Tarlada toplanan arıları güvenli bir şekilde işlemek için test edilmiş bir yöntem gösteriyoruz. Bu yöntem, örnekleme sırasında toplanan polenler aracılığıyla hızlı manipülasyon, tanımlama, genetik örnekleme ve bitki-böcek etkileşimlerinin doğrulanmasına olanak tanır. Kolayca uyarlanabilen bu yaklaşım, nadir böcek gruplarını incelemek için uygun maliyetli, ölümcül olmayan bir yol sunar.
Yöntem makalesi
Arıları tarlada hapsetmek ve güvenli bir şekilde işlemek için hızlı bir yöntem
Bu makalede
Özet
Özet
Birçok böcek tozlayıcısının, özellikle de uzman veya nadir taksonların temel biyolojisi ve ekolojisinin anlaşılmasını geliştirmek, birçok araştırmacı için bir önceliktir. Bu nedenle, bilgi edinmek veya ek çalışmaları desteklemek için genellikle sahada toplanan organizmaları zarar vermeyecek şekilde geçici olarak sınırlamaya ihtiyaç vardır. Bu protokol, organizma tanımlaması, polen uzaklaştırma, işaretleme ve/veya genetik analiz için öldürücü olmayan doku örneklerinin toplanması dahil olmak üzere belirli proje ihtiyaçlarına göre kolayca uyarlanabilen, koruma endişesi taşıyan arıların güvenli bir şekilde ele alınması için kapsamlı bir şekilde test edilmiş, hızlı ve ucuz bir saha yöntemini temsil eder. Bu metodoloji, belirli senaryolar ortaya çıktığında kullanmak için araştırmacının araç kutusunda ek bir seçenek olarak hizmet edebilir. Bu metodolojinin, diğer böcek türleriyle kullanım için uyarlanabileceği ve ayrıca farklı deneyim ve beceri seviyelerine sahip bireyler tarafından kullanılabileceği tahmin edilmektedir. Uzman arıları inceleyen veya konakçıya özgü çalışmalar yürüten araştırmacılar için çok değerli olabilir. Bu protokol tarafından mümkün kılınan veri toplama, araştırmacıların birçok tozlayıcı türü, bitki-tozlayıcı ağ yapıları ve tozlayıcı koruma ve yönetim girişimleri için kritik veri boşluklarını ele almalarına yardımcı olmak için paha biçilmez olacaktır.
Giriş
Artan sayıda kanıt, yabani arı ve diğer tozlayıcı popülasyon düşüşlerini ve buna eşlik eden tozlayıcı topluluk değişikliklerini desteklemektedir 1,2,3,4. Devam eden kayıplar, biyolojik çeşitliliğin korunması, ekosistem işlevi ve tarımsal üretim için hayati önem taşıyan böcek tozlaşmasının hizmetini tehdit etmektedir5. Ayrıca, birçok yabani arı, özellikle nadir türler için, uygun yönetim ve koruma eylemlerini engelleyebilecek önemli bilgi boşlukları mevcuttur 6,7.
Bu veri eksikliklerinin giderilmesine yardımcı olmak için araştırmacılar, böcek tozlayıcılarını, ilişkili habitat kullanımını ve çiçek tercihlerini incelemek için çeşitli yöntemler geliştirdiler. Pan tuzakları, mavi kanatlı tuzaklar, halsizlik tuzakları, ortaya çıkma tuzakları ve el ağları ile doğrudan toplama yaygın olarak kullanılmakla birlikte, bu yöntemlerin birçoğunun önemli dezavantajları vardır 8,9,10,11. Tozlayıcıyı tanımlamak için yaygın olarak kullanılan yöntemler, numunenin bir laboratuvar ortamında (örneğin bir mikroskop kullanılarak) tanımlanması gerekip gerekmediğine bakılmaksızın organizma ölümüne neden olabilir. Ölüm, birçok böcek çalışması için haklı ve gerekli olabilir. Bununla birlikte, popülasyon durumları sınırlı veya belirsiz olan nesli tükenmiş, nadir veya az çalışılmış böceklerle çalışırken, araştırmacılar bu böcek popülasyonlarını olumsuz etkileme olasılığını azaltmak için organizma ölümlerini, yaralanmalarını veya streslerini azaltmalıdır. Bu nedenle, risk altındaki türler veya temel ayırt edici özellikleriyle kolayca tanımlanabilen türlerle çalışırken, mümkünse daha az yıkıcı örnekleme yaklaşımları benimsenmelidir.
Arılardan genetik materyal toplanması için önerilen öldürücü olmayan yöntemler arasında dışkı toplama, exuviae12 ve kanat uçları13 bulunur. Bununla birlikte, bu yöntemlerin tarlada toplanan arılar üzerinde kullanılması, gereken süre ve/veya kanatlar üzerindeki potansiyel etki nedeniyle savunulamaz olabilir, bu da uçuş ve diğer davranışları olumsuz yönde etkiler. Kısmi antenlerin çıkarılmasının, örneklenen öglossine arılarının hayatta kalmasını tehlikeye atmadığı gösterilmiştir14. Benzer şekilde, orta bacağın tarsusunun terminal kısmından numune alınması, Bombus terrestris işçisinin hayatta kalma oranını önemli ölçüde azaltmamıştır15. Öldürücü olmayan ek bir örnekleme yöntemi, arıları geçici olarak bir tampon çözeltiye batırarak ve ardından serbest bırakarak protein kalıntılarının toplanmasını içerir16. Hayatta kalma analizi, tamponla durulanan ve durulanmayan arılar arasında önemli bir fark olmadığını gösterdi. Her tekniğin, belirli araştırma sorularını ve genel proje hedeflerini ele alırken göz önünde bulundurulması gereken sınırlamaları vardır.
