Elementos clave de la prueba biológica de atracción foto insectos estudios o programas de monitoreo

Resumen

Arenas de bioensayo de foto-la atracción se utilizan para determinar los colores de luz óptima para maximizar la atracción de insectos; sin embargo pruebas biológicas y los métodos son específicos de hábitat y comportamiento de insectos. Modificaciones y equipo adaptable se explican para insectos nocturnos o diurnos y terrestres o aéreos.

Resumen

Optimizado atrayentes visuales serán aumentar la eficiencia de captura insectos mediante comportamientos naturales de los insectos blanco (foto-taxis positivos) como un medio para atraer a los insectos a un control de la población o trampa de monitoreo. Diodos emisores de luz (LED) han creado opciones de iluminación personalizable con longitudes de onda específicas (colores), intensidades y anchos de banda, todo lo cual puede ser personalizado a los insectos. Pruebas biológicas conductuales foto-atracción pueden utilizar LEDs para optimizar los colores atractivos para una especie de insecto hasta etapas de la historia de vida específica o comportamientos (apareamiento, alimentación o buscando refugio). Los investigadores luego deben confirmar los resultados de la prueba biológica en el campo y comprender la limitada distancia atractivo de atrayentes visuales.

La arena del cloverleaf prueba biológica es un método flexible para evaluar la atracción foto evaluar una gama de comportamientos de insectos naturales como escape y alimentación respuestas. La arena se puede utilizar para experimentos de insectos terrestres o aéreos, así como insectos diurnos y nocturnos. Técnicas de recogida de datos con la arena grabar, contar el contacto con las luces o recoger físicamente los insectos que son atraídos hacia las luces. Las cuentas de ensayo para los insectos que no elección y el arenas pueden ser solo (no competitiva) color o varios colores (competitivos). El diseño cloverleaf causa insectos con thigmotaxis fuerte para volver al centro de la arena donde puede ver todas las opciones en un competitivo LED pruebas. La arena cloverleaf presentada aquí se ha utilizado con mosquitos, chinches, mosca de Hessian, moscas domésticas, jejenes picadores, escarabajos de la harina roja y PSOCIDOS. Pruebas biológicas se utilizan para desarrollar precisión y trampas para insectos eficaces para orientar el desarrollo y optimización de trampas para insectos usado para controlar las fluctuaciones de población de plagas para evaluaciones del riesgo del vector de la enfermedad, la introducción de especies invasoras, o utilizarse para supresión de la población.

Introducción

Vigilancia entomológica casi todos depende del olfato o atrayentes visuales y a menudo ambos. Volátiles atrayentes olfativos pueden dispersarse en el medio ambiente dando como resultado un área atractivo. Sin embargo, atrayentes visuales pueden tener un rango más limitado debido a lo invertebrado ojo compuesto resolver imágenes^1,2,3. Por lo tanto, deben optimizarse atrayentes visuales al insecto de interés para maximizar la atracción y la trampa diseñada para tomar ventaja de comportamientos naturales de los insectos blanco.

Atractivo visual se basa en longitudes de onda desde el sol u otras fuentes de luz que es absorbida o reflejada por la superficie de un objeto; los organismos consideran que esta absorción/refracción de longitudes de onda color. Visión de insectos se ha encontrado que incluyen azul, verde y ultravioleta (UV) a longitudes de onda¹. Insectos utilizan su visión para ayudar en la búsqueda de compañeros, comida y vivienda⁴. Insectos visualmente pueden definir tamaños de objetos, colores, formas, movimientos y contrastes^5,6. Insectos peces activos son generalmente atraídos por la luz de contraste diferentes y⁴de intensidad, mientras que insectos diurnos pueden resolver los colores e imágenes, además de contraste debido a una mayor disponibilidad del fotón durante el día. Trampas de monitoreo utilizan señales visuales de los insectos a su ventaja para optimizar la atracción y captura de⁷.

