Waiting
Login processing...

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

Biology

Lahana Beyaz Kelebeğinin (Pieris rapae) Kontrollü Koşullarda Yetiştirilmesi: Ağır Metal Toleranslı Bir Vaka Çalışması

Published: August 18, 2023 doi: 10.3791/65383
Automatic Translation
1, 1,2
1Deptartment of Ecology, Evolution and Behavior, University of Minnesota, 2Biology, Sweet Briar College

Summary

Bu makale, lahana beyaz kelebeğinin kontrollü laboratuvar koşullarında, erken yaşam beslenmesinin ve toksine maruz kalmanın hassas manipülasyonlarına izin veren yapay bir diyetle yetiştirilmesi için ayrıntılı bir protokol sunmaktadır. Temsili sonuçlar, ağır metal toksisitesinin bu protokolle nasıl test edilebileceğini göstermektedir.

Abstract

Lahana beyaz kelebeği (Pieris rapae), uygulamalı haşere kontrol araştırması ve davranışsal ve beslenme ekolojisindeki temel araştırmalar için önemli bir sistemdir. Lahana beyazları, yapay bir diyetle kontrollü koşullarda kolayca yetiştirilebilir ve bu da onları kelebek dünyasının model bir organizması haline getirir. Bu yazıda, bu türün yetiştirilmesi için temel yöntemleri göstermek için ağır metal maruziyetinin manipülasyonu kullanılmıştır. Genel protokol, kelebeklerin tarlada nasıl yakalanabileceğini, sera kafeslerine yumurta bırakmaya nasıl teşvik edilebileceğini ve larva olarak yapay diyetlere nasıl aktarılabileceğini göstermektedir. Yöntemler, kelebeklerin çeşitli araştırma soruları için nasıl işaretlenebileceğini, ölçülebileceğini ve çalışılabileceğini göstermektedir. Temsili sonuçlar, bileşenlere göre değişen yapay diyetlerin, bir kontrol diyetine göre kelebek performansını değerlendirmek için nasıl kullanılabileceği hakkında bir fikir vermektedir. Daha spesifik olarak, kelebekler nikele karşı en toleranslı ve bakıra en az toleranslıydı, ortada bir yerde çinko toleransı vardı. Bazı hardal konakçı bitkilerde nikel hiper-birikimi ve böceklerde bakırın daha önce takdir edilenden daha toksik olabileceğine dair son kanıtlar da dahil olmak üzere bu sonuçlar için olası açıklamalar tartışılmaktadır. Son olarak, tartışma, gelecekteki araştırmaların bu çalışmada kullanılan yapay diyeti nasıl daha da optimize edebileceğini düşünmeden önce, protokoldeki varyasyonları ve bu yöntemlerin sorunlarını giderme talimatlarını gözden geçirmektedir. Genel olarak, yapay diyetlerde lahana beyazlarının yetiştirilmesi ve ölçülmesi hakkında ayrıntılı bir video genel bakışı sağlayarak, bu protokol bu sistemi çok çeşitli çalışmalarda kullanmak için bir kaynak sağlar.

Introduction

Küçük lahana beyaz kelebeği (Pieris rapae, bundan böyle "lahana beyazı" olarak anılacaktır), lahana, brokolive kanola 1,2,3 gibi hardal bitkilerinin kozmopolit bir haşere türüdür. Aynı zamanda, lahana beyazı biyoloji araştırmaları için güçlü bir sistemdir ve kontrollü laboratuvar deneylerinde kolayca yetiştirilebildikleri ve manipüle edilebildikleri için yaygın olarak kullanılan bir kelebek modelidir 4,5. Lahana beyaz kelebekleri üzerine yapılan araştırmalar, konakçı arama 6,7,8, nektar kaynak kullanımı9,10,11, eş seçimi ve cinsel seçilim 12,13,14, kanat kalıbı gelişimi ve evrimi15,16,17 ve yeni ve değişen yanıtlar açısından kritik bilgiler sağlamıştır ortamlar18,19. Bu içgörülerin çoğu, lahana beyazlarının yapay diyetlerle yetiştirilebileceği gerçeğine dayanmaktadır 4,20,21, kötü beslenme koşullarını yansıtmak için tam olarak manipüle edilebilir 22,23, ekolojik olarak ilgili kirletici seviyeleri 24,25,26,27 veya yeni konakçı bitkilere geçişler28,29. Bu çalışma, laboratuvarda yapay bir diyetle lahana beyaz kelebeklerinin yetiştirilmesi için temel yöntemleri ve larvaların ve yetişkinlerin temel performans ölçümlerini göstermek için ağır metallere maruz kalma üzerine bir deney kullanmaktadır. Bu yöntemlerin birçok yönü, yapay bir diyetle yetiştirilebilen diğer kelebekler30,31 ve güveler32,33,34 için geçerlidir.

Bu yazıda, lahana beyaz kelebek yetiştiriciliğinin genel yöntemlerini göstermek için metal toleransı üzerine bir deney kullanılmıştır. Ağır metaller, insan ürünlerinin bozulmasından, endüstriyel süreçlerden ve pestisitlerde, boyalarda ve diğer ürünlerde tarihsel kullanımdan kaynaklanan eski kontaminasyondan kaynaklanan yaygın bir antropojenik kirleticidir 35,36,37,38. Kurşun, bakır, çinko ve nikel de dahil olmak üzere birçok ağır metal, topraktan ve sudan bitki dokusuna 39,40,41,42 hareket edebilir ve tozdaki metaller bitki yaprakları üzerinde43,44,45 oranında birikebilir ve bu da fitofajöz böcek larvalarına birden fazla maruz kalma yoluna neden olur. Yaşamın erken dönemlerinde ağır metale maruz kalmanın hayvan gelişimi üzerinde, özellikle sinir dokusu üzerinde olumsuz etkileri olabilir ve yüksek seviyeler ölümcül olabilir 35,36,46,47,48. Bir dizi çalışma, metal maruziyetinin hem zararlılar hem de faydalı böcekler dahil olmak üzere gelişmekte olan böcekler üzerindeki olumsuz etkilerini göstermiştir 49,50,51. Çok sayıda ağır metal kirletici madde ve bunların sıklıkla insan ortamlarında birlikte meydana gelmeleri52, araştırmacıların gelişmekte olan böcekleri çevresel etkilerini anlamak ve hafifletmek için farklı metallerin farklı seviyelerine ve kombinasyonlarına maruz bırakabilecekleri hassas laboratuvar yöntemlerine ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir.

Bu çalışma, ortak metallerin lahana beyazının hayatta kalması ve gelişimi üzerindeki etkilerini, insan ortamlarında üç yaygın kirletici olan bakır (Cu), çinko (Zn) ve nikel (Ni) üzerine odaklanarak karşılaştırmaktadır. Örneğin, kırsal Minnesota yol kenarlarından gelen çatallar 71 ppm Zn, 28 ppm Cu ve 5 ppm Ni53 içerir. Bu deney, lahana beyaz kelebeklerinin yapay diyetlerindeki bu metallerin seviyelerini, çevrede görülen seviyelere karşılık gelen ve aşan seviyelerde manipüle eder. Bu metallerin nispi toksisitesini karşılaştırmak için yapay bir diyet kullanılır ve lahana beyazlarının, fizyolojilerinin ayrılmaz bir parçası olmayan metal kirleticilere (nikel), enzimlerde ve dokularda (bakır ve çinko; Şekil 1). Bu metin boyunca, bu önemli kelebek modeli sisteminin yetiştirme ve araştırma yöntemlerini göstermek için metodolojik ayrıntılar ve beraberindeki video görselleştirmeleri sağlar.

Protocol

Bu araştırma USDA APHIS izni P526P-13-02979 kapsamında gerçekleştirilmiştir.

1. Deneysel kelebeklerin toplanması

  1. Bir hava böcek ağı ile yetişkin dişi kelebekleri yakalayın. Lahana beyazları genellikle nektar bitkileri ve konakçı bitkilerin (Brassicaceae familyasında) bulunduğu açık, rahatsız edici habitatlarda bulunur.
    1. Güneş dışarıda olduğunda ve sıcaklık sıcakken arama yapın. Dişileri hedeflemek için, yavaşça çırpınan, yere yakın olan ve yaprakları foretarsileriyle "davul" (tatmak) için bitkilere inen bireyleri arayın.
  2. Yumurta toplamak için dişileri kafeslere yerleştirin.
    NOT: Tarlada toplanan dişiler, ortalama olarak, bir veya iki erkekle çiftleşmiştir12 ve yakalandıktan kısa bir süre sonra verimli yumurtalar bırakmaya başlamalıdır. Vahşi yakalanan dişiler yumurtlamak ve çiftleşmek için doğal ışığa ihtiyaç duyarlar, bu nedenle kafesi bir seraya veya pencere kenarına yerleştirin.
  3. Yumurta toplamak için ev sahibi bir bitkiye sahip ev dişileri.
    NOT: Dişiler, yeşil lahana, turp, lahana, collards ve Arabidopsis dahil olmak üzere çeşitli konakçı bitkileri kabul edecek, ancak bitkilerin herhangi bir pestisitle muamele edilmediğinden emin olacaklardır.
    1. Çiçek suyu tüplerindeki lahana sapları gibi yaprak basıncını korumak için konakçı bitkileri saksılarda veya suyla dolu kaplarda sunun.
    2. Araştırmacı yumurta toplamak ve bunları doğrudan diyete aktarmak istiyorsa, önce plastik bir bardak suyun üstüne bir konakçı bitki yaprağı takmak için bir lastik bant kullanın ve daha sonra yaprağa dokunan kenar dişilerinin etrafına bir parça parafilm gerin (bkz.5).
  4. Kafesin ayrıca, örneğin saksı bitkisinin günlük sulanması veya özellikle kuru koşullarda bir havlunun ıslatılması yoluyla bağıl nemi yüksek tutacak bir şey içerdiğinden emin olun. Saksı bitkileri kafeste sulanırsa, kelebekler havuz suyuna sıkışabileceğinden, tencerenin altında bir havlu olduğundan emin olun.
  5. Kelebekleri, özellikle deneyimli bireylerle barındırılmışsa, kelebeklerin hızlı bir şekilde kullanmayı öğrendiği sarı bir sünger üzerinde sunulan% 10 seyreltilmiş bir bal suyu çözeltisi ile besleyin.
    1. Kelebekleri süngerlerden beslenmeye teşvik etmek için, özellikle bir su şişesiyle hafifçe püskürtüldükten sonra, genellikle hortumlarını çıkarmalarına neden olan doğrudan besleyiciye yerleştirin.
    2. Besleyiciyi kurmak için, önce sarı veya turuncu süngerleri iyice durulayın ve ardından bunları 60 mm plastik Petri kaplarına sığan küçük kareler halinde kesin. Besleyicileri günlük olarak değiştirin ve süngerleri hafif bir ağartıcı çözeltisinde temizleyin, ardından küf oluşumunu önlemek için iyice durulayın.

