Name: quantifying corticolous arthropods using sticky traps
Uploaded: 2020-01-19T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantifying Corticolous Arthropods Using Sticky Traps at JoVE.com

Gli autori desiderano ringraziare il Dipartimento dell'Agricoltura del Servizio Forestale degli Stati Uniti per aver finanziato questo progetto attraverso l'accordo USFS 13-CS-11090800-022. Il supporto per l'EC è stato fornito da NSF-DBI-1263050. L'ECz ha assistito allo sviluppo del concetto di ricerca, ha raccolto tutti i dati sul campo, ha condotto analisi di laboratorio e ha prodotto il manoscritto originale. MWE ha assistito allo sviluppo del concetto di ricerca e alla progettazione dello studio, ha assistito nella regia della raccolta di dati sul campo e nell'analisi di laboratorio, e ha curato pesantemente il manoscritto. KPS ha assistito con la progettazione di studi, diretto il lavoro sul campo e di laboratorio, ha assistito con l'analisi dei dati e ha esaminato il manoscritto.

1. Posizionamento di una trappola sull'albero
<ol><li>Misurare il diametro di un albero all'altezza del seno. All'altezza del seno in ogni direzione cardinale, per un'area delle dimensioni della trappola appiccicosa prefabbricata (scheda di colla), utilizzare un rasoio di corteccia per rimuovere la corteccia fino a quando un'area della dimensione per la trappola appiccicosa è abbastanza liscia per pinzare la trappola appiccicosa sull'albero in modo che non ci sia spazio per gli artropodi a strisciare sotto la trappola...

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Sebbene siano state utilizzate tecniche alternative come l'aspirazione o le reti a strascicate, la maggior parte dei tentativi pubblicati in precedenza di quantificare gli artropodi sui boli arborici utilizzava una qualche versione di artropodi quantificanti ispezionando visivamente i bole degli alberi sul campo, utilizzando pesticidi chimici per uccidere gli artropodi in un'area specifica e quindi quantificando gli artropodi recuperati, o mettendo trappole a imbuto o una sostanza appiccicosa direttamente sull'albero<sup...

