve yaprak kesme karınca çalışmalarına büyük katkıda bulunmuştur. São Paulo Eyalet Üniversitesi ve Biyoloji Bilimleri Enstitüsü'nün desteğini kabul ediyoruz. Bu çalışma kısmen Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) - Finance Code 001, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) ve Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (Fundunesp) tarafından finanse edilmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Entomologic forceps N/A N/A N/A
Glass tank N/A N/A Tempered glass, custom made
Hose N/A N/A Transparent, PVC 1/2 Inch x 2,0 mm
Latex gloves Descarpack 550301 N/A
Nitrile gloves Descarpack 433301 N/A
Open arena N/A N/A Polypropylene crate
Plaster pouder N/A N/A Plaster pouder used in construction, must be absorbant
Plastic Containers for collection Prafesta Natural Cód.: 8231/Natural Cód.: 8262 Lidded, transparent , polypropylene
Plastic containers for nests Prafesta Discontinued Polystyrene, hermetic
Teflon Dupont N/A Polytetrafluoroethylene liquid (PTFE Dispertion 30)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wilson, E. O. The Insect Societies. , Harvard University Press. Cambridge, Massachusetts, USA. (1971).
  2. Ortiz, D. P., Elizalde, L., Pirk, G. I. Role of ants as dispersers of native and exotic seeds in an understudied dryland. Ecological Entomology. 46 (3), 626-636 (2021).
  3. Christianini, A. V., Oliveira, P. S. Birds and ants provide complementary seed dispersal in a neotropical savanna. Journal of Ecology. 98 (3), 573-582 (2010).
  4. Camargo, P. H. S. A., Martins, M. M., Feitosa, R. M., Christianini, A. V. Bird and ant synergy increases the seed dispersal effectiveness of an ornithochoric shrub. Oecologia. 181 (2), 507-518 (2016).
  5. Sanders, D., van Veen, F. J. F. Ecosystem engineering and predation: the multi-trophic impact of two ant species. Journal of Animal Ecology. 80 (3), 569-576 (2011).
  6. Swanson, A. C., et al. Welcome to the Atta world: A framework for understanding the effects of leaf-cutter ants on ecosystem functions. Functional Ecology. 33 (8), 1386-1399 (2019).
  7. Meyer, S. T., et al. Leaf-cutting ants as ecosystem engineers: topsoil and perturbations around Atta cephalotes nests reduce nutrient availability. Ecological Entomology. 38 (5), 497-504 (2013).
  8. Sosa, B., Brazeiro, A. Positive ecosystem engineering effects of the ant Atta vollenweideri on the shrub Grabowskia duplicata. Journal of Vegetation Science. 21 (3), 597-605 (2010).
  9. De Almeida, T., et al. Above- and below-ground effects of an ecosystem engineer ant in Mediterranean dry grasslands. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 287 (1935), 20201840 (2020).
  10. Folgarait, P. J. Ant biodiversity and its relationship to ecosystem functioning: a review. Biodiversity & Conservation. 7 (9), 1221-1244 (1998).
  11. Hölldobler, B., Wilson, E. O. The Ants. , Harvard University Press. (1990).
  12. Barrera, C. A., Sosa-Calvo, J., Schultz, T. R., Rabeling, C., Bacci, M. Phylogenomic reconstruction reveals new insights into the evolution and biogeography of Atta leaf-cutting ants (Hymenoptera: Formicidae). Systematic Entomology. 47 (1), 13-35 (2021).
  13. Hölldobler, B., Wilson, E. O. The Leafcutter Ants: Civilization By Instinct. , WW Norton & Company. (2011).
  14. Branstetter, M. G., et al. Dry habitats were crucibles of domestication in the evolution of agriculture in ants. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 284 (1852), 20170095 (2017).
  15. Solomon, S. E., et al. The molecular phylogenetics of Trachymyrmex Forel ants and their fungal cultivars provide insights into the origin and coevolutionary history of ‘higher-attine’ ant agriculture. Systematic Entomology. 44 (4), 939-956 (2019).
  16. Cristiano, M. P., Cardoso, D. C., Sandoval-Gómez, V. E., Simões-Gomes, F. C. Amoimyrmex Cristiano, Cardoso & Sandoval, gen. nov. (Hymenoptera: Formicidae): a new genus of leaf-cutting ants revealed by multilocus molecular phylogenetic and morphological analyses. Austral Entomology. 59 (4), 643-676 (2020).