2. Yapay diyetler yapmak

  1. İlk olarak, bir denemenin ilgili tarifini belirlemek için Tablo 1'deki tarifi veya diğer ilgili kaynakları kullanın. Odak türlere veya deneylere özgü gerekli değişiklikleri yapın. Malzemeleri tartarken izlenecek bir tarif yazdırın.
  2. Agar hariç tüm kuru malzemeleri tek bir kapta tartın. Bileşenlerin kendi depolama yerlerine geri konulduğundan emin olun, birkaç bileşenin 4 ° C'de depolandığını unutmayın Önceden tartılmış, kuru bileşen karışımını 5 mL keten tohumu yağı içeren bir karıştırıcıya yerleştirin.
  3. Her diyet grubu için aşağıda ayrıntılı olarak açıklanan adımları izleyin.
    1. 15 g ince örgülü agarı, en az 1 L büyüklüğünde bir beherde 400 mL damıtılmış su ile karıştırın. Agar kaynamaya yakın olana kadar mikrodalgada, karışım boyunca ince kabarcıklar var, kaynamayı önlemek için karışımı her 30-60 saniyede bir karıştırın.
    2. Bu sıcak agar karışımına, vitamin karışımı ısıya duyarlı olduğundan, kuru bileşenlerle karıştırılması için uygun bir sıcaklığa getirmek için 400 mL musluk sıcaklığında damıtılmış su ekleyin.
    3. Agar karışımını karıştırıcıya ekleyin ve gerekirse karıştırıcının kenarlarını kazıyarak iyice karıştırın.
  4. Agar ısınırken, kenarları dokunacak şekilde tezgahın üzerine en az yetmiş dört onsluk diyet bardağı yerleştirin. Diyeti iyice karıştırdıktan sonra, karışımı karıştırıcıdan diyet bardaklarına dökün ve diyetin her bardağın tabanını kapladığından emin olun.
  5. Diyet soğuduktan sonra, kapakları bardakların üzerine yerleştirin, diyet bardaklarını diyet tipi ile etiketleyin, tepsilere istifleyin ve kullanıma kadar 4 ° C'de 1 aya kadar saklayın.

3. Yapay diyetlerde transfer ve yetiştirme

  1. Ev sahibi bitki, 24 ° C'lik bir iklim odasında bir ağ örtüsü ile 30 oz şarküteri bardaklarında kelebek yumurtası ile bırakır. 1 hafta sonra, bardakları kontrol edin - larvaların yumurtadan çıkmasını sağlayın ve birinci veya ikinci instar aşamasının sonlarında, yapay diyete transfer için iyi bir zaman.
  2. Larvaları bir boya fırçası ile yapay diyete aktarın, ağartıcı spreyi ile dezenfekte edin ve larva kapları arasında bir suyla durulayın. Her 4 oz bardağa üç larva aktarın. Yapay diyet enerji yoğundur ve larvaların yüksek yoğunluklarını destekleyebilirken, larvaları bardaklara paketlemekten kaçının, çünkü hastalıklar ve küf yüksek larva yoğunluğuna sahip bardaklara yayılabilir.
  3. Bardakları yanlarındaki plastik bir kutuya yerleştirin, böylece frass bardakların dibine ve diyetten uzağa düşerek küf ve hastalık riskini azaltır.
    1. Diyet bardaklarını düşük ila orta ışık seviyelerinde kontrollü sıcaklık koşullarında saklayın. Bardakları, şeffaf bardak kapaklarına göz atarak her 1-2 günde bir küf ve hastalık açısından izleyin.
    2. Küf veya hastalığı olan bardaklar, diğer bardaklara yayılmasını önlemek için karantinaya alınabilir veya dondurulabilir.

4. Yetişkinlerin ortaya çıkışı ve kullanımı

  1. Larvaların yavrulaşmasına ve diyet bardaklarında ortaya çıkmasına izin verin. Yetişkinler ortaya çıktığında, işaretlemek için çıkarmadan önce kanatlarının sertleşmesi için birkaç saat verin. Yetişkin kelebekleri kanatlarını nazikçe kavrayarak temiz ellerle bardaklardan çıkarın, dört kanadı da vücutlarına daha yakın tutmanın daha kararlı bir tutuş olduğunu unutmayın.
  2. Kelebekleri işaretlemek için, kuru bireyleri baş ve göğüs kafesinden tutun ve arka kanatlarındaki bir sayıyı hafifçe işaretlemek için ince uçlu bir keskinlik kullanın.
    1. Kanat işaretleri ve genital organların bir kombinasyonunu kullanan seks bireyleri; Dişiler genellikle sırt ön kanatlarında iki siyah noktaya ve daha koyu, daha sarımsı arka kanatlara sahipken, erkeklerde genellikle daha parlak beyaz bir arka plan üzerinde sırt ön kanadında daha küçük bir siyah nokta vardır54.
    2. Bu renklenmenin bireysel ve mevsimsel farklılıklar gösterdiği göz önüne alındığında, karın özelliklerini kullanarak cinsiyeti doğrulayın - erkeklerin karınlarının distal ucunda iki toka ve genel olarak daha dar bir karın bölgesi varken, dişiler tek bir genital açıklığa sahiptir.
  3. Zarfı bir elinizle açarak, kelebeği başından ve göğüs kafesinden tutarak, zarfın içine kaydırarak ve diğer elinizle zarfın içinden kanatları tutarak yetişkinleri balmumu camsı zarflara aktarın.
    1. Dört kanadın da zarf içinde normal şekilde kapatıldığından emin olun.
    2. Kelebekleri deneyden önce 1 haftaya kadar soğuk koşullarda (5-6 ° C) saklayın, ancak buzdolabından çıkarıldığında alışmaları için en az 1 gün bekleyin.

5. Performans ölçümleri

  1. Ölü bireylerdeki kanat özelliklerini ölçmek için, toraksı bir elinizde tutarak ve tabanındaki her bir kanadı çıkarmak için forseps kullanarak kelebeğin kanatlarını çıkarın. Kanatları düz bir ışık kutusuna yerleştirin ve daha sonraki ölçümler için fotoğraf çekin.
  2. Doğurganlık tahminlerini almak için, yetişkinleri çiftleşme kafeslerinde barındırın, erkeklerin üreme olgunlaşması için en az 1 gün ve çiftleşme için 1 gün izin verin. Diseksiyon yoluyla yumurta sayımı için belirlenen zaman noktalarında dişileri kurban edin veya konakçı bitkilerde her gün yumurta toplayın.
  3. Yumurta yüklerini tahmin etmek için, dişinin karnını çıkarın, 1x PBS tamponuna yerleştirin ve ventral taraf boyunca bir yarık kesin.
    1. İç kısımları kütikülden ayırmak için forseps kullanın, ardından yumurtalıkları bağırsaktan, trachae'den ve karnın diğer içeriğinden uzağa çekin.
    2. İki yumurtalığın her birindeki dört kıvrılmış yumurtalıkları açın, olgun, yumurta sarısı ve kabuklu yumurtaların olgunlaşmamış foliküllere geçtiği yerleri not edin. Genellikle 0-200 yumurta arasında değişen toplam olgun yumurtaların hesaplanmasına yardımcı olmak için bir sayaç kullanın.
  4. Disseke edilmiş bir dişinin çiftleşme durumunu belirlemek için, bursa kopulatriksini açın ve içindeki spermatoforları ayırın. Spermatoforlar sindirildikçe, genellikle bir "kuyruk" geliştirirler ve birbirlerinin içine yuvalanırlar.

6. Örnek olay incelemesi

NOT: Yetişkin dişi lahana beyaz kelebekleri, deneysel popülasyonları bulmak için 2014 yılında vahşi doğadan toplanmıştır. Yetişkin dişiler Davis, Kaliforniya yakınlarında doğmuştur (N = 8 kurucu kadın).

