Summary

Измерение способности полета Амброзия жука, Quercivorus Утконос (Мураяма), используя лоу кост, небольшой и легко построены полета мельница

Published: August 06, 2018
doi:

Summary

Мы разработали недорогих и небольших рейс мельница, построены с широко доступные элементы и легко используется в эксперименте. С помощью этого аппарата, мы измерили рейс способность жука амброзии, Утконос quercivorus.

Abstract

Амброзия Жук, Утконос quercivorus (Мураяма), является вектор грибкового патогена, что приводит к массовой гибели буковые деревья (японский дуб увядания). Таким образом зная возможности рассредоточения может помочь информировать треппинга/дерево удаления усилия для более эффективного предотвращения этого заболевания. В этом исследовании мы измеряли скорость полета и продолжительность и оценивается расстояние полета жука, с использованием недавно разработанных рейс мельница. Мельница рейс низкой стоимости, малых и построены с помощью обычно доступных элементов. Мельница руку рейс и его вертикальной оси составляют тонкой иглой. Жук образец наклеивается на один подсказки руку с помощью мгновенного клея. Другой наконечник толстая благодаря покрывается пластиком, таким образом он облегчает обнаружение вращений руку. Революция руки определяется фото датчик, установленный на инфракрасный светодиод и обозначается изменения выходного напряжения, когда рука выше светодиод. Фото Датчик подключен к персональному компьютеру и выходного напряжения данные хранятся в дискретизации 1 кГц. Проводя эксперименты с использованием этого рейса мельница, мы обнаружили, что P. quercivorus могут летать по крайней мере 27 км. Потому, что наш рейс Мельница состоит из Дешевые и маленькие обычные элементы, многие полета мельницы могут быть подготовлены и использоваться одновременно в пространстве небольшой лаборатории. Это позволяет экспериментаторов получить достаточное количество данных в течение короткого периода.

Introduction

Животные мигрируют длинные расстояния в поисках пищи и товарищей. Миграция животных иногда может иметь нежелательные товарищи. Жук женского амброзии, Утконос quercivorus (Мураяма), представляет собой известный вектор грибкового патогена, Raffaelea quercivora Kubono et Син-Ито. Этот возбудитель вызывает массовые смертности буковые деревья (японский дуб увядания) и высокий уровень смертности1. С 1980 года эта болезнь расширяется по всей Японии и стал серьезной проблемой2.

P. quercivorus является небольшой насекомых (4-5 мм в длине тела и 4-6 мг в массы тела), и ежегодное расширение болезни свидетельствует о том, что они способны летать до нескольких км3,4. Мужчин P. quercivorus находит принимающих дерево и выпускает агрегации феромон, который привлекает и самцы и самки5. Следовательно принимающих дерево массы нападению сородичами и в конце концов умирает. Самец отверстия тоннель внутри дерева после приземления и феромон привлекает женщин входит туннеля и откладывает яйца. Заштрихованная P. quercivours растут в туннеле, до тех пор, пока они станут взрослыми. Взрослых возникают и разгонять найти новых хозяев. Таким образом расширение заболевания возможно связано с миграционной способности этого жука. Однако степень которой может летать Жук до сих пор неясно. Кроме того, самки крупнее самцов6 (женщины: 4.6 мм и мужчины: 4,5 мм) и мужской жуков поиска для целевого дерева, проникнуть в туннель внутри дерева, а затем привлечь женщин. Учитывая эти половые различия в размерах тела и роли рейса в их жизни половые различия могут существовать в способности полета, но разница в способности остается неясным.

В общем это чрезвычайно трудно измерить миграционной способности в области, особенно полета способности, из-за широкий спектр мигрирующие области. Миграционной способности была измерена в лабораториях привязанный условиях, например полет мельница системы, для более чем 60 лет7,8,9,10,11,12 , 13. рейс мельница систем показали, что некоторые насекомые имеют способность для дальних полетов. К примеру длинный расстояние полета горных сосновых жук в мельнице рейса было более 24 км14, и Ян Tetrastichus planipennisi пролетел максимально свыше 7 км15. Хотя полет Мельница широко доступных инструментов, биологических анализов с живых животных часто приводит к значительно большие индивидуальные различия. Чтобы преодолеть это, много измерений, повторяется несколько раз, требуются для получения достоверных оценок потенциала означает разгон. Таким образом несколько лиц должны использоваться в то же время для быстрого сбора достаточного количества данных. Однако одновременно эксперименты требуют большего пространства, несколько экспериментальных установок и дороже по сравнению с одной измерительной системы. Таким образом, рейс мельница должна быть низкой стоимости, должна быть легко построен с широко доступные элементы и компактный размер. Кроме того экспериментальная процедура следует не сложные или нуждаются в опытных операторов.

В этом исследовании, мы собрали небольшой, лоу кост рейс мельница (рис. 1 и рис. 2), которые могут быть легко использованы в эксперименты и измеряется способность полета Амброзия жука, P. quercivorus.

