利用低成本、小型、易于建造的Quercivorus测量豚草甲虫、鸭嘴兽的飞行能力 (村山富市)
Summary
我们开发了一个低成本和小型飞行厂, 建设与一般可用的项目, 并容易用于试验。利用这个仪器, 我们测量了一个豚草甲虫,鸭嘴兽 quercivorus的飞行能力。
Abstract
豚草甲虫,鸭嘴兽 quercivorus (村山富市), 是真菌病原体的载体, 导致壳斗科树 (日本橡木枯萎) 的大量死亡。因此, 了解扩散能力可能有助于使诱捕/树移除的努力更有效地预防这种疾病。在这项研究中, 我们测量飞行速度和持续时间, 并估计飞行距离的甲虫使用新开发的飞行厂。该机组成本低, 体积小, 使用常用的物品建造。飞行磨机臂及其垂直轴组成一根细针。甲虫标本用速溶胶水粘在手臂的一个尖端上。另一个尖端是厚的由于被塑料覆盖, 从而有助于检测手臂的旋转。臂的革命是由安装在红外线 led 上的照片传感器检测到的, 当手臂通过 led 上方时, 输出电压的变化就表明了这一点。照片传感器连接到一台个人电脑, 输出电压数据以1赫的采样速率存储。通过使用这个飞行磨机进行实验, 我们发现quercivorus至少能飞27公里。由于我们的飞行厂包括便宜和小的普通项目, 许多飞行磨房可以同时被准备和使用在一个小实验室空间。这使实验者能够在短时间内获得足够数量的数据。
Introduction
动物为了寻找食物和伴侣, 迁徙了很长的距离。迁徙的动物有时可能携带不良的同伴。雌豚草甲虫,鸭嘴兽 quercivorus (村山富市), 是一个已知的真菌病原体, Raffaelea quercivora Kubono 和新 Ito。这种病原体导致壳斗科树 (日本橡木枯萎) 的大量死亡和高水平的死亡率1。自1980年以来, 这种疾病一直在日本蔓延, 并已成为一个严重的问题2。
quercivorus是一种小昆虫 (体长4-5 毫米, 体重4-6 毫克), 每年的疾病扩展表明, 它们能够飞到几公里3,4。雄quercivorus定位一棵寄主树, 并释放一个聚合信息素, 吸引男性和女性5。因此, 宿主树受到 conspecifics 的大规模攻击, 最终死亡。在着陆后, 雄鸟在树内钻孔, 一个由信息素吸引的雌性进入隧道, 产卵。孵化的quercivours在隧道中生长, 直到成年。成人出现并分散, 以找到新的主机。因此, 疾病的扩展可能与这种甲虫的迁徙能力有关。然而, 甲虫能飞的程度仍然不明。此外, 雌性比雄性大6 (女性: 4.6 毫米, 雄性: 4.5 毫米) 和雄性甲虫搜索目标树, 进入树内的隧道, 然后吸引雌性。考虑到这些性别差异在身体大小和飞行的作用在他们的生活中, 性区别可能存在于飞行能力, 但能力的区别仍然不清楚。
一般来说, 由于迁徙区域的范围很广, 测量野外迁移能力, 特别是飞行能力, 是极其困难的。在60年7、8、9、10、11、12等拴系条件下的实验室测量了迁移能力, 例如一个飞行磨机系统;,13. 飞行磨机系统表明, 有些昆虫具有长距离飞行的能力。例如, 山松树甲虫的最长的飞行距离在一个飞行磨房是24公里14, 并且啮 planipennisi杨最大地飞行了7公里15。虽然飞行磨房是通常可利用的工具, 生物化验与活动物经常导致相当大个体区别。为了克服这一点, 许多测量, 重复多次, 需要得到可靠的估计平均扩散能力。因此, 应同时使用多个个人来快速收集足够数量的数据。然而, 同时实验需要一个更大的空间, 多个实验设置, 并比单一测量系统更昂贵。因此, 该机组必须低成本, 应易于建设与一般可用的项目, 并紧凑的规模。此外, 实验过程不应复杂或需要熟练的操作员。
在这项研究中, 我们组装了一个小型, 低成本的飞行厂 (图 1和图 2), 可以很容易地用于实验, 并测量飞行能力的豚草甲虫, P. quercivorus.
Protocol
Representative Results
Discussion
我们开发了一个低成本, 易于建设, 紧凑的飞行磨机, 为小昆虫, 如P. quercivorus (4-5 毫米的身体长度和4-6 毫克的体重)。我们的飞行厂只包括普通的项目, 如针, 红外线 LED, 照片传感器, 瞬时胶水等, 不需要任何复杂的, 昂贵的, 或稀有的项目, 如计算机控制的电气设备。这样就可以方便快捷地收集必要的项目并降低实验成本。事实上, 每台机组的成本仅为1000日元 (约10美元、8欧元或7英镑) (?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们感谢美国深谷市先生、田硕先生和 t. Ishino 先生帮助进行了这些实验。这项研究得到了日本促进科学学会 (15K14755) 的科学研究资助。
Materials
| needle | Seirin | J type No. 5 x 40 mm | |
| epoxy resin adhesive | Konishi | #16113 | |
| metal plate | from a home improvement store | ||
| disposable plastic pipette | from a home improvement store | ||
| snap button | from a craft store | ||
| IR sensor | Hamamatsu Photonics | S7136 | |
| IR LED | OptoSupply | OSIR5113A | 150 mW |
| custom-made program | downloadable from Github. URL: https://github.com/HidetoshiIkeno/FlightMill |
||
| instant glue | Toagosei | 31204 | |
| A/D converter | LabJack Co. | U3-HV | |
| DAQ software | AzeoTech | DAQFactoryExpress | download from AzeoTech Web page. |
References
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