  1. Kelebekleri barındırmak
    1. Dişileri bir serada doğal ışık altında "BugDorm" örgü kafeslerinde (61 cm x 61 cm x 61 cm) barındırın. Yumurtlama için konakçı bitki lahanasının (Brassica oleracea) organik bir yaprağını sağlayın.
    2. Kafeslerdeki nemi korumak için, günlük olarak sulanan, her kafesin içindeki bir havlunun üzerine yerleştirilen küçük bir saksı bitkisi (Cosmos) ekleyin.
    3. Yeni yumurtalı yaprakları kapakta delikli 473 mL plastik kaplara aktararak günlük olarak yumurta toplayın ve bir iklim odasına yerleştirin.
    4. Kelelongara, günlük olarak değiştirilen küçük bir Petri kabındaki sarı bir süngerden erişilebilen% 10'luk bir bal suyu çözeltisine (organik balın damıtılmış suyla seyreltilmesiyle yapılan) ad libitum erişimi sağlayın.
  2. Yapay diyetlerin hazırlanması
    1. Daha önce geliştirilen Lepidoptera diyetlerinin modifikasyonlarını kullanarak lahana beyaz larvaları için yapay diyetler hazırlayın4. Bir diyet grubu 50 g buğday tohumu, 27 g kazein, 10 g selüloz, 24 g sakaroz, 15 g lahana unu, 9 g Wesson tuz karışımı, 12 g Torula mayası, 3.6 g kolesterol, 10.5 g Vanderzant vitamin karışımı, 1.1 g metil paraben, 1.5 g sorbik asit içeriyordu. 3 g askorbik asit ve 0.175 g streptomisin (bakınız Malzeme Tablosu).
    2. Birden fazla diyet partisi için kuru içerikleri önceden tartın (Tablo 1) ve metal çözeltilerle karıştırmak üzere ayrı partilere bölünmeden önce diyet türleri arasında homojenliği artırmak için iyice karıştırın.
    3. Kuru bileşenleri, keten tohumu yağı ve ilgili metal karışımı içeren bir karıştırıcıya yerleştirin.
      NOT: Keten tohumu yağı, geçmiş bir böcek diyeti sağlayıcısı tarafından satıldığı için bu deneyde kullanılmıştır. Şimdi, organik keten tohumu yağı sadece aynı bitkiden yapılan kullanılır, ancak ticari keten tohumu yağı sağlayıcıları olarak herhangi bir katkı maddesi içerme olasılığı daha düşüktür.
    4. Hazırlanan diyeti 118 mL (4 oz) plastik şarküteri bardaklarına dökün. Yapay diyetlere fokal metaller eklemek için çözünür metal tuzları kullanın. Bitkilerin metal içeriğinin (örneğin, nikel birikimi 55,56,57 veya bitkilerin yol kenarında kirlenmesi 58,59,60) ve diğer Lepidoptera'daki metallerin toleransının önceki gözlemlerine dayanan metal konsantrasyonlarınıhedefleyin 49,50,51.
    5. Yapay diyetlere eklemek için karşılık gelen miktarları almadan önce metal tuzlarını 500-1.000 mL damıtılmış suda çözün. Örneğin, 100 ppm nikel diyetini yapmak için, 100 mg / g Ni kuru ağırlık (yaklaşık 53 mg / g ıslak ağırlık) nihai diyet konsantrasyonu vermek üzere karıştırmadan önce yapay diyete 317.6 mL 1 M NiCl2 çözeltisi ekleyin. Bu miktar, endüktif olarak eşleşmiş plazma atomik emisyon spektroskopisine dayanan ortalama 109.6 ppm (Tablo 2) ölçülen konsantrasyona karşılık gelir.
      NOT: Metal seviyeleri, Minnesota Üniversitesi Araştırma Analitik Laboratuvarları tarafından altı örnekle tahmin edilmiştir.
  3. Bakım
    1. Konakçı bitkilerde hasat edilen yumurtaları iklim odalarında 14:10 fotoperiyotlarında 23 °C'de 7 gün bekletin. Bundan sonra, erken ikinci instar larvalarını yapay diyete aktarın.
    2. Transfer sırasında, larva partilerini diyet türüyle karıştırmaktan kaçınmak için larvaları belirli bir bitkiden dört diyet türüne eşit olarak bölün. Larvaları (N = toplam 346) 118 mL diyet kabı başına iki birey olarak aktarın, böylece aşırı kalabalıktan kaynaklanan hastalık insidansını azaltın ve yetişkinlerin sonunda kapanması için yeterli alana izin verin.
    3. Yetiştirme kaplarının kapaklarında delme delikleri (kapak başına üç). Bardakları yetiştirme için ayakkabı kutusu büyüklüğünde plastik kutulara yerleştirin, yetiştirme odasındaki konumun sistematik etkilerinden kaçınmak için farklı diyetler serpiştirilmiştir.
    4. Larva bardaklarını iklim odalarında, 14:10 fotoperiyotlarında 23 ° C'de saklayın (nemi %50-60 civarında tutmak için odanın dibinde su kutuları bulunur, bir ev nem sensörü ile izlenir). Bardakların küflenmesi durumunda (bu vaka çalışmasında yaklaşık sekiz toplam bardak), bardakları odadan çıkarın ve bu bireyleri deneyden çıkarın.
    5. Larvaların yetiştirme kaplarında yavrulaşmasına ve ortaya çıkmasına izin verin (N = toplam 162).
      NOT: Bu çalışmadaki yetiştirme koşulları için, yumurta toplamadan yetişkin ortaya çıkışına kadar geçen gelişim süresi ortalama 25-30 gün civarındadır (20-40 gün arasında değişmektedir, örneğin, 25,28).
    6. Pupalar yetişkinlerin ortaya çıkmasına yaklaştıkça, yeni kapatılmış bireyler için bardakları günlük olarak kontrol edin ve kurutulmuş kanatlı yetişkinleri çıkarın. İnce uçlu siyah bir sharpie kullanarak yetişkinleri arka kanatlarında karşılık gelen bireysel numaralarıyla (larva transferinde atanan) etiketleyin. Her bireyin cinsiyetini belirleyin ve sayıları ve ortaya çıkış tarihleri ile birlikte camsı bir zarf üzerinde işaretleyin. Yetişkin kelebekleri cam zarflara koyun ve sonraki işleme kadar -20 ° C'de saklayın.
      NOT: Gelişmekte olan yetişkinlerin küçük bir kısmı uçuş ve yetişkin sağkalımına müdahale edecek kanat deformiteleri göstermektedir (%5-%8); Bu bireyler bu deneyler için hayatta kalma analizlerinden hariç tutulur.
  4. Ölçüm ve veri analizi
    1. Hayatta kalmayı, ikinci instardan (tırtıllar diyete yerleştirildiğinde) yetişkin ortaya çıkışına kadar hayatta kalma olarak ölçün.
      NOT: Bu çalışma, farklı diyetlerde performans ölçümleri olarak hayatta kalma ve gelişim süresine odaklanmıştır.
    2. Gelişim süresini, diyetlere transfer ile iklim odasında yetişkinlerin ortaya çıkması arasındaki gün sayısı olarak ölçün.
    3. Veri analizi için, metal ve konsantrasyon arasındaki etkileşimleri içeren iki model kümesi çalıştırın.
      NOT: Her iki etkileşim de anlamlı olduğundan (F 2,194 = 4.56, p = 0.01 geliştirme süresi için ve X2 = 12.1, p = 0.002 sağkalım için), çalışma her metalin ayrı analizi ile devam etti.
    4. Sağkalımı analiz etmek için, metal dozunun (dört kategori olarak kabul edilir) kanatları tamamen bozulmadan yetişkinliğe kadar hayatta kalma üzerindeki etkilerini test etmek için her metal için ki-kare testleri yapın.
    5. Dozun önemli bir etkisi tespit edildiğinde, her seviyeyi kontrol diyetiyle karşılaştırmak için bir takip ki-kare uygulayın. Gelişim süresini analiz etmek için (transfer zamanından yetişkin olarak ortaya çıkana kadar), cinsiyetin gelişim süresi üzerindeki etkilerini test edin.
      NOT: Bu deneydeki herhangi bir metal için cinsiyetin gelişim süresi üzerinde bir etkisi olmadığı için (p > 0.10), modelde dikkate alınmamıştır.
    6. Dört konsantrasyonun geliştirme süresi üzerindeki etkisini test etmek için her metal için ayrı bir ANOVA çalıştırın. Ek olarak, bir performans etkisinin görüldüğü minimum konsantrasyonu belirlemek için kontrole göre her konsantrasyon için t-testleri yapın.
      NOT: Bu çalışmada tüm analizlerde JMP v16 kullanılmıştır. Tüm ham veriler Mendeley61'de mevcuttur.

Representative Results

Genel bakış
Yapay diyet, bazı diyet bileşenlerinin kelebek performansı üzerindeki etkilerini test etmek için standart koşullarda lahana beyaz kelebeklerini yetiştirmek için kullanılabilir. Bu çalışmada, kirli alanlarda yetişen konakçı bitkilerde bulunan farklı metallerin toksisitesini incelemek için yapay diyetler kullanılmıştır (Şekil 1). Larvalar, üç farklı metalin artan konsantrasyonlarını içeren diyetlerde yetiştirildi (Şekil 2; protokolün 6. bölümünde sunulan spesifik metodolojik detaylar). Kelebeğin hayatta kalması ve gelişimi, bakır ve çinkodan daha fazla etkilenmiş ve nikelden en az etkilenmiştir (Şekil 3 ve Şekil 4), yapay diyetlerde yetiştirilen kelebekler ve güvelerle yapılan diğer çalışmalarla karşılaştırılabilir bir duyarlılığa sahiptir (Şekil 5).