  17. Schultz, T. R., Brady, S. G. Major evolutionary transitions in ant agriculture. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (14), 5435-5440 (2008).
  18. Mueller, U. G., et al. Phylogenetic patterns of ant–fungus associations indicate that farming strategies, not only a superior fungal cultivar, explain the ecological success of leafcutter ants. Molecular Ecology. 27 (10), 2414-2434 (2018).
  19. Mueller, U. G., et al. Biogeography of mutualistic fungi cultivated by leafcutter ants. Molecular Ecology. 26 (24), 6921-6937 (2017).
  20. Weber, N. A. The fungus-culturing behavior of ants. American Zoologist. 12 (3), 577-587 (1972).
  21. Wilson, E. O. Caste and division of labor in leaf-cutter ants (Hymenoptera: Formicidae: Atta). Behavioral Ecology and Sociobiology. 7 (2), 157-165 (1980).
  22. Della Lucia, T. M. C. Formigas cortadeiras: da bioecologia ao manejo. Viçosa Editora UFV. 421, University of Viçosa Press. Viçosa, Minas Gerais, Brazil. (2011).
  23. Autuori, M. Contribuição para o conhecimento da saúva (Atta spp). I. Evolução do sauveiro (Atta sex dens rubolpilosa Forel, 1908). Arquivos do Instituto Biologico Saul Paulo. 12, 197-228 (1941).
  24. Bueno, O. C., Hebling, M. J. A., Schneider, M. O., Pagnocca, F. C. Ocorrência de formas aladas de Atta sexdens rubropilosa Forel (Hymenoptera: Formicidae) em colônias de laboratório. Neotropical Entomology. 31 (3), 469-473 (2002).
  25. Mariconi, F. A. M. Biologo. As Saúvas. , Ceres Press. Piracicaba, São Paulo, Agronômica. (2021).
  26. Bento, J. M. S. Condições climáticas para o vôo nupcial e reconhecimento dos indivíduos em Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera: Formicidae). , Viçosa. Minas Gerais, Brazil. Master's dissertation (1993).
  27. Little, A. E. F., Murakami, T., Mueller, U. G., Currie, C. R. The infrabuccal pellet piles of fungus-growing ants. Naturwissenschaften. 90 (12), 558-562 (2003).
  28. Kerr, W. E. Acasalamento de rainhas com vários machos em duas espécies da tribo Attini. Revista Brasileira de Biologia. 21, 45-48 (1961).
  29. Kerr, W. E. Tendências evolutivas na reprodução dos himenópteros sociais. Arquivos do Museu Nacional. 52, (1962).
  30. Cremer, S., Armitage, S. A. O., Schmid-Hempel, P. Social immunity. Current Biology. 17 (16), 693-702 (2007).
  31. Hernández, J. V., Jaffé, K. Dano econômico causado por populações de formigas Atta laevigata (F. Smith) em plantações de Pinus caribaea (Mor.) e elementos para o manejo da praga. Anais da Sociedade Entomológica do Brasil. 24 (2), 287-298 (1995).
  32. Kempf, W. W. Catálogo abreviado das formigas da Região Neotropical Studia Entomologica. antbase.org. 15, 3 (1972).
  33. Della Lucia, T. M. C., Gandra, L. C., Guedes, R. N. C. Managing leaf-cutting ants: peculiarities, trends and challenges. Pest Management Science. 70 (1), 14-23 (2013).
  34. Boaretto, M. A. C., Forti, L. C. Perspectivas no controle de formigas-cortadeiras. Série Técnica IPEF. 11 (30), 31-46 (1997).
  35. Folgarait, P. J., Goffré, D. Conidiobolus lunulus, a newly discovered entomophthoralean species, pathogenic and specific to leaf-cutter ants. Journal of Invertebrate Pathology. 186, 107685 (2021).
  36. Cardoso, S. R. S., Rodrigues, A., Forti, L. C., Nagamoto, N. S. Pathogenicity of filamentous fungi towards Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera: Formicidae). International Journal of Tropical Insect Science. 42 (2), 1215-1223 (2022).
