Name: collection and long-term maintenance of leaf-cutting ants (atta) in laboratory conditions
Uploaded: 2022-08-30T14:00:00
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Gewidmet Mario Autuori (in memoriam) und Walter Hugo de Andrade Cunha, die einen großen Beitrag zu den Studien der Blattschneiderameisen geleistet haben. Wir danken für die Unterstützung der São Paulo State University und des Institute of Biosciences. Diese Studie wurde teilweise von der Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) - Finance Code 001, dem Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), der Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) und der Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (Fundunesp) finanziert.

1. Sammlung von Königinnen
<ol><li>Suchen Sie in der Literatur nach dem Zeitraum der Atta-Fortpflanzungssaison in der interessierenden Region. Das Auftreten der Fortpflanzungszeit, die Häufigkeit und die Tageszeit der Hochzeitsflüge variieren je nach regionalen Klimabedingungen (Tabelle 1). Obwohl sie in der Regel im Frühjahr stattfindet, müssen diese Informationen für den Ort gesammelt werden, an dem die Sammlung stattfinden soll 37,38,39,40,41,42,43,44,45,46.<sup class...

Das hier beschriebene Protokoll zur Erhaltung von Blattschneiderameisenkolonien wird seit über drei Jahrzehnten entwickelt und auf durchsetzungsfähige und reproduzierbare Weise angewendet. Es ermöglichte die Entwicklung von Forschungen, die durch die Feldbedingungen begrenzt waren. Dadurch wurden gesunde Ameisen und Kolonien für die Forschung in verschiedenen Bereichen wie vergleichende Morphologie, Toxikologie 51,52, Histologie53 und Mikrobiologie54,55,56<su...