Organizmaların doğru taksonomik olarak tanımlanması, etkili araştırmalar için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, birçok böcek tozlayıcı taksonu için, ilgilenilen türe ve araştırmacının veya gözlemcinin bilgi ve deneyim düzeyine son derece bağlıdır. Sahada birçok arı türü tespit edilebilirken, gözlemi destekleyecek kanıtlara sahip olmak kritik olabilir. Tozlayıcı çalışmaların çoğu tipik olarak bireyleri kanıt olarak toplar ve saklarken, fotoğraf ve videoların yanı sıra sanal gerçeklik kullanan üç boyutlu videoografinin kullanımı, gözlemlenen bireylerin fedakarlığı olmadan belirli türleri ayırt etmek için bir vekil olarak kullanılabilir17. Bazı türler arasındaki farklılaşma, özel dikkat ve belirli morfolojik özelliklerin fotoğraflarını gerektirebilir; Bu durumlarda, organizmalar manipüle edilebilmeli ve karmaşık ayırt edici karakterlerin güvenilir bir şekilde fotoğraflanabilmesi için benzersiz bir konuma sınırlandırılabilmelidir.
Tanımlama için arıların geçici olarak hapsedilmesi, numunenin soğutulması ve/veya arıları yavaşlatmak için karbondioksit kullanılması dahil olmak üzere çeşitli şekillerde yapılabilir18,19. Bununla birlikte, bu yöntemler davranışı değiştirebilir, bu da tedavi edilen arıların aktiviteyi yeniden kazanmasının daha yavaş olmasına neden olabilir, böylece muhtemelen yiyecek aramayı, organizma uygunluğunu etkileyebilir veya avlanma riskini artırabilir 20,21,22. Ek olarak, bu tür teknikler sonuçta organizmaların hapsedilme ve ele alınma süresini arttırır. Bu da organizma stresini ve tarla işlem süresini artırır. Bu nedenle, daha güvenli ve daha verimli metodolojiler son derece arzu edilir.
Bir dizi çalışma, yiyecek arama tercihlerini daha iyi anlamak, bitki-tozlayıcı etkileşim ağları oluşturmak, çevresel kontaminasyonu (örneğin pestisit kalıntıları) belirlemek ve beslenme ekolojisini değerlendirmek için arılardan veya diğer kaynaklardan toplanan polenleri kullanmıştır 23,24,25,26,27,28,29. Birçok arı, bir kabın içine kapatıldığında kendi kendini tımar eder. Bu nedenle, polen için öldürücü olmayan örnekleme yöntemlerikullanılmıştır 30 (örneğin, mikrosantrifüj tüpleri). Bununla birlikte, kendi kendine bakımın gerçekleşmediği durumlarda, bu protokolde kullanılan yeniden kapatılabilir plastik torbalar gibi daha dokunsal bir kap kullanmak, polenin plastik torba ile temas etmesi için belirli vücut bölgelerine hafif bir basınç uygulanmasına izin verir ve bu da geleneksel sert kapların kullanımına göre polen örneği alma olasılığının daha yüksek olmasına yol açar.
Burada, risk altındaki üç arı taksonu üzerinde iyi test edilmiş bir protokol sunuyoruz. Emek yoğun olsa da, bireysel organizmalara yönelik ölüm tehdidini en aza indirirken böcek tozlayıcılarından kapsamlı veri toplanmasına izin verir. Bu metodolojiyi kullanmanın genel amacı, böcekleri yakalamak, tanımlamak ve güvenli bir şekilde serbest bırakmak için güvenli ve etkili bir araç sağlamaktır. Bu protokolün ek bir avantajı, geleneksel böcek toplamanın birçok sınırlamasının üstesinden gelmesidir. Bireyleri işaretlemek, ölümcül olmayan genetik materyal toplamak ve polen örnekleri toplamak için kolay bir yol sağlarken, aynı zamanda organizma üzerindeki işlem süresini ve stresi en aza indirir. Geleneksel böcek toplama yöntemlerininbirçok faydası 31 olsa da, bazı sınırlamalarının üstesinden gelmeye yardımcı olmak için, böceklerin hızlı ve güvenli bir şekilde serbest bırakılmadan önce tanımlanması için sınırlandırılabilmesi için bir alternatif oluşturduk. Proje hedeflerine bağlı olarak, diğer önemli verileri toplamak için arı hapsedilirken ek adımlar da atılabilir.
Protokol
1. Saha toplama hazırlığı
- Proje hedeflerini onaylayın (örneğin, organizma tanımlaması, genetik doku örneklemesi, vb.).
- Malzeme Tablosunu gözden geçirin ve proje hedeflerine özgü tüm ilgili öğeleri toplayın.
- Tüm dijital ekipmanların (örn. akıllı telefon, kamera, el tipi küresel konumlandırma sistemi [GPS]) tam olarak şarj edildiğinden ve yedek pillerin şarj edildiğinden ve paketlendiğinden emin olun.
2. Organizmayı yakalamak ve güvence altına almak
- Tarlaya varışta, tarih, başlangıç saati, tarla sahası/konumu ve ihtiyaç duyulabilecek diğer ilgili bilgiler (örneğin, hava koşulları, baskın yer örtücü bitkiler, çiçek açan bitkiler vb.) dahil olmak üzere ilgilenilen saha parametrelerini kaydedin (Şekil 1).
- Uygun ağ tekniğini kullanarak ilgilenilen tek bir arıyı yakalayın. Odak türüne göre bir hava böcek ağı veya süpürme ağı aracılığıyla el ağı kullanın.
NOT: Böcek yakalama için flakon / santrifüj tüpü ile toplama gibi diğer yakalama teknikleri de kullanılabilir. - İlgilenilen taksona benzeyip benzemediğini belirlemek için numuneyi ağ torbasından görsel olarak gözlemleyin. Değilse, numuneyi güvenli bir şekilde serbest bırakın ve incelemeye devam edin.