Beka
Kelebek larvaları, her metal tipinin konsantrasyonda üç seviyede değiştiği bakır, nikel, çinko veya kontrol içeren yapay diyetlere aktarıldı (Tablo 3). Artan bir toksin dozunda larvaların temsili bir görüntüsü Şekil 2'de gösterilmiştir. Metal konsantrasyonunun nikel için hayatta kalma üzerinde bir etkisi yoktu, ancak hem bakır hem de çinko için anlamlı bir etki vardı (Tablo 3 ve Şekil 3). Post-hoc ki-kare karşılaştırmaları, çinkonun sadece en yüksek çinko seviyesinde kontrol diyetine göre sağkalımda bir düşüş gösterdiğini göstermiştir (1.000 ppm, post-hoc karşılaştırma X12 = 8.41, p = 0.004; Şekil 1). Bakır ayrıca sağkalımda sadece kullanılan en yüksek seviyelerde (500 ppm, X12 = 7.00, p = 0.008) önemli bir düşüş gösterdi, ancak en düşük iki seviyede (50 ppm ve 100 ppm; Şekil 3).

Geliştirme süresi
Bakır ve çinko konsantrasyonunun gelişme süresi üzerinde anlamlı bir etkisi vardı (Tablo 4 ve Şekil 4). Bakır konsantrasyonu arttıkça, 50 ppm'den başlayan kontrolden önemli bir sapma ile gelişme süresinde bir artış olmuştur (p = 0.027; Şekil 3). Çinko konsantrasyonu arttıkça, 100 ppm'den başlayan kontrolden önemli bir sapma ile gelişme süresinde bir artış oldu (p = 0.03; Şekil 4). Nikelin daha uzun gelişim sürelerine yol açması için artan bir eğilim vardı (p = 0.08; Tablo 4) ve her diyetin kontrol ile karşılaştırılması 100 ppm'den başlayarak anlamlı etkiler göstermiştir (p = 0.022; Şekil 4).

Figure 1
Şekil 1: Kelebek dokusunda ve konakçı bitkilerde gözlenen fokal metal seviyeleri. (62'den gelen veriler.) Bakır, nikel ve çinko seviyeleri, Pieris kelebek dokusu (laboratuarda bok choy üzerinde yetiştirilir) ve vahşi toplanan hardallar (Bertorea sp.) için gösterilmiştir. Otomobiller, yüksek trafikli yollar boyunca bitki yapraklarında görülen seviyeleri gösterir53. Bu çalışmada kullanılan yapay diyetlerdeki metal düzeyleri Tablo 1'de bildirilmiştir; noktalar ortalamaları, hata çubukları ise standart hatayı temsil eder. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Aynı gün bir toksin konsantrasyonunun arttırıldığı yapay diyetlere aktarılan lahana beyaz larvalarının görüntüsü. Bu görüntü, bir doz-yanıt çalışmasından larvaları göstermektedir (toksik bitki Aristolochia için kurutulmuş bitki materyali kullanılarak 28'de sunulmuştur). Fotoğraf: ESR. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Artan konsantrasyonlardaki metal diyetlerde hayatta kalmadaki varyasyon. Yıldız işaretleri, kontrol diyetine göre sağkalımda önemli sapma olduğunu gösterir. Diyetlerdeki kesin metal konsantrasyonları Tablo 2'de listelenmiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: Metal konsantrasyonunun gelişim süresi üzerindeki etkileri. Yıldız işaretleri, kontrole göre önemli bir farkın olduğu en düşük metal konsantrasyonunu gösterir (bir t-testi kullanarak). Diyetlerdeki kesin metal konsantrasyonları Tablo 2'de listelenmiştir. Noktalar araçları temsil eder ve hata çubukları standart hatayı temsil eder. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 5
Şekil 5: Diğer Lepidoptera'lardaki metal toleransının özeti. Mevcut11 çalışmadan 49,50,51,56,63,64,65,66,67,68 elde edilen kompozit sağkalım verileri gösterilmiştir. Yanıt değişkeni, sağkalım üzerindeki olumsuz etkilerin ilk görüldüğü metal konsantrasyonunun seviyesidir (ppm cinsinden). Kelebekler, nikel için tolerans değerlerinin bu çalışmada ölçülenlerden daha yüksek olduğunu belirterek bu çalışmanın sonuçlarını göstermektedir. Noktalar araçları temsil eder ve hata çubukları standart hatayı temsil eder. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Malzeme Farklı tartım g Ml
Buğday Tohumu kuru malzemeler 50
Selüloz kuru malzemeler 10
Lahana unu kuru malzemeler 15
Kazein kuru malzemeler 27
Sakaroz kuru malzemeler 24
Wesson Tuz Karışımı kuru malzemeler 9
Torula Mayası kuru malzemeler 12
Kolesterol kuru malzemeler 3.6
Vitamin Karışımı kuru malzemeler 10.5
Metil Paraben kuru malzemeler 0.75
Sorbik Asit kuru malzemeler 1.5
Askorbik Asit kuru malzemeler 3
Streptomisin kuru malzemeler 0.175
Keten tohumu yağı Islak malzemeler 5
Ağar Arjantin 15

Tablo 1: Yapay diyet tarifi. Gösterilenler, bir lahana beyaz kelebek diyeti grubundaki bileşenlerin ağırlıklarıdır (ve hacimleridir). Kuru bileşenler (ve keten tohumu yağı) agar karışımından ayrı olarak hazırlanır (400 mL kaynar suda çözülür, daha sonra 400 mL oda sıcaklığında su ile daha soğuk bir sıcaklığa getirilir).

Diyet türü Bakır (ppm) Nikel (ppm) Çinko (ppm)
Bakır-"100 ppm" 96.1 1.75 69.9
Nikel-"100 ppm" 7.29 109.6 68.9
Çinko-"100 ppm" 7.96 1.06 186.2
Çinko-"500 ppm" 6.51 1.16 708
Kontrol 5.89 0.59 59.3

Tablo 2: Diyetlerde metallerin ölçümleri. Çalışmada kullanılan yapay diyetlerin bir alt kümesindeki ortalama bakır, nikel ve çinko seviyeleri gösterilmiştir. Diyet adı ("analizde "tür") solda gösterilir ve tırnak içindeki değerler hesaplanan seviyedir. Hedef konsantrasyon tırnak işaretleri içinde gösterilir. Çalışmada kullanılan diyetlerin bir alt kümesi, hesaplanan değerlerin gerçekleşen değerlerle hedefte olmasını sağlamak için analiz edilmiştir; Diyet bileşenlerinin bileşiminde genellikle küçük bir değişiklik derecesi olduğu ve bildirilen her satırın sadece bir kopyayı temsil ettiği belirtilmelidir.

Banatal Pearson X32 P
Bakır (N = 118) 17.82 0.0005
Nikel (N = 152) 3.45 0.33
Çinko (N = 152) 12.52 0.006

Tablo 3: Metal konsantrasyonunun sağkalım üzerine etkileri. Her metal için bir ki-kare testinin sonuçları, bir kontrol diyetine göre üç metal konsantrasyonunu zıtlaştırarak gösterilmiştir.

Metal F P
Bakır (N = 61) F3,57 = 9,84 <0.0001
Nikel (N = 75) F3,71 = 2,35 0.079
Çinko (N = 64) F3,60= 3,79 0.015

Tablo 4: Metal konsantrasyonunun gelişme süresi üzerindeki etkileri. Gösterilenler, her metal için ayrı ayrı ANOVA'ların sonuçlarıdır.

Veri Kullanılabilirliği:

Tüm veriler Mendeley61'de mevcuttur.

Discussion

Bu araştırmada, lahana beyaz kelebekleri (Pieris rapae), ağır metal toksisitesindeki farklılıkları incelemek için yapay bir diyetle yetiştirildi. Bunu yaparken, bu çalışma, manipüle edilmesi kolay kelebek sisteminin yetiştirilmesi ve laboratuvar çalışmaları için genel yöntemler sunmaktadır. Bu tartışma ilk önce burada gözden geçirilen yöntemler hakkında daha genel soruları ele almakta, daha sonra yapay diyetin bileşenleri üzerindeki yansımalarla sonuçlanmadan önce bilimsel bulgularımızı gözden geçirmektedir.

Burada gözden geçirilen protokol, lahana beyaz kelebekleri için genel bir yetiştirme yönteminin adımlarını verir, ancak bu protokolde ince ayar yapılabilecek birçok nokta vardır. Örneğin, burada sunulan vaka çalışması beslenme için süngerler kullanırken, diğer araştırmacılar diş fitilleri ve ballı su ile doldurulmuş ipek çiçeklerle şanslıydılar5. Bu çalışma bal suyunu yiyecek olarak kullanırken, diğer araştırmacılar şeker çözeltilerini ve hatta Gatorade'yi kullandılar. Pupaların tartılması veya ortaya çıkması için başka koşullara taşınması gerekiyorsa (örneğin, diapause neden olmak ve 1 ay boyunca soğuk hava deposuna ihtiyaç duymak), araştırmacı ipek ataşmanlarını nemlendirmek için suyla püskürterek bardaklardan kolayca çıkarabilir ve tüy forsepsleri ile tutabilir, daha sonra çift taraflı bant kullanarak tekrar asabilir. Araştırmacılar, yetişkin kelebeklerin yetişkin davranışları için kafeslere ne zaman taşındığı konusunda daha fazla esnekliğe ihtiyaç duyarlarsa, buzdolabında birkaç hafta tutulabilirler, ancak beslenmeleri gerekir. Birkaç günde bir, kelebekler seyreltilmiş bir bal suyu çözeltisi ile beslenmek üzere çıkarılmalıdır. İç mekan aydınlatması altında, bu, hortumlarını yiyeceğe açmak için bir pim kullanılarak yapılabilir. Yetişkin performans tarafında, lahana beyaz kelebekleri üzerinde çok çeşitli fitness önlemleri alınabilir. Vücut büyüklüğü, belirli aşamalardaki larvaların, pupaların veya yetişkinlerin (kurban edilen veya cam zarflarda tutulan) ıslak veya kuru kütlesi olarak veya ImageJ programındaki kanat uzunluğunun ölçülmesiyle ölçülebilir (bkz. 12,24,25,28). Dişilerin yaşam boyu doğurganlığı, konakçı bitkilerde günlük yumurta toplama yoluyla ölçülebilir 25,69,70 ve belirli özelliklerin büyüklüğü bir performans metriği olarak ölçülebilir; Örneğin, beynin veya bireysel beyin bölgelerinin kütlesi veya hacmi 62,71,72 veya toraks veya uçuş kasının kütlesi veya protein içeriği 62,70. Son olarak, yetişkinler davranışsal çalışmalarda, diyet manipülasyonunun yiyecek arama veya yumurtlama seçimi üzerindeki etkisini inceleyen herhangi bir sayıda soruyu test etmek için kullanılabilir27,73.