Ameisen bilden eine vielfältige Gruppe von Individuen, die einen Einfluss auf die meisten terrestrischen Umgebungen ausüben1. Sie fungieren als effiziente Ausbreiter 2,3,4, Räuber5 und Ökosystemingenieure 6,7,8,9,10, was ihre Bedeutung und ihren ökologischen Erfolg für natürliche Ökosysteme unterstreicht. Alle Ameisenarten werden als eusoziale Insekten klassifiziert; Ihre soziale Organisation variiert jedoch stark zwischen verschiedenen Artengruppen, d.h. Arbeitsteilungssysteme, funktionelle Gruppen, Kommunikation zwischen Individuen, Futterorganisation, Koloniegründung und Fortpflanzungsprozess11. Als stark diversifizierte Gruppe greifen sie auf verschiedene Nahrungsressourcen und spezialisiertes Fressverhalten zurück. In der Tat war die Landwirtschaft nicht nur ein großer Schritt für die menschliche Zivilisation, sondern auch für Ameisenarten. Vor etwa 55 bis 65Millionen Jahren begannen Ameisen, Pilze zu kultivieren und in eine fast ausschließliche Ernährung einzubauen. Sie spezialisierten sich so sehr, dass sie strenge, abhängige und obligatorische Interaktionen entwickelten, die als Symbiose klassifiziert wurden, bei denen ein Individuum ohne das andere nicht überlebt.
Ameisen mit niedrigerem Pilzwachstum sammeln und verarbeiten totes organisches Material, wie z. B. Fragmente von verrottenden Blättern, um ihren mutualistischen Pilz zu züchten. während höhere pilzwachsende Ameisen frisches Pflanzenmaterial ernten und damit eines der erfolgreichsten symbiotischen natürlichen Systeme bilden13. Diese hochspezialisierte Landwirtschaftstechnik ermöglichte es ihnen, eine neue Nische zu erobern. Die höheren Attinenameisen umfassen die Blattschneiderameisen, eine monophyletische Gruppe, die zwischen 19 Ma (15-24 Ma) und 18 Ma (14-22 Ma)14,15,16 erwächst und aus vier gültigen Gattungen besteht: Atta Fabricius, Acromyrmex Mayr, Amoimyrmex Cristiano und Pseudoatta Gallardo. Das Blattschneider-Landwirtschaftssystem, das von den Blattschneiderameisen durchgeführt wurde, entwickelte sich aus abgeleiteten landwirtschaftlichen Systemen17. Die meisten dieser Arten nutzen ausschließlich die mutualistische Pilzart Leucoagaricus gongylophorus Singer 18 (auch Leucocoprinus gongylophorus Heim 19 genannt), was einen signifikanten evolutionären Übergang markiert 11. Die Pilzsorten werden vertikal übertragen, von den ursprünglichen Nestern auf die Nachkommen, was darauf hindeutet, dass sie klonal vermehrt werden20.
Bemerkenswert ist, dass die Atta-Gesellschaften eine komplexe Organisationsstruktur entwickelten, die in ihrer Umgebung von enormer Bedeutung war und für Myrmekologen von großem Interesse war. Ihre Population kann sich aus Millionen von Individuen zusammensetzen, von denen die meisten sterile Arbeiterinnen sind, die einen akzentuierten Polymorphismus aufweisen, d.h. eine ausgeprägte Größe und anatomische Morphologie. Die Bevölkerung unterscheidet sich nach Alter, physiologischem Zustand, morphologischem Typ, Verhaltensweisen und spezialisierten Aktivitäten in der Kolonie21. Arbeiter können in Gärtner und Krankenschwestern, Nestgeneralisten, Sammler und Bagger sowie Verteidiger oder Soldaten unterschieden werden21. Diese Organisation ermöglicht die Durchführung von Aufgaben in Kooperation und ein selbstorganisierendes System, das hochgradig strukturierte kollektive Verhaltensweisen erzeugen kann, die es ihnen ermöglichen, effizient auf Umweltstörungen zu reagieren22.
Die Rolle der Bevölkerungserneuerung wird von einer einzigen Königin (d.h. monogyn) gespielt, solange sie lebt, die die permanente reproduktive Kaste22 bildet. Es ist bekannt, dass Atta-Königinnen mehr als 20 Jahre alt werden und während ihrer gesamten Lebensdauer Eier legen23. Da die Königin unersetzlich ist, ist ihre Ausdauer entscheidend für das Überleben der Kolonie 13,20,23,24. Dennoch können Tausende von geflügelten reproduktiven Weibchen und Männchen während der Brutzeit im Nest gefunden werden, aber keines bleibt im ursprünglichen Nest und bildet eine temporäre Kaste22. In Atta sexdens Kolonien werden fast 3.000 reproduktive Weibchen und 14.000 reproduktive Männchen produziert25. Es tritt auf, wenn eine Kolonie die Geschlechtsreife erreicht, etwa 38 Monate nach ihrer Implementierung, und wird seitdem jährlich wiederholt, bis sieausgelöscht ist 23,25. Neue Atta-Kolonien werden durch Haplometrosis gegründet, bei der eine Königin ein neues Nest beginnt.