Gli artropodi terrestri svolgono un ruolo importante nel nostro ambiente. Oltre ad essere di interesse scientifico per se stessi, gli artropodi possono essere sia dannosi che benefici ad altri livelli trofici (ad esempio, colture, piante orticole, vegetazione autoctona e cibo per gli organismi insettivori1,2,3,4). Così, la comprensione dei fattori che influenzano lo sviluppo e l'abbondanza della comunità artropode è fondamentale per gli agricoltori5, gestori di disinfestazioni6, forestali4, biologi vegetali7, entomologi8, e la fauna selvatica e gli ecologi di conservazione che studiano le dinamiche della comunità e gestiscono gli organismi insettivori9. Le comunità artropodi variano nella composizione e nell'abbondanza delle specie sia temporalmente che spazialmente in una varietà di paesaggi ecologici, tra cui comunità vegetali, specie vegetali e in varie regioni di singole piante. Ad esempio, gli studi hanno dimostrato differenze significative nelle metriche della comunità di artropodi tra le radici, i boli e gli steli e il fogliame, all'interno dello stesso singolo albero10,11. Questi risultati non sono sorprendenti se si considera che diverse parti della stessa pianta, ad esempio foglie contro cortecce di un albero, forniscono risorse diverse per le quali gli artropodi si sono adattati per sfruttare. Così, ogni parte della pianta può sostenere una diversa comunità di artropodi. Poiché gli artropodi che vivono nel fogliame possono avere un così grande impatto socioeconomico e ambientale, è stato provorato uno sforzo sostanziale per misurare le metriche della comunità utilizzando approcci qualitativi e quantitativi12. In alternativa, molto meno sforzo è stato speso per sviluppare approcci di quantificazione delle comunità di artropodi corticolous (bark-abitazione).
Come le comunità di artropodi che vivono di fogliame, le comunità artropodo corticolose possono essere importanti sia dal punto di vista socioeconomico che ambientale. Alcune malattie forestali che sono causate o facilitate da artropodi corticolous possono essere dannose per il raccolto di legname economicamente fattibile4. Inoltre, gli artropodi corticolous possono essere una componente importante della catena alimentare nelle comunità forestali13,14. Ad esempio, gli artropodi delle abitazioni forestali sono la fonte primaria di cibo per molti uccelli di canto di corteccia insettivori15,16. Così, la comprensione dei fattori che influenzano le comunità di artropodi corticolous è di interesse per i forestali e gli ecologi di base e applicati.
Comprendere i fattori che influenzano la composizione e l'abbondanza della comunità artropode spesso richiede la cattura degli individui. Le tecniche di cattura possono generalmente essere classificate in tecniche qualitative che rilevano solo la presenza di una specie per le stime della gamma di specie, la ricchezza e la diversità17, o tecniche semi-quantitative e quantitative che consentono un indice o stima di abbondanza e densità degli individui all'interno di un gruppo tassonomico18,19. Le tecniche semi-quantitative e quantitative consentono ai ricercatori di stimare o almeno campionare in modo coerente un'area campione specificata e stimare la probabilità di rilevamento o presumere che la probabilità di rilevamento sia non direzionale e adeguata da non oscurare la capacità del ricercatore di rilevare variazioni spaziali o temporali in abbondanza. Le tecniche semi-quantitative e quantitative per quantificare gli artropodi corticolous includono il aspirazione o il campionamento sottovuoto di un'area specifica20,21,22, conteggio sistematico degli artropodi visibili18,23, trappole appiccicose24, varie trappole a imbuto o pot-type8,25e fori di ingresso o emergenti26,27.
Si ritiene che una serie di fattori spaziali e temporali portino a variazioni nelle comunità artropodi corticolous11,14,28,29. Ad esempio, la consistenza della corteccia degli alberi è pensata per influenzare la struttura comunitaria degli artropodi che vivono sugli alberi14. A causa della superficie più diversificata dei tronchi di alberi con corteccia più solcato, gli alberi con corteccia più solcato sono pensati per sostenere una maggiore diversità e l'abbondanza di artropodi14.
Con questo articolo riportiamo un nuovo approccio semi-quantitativo di enumerazione degli artropodi corticolous che potrebbero essere usati per descrivere e testare ipotesi riguardanti la variazione nelle comunità di artropodi corticolous nel tempo e nello spazio con sufficiente precisione per rilevare le differenze tra le specie arboree. Usando trappole appiccicose attaccate ai tronchi degli alberi, abbiamo confrontato l'abbondanza, la lunghezza totale (un surrogato per la massa corporea), la ricchezza e la diversità della comunità artropode sul bolo della quercia bianca (Quercus alba), il maialino hickory (Carya glabra), l'acero da zucchero (Acer saccharum), il faggio americano (Fagus grandifolia), e i pioppi di tulipano (Liriodendron tublifera) alberi, che variano in texture bark.
Questo studio è stato condotto nelle sezioni ecologiche di Ozark e Shawnee della Foresta Nazionale shawnee (SNF) nell'Illinois sud-occidentale. Nel mese di luglio 2015, abbiamo identificato 18 siti (9 dominati da quercia/hickory e 9 dominati da faggio/acero) con la mappa di copertura stand USFS per la SNF (allveg2008.shp) in ArcGIS 10.1.1. Nei siti xerici, le specie dominanti erano hickory di noci e quercia bianca e nei siti mesici, le specie dominanti erano il fetore americano, l'acero di zucchero e il pioppo di tulipano. Per confrontare la comunità di artropodi di bole tra le specie di alberi, in ogni sito di raccolta dati, abbiamo identificato i tre (quercia bianca, hickory di maialino, acero di zucchero, alberi di specie di faggio e tulipano americano) alberi di specie >17 cm di diametro all'altezza del seno (d.b.h.) più vicino al centro di un cerchio radiale di 10 m. Se erano presenti meno di tre alberi appropriati, il cerchio è stato ampliato ed è stato selezionato l'albero più vicino ai criteri. Per ogni albero scelto, abbiamo installato quattro trappole appiccicose all'altezza del seno, una rivolta in ogni direzione cardinale: nord, sud, est e ovest.
Abbiamo raccolto dati arthropod dai bole di 54 singoli alberi (12 hickories di maialino, 15 querce bianche, 8 faggi americani, 12 aceri di zucchero e 7 pioppi di tulipano) tra i 18 siti. Abbiamo raggruppato gli artropodi secondo una classificazione semplificata delle gilde da caratteristiche morfologiche diagnostiche indicative di ordini strettamente correlati dagli attuali documenti filogenetici, simili a quelli delle "unità tassonomiche operative"30,31 (Appendice A). Sulla base di questa classificazione, abbiamo catturato i rappresentanti di 26 gilde nelle nostre trappole che erano ognuna in atto per 9 giorni(Appendice A). Poiché il nostro studio si è concentrato sulle interazioni trofiche tra specie arboree, artropodi corticolosi e uccelli che brillano di corteccia, abbiamo rimosso tutti gli artropodi più piccoli di 3 mm dall'analisi perché la loro importanza come risorsa alimentare è minima per gli uccelli che brillano la corteccia. Abbiamo usato un modello misto che includeva sia la lunghezza dell'artropode (madre alla massa corporea), l'abbondanza, la diversità di Shannon e, la ricchezza come variabile dipendente, le specie arboree e lo sforzo (proporzione dell'albero coperto di trappole) come variabili fisse e sito come variabile casuale. Poiché tutte le trappole di un singolo albero sono state combinate come un unico campione, i singoli alberi non sono stati inclusi come variabile casuale.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Straight Draw Bark Shaver, 8&#34;</td>
			<td>Timber Tuff</td>
			<td>TMB-08DS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PRO SERIES Bulk Mouse &#38; Insect Glue Boards</td>
			<td>Catchmaster</td>
			<td>#60m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staple gun</td>
			<td>Stanley</td>
			<td>TR45D</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantifying corticolous arthropods using sticky traps