- Örnek odak tür gibi görünüyorsa, numuneyi kaçamayacak şekilde ağ torbasının içine sabitleyin (örneğin, ağ torbasının üst kısmını çerçevenin üzerine getirerek, ağ torbasının boynunu bükerek/sınırlayarak veya başka bir şekilde olası çıkışları kapatarak).
- Yeniden kapatılabilir numune torbasını toplayın ve numune torbasını açın.
- İlgilenilen arının ağ torbasının ucuna yakın olduğundan emin olun.
- Bir elinizle, numunenin hemen altındaki ağ torbasını kavrayın. Ağ torbasını, ucu (böceğin hapsedildiği yer) yukarı doğru yönlendirilecek ve ağ açıklığı (yani kasnak) aşağıda asılı kalacak şekilde tutun.
NOT: Böceklerin çoğu fototrofiktir ve hapsedildiklerinde genellikle ışığa doğru uçarlar/sürünürler. - Diğer elinizi kullanarak (yani, ağ torbasını tutmayan el), yeniden kapatılabilir numune torbasını ağ açıklığında ve ağ torbasının içinden, numunenin hemen altındaki ele ulaşana kadar yönlendirin.
- Elin tutamağını dikkatlice serbest bırakın ve numuneyi, yeniden kapatılabilir numune torbasını tutan elin numuneyle birlikte kapalı alana hareket etmesini sağlayacak kadar sınırlayın. Sokulma, örneğe zarar verme ve kaçma olasılığını azaltmak için numunenin kapalı alan içindeki konumuna dikkat edin.
- Yeniden kapatılabilir numune torbasını, böcek numunesinin girmesine izin verecek kadar geniş açacak şekilde manipüle edin. Bunu, contanın her iki tarafına da baskı uygulayarak veya başparmağınız ve orta parmağınız contanın altında olacak şekilde torbayı çevirerek yapın.
- Yeniden kapatılabilir numune torbası açıklığını numunenin üzerine yerleştirin ve böceği yavaşça torbaya doğru hareket ettirin. Daha önce de belirtildiği gibi, böceklerin çoğu fototrofik olduğundan, yeniden kapatılabilir numune torbasını içeren eli güneşe/gökyüzüne doğru yönlendirin, böylece numunenin torbaya hareketini kolaylaştırın.
- Numune içeri girdikten sonra, yeniden kapatılabilir numune torbasını sıkıca kapatın.
- Numuneyi içeren yeniden kapatılabilir numune torbasını böcek ağından çıkarın.
NOT: Böcekler kapalı torbalarda hızlı ve ölümcül bir şekilde aşırı ısınabileceğinden, numuneyi doğrudan güneşe maruz kalmadan, ideal olarak işlenene kadar gölgeli bir yerde veya yalıtımlı bir kapta saklayın ve işlem süresini sınırlayın.
3. Organizmayı tanımlayın
- İlgilenilen bir takson olduğunu doğrulamak için örneği yakından inceleyin. Farklı bir türse, güvenli bir şekilde serbest bırakın ve araştırmaya devam edin.
NOT: Numuneye zarar vermemek için, torbanın içindeyken böceğe asla doğrudan baskı uygulamayın. Numuneler, plastiğe hafif bir basınç uygulanarak veya torbanın numunenin etrafında gergin olmasını sağlamak için torbanın çevresini gererek hareketsiz hale getirilebilir, böylece hareket sınırlanabilir. - Tür kimliği görsel olarak kolay ve doğru bir şekilde doğrulanabiliyorsa, bir fotoğraf kuponu alın (Şekil 2). Numuneyle ilgili gerekli ek bilgileri kaydedin (örneğin, yakalama zamanı, belirli GPS konumu, ziyaret edilen bitki, benzersiz işaretler, boyut veya renklenme gözlemi, yakalamadan önceki davranış vb.).
- Kimliği doğrulamak için belirli fiziksel özelliklerin incelenmesi gerekiyorsa, yeniden kapatılabilir numune torbası aracılığıyla bu temel özellikleri vurgulayan ayrıntılı makro fotoğraflar çekin (Şekil 2).
- Numune torbasından özellik ayırt etmek için yeterli kalitede fotoğraflar elde edilemiyorsa, numune torbasının sızdırmaz iki köşe ucundan birini (yani, birbirine dikilmiş veya yeniden kapatılamayan köşeler) keserek numunenin ilgilenilen vücut parçalarını/kısımlarını yakından inceleme için açığa çıkarın. Örneğin, sadece başı, karnı veya bacağı ortaya çıkarmak için küçük bir delik açın (Şekil 3A-C). Bunun için, numuneyi, ilgilenilen vücut kısmı önce kesik/köşe deliğine doğru hareket edecek şekilde manipüle edin.
NOT: Gerekli fotoğrafı elde etmek için torbada kesilen deliğin boyutu ve konumu ile böceğin yönünün değiştirilmesi gerekebilir. - Tanımlama gerçekleştikten sonra, sonraki ve istenen yöntemler için ilgili bölümlere geçin. Anten segmenti çıkarma tekniği için bölüm 4'e, böcek işaretlemesi için bölüm 5'e ve/veya polen örnekleri almak için bölüm 6'ya bakın.
4. Antenlerden öldürücü olmayan genetik örneklerin alınması
- Yeniden kapatılabilir numune torbasının sızdırmaz iki köşesinden birini (yani birbirine dikilmiş veya yeniden kapatılamayan köşeler) çapraz olarak kesmek için makas kullanın. Yapılan kesimin arı kafasının genişliğinden minimum düzeyde daha büyük olduğundan emin olun (Şekil 4).
- Numuneyi, kesik/köşe deliğine doğru baş üstü hareket edecek şekilde manipüle edin.