Wenn die Umweltbedingungen günstig sind, verlassen die Fortpflanzer das unterirdische Nest, um den Hochzeitsflug zu beginnen. Der Zeitraum seines Auftretens unterscheidet sich je nach Region und variiert je nach Art im Laufe des Jahres im gesamten brasilianischen Hoheitsgebiet. Dem Ereignis scheinen jedoch Regenfälle und eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit26 vorausgegangen zu sein, was mit der Erleichterung der Ausgrabung aufgrund der Bodenfeuchtigkeit22 zusammenhängen kann. Häufig werden 1-5 Wochen vor dem Hochzeitsflug die Nesteingänge und -kanäle verbreitert, um den fortpflanzungsfähigen Individuen die Abreise zu erleichtern. Bevor sie ihre Mutterkolonien verlassen, sammeln und lagern die geflügelten Weibchen in einer infrabukkalen Höhle einen Teil des mutualistischen Pilzes20,27. Während des Fluges werden mehrere Kopulation durchgeführt, und es wird berechnet, dass eine Königin bei einigen Arten von drei bis acht Männchen befruchtet werden kann (d. h. Polyandrie)28, wodurch die genetische Variabilität29 sichergestellt wird. Danach begeben sich die Königinnen auf den Boden und bevorzugen Standorte mit keiner oder nur geringer Vegetation25, wo sie ihre Flügel entfernen und ihre erste Nistkammer ausheben. Dies ist die einzige Zeit, in der Königinnen außerhalb des Nestes zu sehen sind. Obwohl Individuen der temporären Kaste in künstlichen Nestern gesehen wurden, ist nicht bekannt, ob eine erfolgreiche Kopulation (d.h. Hochzeitsflug) unter Laborbedingungen durchgeführt wurde24.
Der anfängliche Nestbau entspricht der wichtigsten Periode der Kolonie, die von 6 h bis 8 h23,25 dauern kann. In diesem Moment zieht sich die Königin in die erste Kammer zurück, und in wenigen Tagen beginnt die Eiablage. Die ersten Eier werden an das Myzel verfüttert, das die Königin würgt, was den Beginn des Pilzgartens der Kolonie markiert. Die ersten Larven erscheinen in etwa 25 Tagen22, und fast am Ende des ersten Monats besteht die Kolonie aus einer Matte aus wucherndem Pilz, in der Unreife (Eier, Larven und Puppen) nistet sind, und der Königin, die ihre ersten Nachkommen in Isolation aufzieht23. Eier sind auch die Nahrungsquelle der ersten Larven und werden von der Königin13 stark konsumiert. Zusätzlich versorgt sich die Königin mit Fettreserven und katabolisierenden Flügelmuskeln, die nicht mehr von Nutzen sind13. Die anfängliche Pilzkultur wird nicht konsumiert, da das Überleben der Kolonie von ihrer Entwicklung abhängt, und während dieser Zeit befruchtet die Königin sie mit Fäkalflüssigkeit13. Tage nach dem Schlüpfen öffnen die ersten Arbeiterinnen den Nesteingang und beginnen mit der Nahrungssuche im unmittelbaren Bereich des Nestes13. Sie enthalten das gesammelte Material als Substrat des Pilzgartens, der nun als Nahrung für die Arbeiter dient13,22. Vor der Zugabe in die Pilzkultur wird das von den Arbeiterinnen mitgeführte Pflanzenmaterial in winzige Stücke geschnitten und mit Fäkalflüssigkeitbefeuchtet 13. Die Ameisen manipulieren Pilzinokulum, um sein Wachstum zu erhöhen und zu kontrollieren, was zur Partitionierung großer Bodengrubenkammern dient, die auf die Konditionierung des Gartens spezialisiert sind 13,22,25.
Etwa 6 Monate nach dem Hochzeitsflug enthalten A. sexdens Nester eine Pilzkammer und einige Kanäle. Die große Spezialisierung auf den Bau von Blattschneiderameisennestern wirkt als Abwehrmechanismus gegen natürliche Feinde und ungünstige Umweltfaktoren22. Es ist bekannt, dass Blattschneiderameisen den Pilzgarten fragmentieren und in Kammern mit hoher Luftfeuchtigkeit überführen, wenn die Kammern auszutrocknenbeginnen 13. Obwohl der Aushub des Nestes erhebliche Energiekosten verursacht, kehrt sich die investierte Energie in Vorteile für die Kolonie selbstum 22. Mit wenigen Ausnahmen stellen die Atta-Arten auch spezielle Kammern für die Abfälle der Kolonie her, die hauptsächlich aus abgereichertem Pilzsubstrat und Körpern toter Ameisen bestehen, sie vom Rest des Nestes isolieren und eine wichtige Strategie der sozialen Immunität etablieren30. Darüber hinaus manipuliert eine bestimmte Gruppe von Arbeitern den Müll direkt, um eine Kontamination anderer Personen zu vermeiden. Arbeiter suchen ständig nach Futter, um den Pilz zu nähren, der die Hauptnahrungsquelle der Kolonie ist. Sie können sich jedoch auch von Pflanzensaft ernähren, während sie Fragmente schneiden. Das Pflanzenmaterial wird sorgfältig für die Pflege des Pilzgartens ausgewählt und von vielen Faktoren wie Blattmerkmalen und Eigenschaften des Ökosystems beeinflusst13.