El método más común de evaluar foto atracción fue la observación de insectos movimiento hacia varias formas de colores como flores⁸ u objetos (como tarjetas adhesivas^9,10). Visuales bioensayos con insectos colonizados pueden ayudar a identificar el óptimo rango de longitudes de onda o intensidades, que reduce el número de pruebas de campo. Pruebas biológicas visuales como el "túnel de luz de doble cara" fueron diseñados para probar moscas¹¹. El problema con dos túneles de luz caras es que no cuenta para los insectos que no se recogen. Mayoría de los insectos se atranca en esquinas interiores y en los bordes de arenas. También sólo dos colores se pueden probar al mismo tiempo. Otros análisis incluyen los métodos de Steverding y Troscianko (2004)¹², que se redujo la atracción de la mosca tse tse a grandes bandas (±50 nm) de colores claros. Diodos emisores de luz (LEDs) se han incorporado en trampas para mejorar la atracción de insectos mediante la optimización de las longitudes de onda de luz emitida^1,13,14. Optimizar la atracción visual de estas trampas o dispositivos de control mejorará la eficiencia de colección de insectos mediante el uso de comportamientos naturales de los insectos para atraer insectos. De esta manera, resultados de la prueba biológica se utilizan para optimizar la tecnología de captura existentes. La "terrestre artrópodos trampa" que mejora la trampa tipo domo estándar de industria para la vigilancia de Escarabajo rojo de la harina (los E.E.U.U. patente # US8276314B2)) y el "método y composiciones para mejor luz trampas" que incorpora de diodos electroluminosos en antena trampas para insectos (los E.E.U.U. patente # US2009/0025275A1). Las dos patentes utilizan tecnología de LED que se optimizó utilizando los resultados de la prueba biológica para mejorar significativamente las trampas para insectos.

Este estudio describe un estadio de bioensayo de atracción foto y métodos que permiten a los investigadores a evaluar la respuesta de insectos para reducir las longitudes de onda como un color atractivo competitivo o individual. Equipo y modificaciones experimentales se presentan insectos nocturno, diurno, terrestre y aéreo.

Protocolo

1. prueba componentes

1. Construcción de arena terrestre
   1. Bandas metálicas de uso intermitente material de 2,54 cm de longitud. Doble cada tira en un semicírculo con un diámetro de 15,24 cm (figura 1).
   2. Conecte los extremos de cada semi-círculo y forma cloverleaf de las cuatro piezas. Conectar una tuerca y un tornillo #10 a los extremos de cada semi-círculo para mantenerlos juntos.
   3. Perfore un agujero en el centro de cada semicírculo 0,79 cm desde la parte inferior de la arena. Fijar los titulares de 5 m m LED los agujeros perforados en el centro de cada semicírculo.
   4. Con el fin de reducir la reflexión, aerosol pintura en aerosol negro mate a lo largo de la arena¹⁴ para cubrir el tapajuntas de metal. Usar una textura líquida (e.g., Fluon) para evitar que insectos saliendo de la arena sobre la pintura en aerosol.
2. Construcción de antena arena
   Nota: La arena aérea tiene una dimensión y tamaño similar a la arena terrestre; sin embargo, se utilizó material poliacrílico (figura 2). El plástico transparente permite que toda la luz pase a través. El plástico transparente previene la reflexión que interfiere con el experimento. El plástico transparente permite también el experimento para ser filmado.
   1. Lo más lejano de cada semicírculo para permitir contenedores roscar sobre la arena principal del hilo de rosca. La forma cloverleaf envía insectos hacia el centro. Sin esquinas externas animar a congregación de insectos; sin embargo, las tazas de la colección de insectos aéreos tienen todas las esquinas internas y sin esquinas externas.
   2. Para contenedores de arena aérea, utilice recipientes de polimetil penteno tapa de rosca (125 mL, diámetro exterior 64 mm, 74 mm de altura) y perfore los fondos (15 mm de diámetro).
   3. En cada uno de los fondos de los envases, pegar tubos de roscadas (diámetro de 15 mm, 60 mm de longitud).
   4. Conecte un soporte de LED de 5 mm para las tapas de cada contenedor. Cada tapa de la jaula de colección sobre el orificio grande de las jaulas de colección del hilo de rosca.
   5. Asiente el tubo roscado de la arena en el pequeño orificio en el lado opuesto de la jaula de la colección. Asegúrese de que el extremo del tubo roscado todo quede al ras con las paredes dentro de la arena y se ajusta firmemente a la estructura de la colección.
      Nota: El espárrago fue hecho de teflón. El teflón ilumina el color del LED que tiene su caja de colección. El espárrago era el único elemento que brilla con respecto a los insectos en el campo debido a una sustancia plástica gris en la base de cada jaula de colección.
3. Preparación de electrónica
   Nota: Hay varios colores (longitudes de onda) de LEDs son dependientes en productos químicos utilizados para construir el LED y por lo tanto una amplia variedad de colores son posibles (tabla 1).
   1. Para todos los experimentos, utilizar LEDs de 5 mm estándar con cables de positivos y negativos. Los LEDs pueden ser estrechos en su rango de longitud de onda ± 5 nm o pueden ser grandes en su gama ± 50 nm de longitud de onda.
   2. Definir el ángulo de visión como el máximo ángulo cónico en el cual se puede ver una pantalla. Si no se conocen a través de agujero LED. A través del agujero LED requieren ya sea a través de las ranuras en un PCB, un arnés de cableado o los cables soldados a los terminales positivos y negativos. LEDs de montaje superficial requiere diseño PCB y soldadura para incorporarlas.
   3. Incorporar resistencias variables en la electrónica para controlar la ingesta de energía del LED (LED intensidad) (figura 3). Utiliza un espectrómetro de luz para comprobar la intensidad (W/m²) y la longitud de onda (nm) de los LEDs para cada experimento.

