जीवन इतिहास विकल्पों की खोज: ब्लोफ्लाई लार्वा और महिला वरीयताओं के लिए अंतःक्रियात्मक कारकों के रूप में तापमान और सब्सट्रेट प्रकार का उपयोग करना
Summary
इसमें, लार्वा और ब्लोफ्लाई की मादाओं में खाद्य स्रोत और अंडाकार वरीयताओं का आकलन करने के लिए दो प्रोटोकॉल विस्तृत हैं। इनमें दो अंतःक्रियात्मक कारकों के साथ चार विकल्प शामिल हैं: सब्सट्रेट प्रकार और तापमान। परख लार्वा के खाद्य स्रोत वरीयता और मादाओं के लिए अंडाकार स्थल वरीयता के निर्धारण को सक्षम करती है।
Abstract
ब्लोफ्लाईज़ (डिप्टेरा: कैलिफोरिडे) लार्वा जीवन शैली की एक विस्तृत श्रृंखला पेश करते हैं, जिन्हें आमतौर पर परजीवीवाद, संकाय परजीवीवाद और पूर्ण सैप्रो-नेक्रोफैगी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। कई परजीवी प्रजातियां, दोनों बाध्य और संकाय, को स्वच्छता और आर्थिक महत्व का माना जाता है, क्योंकि उनके लार्वा मायियासिस (जीवित ऊतक में मैगोट संक्रमण) का कारण बन सकते हैं। हालांकि, यह उल्लेखनीय है कि वयस्क मादा एक निर्णायक भूमिका निभाती है क्योंकि वह ओविपोजिशन साइट चुनती है, और इसलिए, लार्वा की भोजन की आदत और विकास की स्थिति को काफी हद तक निर्धारित करती है। इस अध्ययन में, दो अंतःक्रियात्मक कारकों पर विचार करते हुए लार्वा फीडिंग वरीयता और मादा ओविपोजिशन साइट वरीयता का परीक्षण करने के लिए दो प्रोटोकॉल प्रस्तावित हैं: मांस सब्सट्रेट प्रकार और तापमान। यहां प्रस्तुत सेटअप ने लुसिलिया कपरिना लार्वा और गुरुत्वाकर्षण मादाओं को दो तापमान (33 ± 2 डिग्री सेल्सियस और 25 ± 2 डिग्री सेल्सियस) और दो प्रकार के मांस सब्सट्रेट्स (ताजा मांस रक्त और 5 दिन पुराने सड़े हुए मांस) के साथ चार-विकल्प परख में परीक्षण करने की अनुमति दी। लार्वा या गर्भवती मादाएं क्रमशः निम्नलिखित में से किसी एक में अपने अंडे को उबालने या देने का विकल्प चुन सकती हैं: 25 डिग्री सेल्सियस पर सड़ा हुआ मांस (नेक्रोफैगस प्रजाति की स्थिति का अनुकरण करते हुए), ताजा मांस 33 डिग्री सेल्सियस पर रक्त के साथ पूरक (परजीवी प्रजाति की स्थिति का अनुकरण), और दो नियंत्रण, 33 डिग्री सेल्सियस पर सड़ा हुआ मांस, या 25 डिग्री सेल्सियस पर रक्त के साथ पूरक ताजा मांस। वरीयता का मूल्यांकन प्रत्येक प्रतिकृति के लिए प्रत्येक विकल्प में रखे गए लार्वा या अंडे की संख्या की गणना करके किया जाता है। देखे गए परिणामों की तुलना यादृच्छिक वितरण से करने से वरीयता के सांख्यिकीय महत्व का अनुमान लगाया जा सकता है। परिणामों ने संकेत दिया कि एल क्यूपरिना लार्वा में 25 डिग्री सेल्सियस पर सड़े हुए सब्सट्रेट के लिए एक मजबूत प्राथमिकता है। इसके विपरीत, मांस के प्रकार के लिए महिलाओं द्वारा अंडाणु-साइट वरीयता अधिक विविध थी। इस पद्धति को समान आकार की अन्य कीट प्रजातियों की वरीयता का परीक्षण करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। वैकल्पिक परिस्थितियों का उपयोग करके अन्य प्रश्नों का भी पता लगाया जा सकता है।
Introduction