Die Futtersuchstrategie der Blattschneiderameisen zur Gewinnung von frischem Material ist sehr komplex und führt in Verbindung mit dem hohen Erntebedarf der etablierten Völker zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten für die landwirtschaftlichen Erzeuger und gefährdet die Wiederaufforstungsgebiete22,31. Daher können diese Ameisen in den meisten Gebieten, in denen sie anzutreffen sind, als Schädlinge eingestuft werden, von den südlichen Vereinigten Staaten bis zum Nordosten Argentiniens 11,13,22,32. Das Auslöschen problematischer Kolonien ist aufgrund der Reihe von Anpassungen, die der Biologie dieser Insekten innewohnen (d.h. soziale Organisation, Nahrungssuche, Pilzzucht, Hygiene und komplexe Neststrukturen), eine Herausforderung.33. Daher unterscheiden sich die Populationskontrollstrategien von denen, die im Allgemeinen auf andere Schadinsekten angewendet werden, und greifen hauptsächlich auf attraktive kontaminierte Köderangebotezurück 33,34. Da diese Ameisen jedoch sowohl für den Pilz als auch für die Kolonieindividuen schädliche Substanzen abstoßen und bewirtschaftete Felder gefährden können 33, werden ständig neue natürliche Verbindungen und Alternativen der Bekämpfung getestet33,35,36. Da die Versuchsergebnisse an felderprobten Kolonien kaum überwacht werden können, werden vorläufige Aufsätze in einer kontrollierten Umgebung durchgeführt.
Daher müssen experimentelle Protokolle an Interessengruppen angepasst werden, die den heterogenen Lebensstil von Ameisen berücksichtigen, Studien auf Artebene unterstützen und Kolonien als operative Einheiten berücksichtigen, bei denen eine Ameise ein Element eines komplexen Superorganismus ist11. Die bisher gesammelten Berichte über die Atta-Gattung machten es möglich, Kolonien unter Laborbedingungen erfolgreich zu sammeln und zu pflegen und ihre Grundbedürfnisse und ihre allgemeine Funktionsfähigkeit zu berücksichtigen. Basierend auf ihren natürlichen Prozessen wie Fortpflanzung, Koloniegründung und Fressverhalten wurde eine Routine von Praktiken entwickelt, die die langfristige Etablierung von Kolonien in verschiedenen Nesttypen ermöglicht. Hier wird ein Verfahrensprotokoll zur Haltung von Blattschneiderameisen im Labor beschrieben und beleuchtet mögliche allgemeine Forschung mit unterschiedlichen Experimentierzwecken und wissenschaftlicher Reichweite.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Entomologic forceps</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass tank</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Tempered glass, custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hose</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Transparent, PVC 1/2 Inch x 2,0 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Latex gloves</td>
			<td>Descarpack</td>
			<td>550301</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrile gloves</td>
			<td>Descarpack</td>
			<td>433301</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open arena</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Polypropylene crate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plaster pouder</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Plaster pouder used in construction, must be absorbant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Containers for collection</td>
			<td>Prafesta</td>
			<td>Natural C&#243;d.: 8231/Natural C&#243;d.: 8262</td>
			<td>Lidded, transparent , polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic containers for nests</td>
			<td>Prafesta</td>
			<td>Discontinued</td>
			<td>Polystyrene, hermetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon</td>
			<td>Dupont</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Polytetrafluoroethylene liquid (PTFE Dispertion 30)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