  37. Ichinose, K., Rinaldi, I., Forti, L. C. Winged leaf-cutting ants on nuptial flights used as transport by Attacobius spiders for dispersal. Ecological Entomology. 29 (5), 628-631 (2004).
  38. Pagnocca, F. C., Rodrigues, A., Nagamoto, N. S., Bacci, M. Yeasts and filamentous fungi carried by the gynes of leaf-cutting ants. Antonie Van Leeuwenhoek. 94 (4), 517-526 (2008).
  39. Attili-Angelis, D., et al. Novel Phialophora species from leaf-cutting ants (tribe Attini). Fungal Diversity. 65 (1), 65-75 (2014).
  40. Delabie, J. H. C., do Nascimento, I. C., Mariano, C. S. F. Estratégias de reprodução e dispersão em formigas attines, com exemplos do sul da Bahia. XIX Congresso Brasileiro de Entomologia. , 16-21 (2002).
  41. Fjerdingstad, E. J., Boomsma, J. J. Variation in size and sperm content of sexuals in the leafcutter ant Atta colombica. Insectes Sociaux. 44 (3), 209-218 (1997).
  42. Currie, C. R., Mueller, U. G., Malloch, D. The agricultural pathology of ant fungus gardens. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (14), 7998-8002 (1999).
  43. Moser, J. C., et al. Eye size and behaviour of day-and night-flying leafcutting ant alates. Journal of Zoology. 264 (1), 69-75 (2004).
  44. Moreira, S. M., Rodrigues, A., Forti, L. C., Nagamoto, N. S. Absence of the parasite Escovopsis in fungus garden pellets carried by gynes of Atta sexdens. Sociobiology. 62 (1), 34-38 (2015).
  45. Arcuri, S. L., et al. Yeasts found on an ephemeral reproductive caste of the leaf-cutting ant Atta sexdens rubropilosa. Antonie Van Leeuwenhoek. 106 (3), 475-487 (2014).
  46. Staab, M., Kleineidam, C. J. Initiation of swarming behavior and synchronization of mating flights in the leaf-cutting ant Atta vollenweideri FOREL, 1893 (Hymenoptera: Formicidae). Myrmecol. News. 19, 93-102 (2014).
  47. Gálvez, D., Chapuisat, M. Immune priming and pathogen resistance in ant queens. Ecology and Evolution. 4 (10), 1761-1767 (2014).
  48. Baer, B., Armitage, S. A. O., Boomsma, J. J. Sperm storage induces an immunity cost in ants. Nature. 441 (7095), 872-875 (2006).
  49. Carlos, A. A. Semioquímicos e comunicação sonora em formigas cortadeiras (Hymenoptera: Formicidae). , Rio Claro, São Paulo, Brazil. Doctoral's thesis (2013).
  50. do Mundo, M. Veja um FORMIGUEIRO por DENTRO. Boravê. , Available from: https://youtu.be/sN99x_Rjf90 (2021).
  51. Ortiz, G., Vieira, A. S., Bueno, O. C. Toxicological and morphological comparative studies of insecticides action in leaf-cutting ants. International Journal of Agriculture Innovations and Research. 6 (3), 516-522 (2017).
  52. Decio, P., Silva-Zacarin, E. C. M., Bueno, F. C., Bueno, O. C. Toxicological and histopathological effects of hydramethylnon on Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera: Formicidae) workers. Micron. 45, 22-31 (2013).
  53. Vieira, A. S., Morgan, E. D., Drijfhout, F. P., Camargo-Mathias, M. I. Chemical composition of metapleural gland secretions of fungus-growing and non-fungus-growing ants. Journal of Chemical Ecology. 38 (10), 1289-1297 (2012).
  54. Vieira, A. S., Ramalho, M. O., Martins, C., Martins, V. G., Bueno, O. C. Microbial communities in different tissues of Atta sexdens rubropilosa leaf-cutting ants. Current Microbiology. 74 (10), 1216-1225 (2017).
  55. Ramalho, M. deO., Martins, C., Morini, M. S. C., Bueno, O. C. What can the bacterial community of Atta sexdens (Linnaeus, 1758) tell us about the habitats in which this ant species evolves. Insects. 11 (6), 332 (2020).
  56. Machado, L. M., et al. Attractivity or repellence: relation between the endophytic fungi of Acalypha, Colocasia and the leaf-cutting ants—Atta sexdens. Advances in Entomology. 9 (2), 85-99 (2021).