Yetiştirme protokolü beklendiği gibi çalışmıyorsa, sorun gidermenin birkaç yönü vardır. İlk olarak, ışık seviyelerinin normal yetişkin davranışını ortaya çıkaracak kadar yüksek olup olmadığı sorulabilir. Pieris'in laboratuvara uyarlanmış hatları floresan ışığın altına yumurta bırakırken, vahşi tip çizgiler için çalışan tek yapay ışık güçlü geniş spektrumlu sera ışıklarıdır. Seralarda, pencere kenarlarında veya açık havada doğal ışık, çiftleşme ve yumurtlama davranışını ortaya çıkarmak için en iyi sonucu verir. İkincisi, yumurtalar yumurtadan çıkmıyorsa veya larvalar gelişimin erken dönemlerinde ölüyorsa, dikkate alınması gereken birkaç şey vardır. Ev sahibi bitki materyali organik olmalıdır, mağazalardan gelen "organik" bitkilerin bazen larvaları öldürebilecek kimyasallarla muamele edildiğini, bu nedenle kendi konakçı bitkilerini yetiştirmenin genellikle en iyisi olduğunu unutmayın. Ev sahibi kabul oranı daha düşükse, daha yüksek azot içeriğine sahip daha genç yapraklar denenebilir, bireysel yapraklar yerine saksı bitkileri sunulabilir ve dişilerin çiftleşmesi sağlanabilir. Dişiler tohumlama Brassica'yı, hatta 2 haftalık küçük filizleri bile kabul edecektir. Parafin yöntemi, yumurtaları farklı koşullara aktarmak için iyi çalışır, ancak kabul oranının bütün bitkilerden daha düşük olma eğiliminde olduğu belirtilmelidir. Üçüncüsü, diyetin tüm bileşenleri yüksek kalitede olmalı ve süresi dolmamalıdır. Keten tohumu yağı yıllık olarak değiştirilmeli ve buzdolabında24,25 saklanmalıdır. Buğday tohumu, vitamin karışımı ve antibiyotikler de serin tutulmalıdır. Dördüncüsü, diyet kabı kurulumunu değiştirmeyi düşünebilirsiniz. 1 oz'dan 15 oz'a kadar yetiştirme için herhangi bir sayıda tek kullanımlık plastik bardak tipi kullanılabilir. 4 oz'un yetişkinlerin ortaya çıkmasına izin vermek için iyi bir boyut olduğunu ve iklim odalarımıza güzel bir şekilde paketlendiğini bulduk. Kapaklara yerleştirilen delikler hava akışına izin verir, ancak çok fazla delik diyeti düşük nem koşullarında kurutabilir, bu nedenle bu sayının ayarlanması gerekebilir. Beşinci olarak, iklim odasındaki koşulların fincan koşullarıyla birlikte ayarlanması gerekebilir. Koşullar çok kuruysa, yumurtalı konakçı bitkiler larvalar transfer edilmeden önce kuruyabilir ve diyet içeren bardaklar kelebekler ortaya çıkmadan önce kuruyabilir. Öte yandan, koşullar çok ıslaksa, bardaklar küf ve hastalık barındırabilir. Araştırmacıların, bardaklardaki hava akışını, ağ kapakları veya kapaklardaki az ya da çok delikler kullanarak ayarlamaları gerekebilir. Diğer bir yaygın sorun, bardaklarda sıcaklık dalgalanmalarına ve yoğuşma birikmesine neden olacak kadar parlak oda ışıklarıdır; Dimmer ışıkları kullanmak larva yetiştiriciliği için kolay bir seçenektir.

Bu makaledeki araştırma sorularıyla ilgili olarak, bu çalışma lahana beyazlarının bakıra nikel veya çinkoya göre nispeten daha duyarlı olduğunu bulmuştur. Bakırın 50 ppm kadar düşük konsantrasyonlarda gelişme süresi (Şekil 3 ve Tablo 3) ve 500 ppm'de hayatta kalma üzerinde önemli olumsuz etkileri olmuştur (Şekil 4, Tablo 4). Buna karşılık, nikelin hayatta kalma üzerinde olumsuz bir etkisi yoktu (500 ppm'ye kadar; Şekil 3) veya 100 ppm'de geliştirme süresi üzerindeki olumsuz etkiler (Şekil 4). Lahana beyazları çinkoya karşı oldukça toleranslıydı, hayatta kalma etkileri sadece 1.000 ppm'de görüldü (Şekil 3) ve 100 ppm'den başlayan gelişim süresi üzerinde olumsuz etkiler (Şekil 4). Kelebek dokusu ve hardallardaki nispeten daha büyük çinko konsantrasyonlarına dayanarak (konakçı bitkileri; Şekil 1), çinkoya karşı nispeten daha büyük bir toleransın görülmesi bekleniyordu. Bununla birlikte, bakıra duyarlılık ve nikelin toleransı, kelebek dokusundaki çok düşük nikel seviyeleri (Şekil 1) ve bir mikro besin maddesi olarak bakırın gerekliliği göz önüne alındığında biraz beklenmedikti. Bu beklenmedik bulgular, bu metallerin diğer kelebeklerde ve güvelerde toleransı göz önünde bulundurulduktan sonra aşağıda tartışılmıştır.

Mevcut verileri diğer Lepidoptera'larda ölçülen metal duyarlılığı ile karşılaştırmak için, mevcut çalışmalardan elde edilen veriler, ağır metallerin sağkalımı olumsuz yönde etkilediği minimum konsantrasyon üzerine derlenmiştir 49,50,51,56,63,64,65,66,67,68; Bu çalışmalar güvelere, özellikle haşere türlerine (Galleria mellonella, Lymantria dispar, Plutella xylostella, Spodoptera sp.) odaklanmıştır. Bu çalışmada ölçülen duyarlılık değerlerinin tümü, bu diğer türler için ölçülen aralığa yakındır (Şekil 5). Bununla birlikte, bu çalışmada nikel toleransının ölçüsü beklenenden daha yüksek görünmektedir - 500 ppm'de hayatta kalmanın önemli bir etkisi olmasa da, Pieris rapae üzerinde yapılan önceki çalışma, dokularında doğal olarak düşük seviyelere rağmen, nikel için çok yüksek bir tolerans (1.000 ppm56'dan başlayan önemli etkiler) bulmuştur (Şekil 1). Bu çalışmada bakır duyarlılığının ölçüsü de Lepidoptera çalışmaları için düşük uçta görünmektedir. Yapay bir diyetin kullanılması, göreceli metal duyarlılığının uygun ve kontrollü bir şekilde karşılaştırılmasına izin verirken, diyetin bileşenlerinin mutlak metal duyarlılığının ölçümünü değiştirebileceğini belirtmek önemlidir. Örneğin, diyetteki C vitamini metal kaynaklı oksidatif stresi dengeleyebilir74 veya diyetteki antibiyotikler mikropların metallerin işlenmesi üzerindeki etkilerini değiştirebilir75. Gelecekteki araştırmaların ilginç bir hattı, özellikle lepidopteran bağırsak mikroplarının 76,77 ve antioksidan özelliklere sahip olabilecek nektar bileşenlerinin fonksiyonel rolü hakkındaki sorular göz önüne alındığında, metal toksisitesi üzerindeki etkileri test etmek için bu tür diyet bileşenlerini sistematik olarak manipüle etmek olacaktır78. Ek olarak, türler arasında diyet gereksinimlerindeki çeşitlilik, spesifik karşılaştırmaları zorlaştırabilir ve yapay diyet tabanlı yöntemler, konakçı bitkilerin manipülasyonları ile tamamlanmalıdır.