मक्खियां, विशेष रूप से कैलिप्ट्रेट मस्कोइड्स (ब्लोफ्लाई, हाउस फ्लाई, बॉट मक्खियों और मांस मक्खियों सहित), जीवन शैली की एक विस्तृत श्रृंखला का प्रदर्शन करती हैं, जिसमें परजीवी और नेक्रो-सैप्रोफैगसव्यवहार शामिल हैं। परजीवी प्रजातियां आमतौर पर मायियासिस का कारण बनती हैं, जो मैगॉट्स (लार्वा) द्वारा जीवित ऊतकों का संक्रमण है। कैलिफोरिडे परिवार में, दोनों बाध्यकारी और संकाय परजीवी प्रजातियां प्रमुख पशुधन कीट हैं जो आर्थिक नुकसान और खराब पशु कल्याण के लिए जिम्मेदार हैं। नई दुनिया और पुरानी दुनिया के स्क्रूवर्म (क्रमशः कोक्लियोमिया होमिनिवोरैक्स और क्राइसोमिया बेज़ियाना) जैसे परजीवी परजीवी विशेष रूप से समस्याग्रस्त 4,7,8,9,10 हैं, जैसे कि भेड़ ब्लोफ्लाई (लुसिलिया कपरिना और लुसिलिया सेरिकाटा) 2,5,6, 7. गैर-परजीवी प्रजातियां, जिनमें सैप्रो-नेक्रोफैगस शामिल हैं, क्षयऔर नेक्रोटिक कार्बनिक पदार्थों में विकसित होती हैं और आमतौर पर अस्वास्थ्यकर वातावरण में पाई जाती हैं। उनकी सख्ती से गैर-परजीवी जीवन शैली का उपयोग मैगॉट थेरेपी के लिए सफलतापूर्वक किया जा सकता है, जो नेक्रोटिक ऊतकों के घावों को साफ करने के लिए मक्खी लार्वा का उपयोग करता है11,12,13. ब्लोफ्लाई का उपयोग फोरेंसिक विज्ञान में भी किया जाता है, क्योंकि वे हाल ही में मृत शवों का पता लगाने और उपनिवेश करने वाले पहले जीवों में से हैं, विकासशीललार्वा मृत्यु के समय का अनुमान लगाने के साधन के रूप में काम करते हैं।
ब्लोफ्लाई जीवन शैली विभिन्न शोध अध्ययनों (जैसे, 15,16,17,18,19,20,21) का विषय रही है क्योंकि मानव हितों के संबंध में उनका महत्व है। एक प्रजाति की जीवन शैली को नियंत्रित करने वाले जैविक तंत्र को समझना कीट प्रजातियों को नियंत्रित करने के उद्देश्य से तरीकों में सुधार करने में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है। इसके अलावा, ब्लोफ्लाई जीवन शैली की विविधता और विकास जटिल लक्षणों (जैसे, परजीवीवाद) की उत्पत्ति और तंत्र का अध्ययन करने के लिए एक आदर्श संदर्भ प्रदान करते हैं। जीवित ऊतक पर खिलाने वाले मैगॉट्स के कारण परजीवीवाद कैलिफोरिडे परिवार22,23 के भीतर कई बार स्वतंत्र रूप से विकसित हुआ है। हालांकि, ब्लोफ्लाई की भोजन की आदतों का विकासवादी इतिहास अभी भी काफी हद तक अज्ञात है, जिसमें अध्ययन कार्यात्मक परख की सहायता के बिना फाइलोजिनिस (जैसे, 16,19,22) के साथ आदतों का मानचित्रण करने तक सीमित है। उदाहरण के लिए, यह अनिश्चित है कि परजीवी सामान्यवादियों (यानी, संकाय परजीवी) से विकसित हुए हैं या सीधे नेक्रोफैगस प्रजातियों से। जीवन शैली में विकासवादी बदलावों के साथ आणविक, शारीरिक और व्यवहार संबंधी प्रक्रियाएं भी काफी हद तक अज्ञात हैं।
इस संदर्भ में, संकाय परजीवी, जैसे भेड़ ब्लोफ्लाई लुसिलिया क्यूप्रिना, जो एक मेजबान पर परजीवी के रूप में विकसित हो सकते हैं या शवों पर नेक्रोफेज के रूप में विकसित हो सकते हैं, जीवन शैली विकल्पों को नियंत्रित करने वाले कारकों और तंत्रों का पता लगाने की संभावना प्रदान करते हैं। लुसिलिया कपरिना एक महानगरीय प्रजाति है जो भेड़ फ्लाईस्ट्राइक पैदा करने के लिए जानी जाती है, खासकर ऑस्ट्रेलिया में जहां इसे कीट 3,16 माना जाता है। कपरिना के कारण मायासिस अन्य पशुधन जानवरों, पालतू जानवरों और मनुष्यों में भी हो सकता है 3,24,25,26,27,28,29,30। हालांकि, इसका लार्वा नेक्रोटिक ऊतकों और क्षयकारी पदार्थ में भी विकसित हो सकता है और इस प्रजाति का फोरेंसिक कीटविज्ञान में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है क्योंकि यह लाशों का पता लगाने और उपनिवेश करने के लिए बहुत तेज है31,32,33,34। यद्यपि ब्लोफ्लाई की परजीवी बनाम गैर-परजीवी जीवन शैली को लार्वा चरण द्वारा परिभाषित किया जाता है, यह वयस्क मादा है जो ओविपोजिशन साइट का चयन करती है। नतीजतन, वयस्क मादा लार्वा की जीवन शैली को भारी रूप से प्रभावित करती है, क्योंकि बाद में सीमित गतिशीलता होती है। हालांकि, मादा की पसंद का