collection and long-term maintenance of leaf-cutting ants (atta) in laboratory conditions

Ameisen sind eine der artenreichsten Tiergruppen auf dem Planeten und bewohnen verschiedene Umgebungen. Die Erhaltung von Ameisenkolonien in kontrollierten Umgebungen ermöglicht ein erweitertes Verständnis ihrer Biologie, das zur angewandten Forschung beitragen kann. Diese Praxis wird in der Regel in Populationskontrollstudien von Arten angewendet, die wirtschaftliche Verluste verursachen, wie z. B. Atta-Ameisen. Um ihren mutualistischen Pilz zu kultivieren, sammeln diese Blattschneiderameisen Blätter und gelten daher als landwirtschaftliche Schädlinge, die auf dem gesamten amerikanischen Kontinent weit verbreitet sind. Sie sind sozial hoch organisiert und bewohnen ausgeklügelte unterirdische Nester, die aus einer Vielzahl von Kammern bestehen. Ihre Aufrechterhaltung in einer kontrollierten Umgebung hängt von einer täglichen Routine mit mehreren Verfahren und häufiger Pflege ab, die hier beschrieben werden. Es beginnt mit dem Sammeln von Königinnen während der Fortpflanzungszeit (d.h. Hochzeitsflug), die dann einzeln in Plastikbehälter umgefüllt werden. Aufgrund der hohen Sterblichkeitsrate von Königinnen kann eine zweite Sammlung etwa 6 Monate nach dem Hochzeitsflug durchgeführt werden, wenn beginnende Nester mit entwickeltem Pilz ausgehoben, von Hand gepflückt und in Plastikbehälter gelegt werden. Im Labor werden täglich Blätter an etablierte Kolonien geliefert, und ameisenproduzierte Abfälle werden wöchentlich zusammen mit restlichem trockenem Pflanzenmaterial entfernt. Da der Pilzgarten weiter wächst, werden die Kolonien je nach Versuchszweck in verschiedene Arten von Behältern überführt. Blattschneiderameisenkolonien werden in miteinander verbundenen Behältern platziert, die das Organisationssystem mit funktionalen Kammern darstellen, die von diesen Insekten in der Natur gebaut wurden. Dieses Setup ist ideal, um Faktoren wie Abfallmenge, Pilzgartengesundheit und das Verhalten von Arbeitern und Königinnen zu überwachen. Eine erleichterte Datenerfassung und detailliertere Beobachtungen gelten als der größte Vorteil der Haltung von Ameisenkolonien unter kontrollierten Bedingungen.