NOT: Bu adım, genetik analiz için diğer doku örneklerini toplamak üzere uyarlanabilir (örneğin, tüm bacak, kısmi bacak). Buna göre, gerekli numuneyi elde etmek için torbada kesilen deliğin boyutu ve konumu ile böceğin yönünün değiştirilmesi gerekebilir. - Arının kafası torbadan dışarı çıktığında, böceğin etrafında gergin hale getirmek için çevredeki plastiğe hafifçe baskı uygulayın ve hareketi kısıtlayın (Şekil 3A).
- Delik çok büyükse, delik açıklığını daha da kısıtlamak ve numuneyi sabitlemek için torbayı kendi üzerine yuvarlayın. Uygun delik boyutundan emin değilseniz, numunenin tamamen kaçmadığından emin olmak için bir böcek ağı veya uçuş kafesi içinde 4.2 ve 4.3 adımlarını uygulayın. Orijinal köşe kesimi çok büyükse ek bir çanta kullanın.
- Torbayı, böcek kafası doğrudan toplama kabının (örneğin, mikrosantrifüj tüpü/tampon çözelti/etanol içeren şişe) üzerinde olacak ve genetik numune kabı, diğer tüm numune verilerine karşılık gelen benzersiz numune kimliği ile uygun şekilde işaretlenecek şekilde konumlandırın (Şekil 3D).
- Temiz ve sterilize edilmiş diseksiyon makası kullanarak, bir anten segmentinin bir kısmını kesin. Numunenin kabın içinde olduğunu doğrulamak için kabı görsel olarak inceleyin.
NOT: Keserken temiz, sterilize edilmiş, açık renkli bir alt tabaka (örn. Kimwipe) üzerinde çalışmak faydalı olacaktır. Bu, numunenin numune toplama kabına düşmemesi durumunda, minimum kontaminasyon riski ile forseps ile kolayca geri alınabilmesini sağlar. - Doku örneği toplama kabı kapağını sabitleyin ve kabı, örnek çözelti içinde süspanse edilecek şekilde döndürün (örn., tampon çözeltisi/etanol).
- Doku örneği toplama kabını (anten örneğiyle birlikte) güvenli bir kapa, ideal olarak doğrudan güneş ışığından ve/veya saha soğutucusu gibi aşırı sıcaklıklardan korunan serin, gölgeli bir yere yerleştirin.
- Numuneyi orijinal yakalama noktasının yakınında güvenli bir şekilde serbest bırakın.
NOT: Numune, yeniden görülmesi / yeniden yakalanması durumunda numune alınmış olarak kolayca tanımlamak için serbest bırakılmadan önce de işaretlenebilir (bkz. bölüm 5).
5. Organizmayı işaretlemek
- Numune yeniden kapatılabilir numune torbasındayken, numune torbasının ortasında küçük bir delik açın.
NOT: Bu delik, bölüm 4'te oluşturulan deliğe ektir. Delik, böceğin göğüs kafesinin alanından daha büyük olmamalıdır. Deliğin kesilmesi gereken yerin konumu, böceğin boyutuna ve istenen işaretleme alanına göre değişebilir. - Numunenin her iki tarafındaki plastiğe hafif bir baskı uygulayarak, böceği göğüs kafesi doğrudan deliğin altında olacak şekilde (yani, göğüs kafesinin üst kısmı torbadan açıkta kalacak şekilde) manevra yapın. Numunenin yerinde kalmasını sağlamak için hafif basınçla devam edin (Şekil 5A).
NOT: Diğer işaretleme alanları bazı böcekler için daha iyi olabilir (Şekil 5B). Bazı kullanıcılar, mevcut deliği (bölüm 4'ten itibaren) büyütmeyi ve arı çıkarken göğüs kafesinden tutarak tutmayı daha yararlı bulmaktadır (Şekil 5C). Bu yaklaşım sokulma şansını artırabilir. Ek olarak, bal arısı kraliçesi işaretleme cihazları, kullanıcı bunu daha kolay bulursa arıları sınırlamak ve işaretlemek için değiştirilebilir. Bununla birlikte, bu yöntem farklı bir cihaza aktarım gerektirir ve polen örneklerini kontamine edebilir. - Bir boya işaretleme kalemi (veya ilgilenilen takson için uygun görülen başka bir işaretleme malzemesi) kullanarak, numuneyi önceden belirlenmiş projeye özel metodolojiye göre işaretleyin.
NOT: İşaretleme yöntemleri, hedeflere göre farklılık gösterecektir ve bireyin yakalandığını gösteren basit veya bireylerin tanımlanmasına izin veren karmaşık (örneğin, benzersiz renk kodlaması veya desenleme kullanarak) olabilir (Şekil 5C). - Uygulanan işaret yeterince kuruyana kadar numuneyi yerinde tutun.
- Benzersiz renklendirme ve renk konumunun onaylanması için işaretli kişinin fotoğrafını çekin.
NOT: Yeniden yakalanan bireyler, yeniden kapatılabilir numune torbası aracılığıyla doğrudan kolay ve hızlı bir şekilde fotoğraflanabilir (Şekil 5D). - Numuneyi orijinal yakalama noktasının yakınında güvenli bir şekilde serbest bırakın.
6. Polen örneği toplama
- Numune yeniden kapatılabilir numune torbasındayken, görünür herhangi bir polen olup olmadığını dikkatlice inceleyin.
NOT: Polen türü ve miktarı büyük ölçüde değiştiğinden, bazen polen numune üzerinde çıplak gözle görülemez. Önceki adımlar zaten tamamlanmışsa, numunedeki polen kalıntılarının zaten torbada olması mümkündür. - Numune üzerinde polen görünüyorsa, her iki tarafındaki plastiğe hafif bir baskı uygulayarak numunenin hareketini sınırlayın.