मतलब यह नहीं है कि लार्वा विकल्प35 के साथ प्रस्तुत होने पर एक ही सब्सट्रेट पसंद करेगा। एक परिकल्पना यह है कि जीवित ऊतक पर अपने अंडे देने वाली महिलाओं के व्यवहार में परिवर्तन एक परजीवी जीवन शैली की ओर शुरुआती स्विच का हिस्सा हो सकता है। परिणामी लार्वा के पूर्व-अनुकूलन या शारीरिक क्षमताएं जीवित ऊतक पर उनके सफल विकास के लिए आवश्यक होंगी, जिससे परजीवी जीवन शैली का उद्भव होगा। जैसे, प्रभावित और चयनित प्रक्रियाएं आवश्यक रूप से दोनों जीवन चरणों के बीच संरेखित नहीं हो सकती हैं।
इस संदर्भ में, ब्लोफ्लाई में व्यवहार वरीयता का परीक्षण करने के लिए दो तरीकों को विकसित किया गया था, विशेष रूप से, एल क्यूप्रिना, लार्वा फीडिंग सब्सट्रेट (लार्वा वरीयता परख) और ओविपोजिशन साइट (महिला वरीयता परख) के बारे में। ये विधियां दो अंतःक्रियात्मक कारकों को ध्यान में रखती हैं: तापमान और मांस ताजगी। तापमान को एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में चुना गया था क्योंकि मायोथर्मिकजानवरों में मायियासिस के अधिकांश मामले होते हैं। इसलिए, 33 डिग्री सेल्सियस का तापमान “परजीवी जीवन शैली कारक” के लिए प्रॉक्सी के रूप में चुना गया था, जबकि 25 डिग्री सेल्सियस (कमरे का तापमान) का तापमान “गैर-परजीवी कारक” का प्रतिनिधित्व करता है। 25 डिग्री सेल्सियस का तापमान चुना गया क्योंकि यह ब्राजील में दर्ज औसत वार्षिक तापमान (नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ मेट्रोलॉजी, आईएनएमईटी) का प्रतिनिधि है। इसके अतिरिक्त, दो प्रकार के मांस सब्सट्रेट्स पर विचार किया गया, दोनों गोजातीय स्रोतों से: (i) ताजा मांस रक्त के साथ पूरक, परजीवी जीवन शैली के लिए सब्सट्रेट की नकल करता है, जिसका उपयोग प्रयोगशाला की स्थिति36 में परजीवी ब्लोफ्लाई कंपनी होमिनिवोरैक्स को पालने के लिए किया जाता है, और (ii) 5 दिन पुराना सड़ा हुआ मांस, नेक्रोफैगस जीवन शैली के लिए सब्सट्रेट का अनुकरण करता है। गोजातीय सब्सट्रेट का उपयोग आमतौर पर प्रयोगशाला स्थितियों27,37,38,39 में एल क्यूपरिना को पालने के लिए किया जाता है क्योंकि यह पारिस्थितिक रूप से उचित सब्सट्रेट होने के साथ-साथ उपलब्धता, लागत-प्रभावशीलता और व्यावहारिकता के मामले में कई फायदे प्रदान करता है। ब्लोफ्लाइज़ में सड़े हुए बनाम ताजा सब्सट्रेट्स के प्रभाव की तुलना करने वालेअन्य अध्ययनों में 7-दिवसीय सड़े हुए सब्सट्रेट (एनारोबिक स्थितियों में) का उपयोग किया गया है और विकास दर, अस्तित्व और विकास पर सड़े हुए सब्सट्रेट का प्रतिकूल प्रभाव दिखाया गया है। जैसा कि एल क्यूपरिना को ताजा शवों को उपनिवेशित करने के लिए जाना जाता है जो आमतौर पर हवा के संपर्क में होते हैं, हमने एक नेक्रोफैगस सब्सट्रेट की नकल करने के लिए गैर-हर्मेटिक बर्तनों (एरोबिक और एनारोबिक अपघटन) में 5 दिन पुराने सड़े हुए मांस (ग्राउंड बीफ) का उपयोग करने का संकल्प लिया।
यहां प्रस्तुत प्रयोगात्मक डिजाइन व्यक्तिगत कारकों के साथ-साथ उनके संयुक्त प्रभावों के लिए समझदार वरीयताओं का लाभ प्रदान करते हैं। इसके अलावा, स्कोर किए गए फेनोटाइप्स, अर्थात् लार्वा फीडिंग सब्सट्रेट की पसंद और रखे गए अंडे की संख्या, ब्लोफ्लाई प्रजातियों के जैविक और पारिस्थितिक पहलुओं के लिए सीधे प्रासंगिक हैं। इन प्रोटोकॉल की उपयुक्तता एल क्यूप्रिना में उनकी प्रभावशीलता का प्रदर्शन करके उजागर की गई है। इसके अतिरिक्त, सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए एक स्क्रिप्ट प्रदान की जाती है, जिसका उपयोग एल क्यूपरिना में प्राप्त देखे गए परिणामों की तुलना सिम्युलेटेड यादृच्छिक डेटा से करने के लिए किया जा सकता है, जिससे मजबूत सांख्यिकीय विश्लेषण और व्याख्या सुनिश्चित होती है।