Gli artropodi terrestri svolgono un ruolo importante nel nostro ambiente. La quantificazione degli artropodi in modo da consentire un indice preciso o una stima della densità richiede un metodo con alta probabilità di rilevamento e un'area di campionamento coerente. Abbiamo prodotto trappole appiccicose per confrontare l'abbondanza, la lunghezza totale (un surrogato per la biomassa), la ricchezza e la diversità di Shannon di artropodi corticolous tra i boli di 5 specie arboree. L'efficacia di questo metodo era adeguata a rilevare variazioni negli artropodi corticolousi tra le specie arboree e fornire un errore standard della media che era <20% della media per tutte le stime con dimensioni del campione da 7 a 15 singoli alberi di ogni specie. I nostri risultati indicano, anche con queste dimensioni di campione moderate, il livello di precisione delle metriche della comunità di artropodi prodotte con questo approccio è adeguato per affrontare la maggior parte delle questioni ecologiche riguardanti la variazione temporale e spaziale negli artropodi corticolousi. I risultati di questo metodo differiscono da altri approcci quantitativi come il knockdown chimico, l'ispezione visiva e le trappole a imbuto in quanto forniscono un'indicazione dell'attività degli artropodi corticolosi a lungo termine, meglio tra cui il bole temporaneo residenti, artropodi volanti che atterrano temporaneamente sul bole dell'albero e artropodi striscianti che usano il bolo dell'albero come percorso di viaggio da terra a fogliame forestale superiore. Inoltre, riteniamo che le trappole adesive prodotte commercialmente forniscano stime più precise e siano logisticamente più semplici del metodo descritto in precedenza per applicare direttamente un materiale adesivo alla corteccia dell'albero o applicare un materiale adesivo su nastro o altro tipo di supporto e applicandolo alla corteccia dell'albero.

Sulla base dei risultati del modello misto, il modello che includeva le specie arboree meglio spiegava la variazione della lunghezza totale dell'artropode, l'abbondanza e la diversità, nessuna delle variabili indipendenti spiegava una sostanziale variazione nella ricchezza, anche se i modelli che includevano lo sforzo di intrappolamento delle specie arboree erano competitivi con il modello nullo (Tabella 1). Inoltre, la proporzione dell'albero intrappolato sembra non ave...

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Quantifying Corticolous Arthropods Using Sticky Traps

Descriviamo un approccio semi-quantitativo di misurazione delle caratteristiche delle comunità di artropodi corticolous (bark-dwelling). Abbiamo piazzato trappole appiccicose fabbricate commercialmente sui boli degli alberi per stimare l'abbondanza, la lunghezza totale (un surrogato alla biomassa), la ricchezza e la diversità di Shannon per il confronto tra le specie arboree.

Quantificare gli artropodi di Corticolous usando trappole appiccicose

Terrestrial arthropods play an important role in our environment. Quantifying arthropods in a way that allows for a precise index or estimate of density ...