- Polenin çıkarılmasını kolaylaştırmak için plastiği bir parmağınızı kullanarak setae veya polen içeren vücut kısmına hafifçe ovalayın veya itin.
- Numune üzerinde polen görünmüyorsa, bütünlükten herhangi bir küçük polen kalıntısının çıkarılıp çıkarılmadığını görmek için numune ile plastik arasındaki teması en üst düzeye çıkarın.
- Mümkünse, polenin yeniden kapatılabilir numune torbasında olduğunu görünür şekilde onaylayın (Şekil 4).
- Numuneyi orijinal yakalama noktasının yakınında güvenli bir şekilde serbest bırakın.
- Polen örneğini içeren yeniden kapatılabilir numune torbasını sıkıca kapatın.
NOT: Yeniden kapatılabilir numune torbasında bir delik açılmışsa, kontaminasyonu veya polen kaybını önlemek için yeniden kapatılabilir başka bir numune torbasına yerleştirilmelidir. - Yeniden kapatılabilir numune torbasını, tek tek böceğe ve diğer verilere (örn. böcek türü kimliği, tarih, konum, saat, cinsiyet, çiçek ziyaret kaydı vb.) karşılık gelen benzersiz bir numune kimliği ile etiketleyin.
- Doğrudan güneş ışığından ve/veya aşırı sıcaklıklardan korumak için polen örneğiyle birlikte yeniden kapatılabilir numune torbasını güvenli bir kapa, ideal olarak daha serin bir yere koyun.
NOT: Uygunsa, tarla bazlı polen koruması için projeye özel protokolleri izleyin (örneğin, genetik analiz, polen morfolojisi).
Sonuçlar
Bu metodoloji, Amerika Birleşik Devletleri'nin güneydoğusunda risk altındaki üç arı türü (Osmia calaminthae, Caupolicana floridana ve C. electa) için kullanılmıştır. Bugüne kadar yüzlerce arı ve yaban arısı güvenli bir şekilde toplandı ve serbest bırakıldı. Bu metodolojiyi kullanırken hiçbir arı ölmedi; Kupon örnekleri olarak belirlenen ve uygun yönetim ajansı ile yeni bir konum kaydı olarak tutulanlar, veri toplandıktan sonra uygun şekilde feda edildi. Tablo 1, değerlendirilen farklı morfolojik özelliklerin yanı sıra bu protokol kullanılarak toplanabilecek diğer ölçülebilir verileri göstermektedir 14,32,33,34,35,36.
Şekil 1: Sahadayken toplanabilecek verileri gösteren örnek veri sayfası. Toplanan belirli veriler, proje hedeflerine göre değişecektir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Hediye çeki olarak kullanılacak fotoğraflar. Olayın kuponu olarak hizmet etmek için fotoğraf çekmek, raporlama amaçları için çok önemlidir. Birden fazla tür benzer özellikleri paylaştığında, farklı tanımlayıcı özelliklerin fotoğrafları gereklidir. Florida'da bulunan bu Anthidium maculifrons , scape ve kafasındaki sarıya dayanarak cinsteki diğerlerinden ayırt edilebilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Deliğin yeniden kapatılabilir numune torbasına yerleştirilmesi. Yeniden kapatılabilir numune torbasındaki deliğin yerleşimi, fotoğraflar veya genetik numuneler için ilgilenilen belirli vücut kısımlarını açığa çıkarmak için değiştirilebilir. Bu kompozit fotoğrafta, (A) arının başı, (B) karnı ve (C) bacağı fotoğrafa maruz bırakılmıştır. Arı hapsedildiğinde ve hareket edemediğinde, genellikle dinlenir ve makrofoto çekmek için konumlandırılabilir. (D) Arı bu pozisyonlarda iken de genetik örnek alınabilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Bir köşesi çapraz olarak kesilmiş arı ile toplama çantası. Arının kafasını yakından gözlemlemek istiyorsanız, torbanın köşesindeki kesik, arının kafa boyutuna göre boyut olarak değişecektir. Polen ve hatta nektar salgıları, gelecekteki polen tanımlaması için çantada bulunabilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Arılarla yeniden kapatılabilir numune torbasının görüntüleri. Arıyı işaretlerken sokulmasını önlemek için torbada bir delik açılabilir ve (A) göğüs kafesi deliğin altına yerleştirilebilir. (B) Arının büyüklüğüne bağlı olarak, karın üzerinde de işaretlenebilir. (C) Alternatif olarak, arı köşe deliğinden de serbest bırakılabilir ve işaretleme için göğüs kafesinde sıkıştırılabilir. Bu teknik sokulma şansını artırabilir, ancak kalem lekesini en aza indiriyor gibi görünmektedir. Bireyler arasında ayrım yapmak için benzersiz renklendirme/numaralandırma kullanılabilir. (D) Gelecekte yeniden yakalanan numuneler, yeniden kapatılabilir numune torbası aracılığıyla hızlı ve kolay bir şekilde fotoğraflanabilir ve serbest bırakılabilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Tablo 1: Bu protokol kullanılarak değerlendirilen morfolojik özellikler. Numuneler ayrıca bu tabloda temsil edilmeyen çok sayıda özelliği gözlemlemek ve belgelemek için manipüle edilebilir (örneğin, tergit/sternit şekli, toplam uzunluk, ağırlık, diş sayısı, kanat damarı, interteguler mesafe, vb.). Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Tartışma
Bu protokol, nadir arıların güvenli bir şekilde ele alınması ve incelenmesi için bir saha yönteminin ana hatlarını çizer ve nihai hedef, istenen ölümcül olmayan numune veya kupon bilgilerini elde etmek ve odak bireyleri orijinal yakalama noktasında güvenli bir şekilde vahşi doğaya geri salmak olur. Bu protokolün, flakon kullanımı gibi diğer toplama yöntemlerine göre faydaları, numunenin, hem böceğe hem de araştırmacıya verilen zararı sınırlayarak, temel özelliklerin yakından incelenmesine ve güvenli bir şekilde tanımlanmasına izin vermek için güvenli bir şekilde sınırlandırılabilmesidir. Tersine, diğer metodolojilerdeolduğu gibi 18,19, bu protokol numunenin uyuşturulmasını gerektirmez; Minimum işlemle hızlı bir şekilde örneklenebilir ve serbest bırakılabilir. Yeniden kapatılabilir numune torbaları düşük maliyetlidir, edinilmesi kolaydır, hafiftir, son derece taşınabilir ve geri dönüştürülebilirdir, bu da onları santrifüj tüplerine harika bir alternatif haline getirir. Bazı alternatiflerin (örneğin, şahin tüpleri veya diğer sert kaplar) sertliğinden yoksun olduklarından, canlı böcek örneklerini işlerken ekstra özen göstermek önemlidir. Bir numunenin tamamı bir kupon olarak alınacaksa, onu sağlam bir muhafazaya koymak, numuneye gelebilecek olası hasarı azaltacaktır.