Bu kelebekler özellikle nikele toleranslıdır ve bakıra karşı hassastır. Önceki araştırmalar, Pieridae tarafından tercih edilen bitkileri içeren hardal ailesindeki birçok bitkinin, otoburlara karşı bir savunma mekanizması olarak aşırı nikel biriktirdiğini belirtmiştir 55,56,63,79,80,81. Bu hiper birikim, bitki dokusunda 1.000 ppm'nin üzerindedir, bu da çoğu bitkide görülenden daha büyük büyüklük sıralarıdır (Şekil 1). Piris'in, daha önce spekülasyon yapıldığı gibi, bu tür nikel akümülatörleri tarafından geçmiş seçim nedeniyle nikel için özellikle yüksek bir toleransa sahip olması mümkündür26. Bakır, böcek diyetlerinde bir mikro besin maddesi olarak daha az sıklıkla çalışılırken, öncelikle kan besleyen böceklerde olmasına rağmen, üreme ve bağışıklıkta küçük bir rol oynadığına dair bazı kanıtlar vardır (örneğin, 82,83). Bakırın kelebeklerde diğer hayvanlardan daha az önemli bir fizyolojik rol oynaması mümkündür 84,85,86, bakırın kurşun, kadmiyum ve cıva gibi böcekler için bir kirletici madde olarak nasıl olabileceğini vurgulayan son çalışmalarla tutarlıdır (örneğin, 87,88,89). Piris'in düşük seviyelerde bakır kontaminasyonunu önlediği gösterilmiş olsa da90, bitkilerde bakırın hareketliliği (örneğin, yapraklara ve çiçeklere geçmek) de onu endişe verici bir metal kirletici olarak işaretlemiştir91.

Bu sonuçlar, bu metallerin lahana beyaz kelebeklerine göreceli toksisitesi hakkında ilginç veriler sağlarken, bu makale aynı zamanda bu güçlü sistemi yetiştirme yöntemlerinin ayrıntılı bir görsel gösterimi olarak genel olarak kullanılmasını amaçlamaktadır. Lahana beyazlarının kontrollü laboratuar deneylerinde 4,5 geri çekilmesi ve manipüle edilmesi kolaydır, bu da konakçı arama 6,7,8, yiyecek arama 9,10,11 ve cinsel seçilim12,13,14 çalışmalarını kolaylaştırır. Bu kelebekleri yapay bir diyetle destekleme yeteneği, karşılaştırmalar için ortak bahçe koşulları yaratmada ve besinleri, toksinleri ve hatta yeni konakçı bitkileri manipüle etmede anahtardır. Bununla birlikte, bu yapay diyetin mutlaka bu tür için en uygun yapay diyet olmadığını ve gelecekteki manipülasyonlarla geliştirilebileceğini belirtmek önemlidir. Örneğin, bu diyetteki tuz karışımı (ve diğer lepidopteran diyetleri) başlangıçta omurgalılar için geliştirilmiştir ve çoğu böceğin 92,93'e ihtiyaç duyduğundan daha yüksek kalsiyum seviyelerine sahiptir. Bu nedenle, yetiştirme çabalarımızdan bazıları daha düşük kalsiyum seviyelerine sahip özel tuz karışımları yapmıştır (örneğin, 62) ve diğerleri birçok böcek türü için daha uygun olabilecek "Beck'in tuz karışımı" nı kullanmaktadır94. Kendi manipülasyonlarımızda, kelebeklerin orijinal konsantrasyonlara kıyasla nispeten daha az buğday tohumu ve nispeten daha fazla selüloz ile daha iyi performans gösterdiğinibulduk4. Daha fazla dikkat edilmesi gereken bir alan, diyetteki lipit kaynağı ve konsantrasyonudur. Örneğin, geçmiş çalışmalar, keten tohumu yağından (bu çalışmada kullanılan) fosfolipitlere kaymanın, Pieris'in yapay diyetlerde çiftleşme oranlarını ve büyüme oranlarını artırdığını göstermiştir95. Yapay diyetlerde spesifik yağ asitlerinin takviyesinin ek olumlu etkileri olabilir96,97. Pieris98,99'un yapay diyetini optimize etmek, beslenme ekolojisi100,101,102, evrimsel ekoloji ve ekotoksikoloji hakkında ilginç soruları ele almak için fırsatlar yaratır. Bu yapay diyet yaklaşımları, araştırmacıların bilişsel evrimde spesifik lipitlerin rolü103, toksinlere ön adaptasyon28, kirleticilerin toksisitesini azaltan diyet bileşenleri 104 veya besinler arasındaki stokiyometrik etkileşimler105 hakkındaki soruları ele almalarını sağlar.

Disclosures

Yazarların beyan edecekleri çıkar çatışmaları yoktur.

Acknowledgments

Bu çalışmanın yetiştirilmesi sırasında lisans asistanlarının, özellikle Regina Kurandina ve Rhea Smykalski'nin desteği için minnettarız. Carolyn Kalinowski, diğer Lepidoptera'larda metal toksisitesi ile ilgili literatürün derlenmesine yardımcı oldu. Bu çalışma, Minnesota Üniversitesi Ekoloji, Evrim ve Davranış Bölümü yaz araştırma bursu ile mümkün olmuştur.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1-L Pyrex beaker Fisher Scientific 07-250-059
500 mL graduated cylinder Fisher Scientific 03-007-43
60-mm plastic petri dish lid Fisher Scientific 08-757-100B
Ascorbic Acid Frontier 6015
Blender Amazon - Ninja Store BL610 Professional
Cabbage Flour Frontier 1086
Casein Frontier 1100
Celluose Frontier 3425
Cholsterol Sigma C3045
Cups for rearing (4 oz) Wasserstrom 6094583 purchase with matching lids
Fine Mesh Agar Sigma
Flaxseed Oil amazon B004R63VI6
Floral water tubes, 2.8 x 0.8inch Amazon - Yimaa Direct B08BZ969DK
Glassine envelopes (1 3/4 x 2 7/8 INCHES) Amazon - Wizard Coin Supply B0045FG90G
Mesh Cages (15.7 x 15.7 x 23.6") Amazon B07SK6P94S
Methyl Paraben Frontier 7685
Ohaus Portable Scale Fisher Scientific 02-112-228
Organic Honey Amazon B07DHQQFGM
Photo studio portable lightbox Amazon B07T6TNYJ1
Plastic bin, shoebox size Amazon B09L3B3V1R
Plastic disposable transfer pipets Fisher Scientific 13-680-50
Sorbic Acid Sigma S1626
Spatulas Fisher Scientific 14-357Q
Streptomycin Sigma S9137
Sucrose Target
Torula Yeast Frontier 1720
Vanderzant vitamin mix Frontier F8045
Weigh boats Fisher Scientific 01-549-750
Wesson Salt Mix Frontier F8680
Wheat Germ Frontier G1659
Wooden handled butterfly net, 12" hoop Amazon - Educational Science B00O5JDLVC
Yellow sponges Amazon-Celox B0B8HTHY5B