2. preparación de la arena

1. Antes y entre cada repetición, con cuidado desmonte y limpie la arena usando un jabón no abrasivo, sin olor en agua tibia para eliminar olores o atrayentes no deseados. Use una esponja con un bajo nivel abrasivo para evitar rayar la arena.
   1. Completamente seca la arena y colóquelo a un lado para terminar en preparación para el próximo ensayo de secado por aire. Esto evitará manchas de agua de países en desarrollo. Arañazos y manchas de agua pueden provocar refracción en esos puntos en la arena. Distorsiones crean error en los resultados.
   2. Siempre debe manejarse la arena, guantes de nitrilo para evitar la introducción de olores humanos en las superficies de la arena.
2. Registrar las siguientes condiciones ambientales: humedad, temperatura, presión barométrica, fecha, hora de inicio y fin, fuentes externas de luz y LED puestos en la arena. Registrar estos valores y vigilar sus tendencias de experimento a experimento. Esto asegura el correcto uniforme Replica experimental, registrar las condiciones ambientales antes y después de las repeticiones.
3. Tipos de experimentos
   Nota: Esta configuración es capaz de la prueba luz único y competitivo.
   1. Para la prueba luz sola, utilice emitiendo luz uno en una sola hoja de trébol mientras que el resto de las hojas de trébol tienen nada emisión de ellos.
   2. Para experimento competitivo, emiten luz de cuatro cloverleafs todos con diferentes características en competencia con los demás.
      Nota: Otros experimentos pueden evaluar la importancia del estado insecto (alimentación, hambre, tenerales, acoplado, sangre alimentado, etcetera.) y etapa de la historia de la vida. Software de grabación y análisis conductual puede utilizarse para registrar y cuantificar el comportamiento. Para los experimentos nocturnos, cámaras de infrarrojos pueden utilizarse para ver los insectos, que brillan blanca en IR grabando en contraste con la arena oscura.
   3. Gire LED posiciones después de cada repetición para controlar el posible efecto de interferencia de la luz entre fuentes de luz opuestas y cualquier preferencia ambiental.
   4. Para contar el número de colecciones de insectos que no van en los orificios, utilice LEDs infrarrojos, una cámara infrarroja y software¹⁴. La grabación de vídeo se mostrarán que el número de escarabajo visitas a cada LED. Una colección no cuenta a menos que el insecto se mueve desde el centro de la arena hacia un LED en lugar de seguir un borde más allá de un LED.
4. Instalación de arena
   1. Configurar un pedestal con cuatro tarros de mason idénticos y colocar un paño de lino negro encima de ellos. El lienzo es negro para evitar que la luz que refleja de la parte inferior de la arena.
   2. Coloque la placa base de la arena en la parte superior este pedestal. Armar cada pieza de la arena encima de esta placa base.
   3. Colocar la arena cloverleaf centralmente alrededor del punto de lanzamiento de la placa base. Manteniendo esta central permite que los insectos que emergen desde el centro de la experiencia, no dándoles preferencia inicial.
   4. Instale los diodos electroluminosos (LED) en los titulares de las cuatro recipiente LED.
   5. Configurar el equipo eléctrico para el control de las luces.

