Ce protocole est une méthode extrêmement coûteuse de collecte de données sur la physiologie des organismes, de manière accessible et normalisée. Cet outil peut être utilisé pour explorer la physiologie à plusieurs niveaux. Il peut être utilisé par des biologistes de terrain intrépides, ainsi que par de jeunes écoliers.
Le principal avantage de cette technique est qu’elle repose sur des matériaux facilement disponibles et qu’elle est très peu coûteuse. Il peut être effectué presque n’importe où et par des chercheurs avec une gamme d’expertise et d’objectifs. Cette méthode peut fournir un aperçu des processus physiologiques, comportementaux et écologiques.
Comme les paramètres clés pour obtenir une réponse physiologique sont normalisés, la méthode peut augmenter notre capacité à comprendre et à comparer les traits clés entre des groupes d’individus, d’espèces et de communautés écologiques. Manipuler les insectes sans les endommager prend de la pratique, mais la pratique rend parfait. Définir les paramètres de votre expérience, comme combien de temps garder les insectes dans l’eau glacée, peut prendre du temps et cela nécessite de l’expérimentation et de la compréhension de vos taxons focaux.
Heather Rohrer et Matt Standridge, deux techniciens du laboratoire de Daniel, me feront la démonstration de la procédure. Commencez par identifier les espèces d’intérêt, en gardant à l’esprit que chaque groupe sera différent dans le temps qu’il faut pour induire un coma froid. En fonction de l’organisme et de l’utilisation des données, choisissez différents points de coupure pour l’expérience si l’individu focal ne vole pas.
Procéder à un procès sur un petit échantillon afin de déterminer les paramètres clés, comme le temps requis sur la glace, pour induire un coma froid. Choisissez une heure limite en fonction de l’écologie de l’espèce. En gardant à l’esprit qu’après de nombreuses minutes d’incapacité de vol, certains insectes sont pris par des prédateurs.
Recueillir les insectes en utilisant des méthodes appropriées, telles que des pièges appâtés et des filets entomologiques. Placez chaque individu dans une enveloppe en verre séparée avec une pièce d’identité unique et rangez les animaux dans un endroit frais ombragé et protégé du soleil direct, du vent et des prédateurs. Exposez toujours l’animal au traitement expérimental dans les 24 heures suivant sa capture afin de normaliser ce temps autant que possible dans tous les essais.
Remplissez une glacière avec de l’eau et suffisamment de glace pour maintenir l’environnement dans l’eau à zéro degré Celsius. Choisissez entre une et quatre personnes focales pour une série d’expérimentations, en vous assurant que chaque individu est identifiable. Lorsque vous utilisez plusieurs espèces, utilisez une seule de chaque pour éviter toute confusion.
Si l’expérience n’est pas liée à la coloration des ailes, marquez les ailes avec des identifiants uniques avec un marqueur à pointe de feutre fin pour distinguer les individus. Si les expériences ne répondent à aucun des critères ci-dessus, effectuez l’expérience sur une personne à la fois. Remplissez les lignes de la fiche technique avec les informations sur chaque insecte analysé, y compris leur identifiant unique et un identifiant utile, dans les notes.
Placez toutes les personnes focales dans un sac en plastique scellé avec un poids et placez le sac dans de l’eau glacée pendant 60 minutes pour induire un coma froid. Utilisez un thermomètre simple pour enregistrer la température ambiante à de courts intervalles à la main. Si disponible, vous pouvez enregistrer les conditions ambiantes à l’aide d’une centrale de mesure.
Tout d’abord, connectez la centrale de mesure, accédez à l’appareil, lancez et sélectionnez l’appareil connecté en cliquant sur OK. Entrez le nom de l’essai, sélectionnez Température et intensité lumineuse et entrez les unités. Définissez l’intervalle de journalisation sur 10 secondes.