Protocol
Representative Results
Discussion
भोजन की आदतों के विकास को समझना, विशेष रूप से ब्लोफ्लाई में परजीवीवाद के संदर्भ में, भोजन या अंडाकार के लिए विभिन्न जीवन चरणों में सब्सट्रेट वरीयताओं की परीक्षा की आवश्यकता होती है। इसलिए, इस अध्ययन मे?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम एल कपरिना कॉलोनी प्रदान करने और प्रयोग स्थापित करने में उनकी सहायता के लिए पैट्रिसिया जे थिसेन, गैब्रिएला एस ज़म्पिम और लुकास डी अल्मेडा कार्वाल्हो को स्वीकार करते हैं। हम वीडियो को फिल्माने और संपादित करने के लिए राफेल बैरोस डी ओलिवेरा को भी धन्यवाद देना चाहते हैं। इस शोध को एनिमल बिहेवियर सोसाइटी से वी.ए.एस.सी. को विकासशील राष्ट्र अनुसंधान अनुदान और टी.टी.टी. (20/05636-4) को एफएपीईएसपी आयाम यूएस-बायोटा-साओ पाउलो अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था। एसटी और डीएलएफ को एफएपीईएसपी (क्रमशः 19/07285-7 पोस्टडॉक्टरल अनुदान और 21/10022-8 पीएचडी छात्रवृत्ति) द्वारा समर्थित किया गया था। वी.ए.एस.सी. और ए.वी.आर. को सीएनपीक्यू पीएचडी छात्रवृत्ति (141391/2019-7, 140056/2019-0, क्रमशः) द्वारा समर्थित किया गया था। टी.टी.टी. को सीएनपीक्यू (310906/2022-9) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| Agar | Sigma-Aldrich | 05038-500G | For microbiology |
| Black cardboards | – | – | 70×50 cm |
| Bovine blood with anticoagulat | – | – | 50% pure bovine blood with anticoagulant (3.8% sodium citrate) + 50% of filtered water |
| Bovine ground Meat | – | – | Around 7-8% of fat |
| Brush | – | – | Made with plastic |
| Conical tube | Falcon or Generic | – | 50 mL |
| Cross-shaped glass containers | Handmade | NA | 48×48 cm, 8 cm of height and 8 cm of width |
| Erlenmeyer | Vidrolabor | NA | 500 mL |
| 70% Ethanol | Synth | A1084.01.BL | 70% ethyl ethanol absolute + 30% filtered water |
| Graduated cylinder | Nalgon or Generic | – | 500 mL and 50 mL |
| Heating pad | Thermolux | – | 30×40 cm dimensions, 40 W, 127 V |
| Infrared thermometer | HeTaiDa | HTD8808 | Non-contact body thermometer (Sample Rate: 0.5 S, Accuracy: ±0.2 °C, Measuring: 5-15 cm) |
| Petri dish (Glass) | Precision | NA | 150×20 mm dimensions |
| (Note: the petri dishes can be plastic if used only once) | |||
| Petri dish PS | Cralplast | 18130 | 60×15 mm dimensions |
| Plastic Pasteur pipette | – | – | 3 mL (total volume) |
| Sodium citrate | Synth | C11033.01.AG | 3.8% Sodium citrate (38 g diluted in 1L of filtered water) |
| Spoons | – | – | More than one spoon is necessary. Use one for each type of meat substrate. Preferably stainless steel. |
| Stainless steel spatula | Generic | – | Flat end and spoon end |
| Stereomicroscope | Bioptika | – | WF10X/22 lenses |
| Tweezer | – | – | Metal made and fine point |
| White led light strips | NA | NA | 4.8 W, 2×0.05 mm², 320 lumens, Color temperature:6500 K (white) |
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