Ein Flussdiagramm, das den Prozess der Ameisensammlung darstellt, ist in Abbildung 6 dargestellt. Hier werden einige Ergebnisse gezeigt, die unter Verwendung des oben beschriebenen Protokolls der Sammlung, Wartung und Verschachtelung erzielt wurden.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64154/64154fig6v2.jpg"> Abbildung 6: Flussdiagramm für die Sammlung der Ko...

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Collection and Long-Term Maintenance of Leaf-Cutting Ants Atta in Laboratory Conditions

Hier wird ein Protokoll beschrieben, um gesunde Atta-Ameisenkolonien (Hymenoptera: Formicidae) unter Laborbedingungen erfolgreich zu sammeln und zu erhalten. Darüber hinaus werden verschiedene Nesttypen und -konfigurationen sowie mögliche experimentelle Verfahren beschrieben.

Sammlung und Langzeitpflege von Blattschneiderameisen (Atta) unter Laborbedingungen

Ants are one of the most biodiverse groups of animals on the planet and inhabit different environments. The maintenance of ant colonies in controlled ...

Das erfolgreiche Sammeln und Pflegen von Kolonien in verschiedenen Arten von Nestern unter Laborbedingungen ermöglicht die Entwicklung der allgemeinen Forschung und kann die wissenschaftliche Reichweite fördern. Da dateigetestete Kolonien schwer zu überwachen sind, ermöglicht dieses Protokoll vorläufige Versuchsbedingungen in einer kontrollierten Umgebung, wobei ganze Kolonien als operative Einheiten verwendet werden. Dieses Protokoll kann an andere Interessengruppen angepasst werden, um die heterogenen Lebensweisen von Ameisenarten zu berücksichtigen, wie z.B. die eigentümlichen Ameisen der Gattung Acromimix.Eine Person, die diese Technik noch nie durchgeführt hat, kann die Unsicherheit der Ereignisse und die komplexe tägliche Pflegeroutine als Schwierigkeiten betrachten. Eine erste Sammlung sollte direkt nach dem Hochzeitsflug stattfinden, bei der Königinnen, die ihre Flügel entfernt und mit der Ausgrabung begonnen haben, in kleine Behälter mit Gipsboden gelegt werden. Eine zweite Sammlung sollte sechs Monate nach dem Hochzeitsflug erfolgen, bei der Kolonien, die von den Königinnen entwickelt wurden, die erfolgreich mit der Koloniegründung begonnen haben, gesammelt werden.Nach der Entwicklung der Kolonien werden sie in größere Behälter und optional in andere Nestaufbauten überführt. Bereiten Sie die Behälter mit Kunststoffdeckel mit einer unteren Pflasterschicht vor, um die Königinnen einzeln zu halten. Identifizieren Sie in der Fortpflanzungszeit Atta-Nester in Gebieten, in denen Blattschneiderameisen vorkommen, und suchen Sie nach den äußeren Merkmalen, die auf die bevorstehende Abreise der geflügelten Fortpflanzungsameisen hinweisen.Zu den Nistmerkmalen gehören verbreiterte Tunneleingänge, geflügelte Fortpflanzungsameisen, die an Tunneleingängen erscheinen, und ein erhöhter Strom von Arbeitern, die aggressiveres Verhalten gegenüber möglichen Raubtieren zeigen. Nach dem Hochzeitsflug, wenn die weiblichen Fortpflanzer in den Boden zurückkehren, entfernen Sie ihre Flügel und beginnen Sie mit dem Nestaushub. Beginnen Sie mit der Sammlung der Königinnen.Legen Sie sie vorsichtig einzeln in Kunststoffbehälter, die mit einer Gipsschicht vorbereitet sind. Platzieren Sie die Königinnen in einer kontrollierten Umgebung und manipulieren oder bewegen Sie sie etwa drei Tage lang nicht, um Stress zu vermeiden. Durchstechen Sie die Deckel vorsichtig und gießen Sie alle zwei Tage 2,5 Milliliter Wasser mit einer Nadelspritze auf die Pflasterschicht des Behälters.Solange der Pilzgarten ein trockenes Aussehen mit Wassermangel aufweist, bewässern Sie die Putzschicht. Überprüfen Sie, ob die Königinnen den Pilz zwei Wochen nach der Entnahme wiedergewürgt haben. Wenn es keinen Pilz gibt, sammeln Sie zwei Gramm des Pilzgartens gesunder und etablierter Kolonien und geben Sie sie in die Behälter der Königinnen.Führen Sie diesen Schritt auch dann durch, wenn sich der Pilz nicht entwickelt. Beginnen Sie nach dem Erscheinen der ersten Arbeiterinnen regelmäßig Fragmente von jungen und dünnen Blättern entsprechend der Schnittaktivität