  57. Moreira, A., Forti, L. C., Andrade, A. P., Boaretto, M. A., Lopes, J. Nest architecture of Atta laevigata (F. Smith, 1858) (Hymenoptera: Formicidae). Studies on Neotropical Fauna and Environment. 39 (2), 109-116 (2004).
  58. Della Lucia, T. M. C., Moreira, D. D. O., Oliveira, M. A., Araújo, M. S. Perda de peso de rainhas de Atta durante a fundação e o estabelecimento das colônias. Revista Brasileira de Biologia. 55 (4), 533-536 (1995).
  59. Fujihara, R. T., Camargo, R. daS., Forti, L. C. Lipid and energy contents in the bodies of queens of Atta sexdens rubropilosa Forel (Hymenoptera, Formicidae): pre-and post-nuptial flight. Revista Brasileira de Entomologia. 56 (1), 73-75 (2012).
  60. da Silva Camargo, R., Forti, L. C. Queen lipid content and nest growth in the leaf cutting ant (Atta sexdens rubropilosa) (Hymenoptera: Formicidae). Journal of Natural History. 47, 65-73 (2013).
  61. Camargo, R. S., Forti, L. C., Fujihara, R. T., Roces, F. Digging effort in leaf-cutting ant queens (Atta sexdens rubropilosa) and its effects on survival and colony growth during the claustral phase. Insectes Sociaux. 58 (1), 17-22 (2011).
  62. Mota Filho, T. M. M., Garcia, R. D. M., Camargo, R. S., Stefanelli, L. E. P., Forti, L. C. Observations about founding queens (Atta sexdens) and their unusual behavior. International Journal of Agriculture Innovations and Research. 9, 352-357 (2021).
  63. Barcoto, M. O., Pedrosa, F., Bueno, O. C., Rodrigues, A. Pathogenic nature of Syncephalastrum in Atta sexdens rubropilosa fungus gardens. Pest Management Science. 73 (5), 999-1009 (2017).
  64. Silva, A., Bacci, M., Pagnocca, F. C., Bueno, O. C., Hebling, M. J. A. Production of polysaccharidases in different carbon sources by Leucoagaricus gongylophorus Möller (Singer), the symbiotic fungus of the leaf-cutting ant Atta sexdens Linnaeus. Curr. Microbiology. 53 (1), 68-71 (2006).
  65. Majoe, M., Libbrecht, R., Foitzik, S., Nehring, V. Queen loss increases worker survival in leaf-cutting ants under paraquat-induced oxidative stress. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 376 (1823), 20190735 (2021).
  66. Della Lucia, T. M. C., Peternelli, E. F. O., Lacerda, F. G., Peternelli, L. A., Moreira, D. D. O. Colony behavior of Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera: Formicidae) in the absence of the queen under laboratory conditions. Behavioural Processes. 64 (1), 49-55 (2003).
  67. Sales, T. A., Toledo, A. M. O., Zimerer, A., Lopes, J. F. S. Foraging for the fungus: why do Acromyrmex subterraneus (Formicidae) queens need to forage during the nest foundation phase. Ecological Entomology. 46 (6), 1364-1372 (2021).
  68. Forti, L. C., et al. Do workers from subspecies Acromyrmex subterraneus prepare leaves and toxic baits in similar ways for their fungus garden. Neotropical Entomology. 49 (1), 12-23 (2020).
  69. Dorigo, A. S., et al. Projeto Primeiros Passos na Ciência: rompendo barreiras sociais e estreitando laços entre a comunidade acadêmica e o ensino médio público. Revista Brasileira de Extensão Universitária. 11 (1), 47-59 (2020).

Tags

Biyoloji Sayı 186
Yaprak Kesici Karıncaların (<em>Atta</em>) Laboratuvar Koşullarında Toplanması ve Uzun Süreli Bakımı
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Nogueira, B. R., de Oliveira, A. A., … More

Nogueira, B. R., de Oliveira, A. A., da Silva, J. P., Bueno, O. C. Collection and Long-Term Maintenance of Leaf-Cutting Ants (Atta) in Laboratory Conditions. J. Vis. Exp. (186), e64154, doi:10.3791/64154 (2022).

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