Det overordnede målet med disse prosedyrene er å etablere, vedlikeholde og oppdatere en captive befolkningen i råtten i forskning omgivelser.
Med en anslått 6000 dyrearter er Blomsterfluer økologisk viktig som alternativ pollinators til tamme honeybees. Men er de også en nyttig vitenskapelige modell å studere bevegelse visjon og fly dynamikken i en kontrollert laboratorium. Som Larvene utvikler i organisk forurenset vann, er de nyttige modeller for å undersøke investering i mikrobiell immunitet. Mens storskala kommersiell oppdrett for landbruk allerede skjer, er det ingen standardiserte protokoller for å fange befolkninger vitenskapelige studier. Dette er viktig som kommersielle fanger avlsprogram fokuserer på masse produksjon under fjellpigg pollinering perioder ikke kan klarer å gi en befolkning som er konsekvente, stabile og robuste hele året, som ofte er nødvendig for andre forskningsformål. Derfor er en metode for å opprette, vedlikeholde og oppdatere en fange forskning befolkning nødvendig. Her beskriver vi utnyttelsen av en kunstig dvalemodus syklus, i tillegg til ernæringsmessige og bolig kravene, langsiktig vedlikehold av råtten. Benytter disse metoder, har vi betydelig økt helse og lang levetid på fange bestander av E. tenax sammenlignet med tidligere rapporter. Vi diskutere videre småskala oppdrett metoder og optimalisering gir og manipulere befolkningen demografi.
Blomsterfluer dukker opp som nyttige modeller for å undersøke en rekke vitenskapelige spørsmål, inkludert fly atferd1, neural mekanismene bak bevegelse visjon2, pollinering effektivitet3,4, 5 , 6 og mikrobiell immunitet7. Men i motsetning til noen andre dipteran modeller, for eksempel Drosophila8, er det ingen standardiserte protokoller for lab Stell av Blomsterfluer for bruk i forskning. Faktisk, selv om aktuell litteratur beskriver metoder for oppdrett Blomsterfluer råtten, mange av disse er utviklet for masse dyrking av Blomsterfluer for beskjære pollinering, bio-nedbrytning av organisk avfall eller anatomiske studier 9 , 10 , 11. dermed de ikke ta behovet for en enkel protokoll som gir en jevn forsyning av sunn robust Blomsterfluer, samtidig som genetiske egnethet av befolkningen.
Etter bier og Humler er Blomsterfluer en av de viktigste ville, generalist pollinator grupper12,13. Det er ca 6000 Blomsterfluer arter verdensomspennende14,15, med mer enn 300 arter 75 slekter i Sverige16 og mer enn 300 arter 69 slekter i India17,18,19. For eksempel finnes agriculturally viktig syltetøy Blomsterfluer Episyrphus balteatus og drone fly, råtten, som satt på her, i Europa, Amerika og Asia6,16, 17,18,19,20,21,22,23,24,25. Blomsterfluer er ikke like aktiv hele året, eller hele dagen. Faktisk påvirke ikke bare sesongen, og tid på dagen, men også svingninger i lysintensiteten, temperatur, fuktighet og vind hastighet, aktivitet mønstre av Blomsterfluer26,27. I feltet Eristalis finnes til enhver tid av året i middelhavsklima11, men antallet aktive Blomsterfluer er mye lavere i vinter. Omvendt kaldt ørkenområder, Eristalis gå i hi om vinteren og finnes ikke aktivt oppfører seg i feltet fra rundt oktober til mars28.
Fritt flyr Blomsterfluer kan samles ved netting i feltet. Faktisk ørkenområder de finnes i den største overfloden i den midt til formiddagen, rolig på solfylte dager, på slutten av sommer og i høst26,27. Alternativt, modne E. tenax larvene, andre eller tredje skikkelsen, kan identifiseres og høstet fra råtnende organisk materiale, som gjødsel hauger eller organisk forurenset bekker10,11. Faktisk er publisert teknikker for lab Stell av E. tenax alle basert på heve larver i organisk forurenset vann, enten via noen form for vegetative eller fecal9,10,29, 30 , 31 , 32 , 33. men Larvene samling er begrenset av sesongen, og bare en levedyktig samling verktøy fra våren til begynnelsen av høsten11. Videre påvirkes av larver av været mønstre, som endringer i omgivelsestemperatur kan påvirke både forekomsten av oviposition og larver utvikling priser9,28.