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Snyder, L. D., Gomez, M. I., Mudrak, E. L., Power, A. G. Landscape-dependent effects of varietal mixtures on insect pest control and implications for farmer profits. Ecological Applications. 31 (2), 2246 (2021).
  2. Shelton, A., Andaloro, J. T., Barnards, J. Effects of cabbage looper, imported cabbageworm, and diamondback moth on fresh market and processing cabbage. Journal of Economic Entomology. 75 (4), 742-745 (1982).
  3. Cartea, M. E., Padilla, G., Vilar, M., Velasco, P. Incidence of the major Brassica pests in northwestern Spain. Journal of Economic Entomology. 102 (2), 767-773 (2009).
  4. Troetschler, R. G., Malone, C. M., Bucago, E. R., Johnston, M. R. System for rearing Pieris rapae (Lepidoptera: Pieridae) on a noncruciferous artificial diet developed for Manduca sexta (Lepidoptera: Sphingidae). Journal of Economic Entomology. 78 (6), 1521-1523 (1985).
  5. Webb, S., Shelton, A. Laboratory rearing of the imported cabbageworm. New Yorks Food and Life Sciences Bulletin. 122, 1-6 (1988).
  6. Root, R. B., Kareiva, P. M. The search for resources by cabbage butterflies (Pieris rapae): ecological consequences and adaptive significance of Markovian movements in a patchy environment. Ecology. 65 (1), 147-165 (1984).
  7. Hern, A., Edwards-Jones, G., McKinlay, R. G. A review of the pre-oviposition behaviour of the small cabbage white butterfly, Pieris rapae (Lepidoptera: Pieridae). Annals of Applied Biology. 128 (2), 349-371 (1996).
  8. Renwick, J. A. A., Radke, C. D. Sensory cues in host selection for oviposition by the cabbage butterfly, Pieris-Rapae. Journal of Insect Physiology. 34 (3), 251-257 (1988).
  9. Lewis, A. C. Memory constraints and flower choice in Pieris rapae. Science. 232 (4752), 863-865 (1986).
  10. Kandori, I., Ohsaki, N. The learning abilities of the white cabbage butterfly, Pieris rapae, foraging for flowers. Researches on Population Ecology. 38, 111-117 (1996).
  11. Alm, J., Ohmeiss, T. E., Lanza, J., Vriesenga, L. Preference of cabbage white butterflies and honey-bees for nectar that contains amino-acids. Oecologia. 84 (1), 53-57 (1990).
  12. Espeset, A., et al. Anthropogenic increases in nutrients alter sexual selection dynamics: a case study in butterflies. Behavioral Ecology. 30 (3), 598-608 (2019).
  13. Tigreros, N. Linking nutrition and sexual selection across life stages in a model butterfly system. Functional Ecology. 27 (1), 145-154 (2013).
  14. Morehouse, N. I., Rutowski, R. L. In the eyes of the beholders: female choice and avian predation risk associated with an exaggerated male butterfly color. American Naturalist. 176 (6), 768-784 (2010).
  15. Stoehr, A. M., Goux, H. Seasonal phenotypic plasticity of wing melanisation in the cabbage white butterfly, Pieris rapae L. (Lepidoptera: Pieridae). Ecological Entomology. 33 (1), 137-143 (2008).
  16. Stoehr, A. M., Walker, J. F., Monteiro, A. Spalt expression and the development of melanic color patterns in pierid butterflies. Evodevo. 4 (1), 6 (2013).
  17. Stoehr, A. M., Wojan, E. M. Multiple cues influence multiple traits in the phenotypically plastic melanization of the cabbage white butterfly. Oecologia. 182 (3), 691-701 (2016).
  18. Ryan, S. F., et al. Global invasion history of the agricultural pest butterfly Pieris rapae revealed with genomics and citizen science. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (40), 20015-20024 (2019).
  19. Snell-Rood, E. C., Papaj, D. R. Patterns of phenotypic plasticity in common and rare environments: a study of host use and color learning in the cabbage white butterfly Pieris rapae. American Naturalist. 173 (5), 615-631 (2009).
  20. Kono, Y. Rearing Pieris rapae crucivora Boisduval (Lepidoptera: Pieridae) on artificial diets. Applied Entomology and Zoology. 3 (2), 96-98 (1968).
  21. Parra, J. R. The Evolution of Artificial Diets and their Interactions in Science and Technology. Insect Bioecology and Nutrition for Integrated Pest Management. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2012).
  22. Morehouse, N. I., Rutowski, R. L. Developmental responses to variable diet composition in a butterfly: the role of nitrogen, carbohydrates and genotype. Oikos. 119 (4), 636-645 (2010).
  23. Rotem, K., Agrawal, A. A., Kott, L. Parental effects in Pieris rapae in response to variation in food quality: adaptive plasticity across generations. Ecological Entomology. 28 (2), 211-218 (2003).
  24. Shephard, A. M., et al. Assessing zinc tolerance in two butterfly species: consequences for conservation in polluted environments. Insect Conservation and Diversity. 13 (2), 201-210 (2020).
  25. Shephard, A. M., Zambre, A. M., Snell-Rood, E. C. Evaluating costs of heavy metal tolerance in a widely distributed, invasive butterfly. Evolutionary Applications. 14 (5), 1390-1402 (2021).
  26. Kobiela, M. E., Snell-Rood, E. C. Nickel exposure has complex transgenerational effects in a butterfly. Integrative and Comparative Biology. 58 (5), 1008-1017 (2018).
  27. Philips, K. H., Kobiela, M. E., Snell-Rood, E. C. Developmental lead exposure has mixed effects on butterfly cognitive processes. Animal Cognition. 20 (1), 87-96 (2017).
  28. Sikkink, K. L., et al. Tolerance of novel toxins through generalized mechanism simulating gradual host shifts of butterflies. American Naturalist. 195 (3), 485-503 (2020).
  29. Pentzold, S., et al. excretion and avoidance of cyanogenic glucosides in insects with different feeding specialisations. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 66, 119-128 (2015).
  30. Lampert, E. C., Dyer, L. A., Bowers, M. D. Dietary specialization and the effects of plant species on potential multitrophic interactions of three species of nymphaline caterpillars. Entomologia Experimentalis et Applicata. 153 (3), 207-216 (2014).
  31. Genc, H., Nation, J. L. An artificial diet for the butterfly Phyciodes phaon (Lepidoptera: Nymphalidae). Florida Entomologist. 87 (2), 194-198 (2004).
  32. Brinton, F., Proverbs, M., Carty, B. Artificial diet for mass production of the codling moth, Carpocapsa Pomonella (Lepidoptera: Olethreutidae)1. The Canadian Entomologist. 101 (6), 577-584 (1969).
  33. Metwally, H. M., et al. Low cost artificial diet for rearing the greater wax moth, Galleria mellonella L. (Lepidoptera: Pyralidae) as a host for entomopathogenic nematodes. Egyptian Journal of Biological Pest Control. 22 (1), 15 (2012).
  34. Carpenter, J. E., Bloem, S. Interaction between insect strain and artificial diet in diamondback moth development and reproduction. Entomologia Experimentalis et Applicata. 102 (3), 283-294 (2002).
  35. Jaiswal, A., Verma, A., Jaiswal, P. Detrimental effects of heavy metals in soil, plants, and aquatic ecosystems and in humans. Journal of Environmental Pathology Toxicology and Oncology. 37 (3), 183-197 (2018).
  36. Kumar, A., et al. Lead toxicity: Health hazards, influence on food chain, and sustainable remediation approaches. International Journal of Environmental Research and Public Health. 17 (7), 2179 (2020).
  37. Gall, J. E., Boyd, R. S., Rajakaruna, N. Transfer of heavy metals through terrestrial food webs: a review. Environmental Monitoring and Assessment. 187, 201 (2015).
  38. Mohammed, A. S., Kapri, A., Goel, R. Heavy Metal Pollution: Source, Impact, and Remedies. Biomanagement of Metal-Contaminated Soils. , Springer. 1-28 (2011).
  39. Mitra, A., Chatterjee, S., Voronina, A. V., Walther, C., Gupta, D. K. Lead toxicity in plants: a review. Lead in Plants and the Environment. , Springer. 99-116 (2020).
  40. Perugini, M., et al. Heavy metal (Hg, Cr, Cd, and Pb) contamination in urban areas and wildlife reserves: Honeybees as bioindicators. Biological Trace Element Research. 140 (2), 170-176 (2011).
  41. Rycewicz-Borecki, M., McLean, J. E., Dupont, R. R. Bioaccumulation of copper, lead, and zinc in six macrophyte species grown in simulated stormwater bioretention systems. Journal of Environmental Management. 166, 267-275 (2016).
  42. Zulfiqar, U., et al. Lead toxicity in plants: Impacts and remediation. Journal of Environmental Management. 250, 109557 (2019).
  43. Spliethoff, H. M., et al. Estimated lead (Pb) exposures for a population of urban community gardeners. Environmental Geochemistry and Health. 38, 955-971 (2016).
  44. Li, C. C., et al. Foliar dust as a reliable environmental monitor of heavy metal pollution in comparison to plant leaves and soil in urban areas. Chemosphere. 287, 132341 (2022).
  45. Ram, S. S., et al. Plant canopies: bio-monitor and trap for re-suspended dust particulates contaminated with heavy metals. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 19, 499-508 (2014).
  46. Karri, V., Schuhmacher, M., Kumar, V. Heavy metals (Pb, Cd, As and MeHg) as risk factors for cognitive dysfunction: A general review of metal mixture mechanism in brain. Environmental Toxicology and Pharmacology. 48, 203-213 (2016).
  47. Tong, S., von Schirnding, Y. E., Prapamontol, T. Environmental lead exposure: a public health problem of global dimensions. Bulletin of the World Health Organization. 78 (9), 1068-1077 (2000).
  48. Liu, J. H., Lewis, G. Environmental toxicity and poor cognitive outcomes in children and adults. Journal of Environmental Health. 76 (6), 130-138 (2014).
  49. Gintenreiter, S., Ortel, J., Nopp, H. J. Effects of different dietary levels of cadmium, lead, copper, and zinc on the vitality of the forest pest insect Lymantria-Dispar L (Lymantriidae, Lepid). Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 25, 62-66 (1993).
  50. Cheruiyot, D. J., Boyd, R. S., Moar, W. Testing the joint effects hypothesis of elemental defense using Spodoptera exigua. Journal of Chemical Ecology. 41 (2), 168-177 (2015).
  51. Coleman, C. M., Boyd, R. S., Eubanks, M. D. Extending the elemental defense hypothesis: Dietary metal concentrations below hyperaccumulator levels could harm herbivores. Journal of Chemical Ecology. 31 (8), 1669-1681 (2005).
  52. Kaushal, S. S., et al. Making 'chemical cocktails'-Evolution of urban geochemical processes across the periodic table of elements. Applied Geochemistry. 119, 104632 (2020).
  53. Shephard, A. M., et al. Traffic patterns, more than adjacent land use, influence element content of roadside forbs for insect pollinators. Ecological Solutions and Evidence. 3 (4), 12195 (2022).
