Uso di Chironomidae (Ditteri) pupa esuvie come Rapid Bioassessment protocollo per i corpi idrici-galleggiante Surface
Summary
Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrates are often used to monitor and assess water quality. An efficient protocol involves collections of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Here, techniques for field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of Chironomidae SFPE are described.
Abstract
Protocolli bioassessment veloce con assemblaggi di macroinvertebrati bentonici sono stati utilizzati con successo per valutare l'impatto umano sulla qualità dell'acqua. Purtroppo, i metodi di campionamento tradizionali bentonici larvale, come il dip-net, possono essere in termini di tempo e costosa. Un protocollo alternativo prevede la raccolta di Chironomidae pupa esuvie fluttuante superficie (SFPE). Chironomidae è una famiglia ricca di specie di mosche (Ditteri) le cui fasi immature tipicamente si verificano in habitat acquatici. Chironomidi adulti emergono dall'acqua, lasciando la pelle pupa o esuvie, che galleggia sulla superficie dell'acqua. Esuvie spesso si accumulano lungo le sponde o dietro ostruzioni da parte all'azione del vento o l'acqua corrente, dove possono essere raccolti per valutare la diversità chironomidi e ricchezza. Chironomidi possono essere utilizzati come indicatori biologici importanti, poiché alcune specie sono più tolleranti all'inquinamento di altri. Pertanto, l'abbondanza relativa e la composizione delle raccolte SFPE rifletterecambiamenti nella qualità dell'acqua. Qui, metodi associati raccolta sul campo, l'elaborazione in laboratorio, il montaggio scorrevole, e l'identificazione di chironomid SFPE sono descritte in dettaglio. I vantaggi del metodo SFPE includono minimo disturbo in una zona di prelievo, raccolta del campione efficiente ed economico e relativi laboratori, facilità di identificazione, applicabilità in quasi tutti gli ambienti acquatici, e una misura potenzialmente più sensibile di stress dell'ecosistema. Limitazioni includono l'impossibilità di determinare l'uso microhabitat larvale e l'incapacità di individuare esuvie pupa specie se non sono stati associati con i maschi adulti.
Introduction
Programmi di monitoraggio biologico, che utilizzano organismi viventi per valutare la salute ambientale, sono spesso utilizzati per valutare la qualità dell'acqua o monitorare il successo dei programmi di risanamento degli ecosistemi. Protocolli bioassessment Rapid (RBP) utilizzano assemblaggi di macroinvertebrati bentonici sono stati popolari tra agenzie statali delle risorse idriche dal 1989 1. I metodi tradizionali di campionamento macroinvertebrati bentonici per RBPs, come ad esempio il dip-net, Surber campionatore, e Hess campionatore 2, può essere tempo- , costoso, e può misurare solo assemblaggi da un particolare microhabitat 3. Un efficiente, RBP alternativa per la generazione di informazioni biologiche su un determinato corpo idrico prevede la raccolta di Chironomidae esuvie pupa-galleggiante di superficie (SFPE) 3.
Il Chironomidae (Insecta: Diptera), comunemente noto come moscerini non pungenti, sono le mosche olometaboli che si verificano in genere in ambienti acquatici prima di emergere come adulti 60, sulla superficie dell'acqua. La famiglia chironomidi ricche di specie, con circa 5.000 specie descritte in tutto il mondo; tuttavia, ben 20.000 specie sono stimati a esistere 4. Chironomidi sono utili per documentare la qualità dell'acqua e degli habitat in molti ecosistemi acquatici a causa della loro elevata diversità e variabili livelli di tolleranza inquinamento 5. Inoltre, essi sono spesso i più abbondanti e diffusi macroinvertebrati bentonici in sistemi acquatici, in genere pari al 50% o più delle specie nella comunità 5,6. Dopo emersione dell'adulto terrestre, il esuvie pupa (fuso pelle pupa) rimane che galleggia sulla superficie dell'acqua (Figura 1). Esuvie pupa si accumulano lungo le sponde o dietro gli ostacoli attraverso l'azione della corrente del vento o l'acqua e possono essere facilmente e rapidamente raccolti per dare un campione globale di specie chironomidi che sono emerse durante il precedente 24-48 ore 7.