Derfor for strategier for å opprettholde sunt bestander av Blomsterfluer ved oppdrett larver og egg i laboratoriet å sikre at eksperimenter kan gjennomføres hele året, uansett sesong eller lokale værforhold. Viktigere, raser teknikken beskrevet her Blomsterfluer fra kun naturen-paret kvinner. Dette er viktig som en studie av Francuski, et al. 10 fant at genetisk mangfold av et laboratorium avlet befolkningen i Blomsterfluer, opprinnelig opprettet fra 120 modne larver, raskt mistet. De foreslo derfor at å opprettholde genetisk mangfold i koloniene til å bli brukt til kommersiell avling pollinering, disse må være oppfylt, eller med helt nytt etablert, med feltet samlet personer hver våren10.
Når du arbeider med syn eller andre sanser brukes i smiskeri og mating, anbefaler vi derfor opprettholde genetisk mangfold, ved å reetablere kolonien eller fylle kolonien med feltet samlet individer, regelmessig. Dette er viktig som seksuell seleksjon påvirker genetisk drift av befolkningen. Faktisk i vill, mannlige Blomsterfluer må du identifisere og fange passende make, i tillegg til å konkurrere med andre menn for parring rettigheter ved å forsvare sine territorier34. Denne prosessen sikrer at menn med beste visjon og romlig oppmerksomhet er sannsynligvis den mest vellykkede i paring, og dermed disse trekkene er videre til neste generasjon. Den resulterende effekten av disse pågående prosesser demonstreres delvis av tilstedeværelsen av seksuell dimorphisms i den visuelle sti av Blomsterfluer35,36. I fangenskap menn ikke har samme hindringer for vellykket parring som i feltet: for det første, kvinner er lett tilgjengelig, og andre små, trange kabinettet negerer effekten av territorielle atferd, som for å avskrekke parring tilgang til andre konkurransedyktige menn. Eksperimentell fjerning av seksuell seleksjon i Drosophila melanogaster, har vist seg å ha en betydelig effekt på fange populasjoner med en nedgang i samlet kroppsstørrelse, testiklene størrelse og sperm produksjon37og redusert forekomst av mannlige frieri atferd38. Dermed kan fange AVL programmet, uten hensyn til seksuell seleksjon, ha en dyp effekt på både visuelle og atferdsmessige studier utført senere.
Her beskriver vi en enkel og kostnadseffektiv løsning som gir en jevn forsyning av sunn Blomsterfluer. Protokollen er fleksibel og enkel å starte på nytt og/eller oppskalere, avhengig av forskning kravene.
Ved hjelp av våre teknikker (figur 1) har Blomsterfluer vært opprettholdt i laboratoriet for en periode på over 1 år og brukt i atferdsmessige eksperimenter etter 7 måneder i fangenskap39. Faktisk, selv om det virker counterintuitive, holde Blomsterfluer i mer naturlige miljø, under 12 h lys: 12 h mørke forhold, i romtemperatur, betydelig reduserer deres levealder til 2-3 måneder. Opprettholde E. tenax i våre kunstig dvalemodus syklus for over et år er betydelig lengre enn tidligere forsøk bruke forskjellige protokoller (77 dager33, 4 måneder9, 18 uker30). Den viktigste faktoren som påvirker denne økt levetid er sannsynlig bruk av kunstig dvalemodus på 8-10 ° C. Av syklisk bryte dvalemodus, kunne hver 3-4 dager (trinn 2, figur 1), vi Blomsterfluer både mate og groom selv, dermed opprettholde ernæringsmessige staten og velvære av Blomsterfluer, noe som gjenspeiles av en observert økning i vekt ( Figur 4) og ingen endring i locomotor aktivitet selv etter lange perioder i fangenskap (figur 3og se39). Faktisk bryte rapporter i litteraturen om mislykkede forsøk på kunstig dvalemodus ikke dvalemodus syklusen, dermed fører til økt dødelighet og tilstedeværelsen av mold9.
Det er kontroversielt i litteraturen om tilbudet av pollen som en matkilde. Flere artikler sier at bee pollen er ikke tilstrekkelig, spesielt for oviposition, og bare levering av tørr eller virkelig frisk pollen er egnet9,29. Våre resultater indikerer at ved å komplettere bee pollen med honning og vann, vi se både lang levetid og oviposition, selv etter lange perioder av fangenskap, med en økning i vekt i begge kjønn (figur 4) og oviposition fremdeles forekommer i kvinner etter mer enn 5 måneder i fangenskap39. Dette økt levetid tillater oss å studere oppførsel av Blomsterfluer på alle livsstadier.