Bu yöntemi kullanan araştırmacıların arıları ve / veya diğer böcekleri ele alma konusunda deneyim sahibi olmaları faydalıdır, çünkü numuneler torbadayken üzerine çok fazla baskı uygulamak yaralanma veya ölümle sonuçlanabilir. Arılarla ilgili daha fazla deneyim kazanmak için, acemi araştırmacılar bu protokolü daha yaygın türler (örneğin bal arıları) kullanarak uygulamalıdır. Uygulama, böceğin yaralanmasını veya ölümünü en aza indirmeye yardımcı olacaktır. Odak taksonuna bağlı olarak, bu metodolojide sınırlamalar olabileceğini belirtmek önemlidir. Belirli taksonların küçültülmüş boyutu, daha maliyetli ve özel makro fotoğrafçılık ekipmanlarının kullanılmasını ve/veya alan mikroskoplarının kullanılmasını gerektirebilir, çünkü özellikleri bu prosedürde listelenen malzemelerle izole edilemez ve fotoğraflanamayabilir, hedef ne kadar küçükse, yeterli görüntü elde etmek o kadar zor olabilir37. Ek olarak, erişilemeyen vücut kısımlarının gerekli olduğu durumlarda (örn. dil, cinsel organlar vb.), tanımlama için başka yöntemler garanti edilebilir. Cinsel organlar, türler arasında oldukça değişken olabilen ve içlerinde bir şekilde kararlı olabilen böcekler için en bilgilendirici tanısal özelliklerden biridir38,39. Bu durumda diseksiyon gibi öldürücü yöntemler gerekli olabilir. Bununla birlikte, tanımlanması zor türler için, saha toplamasından40 sonra tanımlama için küçük, öldürücü olmayan genetik örneklerin kullanılması kullanılabilir ve burada açıklanan metodoloji bu tür örnekleri toplamak için kullanılabilir. Böcek tanımlaması için görüntüleme ve DNA diziliminin ilişkilendirilmesine yardımcı olmak için istatistiksel modelleme de geliştirilmektedir41.
Burada sunulan metodolojinin bir başka sınırlaması, bu protokolü gerçekleştirirken, özellikle torbada bir delik açılırken sokulma olasılığı ile ilgilidir. Ancak bu protokol, sokulma olasılığını en aza indirir; Yazarlar, numuneleri tutarken nadiren numune torbalarından sokulmuştur. Ayrıca, bazı arı, böcek ve yaban arısı türlerinin çenelerini kullanarak torbaları kesebildiklerine dikkat edilmelidir, bu nedenle bu yaklaşımın ilgilenilen taksonlar için işe yarayıp yaramayacağını belirlerken dikkatli olunmalıdır ve bu durumlarda, daha kalın plastik torbalar veya diğer metodolojiler tavsiye edilir. Her durumda, kullanıcılar tek kullanımlık plastikleri kullanmayı en aza indirmeli ve mümkün olduğunda geri dönüştürmelidir.
Bu protokolün geliştirilmesinde odak taksonu,32 büyüklüğünde yaklaşık 10-11 mm olan mavi calamintha arısı Osmia calaminthae (Hymenoptera: Megachilidae) idi. Bu yöntemi geliştirdikten sonra, yazarlar onu daha büyük Bombus türleri (Hymnenoptera: Apidae) ve Caupolicana türleri, C. electa ve C. floridana (Hymenoptera: Colletidae) dahil olmak üzere çeşitli boyutlarda çeşitli diğer hymenopteranlar üzerinde kullandılar. Caupolicana electa 18-23 mm arasında değişebilirken, C. floridana 16-18 mmarasında değişebilir 33. Risk altındaki, nesli tükenmekte olan veya listelenen türler üzerindeki olumsuz etkileri en aza indirmeye yardımcı olmak için, deneyim kazanmaya ve yeterlilik oluşturmaya yardımcı olmak için önce yakından ilişkili ve/veya ortak vekiller üzerinde denemeniz önerilir. Arıların ve diğer böceklerin dış iskeleti değişebilir ve daha az sağlam örnekler dikkatle tedavi edilmelidir. Böceklerin daha küçük veya daha yumuşak kütlelerinin incelendiği durumlarda, bu metodoloji yeterli olmayabilir. Kullanıcılar, bu metodolojinin hangi bölümlerinin odak taksonları için uygun olacağını belirlemelidir.