der Kolonie anzubieten und entfernen Sie Kolonieabfälle und trockene Blattfragmente. Verfolgen Sie die Entwicklung der Kolonie, und wenn der Pilzgarten mindestens die Hälfte des Behältervolumens erreicht, übertragen Sie die Kolonie in ein künstliches, dauerhaftes Nest.Sechs Monate nach dem letzten Hochzeitsflug sind an den Stellen des Auftretens von Blattschneiderameisen turmförmige Hügel mit granulierten Bodenpartikeln beginnender Attaneste zu identifizieren. Es wird geschätzt, dass die Nester junger Völker nach sechs Monaten des Hochzeitsfluges bis zu einem Meter tief im Boden liegen. Graben Sie in diesem Moment den Nesteingang aus, bis Sie mit einer Gartenhacke die Kammer erreichen, in der sich die junge Kolonie befindet.Sammeln Sie die Königin, den Pilzgarten, unreife und junge Arbeiter und legen Sie sie in einen Plastikbehälter von etwa 500 Millilitern. Bringen Sie die Behälter mit Kunststoffdeckel, in denen sich die Kolonien befinden, in die dafür vorgesehene kontrollierte Umgebung. Manipulieren oder bewegen Sie die Kolonien etwa drei Tage lang nicht, um Stress zu vermeiden.Fangen Sie an, Blätter anzubieten. Wenn Sie neue Blätter anbieten, entfernen Sie trockene Blätter und Kolonieabfälle. Entfernen Sie Erdreste mit Hilfe eines Löffels aus der Sammlung.Verfolgen Sie die Entwicklung der Kolonien, und wenn der Pilzgarten mindestens die Hälfte des Behältervolumens erreicht, übertragen Sie die Kolonien in künstliche, dauerhafte Nester mit vertikalem Nest, horizontales Nest mit Klausur und offenes Arenanest. Bereiten Sie künstliche, dauerhafte Nester mit dem geeigneteren Setup vor: Klausur-Vertikalnest, Klausur-Horizontalnest und offenes Arena-Nest. Bereiten Sie eine vertikale Nestanlage mit einer Futterkammer, einer Abfallkammer und einer Pilzgartenkammer vor.Bereiten Sie dann ein horizontales Nest mit einer Futterkammer, einer Abfallkammer und einer Pilzgartenkammer vor. Als nächstes bereiten Sie ein offenes Arena-Nest mit einer Futter- und Abfallkammer und einer daran angeschlossenen Pilzgartenkammer vor. Die Arena kann auch die Pilzkammer aufnehmen.Tragen Sie eine Schicht Polytetrafluorethylenflüssigkeit in einer einzigen Bewegung auf den Arenarand auf, um die Ameisen einzudämmen. Verwenden Sie Baumwolle, die mit den flüssigen und Nitrilhandschuhen getränkt ist. Geben Sie täglich mindestens ein großes Blatt pro Kolonie mit einem Liter des Pilzgartenvolumens in die Futterkammer.Die Opferhäufigkeit hängt von der Beweglichkeit ab, mit der die Arbeiterinnen das Pflanzenmaterial auf den Pilz einarbeiten. Wenn die Schnittaktivität der Ameisen intensiv ist, erhöhen Sie die Anzahl der Blätter. Führen Sie in abgeschiedenen Nestern das Opfer schnell aus, um zu vermeiden, dass Ameisen aus der Nahrungskammer entkommen.Es können auch andere Arten von Ressourcen angeboten werden. In offenen Arena-Nestern bieten Sie Blätter entsprechend der Anzahl der Liter Pilz und weg von Abfällen an. Entfernen Sie den gesamten Inhalt der Abfallkammer alle zwei Wochen aus allen Kolonien und dauerhaften Nestern sowie den Arbeitern zur Populationskontrolle.Wenn die Menge des entsorgten Abfalls hoch oder zu feucht ist, entfernen Sie ihn einmal pro Woche. Wenn die Arbeiterinnen den gesunden Pilz in die Abfallkammer übertragen, stellen Sie sicher, dass sich die Königin nicht darauf befindet, und entfernen Sie ihn. Entfernen Sie das Material, das nicht von Ameisen aus der Futterkammer genommen wurde, wenn Sie neue anbieten, und stellen Sie sicher, dass es immer sauber ist.Wenn die Arbeiterinnen den gesunden Pilz in die Futterkammer übertragen, stören Sie ihn, lassen Sie den Behälterdeckel offen und tragen Sie neutrales Talkumpuder auf die Oberfläche des Kammerrandes auf. Auf diese Weise werden die Arbeiter den Pilz zurück in den Behälter übertragen, ohne ihn zu verlieren oder unreif zu sein. Wenn mehr Pilzgarten gewünscht wird, fügen Sie einen weiteren verputzten Behälter hinzu und bewegen Sie einen Teil des Pilzschwamms hinein.Das Wachstum des Pilzgartens sollte allmählich erfolgen, um das Gleichgewicht der Kolonie nicht zu beeinträchtigen. Wenn ein größerer