Questo protocollo può essere utilizzato per stimare la struttura comunitaria a breve e lungo termine degli artropodi corticolosi. Questa tecnica è utile per catturare artropodi volanti e striscianti e facilita una facile analisi di laboratorio. Per iniziare questa procedura misurare il diametro di un albero all'altezza del seno.Usa un rasoio di corteccia per iniziare a rimuovere la corteccia a questa altezza in ogni direzione cardinale in un'area delle dimensioni della trappola appiccicosa pre-prodotta. Continua a raderti fino a quando l'area non è abbastanza liscia da graffettare la trappola appiccicosa sull'albero con uno spazio minimo sotto in cui gli artropodi potrebbero strisciare. Quindi usa un mercato permanente di colore scuro per etichettare il retro della trappola con la data, il numero di trappola, la posizione e qualsiasi altra informazione pertinente.Per intrappolare sia gli artropodi volanti che striscianti si aprono e rimuovere i lati e coprire la trappola appiccicosa tagliando il cartone lungo il bordo del materiale appiccicoso. Per escludere gli artropodi volanti dall'atterrare direttamente sulla trappola apri la trappola come indicato sulla scatola. Posiziona una trappola su ogni posizione precedentemente rasata in modo che le aperture siano orientate verticalmente per massimizzare l'acquisizione degli artropodi che strisciano su e giù per i boli degli alberi.Per le trappole con le cime rimosse per catturare artropodi volanti e striscianti orientare le trappole in modo che l'estremità in cui l'apertura è stata orientata verticalmente per mantenere la consistenza dell'abbondanza. Quindi graffettare le trappole sull'albero posizionando una graffetta ad ogni angolo e una graffetta nella parte inferiore centrale e una nella parte superiore centrale della trappola a partire dall'angolo in basso a destra e lavorando in senso orario. Fare attenzione a garantire che l'intero fondo e la parte superiore di ogni trappola siano a filo contro l'albero per ridurre al minimo gli artropodi che strisciano sotto.Lascia le trappole in posizione per la quantità di tempo desiderata assicurandoti di lasciare tutte le trappole per la stessa quantità di tempo. Dopo che la quantità di tempo desiderata è passata coprire l'intera trappola ad eccezione delle graffette con pellicola di cellulosa polimerica. Rimuovere ogni trappola prendendo un grande cacciavite piatto e indiscrendo parzialmente ogni graffetta dall'albero.Quindi utilizzare grandi pinze a naso d'ago o uno strumento di presa simile per estrarre le graffette dall'albero. In alternativa, per escludere gli artropodi volanti, chiudere la trappola seguendo le indicazioni sul retro della scatola. Posizionare le trappole in una scatola rigida per trasportarle di nuovo in laboratorio per l'analisi.Se le trappole devono essere conservate per più di 12 ore, posizionarle in un congelatore per preservarne il contenuto. Utilizzando un ambito di dissezione esaminare il contenuto di una trappola che registra il numero di individui al livello tassonomico desiderato. Usa i dati registrati per stimare ricchezza, indici di diversità o abbondanza.Se si desidera stimare la biomassa, misurare la lunghezza e la larghezza degli artropodi al millimetro più vicino e utilizzare le regressioni di biomassa di lunghezza e larghezza pubblicate per stimare la biomassa. Sottrarre la larghezza totale delle trappole dal diametro misurato per ogni albero per stimare lo sforzo di abbondanza per ogni albero. Poiché i campioni di più trap sullo stesso albero non sono indipendenti, sommare tutti i campioni dallo stesso albero o includere una singola struttura ad albero come variabile casuale in tutte le analisi per evitare la pseudo-replicazione.Sulla base dei risultati del modello misto, il modello che includeva le specie arboree spiegava meglio la variazione e la lunghezza totale degli artropodi, l'abbondanza e la diversità. Nessuna delle variabili indipendenti spiegava una sostanziale variazione di ricchezza, sebbene i modelli che includevano lo sforzo di cattura delle specie arboree fossero competitivi con il modello nullo. Inoltre, la proporzione dell'albero intrappolato sembra non avere alcuna influenza sull'abbondanza, sulla lunghezza totale e sulla diversità di Shannon con solo un'influenza minima sulla ricchezza.L'errore standard del principale per la lunghezza totale degli artropodi variava dal 4% della media nel pioppo tulipano al 17% nell'acero di zucchero. L'abbondanza aveva livelli di variazione simili all'interno delle specie in cui l'errore standard della media è il 7% nel pioppo tulipano e il 18% nell'acero di zucchero. Al contrario, la variabilità nella ricchezza e nella diversità degli artropodi era molto più bassa all'interno delle specie di alberi.In quanto l'errore standard della media di ricchezza variava dal 4% della media per l'hickory di canne al nove per cento della media nella spiaggia americana. Mentre la diversità variava dal 4% della media nella spiaggia americana al 7% della media in pioppo tulipano. Quando si rade la corteccia dall'albero, essere certi di radere l'area il più liscia possibile e ridurre al minimo eventuali spazi tra l'albero e il bordo della trappola.

Research

JoVE Journal

Environment

Administering and Detecting Protein Marks on Arthropods for Dispersal Research

Amministrazione e Rilevamento di segni di proteine ​​su artropodi per Dispersione ricerca

Monitoring arthropod movement is often required to better understand associated population dynamics, dispersal patterns, host plant preferences, and other ...

Ricerca

Ambiente

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Modifica e applicazione di una Leaf Blower-Vac per Campo di campionamento di Artropodi

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Biofilm Removal Using Carbon Dioxide Aerosols without Nitrogen Purge

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