I feltet kvinnelige Blomsterfluer er befruktet før sesongmessige dvalemodus og forbli i reproduktiv diapause, der sædcellene lagres og oocytes forblir underutviklet, til våren28. Gitt at en typisk kvinne er i stand til å legge 3000 egg i 60 dager29, er Stell av disse egg derfor en rask og effektiv måte å øke våre captive befolkningen. Men vår nåværende forståelse av faktorene som fører til oocyte utvikling etter dvalemodus er begrenset. Temperatur, luftfuktighet, lysintensitet og ernæringsmessige staten har alle blitt foreslått som spiller en rolle i å kontrollere reproduktive diapause28,40. Eksperimentell manipulering av faktorer kan føre til en større styring av oviposition timing og priser.
Tilsvarende har vi vellykket forsinket utvikling av larvene, og eclosion av pupae, lagringsmedier i mørket på 8-10 ° C i 2 uker, selv om levedyktighet kan være mye lengre. Faktisk rapporterte helbrede30 en pupal varighet økning opptil 37 dager når pupal temperaturen var falt fra 25 ° C til 10 ° C. Ansette disse strategiene og forsinke produksjon av egg og/eller utvikling av pupae ville tillate for en større manipulasjon for demografi av befolkningen fange.
Mens timelige konsistensen av tilbudet er av mye større betydning for våre krav enn stor avkastning, dette kan være viktigere for annet bruk, for eksempel pollinering i veksthus. Vi fant at når du bruker våre teknikk med kanin avføring, vi fikk 163 ± 34 eclosed Blomsterfluer fra hver clutch av egg (N = 3). Gitt at en typisk kvinne legger opp til 200 egg40, kunne vi øke dette avkastning av enten avtagende overbefolkning og mat konkurranse, eller ved å justere temperaturen, som dette vært innblandet som betydelig påvirker larver vekst9 ,31,40,41. Men er det ingen indikasjon at grunnlaget for media sterkt påvirker avkastningen32. Dessuten, i motsetning til avføring fra andre virveldyr29,30,31,42, kanin avføring er relativt luktfri, slik at kolonien holdes under normale laboratorieforhold uten behov for ekstra ventilasjon. Reduserer tettheten av larver i media, eller legge til ernæringsmessige kosttilskudd som gjær, samt holder en jevn temperatur på mellom 20-25 ° C, er tilstrekkelige til å fullstendig optimere avkastning31,32, 40.
Praktiske å samle tilstrekkelig antall fritt flyr Blomsterfluer eller opprettholde en genetisk ulike captive befolkningen, er både upraktisk og tid restriktive for småskala forskningsprosjekter. Derfor at oppdrett avkom av vill parret kvinner og supplere forsyninger av høsting modne Larvene7, mest praktiske alternativene for bruk året rundt på E. tenax i forskning omgivelser. Som disse metodene er begrenset av årstidene som kan samles, det er behov for både å sikre lang av voksen Blomsterfluer og oppdrett noen egg lagt av fanget gravid kvinner.
The authors have nothing to disclose.
Forskning i vår lab er for tiden finansiert av den australske forskningsråd (ARC, DP170100008 og DP180100144), oss Luftforsvaret Office for vitenskapelig forskning (AFOSR, FA9550-15-1-0188) og Stiftelsen Olle Engkvist Byggmästare (2016/348). Vi takker tidligere medlemmer av laboratoriet som har bidratt til å utvikle Blomsterfluer aksjer, Cederholms Lantbruk og C M & T L Green og sønn for tilgang til kumøkk og Blomsterfluer på sine gårder, og Adelaide og Uppsala Botanic Gardens for samling og kontinuerlig støtte.
Bee Pollen | Forest Super Foods | any brand of bee pollen is suitable | |
Honey | Bramwells | any brand of liquid honey is suitable | |
Rabbit Faeces | can be substituted with cow or pig manure made into a slurry | ||
BugDome | Australia Entomological Supplies | EM42222 | |
Plastic Bags | Woolworths Homebrand | ||
Mosquito netting | Clas Ohlson | 34-1113 | |
Cotton Balls | Woolworths Select | ||
Fridge | Hisense | fridge needs to maintain a stable 8-10°C | |
Buckets (2-3L) | |||
Large plastic tubs (30L) | |||
Wood shavings | Pollards Sawdust Supplies | MaxiFlake (75) | |
Bag clips | IKEA | Bevara 303.391.70 | |
Petri Dish (100mm x 20mm) | Corning | 430167 |