3. a partir de pruebas biológicas

1. Coloque la tapa transparente de la arena sobre la arena paralela a la placa base. Si insectos se lanzan a través de la placa base, la tapa de la arena debe estar ya en la arena. Esto contiene insectos y permite grabación de vídeo (insectos terrestres) o evaluación visual.
   1. Si es necesario por las especies (insectos aéreos), inmovilizar temporalmente a los insectos para permitir la extracción de sus jaulas (aparición) y permitir la introducción de arena. Derribar los insectos se puede lograr con temporalmente con dióxido de carbono o a temperaturas frías (<-20 ° C para mosquitos a-4,00 ° C para los mosquitos).
   2. Usar un aspirador, extraer el sexo deseado y el conteo de insectos los insectos desmontados. Luego, introducir los insectos en la arena a través de la placa base. Use una tubería u otra herramienta de aspiración para la extracción de insectos. Demasiada manipulación o largas exposiciones reducirá la supervivencia.
   3. Comienzan grabaciones de prueba/evaluación antes de aclamación para confirmar que los insectos están respondiendo sólo a la luz y no exhibe una respuesta de escape. Para evitar la respuesta de escape, una proporciona un tiempo de aclimatación de 1 h a los insectos antes de encender la electrónica. Insectos se orientan hacia longitudes de onda específicas de luz durante la respuesta de escape cuando se coloca en un nuevo entorno.

4. conclusión y cuantificación de bioensayos

Nota: La duración de cada repetición experimental dependerá de comportamiento de insectos y tiempos de respuesta, en general una exposición más larga, más respuestas tienden a ser más informativo.

1. Condiciones ambientales registro.
2. Detener las grabaciones como la cámara infrarroja, si utiliza.
3. En caso de utilizar cámaras de colección: después de cada repetición, lugar la arena cloverleaf en un congelador para matar los insectos para la cuantificación. La arena no debe dejarse en el congelador durante mucho tiempo porque el entorno de congelación puede causar el plástico se raje.
4. Cuantificar el comportamiento de insectos por contar a insectos respondedores en jaulas de colección o análisis de video. Insectos que permanecían en la arena cloverleaf fueron contados como no haber hecho ninguna elección. Por ejemplo, Culicoides fueron encontrados para ser más atraídos a la luz UV en comparación con hacer ninguna opción⁷.

Resultados

La arena terrestre se ha utilizado para mejorar la plaga monitoreo trampas para rojo harina escarabajos¹⁴ y las arenas antenas para hessian moscas mosquitos picadores^{15 7}. Aunque las arenas cloverleaf fueron similares, las condiciones para cada especie de insecto eran diferentes y acomodaron la evaluación de insectos nocturnos o diurnos que pueden arrastrarse o volar. Lo más importante estos estudios de laboratorio ...

Discusión

Pruebas biológicas de foto-atracción son una herramienta importante para determinar los colores óptimos de atractivo y reducir al mínimo las opciones de pruebas de campo de estos colores. Sin embargo, varios factores deben ser considerados cuando optimizar la prueba biológica para un específico incluyendo insectos: sola luz vs. experimentos luz competitivos, brillo, gama espectral óptimo, interferencia de la luz ambiente, estado de los insectos y comportamientos naturales que pueden limitar las posibles r...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
metal flashing material
#10 stainless steel machine screw		Stock
#10 stainless steel locking nut		Stock
5 mm LED holder	Radio Shack Corp	276-080
matte black spray paint		Stock
Fluon		Stock
molded polyacrylic
screw top Nalgene	Thermo Fisher Scientific	Nunc polymethylpentene	125 mL, 64 mm outer diameter, 74 mm height
Threaded Teflon pipes		Stock	15 mm diameter, 60 mm length
StellarNet light spectrometer	Stellar Net, Inc	BLACK Comet C-SR-25
LED infrared light source	Tracksys LTD
infrared video camera	Panasonic Corp	WV-BP330 Panasonic CCTV camera
MEDIACRUISE software	Canopus Corp