S copi "> L'abbondanza relativa e la composizione tassonomica di raccolta SFPE riflette la qualità delle acque, considerando che alcune specie sono l'inquinamento molto tolleranti, mentre altri sono molto sensibili 5 Il metodo SFPE ha molti vantaggi rispetto alle tecniche di campionamento chironomidi larvale tradizionali, tra cui:. (1) minima , se del caso, habitat anomalia si verifica in una zona di campionamento; (2) i campioni non si concentrano sulla raccolta di organismi viventi, ma piuttosto il non vivente pelle, in modo che la traiettoria di dinamiche comunitarie non sono interessati, (3) l'identificazione di genere, e spesso le specie, è relativamente facile dato le chiavi e le descrizioni 3 appropriati; (4) la raccolta, l'elaborazione e l'identificazione dei campioni è efficiente ed economico rispetto ai metodi di campionamento tradizionali 3,8,9, (5) esuvie accumulati rappresentano taxa che abbia avuto origine da una vasta gamma di microhabitat 10, (6) il metodo è applicabile in quasi tutti gli ambienti acquatici, compresi i torrenti e fiumi, estuari, lakes, stagni, piscine naturali e delle zone umide; e (7) SFPE forse essere un indicatore più sensibile della salute degli ecosistemi in quanto rappresentano gli individui che hanno completato tutte le fasi immature e emerse con successo da adulti 11.Il metodo SFPE non è un nuovo approccio per la raccolta di informazioni sulle comunità chironomidi. L'uso di SFPE fu suggerita da Thienemann 12 nei primi anni del 1900. Una serie di studi hanno usato SFPE per le indagini tassonomiche (ad esempio, 13-15), la biodiversità e studi ecologici (ad esempio 7,16-19), e le valutazioni biologiche (ad esempio, 20-22). Inoltre, alcuni studi hanno affrontato diversi aspetti del piano di campionamento, dimensione del campione, e il numero di eventi di campione necessari per il raggiungimento di vari livelli di rilevamento di specie o di generi (ad esempio, 8,9,23). Questi studi indicano che relativamente alte percentuali di specie o di generi possono essere rilevati con moderata effort o spese connessi con l'elaborazione del campione. Ad esempio, Anderson e Ferrington 8 stabilito che sulla base di un sottocampione di 100-conteggio, 1/3 meno tempo è stato necessario per raccogliere campioni SFPE rispetto a tuffo-net campioni. Un altro studio ha determinato che 3-4 i campioni SFPE possono essere ordinati e identificati per ogni campione dip-net e che i campioni SFPE sono più efficienti rispetto ai campioni dip-net a specie di rivelazione come ricchezza di specie è aumentato di 3. Per esempio, in luoghi con ricchezza di specie valori di 15-16 specie, l'efficienza dip-medio netto è stato del 45,7%, mentre i campioni SFPE erano 97,8% efficiente 3.
È importante sottolineare che il metodo SFPE è stato standardizzato nell'Unione europea 24 (conosciuta come tecnica chironomidi pupa esuvie (CPET)) e in Nord America il 25 per valutazione ecologica, ma il metodo non è stato descritto in dettaglio. Una applicazione della metodologia SFPE è stato descritto da Ferrington, et al. <sup> 3; tuttavia, l'obiettivo primario di questo studio è stato quello di valutare l'efficienza, l'efficacia, e l'economia del metodo di SFPE. Lo scopo di questo lavoro è quello di descrivere tutte le fasi del metodo SFPE in dettaglio, compresa la raccolta di campioni, il trattamento di laboratorio, il montaggio di diapositive, e l'identificazione genere. Il target comprende dottorandi, ricercatori e professionisti interessati ad espandere tradizionali attività di monitoraggio della qualità delle acque nei loro studi.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le fasi più critiche per il successo la raccolta SFPE campione, la raccolta, lo smistamento, il montaggio di diapositive, e l'identificazione sono: (1) individuare le aree di elevato accumulo SFPE all'interno dell'area di studio durante la raccolta di campo (Figura 2A); (2) lentamente la scansione del contenuto della capsula di Petri per il rilevamento di tutti SFPE durante campione raccolta; (3) sviluppare la necessaria manualità per sezionare il cefalotorace dall'addome durante il mo…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Il finanziamento per la composizione e la pubblicazione di questo documento è stato fornito attraverso molteplici sovvenzioni e contratti al Gruppo Chironomidi Research (LC Ferrington, Jr., PI), presso il Dipartimento di Entomologia presso l'Università del Minnesota. Grazie a Nathan Roberts per la condivisione di fotografie di lavoro sul campo utilizzati come figure nel video associato con questo manoscritto.
Materials
| Ethanol | Fisher Scientific | S25309B | 70-95% |
| Plastic wash bottles | Fisher Scientific | 0340923B | |
| Sample jar | Fisher Scientific | 0333510B | Glass or plastic, 60-mL recommended |
| Testing sieve | Advantech | 120SS12F | 125-micron mesh size |
| Larval tray | BioQuip | 5524 | White |
| Stereo microscope | |||
| Glass shell vials | Fisher Scientific | 0333926B | 1-dram size |
| Plastic dropper | Thermo Scientific | 1371110 | 30 to 35 drops/mL |
| Fine forceps | BioQuip | 4524 | #5 |
| Petri dish | Carolina | 741158 | Glass or plastic |
| Multi-well plate | Thermo Scientific | 144530 | Glass or plastic |
| Glass microslides | Thermo Scientific | 3010002 | 3 x 1 in. |
| Glass cover slips | Thermo Scientific | 12-519-21G | Circular or square |
| Euparal mounting medium | BioQuip | 6372B | |
| Pigma pen | BioQuip | 1154F | Black |
| Probe | BioQuip | 4751 | |
| Kimwipes | Kimberly-Clark Professional™ | 34120 |
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