Entrez la date et l’heure de l’expérience et sélectionnez Démarrage différé pour démarrer la centrale de mesure à l’heure sélectionnée. Assurez-vous que les informations de la centrale de mesure, y compris l’heure de la journée, sont synchronisées avec les expériences afin que les données sur les conditions ambiantes puissent ensuite être appariées avec chaque insecte focal individuel. Décidez des paramètres expérimentaux, comme si la récupération aura lieu à l’ombre ou au soleil, et notez ces traitements sur la fiche technique.
Placez une cage en treillis pour les insectes dans un endroit approprié afin que la température et les environnements légers soient homogènes à l’intérieur de la cage. Gardez la base de la cage surélevée afin qu’elle puisse être exploitée par l’observateur et placez l’enregistreur de données juste à l’extérieur ou à l’intérieur de la cage où elle peut être maintenue intacte. Retirez les animaux du bain d’eau glacée après 60 minutes et retirez immédiatement les insectes du sac en plastique, puis retirez rapidement chaque individu de son enveloppe avec un minimum de manipulation et démarrez le chronomètre dès que les animaux sont dans la cage en maille.
Appuyez sur la base de la cage avec un crayon fréquemment et assez fort juste pour agiter les insectes en convalescence sans provoquer de réponse. Marquer l’essai comme terminé une fois qu’une personne a volé. Terminez l’essai et considérez que l’insecte n’a pas récupéré s’il n’a pas bougé après 30 minutes.
Retirez les insectes de la cage en maille et replacez les individus dans leurs enveloppes de glassine étiquetées. Libérez les animaux ou conservez-les pour une collecte de données ultérieure et traitez les données comme décrit dans le manuscrit textuel. Pour accéder aux données environnementales enregistrées, rebranchez l’enregistreur hobo dans l’ordinateur.
Accédez à la lecture de l’appareil, sélectionnez Arrêter la journalisation et enregistrez les fichiers dans le dossier souhaité en tant que fichiers HOBO. Une fois qu’une fenêtre contextuelle s’affiche, confirmez les unités des paramètres et sélectionnez Tracer pour obtenir un graphique des conditions expérimentales. Pour exporter la table de données, sélectionnez Fichier Exporter les données de la table et exportez-la en tant que fichier CSV à enregistrer dans le dossier approprié.
Dans ce protocole, l’interaction entre les conditions ambiantes importantes à la physiologie organismal et au rétablissement de choc froid a été explorée pour des espèces variables de papillons. Il a été observé qu’à mesure que la température moyenne de l’essai augmentait, le temps de récupération par choc froid diminuait, ce qui montrait la variabilité entre les taxons. De même, la relation inverse entre l’intensité lumineuse moyenne de l’essai et le temps de récupération du choc froid a été observée, ce qui indique que les conditions de température et d’éclairage contribuent à la récupération des papillons.
181 espèces sauvages de papillons recueillies par trois observateurs sur une période de cinq mois ont montré une récupération distincte du coma froid induit par le choc froid, soulignant l’ampleur taxonomique sur laquelle cette expérience peut être appliquée avec succès. Les conditions ambiantes du champ et les conditions expérimentales ont été tracées, démontrant la pertinence écologique de la réalisation d’essais physiologiques dans des conditions ambiantes. Lors de l’exécution de ce protocole, assurez-vous de porter une attention particulière à toutes les personnes dans la cage de maille car les changements de comportement peuvent être subtils et se produire rapidement.
Les données générées par ce protocole ont mis en lumière les caractéristiques éco physiologiques des organismes testés. De nombreux autres traits contribuent à la physiologie de l’organisme, comme la taille, la couleur et la phylogénie. Les données sur d’autres caractères expliqueront et contextualiseront davantage les mesures du rétablissement par choc froid, ce qui ajoutera au contexte écologique et au cycle biologique de cette information.
J’ai utilisé cette méthode pour caractériser l’écophysiologie de communautés entières de papillons dans les Andes colombiennes. Parce que le protocole est accessible, peu coûteux et assez simple à mettre en œuvre en milieu rural, des données ont été recueillies sur des centaines de personnes en peu de temps.