Sahada toplanan organizmaları tanımlama için hapsetmenin birincil amacının ötesinde, bu protokol, arıların güvenli bir şekilde hapsedilmesi gereken çeşitli araştırma ile ilgili görevleri yerine getirmek için değiştirilebilir. Örneğin, organizmalar yeniden kapatılabilir numune torbalarındayken sahada tartılabilir. Araştırmacılar ayrıca, böcek kısıtlanırken kaliperler kullanarak çeşitli numune ölçümleri alabilirler. Örneğin, arıların hedef arama kabiliyetinin tahminivücut büyüklüğü 42 kullanılarak yapılabilir; Metodolojimiz, bu tür bir tahmini kolaylaştıracak verilerin elde edilmesine yardımcı olabilir. Benzer şekilde, kaliperler kullanmak yerine, araştırmacılar daha sonra görüntüleri işlerken temel morfolojik özellikleri ölçmek için numunenin hemen arkasına bir cetvel / ölçek çubuğu ve / veya renk kartı yerleştirebilir ve fotoğraflayabilirler. Bu yöntemin gelecekteki uygulamaları, yapay zeka ve makine öğrenimindeki gelişmelerden yararlanabilir. Hem sahada hem de laboratuvarda tanımlama, akıllı cihazlar kullanılarak kolaylaştırılabilir, böylece taşıma süresi ve numuneler üzerindeki stres en aza indirilebilir.
Açıklamalar
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Teşekkürler
Yazarlar, bu makaleyi inceledikleri için Ivone de Bem Oliveira, Jon Elmquist, Emily Khazan, Nancy Kimmel ve Kristin Rossetti'ye teşekkür eder. Bu araştırma, Florida Balık ve Yaban Hayatı Koruma Komisyonu (Anlaşma No. 19008) tarafından yönetilen ABD Balık ve Yaban Hayatı Servisi'nden bir hibe ve Florida Biyoçeşitlilik Vakfı'ndan sağlanan fonlarla finanse edildi.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 30x 60x ışıklı kuyumcu göz büyüteç büyüteç | JARLINK | Teşhis özelliklerini gözlemlemek için el merceği (gerekirse) | |
| Havadan el ağı | |||
| Yıkama şişesinde | Sadece ölümcül olmayan genetik örnekleme için gereklidir | ||
| Künt uçlu çocuk | makası Fiskar | Künt uçlu makaslar, güvenle saklanabildikleri için faydalıdır cepler | |
| Yıkama şişesinde | Sadece öldürücü olmayan genetik örnekleme için gereklidir | ||
| FD-1 flaş difüzör | Kupon | fotoğrafları çekerken numuneyi aydınlatmak için | |
| Alan panosu | |||
| Alan soğutucusu | |||
| İnce forseps | |||
| İnce nokta yağ bazlı boya işaretleyici seti | Sharpie | Arıları işaretlemek için | |
| kalemler Kimwipes Kimtech | |||
| Mikrosantrifüj tüpleri | Yalnızca ölümcül olmayan genetik örnekleme için gereklidir | ||
| Yeniden kapatılabilir numune torbası | Amazon | İlgilenilen örneğe bağlıdır. 50,8 mm x 76,2 mm veya 50,8 mm x 50,8 mm tercih ediyoruz - Edvision 2" x 3" Plastik Torbalar, 200 Adet 2 Mil Şeffaf Açılıp Kapanabilir Fermuarlı Poli Çantalar, Mücevher Malzemeleri, Boncuklar, Vidalar, Küçük Eşyalar için Tekrar Kapatılabilir Saklama Çantaları - Soft 'N Style 500 Sayım Açılıp Kapanabilir Fermuarlı Poli Çantalar, 2 x 2 inç, 50 mm x 50 mm, şeffaf | |
| Paslanmaz çelik iris diseksiyon makası | Kör uçlu makaslardan daha hassastır. Güvenli bir yerde saklanmalıdır. | ||
| TG-7 veya benzeri kamera | Olympus | Fotoğraf Makinesi, kupon fotoğrafları çekmek için makro ayarlı |
Kaynaklar
- Potts, S. G., et al. Global pollinator declines: trends, impacts and drivers. Trends Ecol Evol. 25 (6), 345-353 (2010).
- IPBES. The Assessment Report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on Pollinators. , Pollination and Food Production. Secretariat of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services. Bonn, Germany. (2016).
- Goulson, D., Nicholls, E., Botias, C., Rotheray, E. Bee declines driven by combined stress from parasites, pesticides, and lack of flowers. Science. 347 (6229), 1255957(2015).
- Zattara, E. E., Aizen, M. A. Worldwide occurrence records suggest a global decline in bee species richness. One Earth. 4 (1), 114-123 (2021).
- Allen-Wardell, A. G., et al. The potential consequences of pollinator declines on the conservation of biodiversity and stability of food crop yields. Conserv Biol. 12 (1), 8-17 (1998).
- Nieto, A., et al. European Red List of Bees. , Publication Office of the European Union. Luxembourg. (2014).
- Simpson, D. T., et al. Many bee species, including rare species, are important for function of entire plant-pollinator networks. Proc R Soc B. 289 (1972), 20212689(2022).
- Roulston, T. H., Smith, S. A., Brewster, A. L. A comparison of pan trap and intensive net sampling techniques for documenting a bee (Hymenoptera: Apiformes) fauna. J Kans Entomol Soc. 80 (2), 179-181 (2007).
- Gibbs, J., et al. Does passive sampling accurately reflect the bee (Apoidea: Anthophila) communities pollinating apple and sour cherry orchards. Environ Entomol. 46 (3), 579-588 (2017).
- Portman, Z. M., Bruninga-Socolar, B., Cariveau, D. P. The state of bee monitoring in the United States: a call to refocus away from bowl traps and towards more effective methods. Ann Entomol Soc Am. 113 (5), 337-342 (2020).
- Popic, T. J., Davila, Y. C., Wardle, G. M. Evaluation of common methods for sampling invertebrate pollinator assemblages: net sampling out-perform pan traps. PLoS One. 8 (6), e66665(2013).
- Bubnič, J., Mole, K., Prešern, J., Moškrič, A. Non-destructive genotyping of honeybee queens to support selection and breeding. Insects. 11 (12), 896(2020).