  54. Scott, J. A. The Butterflies of North America: A Natural History and Field Guide. , Stanford University Press. (1992).
  55. Boyd, R. S. High-nickel insects and nickel hyperaccumulator plants: A review. Insect Science. 16 (1), 19-31 (2009).
  56. Boyd, R. S., Martens, S. N. Nickel hyperaccumulated by thlaspi-montanum var montanum is acutely toxic to an insect herbivore. Oikos. 70 (1), 21-25 (1994).
  57. Cempel, M., Nickel, G. A review of its sources and environmental toxicology. Polish Journal of Environmental Studies. 15 (3), 375-382 (2006).
  58. Aslam, J., Khan, S. A., Khan, S. H. Heavy metals contamination in roadside soil near different traffic signals in Dubai, United Arab Emirates. Journal of Saudi Chemical Society. 17 (3), 315-319 (2013).
  59. Mitchell, T. S., et al. Traffic influences nutritional quality of roadside plants for monarch caterpillars. Science of the Total Environment. 724, 138045 (2020).
  60. Voegborlo, R., Chirgawi, M. Heavy metals accumulation in roadside soil and vegetation along a major highway in Libya. Journal of Science and Technology. 27 (3), 86-97 (2007).
  61. Snell-Rood, E., Kobiela, M. Data for: Rearing the Cabbage White Butterfly (Pieris rapae) in Controlled Conditions: A Case Study with Heavy Metal Tolerance. , Mendeley Data. (2023).
  62. Snell-Rood, E. C., Espeset, A., Boser, C. J., White, W. A., Smykalski, R. Anthropogenic changes in sodium affect neural and muscle development in butterflies. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (28), 10221-10226 (2014).
  63. Boyd, R. S., Moar, W. J. The defensive function of Ni in plants: response of the polyphagous herbivore Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae) to hyperaccumulator and accumulator species of Streptanthus (Brassicaceae). Oecologia. 118 (2), 218-224 (1999).
  64. Cheruiyot, D. J., Boyd, R. S., Moar, W. J. Exploring lower limits of plant elemental defense by cobalt, copper, nickel, and zinc. Journal of Chemical Ecology. 39 (5), 666-674 (2013).
  65. Davis, M. A., Boyd, R. S., Cane, J. H. Host-switching does not circumvent the Ni-based defence of the Ni hyperaccumulator Streptanthus polygaloides (Brassicaceae). South African Journal of Science. 97 (11-12), 554-557 (2001).
  66. Dubovskiy, I. M., Grizanova, E. V., Ershova, N. S., Rantala, M. J., Glupov, V. V. The effects of dietary nickel on the detoxification enzymes, innate immunity and resistance to the fungus Beauveria bassiana in the larvae of the greater wax moth Galleria mellonella. Chemosphere. 85 (1), 92-96 (2011).
  67. Jhee, E. M., Boyd, R. S., Eubanks, M. D. Nickel hyperaccumulation as an elemental defense of Streptanthus polygaloides (Brassicaceae): influence of herbivore feeding mode. New Phytologist. 168 (2), 331-343 (2005).
  68. Zhou, J. L., Shu, Y. H., Zhang, G. R., Zhou, Q. Lead exposure improves the tolerance of Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) to cypermethrin. Chemosphere. 88 (4), 507-513 (2012).
  69. Snell-Rood, E. C., Davidowitz, G., Papaj, D. R. Reproductive tradeoffs of learning in a butterfly. Behavioral Ecology. 22 (2), 291-302 (2011).
  70. Snell-Rood, E. C., Davidowitz, G., Papaj, D. R. Plasticity in learning causes immediate and trans-generational changes in allocation of resources. Integrative and Comparative Biology. 53 (2), 329-339 (2013).
  71. Snell-Rood, E. C., Papaj, D. R., Brain Gronenberg, W. size: A global or induced cost of learning. Brain Behavior and Evolution. 73 (2), 111-128 (2009).
  72. Snell-Rood, E. C., et al. Nutritional constraints on brain evolution: Sodium and nitrogen limit brain size. Evolution. 74 (10), 2304-2319 (2020).
  73. Jaumann, S., Snell-Rood, E. C. Adult nutritional stress decreases oviposition choosiness and fecundity in female butterflies. Behavioral Ecology. 30 (3), 852-863 (2019).
  74. Sahiti, H., Bislimi, K., Bajgora, A., Rexhepi, A., Dalo, E. Protective effect of vitamin C against oxidative stress in common carp (Cyprinus carpio) induced by heavy metals. International Journal of Agriculture and Biosciences. 7 (2), 71-75 (2018).
  75. Rothman, J. A., Leger, L., Graystock, P., Russell, K., McFrederick, Q. S. The bumble bee microbiome increases survival of bees exposed to selenate toxicity. Environmental Microbiology. 21 (9), 3417-3429 (2019).
  76. Hammer, T. J., Janzen, D. H., Hallwachs, W., Jaffe, S. P., Fierer, N. Caterpillars lack a resident gut microbiome. Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (36), 9641-9646 (2017).
  77. Hammer, T. J., Sanders, J. G., Fierer, N. Not all animals need a microbiome. FEMS Microbiology Letters. 366 (10), (2019).
  78. Baker, H. G., Baker, I. Coevolution of Animals and Plants. , University of Texas Press. 100-140 (1975).
  79. Boyd, R. S., Davis, M. A., Wall, M. A., Balkwill, K. Metal concentrations of insects associated with the South African Ni hyperaccumulator Berkheya coddii (Asteraceae). Insect Science. 13 (2), 85-102 (2006).
  80. Boyd, R. S., Wall, M. A., Jaffre, T. Nickel levels in arthropods associated with Ni hyperaccumulator plants from an ultramafic site in New Caledonia. Insect Science. 13 (4), 271-277 (2006).
  81. Kramer, U. Metal hyperaccumulation in plants. Annual Review of Plant Biology. 61, 517-534 (2010).
  82. Cardoso-Jaime, V., Broderick, N. A., Maya-Maldonado, K. Metal ions in insect reproduction: a crosstalk between reproductive physiology and immunity. Current Opinion in Insect Science. 52, 100924 (2022).
  83. Rivera-Perez, C., Clifton, M. E., Noriega, F. G. How micronutrients influence the physiology of mosquitoes. Current Opinion in Insect Science. 23, 112-117 (2017).
  84. Lee, J. H. Micronutrient deficiency syndrome: zinc, copper and selenium. Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition. 15 (3), 145-150 (2012).
  85. Nube, M., Voortman, R. L. Human micronutrient deficiencies: linkages with micronutrient deficiencies in soils, crops and animal nutrition. Combating Micronutrient Deficiencies: Food-Based Approaches. , CABI International. Wallingford, UK. 289-311 (2011).
  86. Wysocka, D., Snarska, A., Sobiech, P. Copper-An essential micronutrient for calves and adult cattle. Journal of Elementology. 24 (1), 101-110 (2019).
  87. Oliveira, C. S., et al. Toxic metals that interact with thiol groups and alteration in insect behavior. Current Opinion in Insect Science. 52, 100923 (2022).
  88. Mogren, C. L., Trumble, J. T. The impacts of metals and metalloids on insect behavior. Entomologia Experimentalis et Applicata. 135 (1), 1-17 (2010).
  89. Hladun, K. R., Di, N., Liu, T. X., Trumble, J. T. Metal contaminant accumulation in the hive: Consequences for whole-colony health and brood production in the honey bee (Apis mellifera L.). Environmental Toxicology and Chemistry. 35 (2), 322-329 (2016).
  90. Elbassiouny, S. A. Changes in food-related behavioral-patterns of some phytophagous insect species following exposures to an antifeedant. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica. 26 (3-4), 483-496 (1991).
  91. Hladun, K. R., Parker, D. R., Trumble, J. T. Cadmium, copper, and lead accumulation and bioconcentration in the vegetative and reproductive organs of Raphanus sativus: Implications for plant performance and pollination. Journal of Chemical Ecology. 41, 386-395 (2015).
  92. Nation, J., Robinson, F. Concentration of some major and trace elements in honeybees, royal jelly and pollens, determined by atomic absorption spectrophotometry. Journal of Apicultural Research. 10 (1), 35-43 (1971).
  93. Herbert Jr, E. W., Shimanuki, H. Mineral requirements for brood-rearing by honeybees fed a synthetic diet. Journal of Apicultural Research. 17 (3), 118-122 (1978).
  94. Beck, S. D., Chippendale, G., Swinton, D. Nutrition of the European corn borer, Ostrinia nubilalis. VI. A larval rearing medium without crude plant fractions. Annals of the Entomological Society of America. 61 (2), 459-462 (1968).
  95. Junnikkala, E. Rearing Pieris-Brassicae (L.) on a phospholipid and vitamin-supplemented semi-artificial diet. Annales Zoologici Fennici. 17 (1), 39-42 (1980).
  96. Hixson, S. M., et al. Long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids have developmental effects on the crop pest, the Cabbage White Butterfly Pieris rapae. PLoS One. 11 (3), e0152264 (2016).
  97. Turunen, S. Lipid utilization in adult Pieris brassicae with special reference to the role of linolenic acid. Journal of Insect Physiology. 20 (7), 1257-1269 (1974).
  98. Vanderzant, E. S. Development, significance, and application of artificial diets for insects. Annual Review of Entomology. 19, 139-160 (1974).
  99. Cohen, A. C. Insect Diets: Science and Technology. , CRC Press. (2003).
  100. Balluffi-Fry, J., Leroux, S. J., Champagne, E., Vander Wal, E. In defense of elemental currencies: can ecological stoichiometry stand as a framework for terrestrial herbivore nutritional ecology. Oecologia. 199 (1), 27-38 (2022).
  101. Coogan, S. C. P., Raubenheimer, D., Zantis, S. P., Machovsky-Capuska, G. E. Multidimensional nutritional ecology and urban birds. Ecosphere. 9 (4), 02177 (2018).
  102. Raubenheimer, D., Simpson, S. J., Mayntz, D. Nutrition, ecology and nutritional ecology: toward an integrated framework. Functional Ecology. 23 (1), 4-16 (2009).
  103. Arien, Y., Dag, A., Zarchin, S., Masci, T., Shafir, S. Omega-3 deficiency impairs honey bee learning. Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (51), 15761-15766 (2015).
  104. Man, K. Y., et al. Use of biochar as feed supplements for animal farming. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 51 (2), 187-217 (2021).
  105. Shephard, A. M., Knudsen, K., Snell-Rood, E. C. Anthropogenic sodium influences butterfly responses to nitrogen-enriched resources: implications for the nitrogen limitation hypothesis. Oecologia. 201 (4), 941-952 (2023).

Tags

Biyoloji Sayı 198
Lahana Beyaz Kelebeğinin (<em>Pieris rapae</em>) Kontrollü Koşullarda Yetiştirilmesi: Ağır Metal Toleranslı Bir Vaka Çalışması
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Snell-Rood, E. C., Kobiela, M. E.… More

Snell-Rood, E. C., Kobiela, M. E. Rearing the Cabbage White Butterfly (Pieris rapae) in Controlled Conditions: A Case Study with Heavy Metal Tolerance. J. Vis. Exp. (198), e65383, doi:10.3791/65383 (2023).

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