Protocol

1. строительство стана рейса Конструкция аппарата мельница рейса Отрезать часть пластика от иглы (металлические части: 40 мм в длину и 0,25 мм в диаметре; часть пластика: 22 мм в длину и 2 мм в диаметре) с кусачки (рис. 3). Исправьте это игла с необработа?…

Representative Results

В этих экспериментах около 50% жуков, применяется в стане рейс показал один или несколько витков. Когда часть пластика прошла виртуальная линия между датчиком и светодиод, записанные напряжения преобразуется из около 0 V около 6.5 V, и продолжительность прохождения была в …

Discussion

Мы разработали недорогой, легкий к построьте и компактный рейс мельница для мелких насекомых, таких как P. quercivorus (4-5 мм в длине тела и 4-6 мг в массы тела). Наш рейс Мельница состоит только простых элементов, таких как иглы, IR LED, фотодатчик, Мгновенный клей, и т.д.и не требует каких-ли…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Мы благодарим г-н S. Fukaya, г-н н. Окуда и г-н т. Ishino за помощь с экспериментов. Это исследование было поддержано дотаций для научных исследований от японского общества для содействия развитию науки (№ 15K 14755).

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.

Riferimenti

  1. Kubono, T., Ito, S. Raffaelea quercivora sp. nov. associated with mass mortality of Japanese oak, and the ambrosia beetle (Platypus quercivorus). Mycoscience. 43, 255-260 (2002).
  2. Kobayashi, M., Ueda, A. Wilt disease of Fagaceae trees caused by Platypus quercivorus (Murayama) (Coleoptera: Platypodidae) and the associated fungus: Aim is to clarify the damage factors. J Jpn For Soc. 87, 435-450 (2005).
  3. Nunokawa, K. Local distribution and spreading process of damages caused by Japanese oak wilt in Niigata Prefecture, Japan (in Japanese). Bulletin of Niigata Prefectural Forest Research Institute. 48, 21-32 (2007).
  4. Ohashi, A. Distribution and spreading of damages caused by Japanese oak wilt in Gifu Prefecture, Japan (in Japanese). Bulletin of the Gifu Prefectural Research Institute for Forests. 37, 23-28 (2008).
  5. Tokoro, M., Kobayashi, M., Saito, S., Knuura, H., Nakashima, T., Shoda-Kgaya, E., Kashiwagi, T., Tebayashi, S., Kim, C., Mori, K. Novel aggregation pheromone, (1S,4R)-p-menth-2-en-1-ol, of the ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Coleoptera: Phatypodidae). Bulletin of FFPRI. , 49-57 (2007).
  6. Nobuchi, A. Platypus quercivorus Murayama (Coleoptera, Platypodidae) attacks to living oak trees in Japan, and information of Platypodidae (I). Forest Pest. 42, 2-6 (1993).
  7. Clements, A. N. The sources of Energy for flight in mosquitoes. J Exp Biol. 32, 547-554 (1955).
  8. Armes, N. J., Cooter, R. J. Effects of age and mated status on flight potential of Helicoverpaarmigera (Lepidoptera: Noctuidae). Physiol Entomol. 16, 131-144 (1991).
  9. Stewart, S. D., Gaylor, M. J. Effects of age, sex, and reproductive status on flight by the tarnished plant bug (Heteroptera: Miridae). Environ Entomol. 23, 80-84 (1994).
  10. Sarvary, M. A., Bloem, K. A., Bloem, S., Carpenter, J. E., Hight, S. D., Dorn, S. Diel flight pattern and flight performance of Cactoblastis castorum (Lepidoptera: Pyralidae) Measured on a flight mill: influence of age, gender, mating status, and body size. J Econ Entomol. 101 (2), 314-324 (2008).
  11. Zhang, Y., Wyckhuys, K. A. G., Asplen, M. K., Heinpel, G. E., Wu, K. Effect of Binodoxys Communis parasitism on flight behavior of the soybean aphid, Aphis glycines. Biol Control. 62, 10-15 (2012).
  12. Sappington, T. W., Burks, C. S. Patterns of flight behavior and capacity of unmated navel orangeworm (Lepidoptera: Pyralidae) Adults related to age, gender, and wing size. Environ Entomol. 43, 696-705 (2014).
  13. Attisano, A., Murphy, J. T., Vickers, A., Moore, P. J. A simple flight mill for the study of tethered flight in insects. J. Vis. Exp. (106), e53377 (2015).
  14. Evenden, M., Whitehouse, L., C, M., Sykes, J. Factors influencing flight capacity of the mountain pine beetle (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). EnvironEntomol. 43, 187-196 (2014).
  15. Fahrner, S. J., Lelito, J. P., Blaedow, K., Heimpel, G. E., Aukema, B. H. Factors affecting the flight capacity of Tetrastichus planipennisi (Hymenoptera: Eulophidae), a classical biological control agent of Agrilus Planipennis (Coleoptera: Buprestidae). Environ Entomol. 43, 1603-1612 (2014).
  16. Pham, D. L., Ito, Y., Okada, R., Ikeno, H., Isagi, Y., Yamasaki, M. Phototactic behavior of the ambrosia beetle Phatypusquercirorus (Murayama) (Coleoptera: Platypodidae) before and after flight. J Insect Behav. 30, 318-330 (2017).
  17. Wanner, H., Gu, H., Dorn, S. Nutritional value of floral nectar sources for flight in the parasitoid wasp, Cotesia glomerata. Physiol Entomol. 31, 127-133 (2006).
  18. Rowley, W. A., Graham, C. L. The effect of age on the flight performance of female Aedes aegypti mosquitoes. J Insect Physiol. 14, 719-728 (1968).

Play Video

Citazione di questo articolo
Okada, R., Pham, D. L., Ito, Y., Yamasaki, M., Ikeno, H. Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill. J. Vis. Exp. (138), e57468, doi:10.3791/57468 (2018).

View Video