- Châline, N., Ratnieks, F. L., Raine, N. E., Badcock, N. S., Burke, T. Non-lethal sampling of honey bee, Apis mellifera, DNA using wing tips. Apidologie. 35, 311-318 (2004).
- Oi, C. A., López-Uribe, M. M., Cervini, M., Del Lama, M. A. Non-lethal method of DNA sampling in euglossine bees supported by mark-recapture experiments and microsatellite genotyping. J Insect Conserv. 17, 1071-1079 (2013).
- Holehouse, K. A., Hammond, R. L., Bourke, A. F. G. Non-lethal sampling of DNA from bumble bees for conservation genetics. Insectes Soc. 50, 277-285 (2003).
- Boyle, N. K., et al. A nonlethal method to examine non-Apis bees for mark-capture research. J Insect Sci. 18, 10(2018).
- Curran, M. F., et al. Use of 3-dimensional videography as a non-lethal way to improve visual insect sampling. Land. 9 (10), 340(2020).
- Austin, G. H. Effect of carbon dioxide anaesthesia on bee behaviour and expectation of life. Bee World. 36 (3), 45-47 (1955).
- Switzer, C. M., Combes, S. A. Bombus impatiens (Hymenoptera: Apidae) display reduced pollen foraging behavior when marked with bee tags vs. paint. J Melittology. 62, 1-13 (2016).
- Ribbands, C. R. Changes in the behaviour of honey bees following their recovery from anaesthesia. J Exp Biol. 27 (3-4), 302-310 (1950).
- Poissonnier, L. A., Jackson, A. L., Tanner, C. J. Cold and CO2 narcosis have long-lasting and dissimilar effects on Bombus terrestris. Insectes Soc. 62, 291-298 (2015).
- Wilson, E. E., Holway, D., Nieh, J. C. Cold anaesthesia decreases foraging recruitment in the New World bumblebee, Bombus occidentalis. J Apic Res. 45 (4), 169-172 (2006).
- Chauzat, M. P., Faucon, J. P. Pesticide residues in beeswax samples collected from honey bee colonies (Apis mellifera l) in France. Pest Manage Sci. 63 (11), 1100-1106 (2007).
- Jha, S., Stefanovich, L., Kremen, C. Bumble bee pollen use and preference across spatial scales in human-altered landscapes. Ecol Entomol. 38 (6), 570-579 (2013).
- Popic, T. J., Wardle, G. M., Davila, Y. C. Flower-visitor networks only partially predict the function of pollen transport by bees. Austral Ecol. 38 (1), 76-86 (2013).
- Bell, K. L., et al. Applying pollen DNA metabarcoding to the study of plant-pollinator interactions. Appl Plant Sci. 5 (6), 1600124(2017).
- Wood, T. J., Kaplan, I., Szendrei, Z. Wild bee pollen diets reveal patterns of seasonal foraging resources for honey bees. Front Ecol Evol. 6, 210(2018).
- Friedle, C., Wallner, K., Rosenkranz, P., Martens, D., Vetter, W. Pesticide residues in daily bee pollen samples (April-July) from an intensive agricultural region in Southern Germany. Environ Sci Pollut R. 28, 22789-22803 (2021).
- Lau, P., Lesne, P., Grebenok, R. J., Rangel, J., Behmer, S. T. Assessing pollen nutrient content: a unifying approach for the study of bee nutritional ecology. Phil Trans R Soc B. 377, 20210510(2022).
- Potter, C., et al. Pollen metabarcoding reveals broad and species-specific resource use by urban bees. PeerJ. 7, e5999(2019).
- Graham, J., Campbell, J., Tsalickis, A., Stanley-Stahr, C., Ellis, J. Observing bees and wasps: Why surveys and monitoring programs are critical and how they can improve our understanding of these beneficial hymenopterans. J Pollinat Ecol. 33, 139-169 (2023).
- Rightmyer, M. G., Deyrup, M., Ascher, J. S., Griswold, T. Osmia species (Hymenoptera, Megachilidae) from the southeastern United States with modified facial hairs: taxonomy, host plants, and conservation status. ZooKeys. 148, 257-278 (2011).
- Michener, C. D., Deyrup, M. Caupolicana from Florida (Hymenoptera: Colletidae). J Kansas Entomol Soc. 77 (4), 774-782 (2004).
- Michener, C. D. Bees of the World. , The Johns Hopkins University Press. Baltimore. (2007).
- Thorp, R. W. The collection of pollen by bees. Pl Syst Evol. 222, 211-223 (2000).
- Streinzer, M., Kelber, C., Pfabigan, S., Kleineidam, C. J., Spaethe, J. Sexual dimorphism in the olfactory system of a solitary and a eusocial bee species. J Comp Neurol. 521 (12), 2742-2755 (2013).
- Marshall, S. A. Field photography and the democratization of arthropod taxonomy. Am Entomol. 54 (4), 207-210 (2008).
- Eberhard, W. G. Sexual SelectionandAnimal Genitalia. , Harvard University Press. Cambridge, MA. (1985).
- Yassin, A. Unresolved questions in genitalia coevolution: bridging taxonomy, speciation, and developmental genetics. Org Divers Evol. 16, 681-688 (2016).
- Magoga, G., et al. Curation of a reference database of COI sequences for insect identification through DNA metabarcoding: COins. Database. 2022, baac055(2022).
- Badirli, S., et al. Classifying the unknown: Insect identification with deep hierarchical Bayesian learning. Methods Ecol Evol. 14 (6), 1515-1530 (2023).
- Guedot, C., Bosch, J., Kemp, W. P. Relationship between body size and homing ability in the genus Osmia (Hymenoptera: Megachilidae). Ecol Entomol. 34 (1), 158-161 (2009).
Yeniden basım ve izinler