Behälter gewünscht wird, stellen Sie sicher, dass der Pilz den gesamten Raum der kleinsten Behälter einnimmt, bevor Sie ihn transportieren. Kolonieabfälle sollten sich nicht in der Pilzgartenkammer ansammeln.Durch das Sammeln von Königinnen in verschiedenen Momenten ihres frühen Lebenszyklus, wie im Protokoll beschrieben, und das Einführen eines Nylonfadens in den Gaster der Individuen war es möglich, die individuelle Immunresistenz zwischen jungfräulichen Königinnen, kürzlich verpaarten Königinnen und Königinnen, die sich sechs Monate lang gepaart hatten, zu bewerten und zu vergleichen. Die Verkapselungswerte wurden anhand des mittleren Grauwerts aus Bildern der Nylonfilamente bewertet, die in den Gaster der Individuen eingeführt wurden. Die dunkelsten Fäden galten als eine effiziente zelluläre Abwehr.Atta laevigata, die kürzlich gepaarte Königinnen zeigten, zeigten den höchsten Verkapselungsgrad, daher eine effektive individuelle Immunabwehr. Um die Methoden der Populationskontrolle zu verbessern, wurden die durch das Protokoll gesammelten Kolonien Bates-Attraktivitätstests unterzogen. Während des gesamten Experiments wurden fünf Wiederholungen mit fünf Kolonien jeder Art, Atta laevigata und Atta Sextens, durchgeführt.Die ungiftigen Köder, die mit verschiedenen Teilprodukten formuliert wurden, wurden innerhalb der Wiederholungen unterschiedlich angeordnet. Hier ist der durchschnittliche Belastungsprozentsatz der Arbeiterinnen von Atta laevigata und Atta sexdens dargestellt. Das Zitrusfruchtfleisch, die Sojabohne und die Behandlung mit Sojabohnen sowie Zitrusfruchtfleisch waren für beide Arten am stärksten belastet.Die letzte belastete Behandlung für Atta sexdens wurde jedoch zu 60% von Atta laevigata-Arbeitern durchgeführt. In den Jahren 2016 bis 2019 konnten rund 2.020 Schülerinnen und Schüler aus rund 34 Schulen das Labor der Blattschneiderameisen besuchen, um die Ameisenkolonien zu beobachten, die nach den zuvor beschriebenen Protokollen gesammelt und gepflegt wurden. Es ist möglich, ein zunehmendes Interesse von Bildungsorganisationen an der Durchführung von Ausstellungen von lebenden Insekten wie Ameisen zu sehen, die eine genaue Beobachtung durch die Schüler ermöglichen.Die Besuche hatten unterschiedliche Ziele, von allgemeiner Biologie bis hin zum Lernen von Sozialverhalten, je nach Bildungsniveau der Schüler. Einige kritische Schritte in dieser Technik sind mit der Förderung des Wachstums des Pilzgartens, der Sauberhaltung der Nester und der Vermeidung möglicher Entweichungen verbunden. Das Protokoll kann auf andere Arten von wissenschaftlichem Interesse angewendet werden, um beispielsweise die Entwicklung von Kolonien im Frühstadium und die Erforschung toxischer Köderinteraktionen zu verstehen.Diese Technik wird seit 22 Jahren von Forschern aus verschiedenen Bereichen wie vergleichende Morphologie, Histologie, Toxikologie und Mikrobiologie auf individueller und Kolonieebene eingesetzt.

Research

JoVE Journal

Biology

Collection and Long-Term Maintenance of Leaf-Cutting Ants (Atta) in Laboratory Conditions

Long-term Imaging Mammalian Cells using Wide-Field Microscopy

Langfristige Imaging Säugetierzellen mit Wide-Field-Mikroskopie

Forschung

Biologie

Long-term Culture of Human Breast Cancer Specimens and Their Analysis Using Optical Projection Tomography

Langfristige Culture of Human Breast Cancer Proben und deren Analyse mit Hilfe von optischen Projektion Tomography

Breast cancer is a leading cause of mortality in the Western world. It is well established that the spread of breast cancer, first locally and later ...

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Langfristige letale Toxizität Test mit dem Krustentier Artemia franciscana</em

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish ...

Regular Care and Maintenance of a Zebrafish (Danio rerio) Laboratory: An Introduction

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Regelmäßige Pflege und Wartung eines Zebrafisch (<em&gt; Danio rerio</em&gt;) Labor: Eine Einführung

This protocol describes regular care and maintenance of a zebrafish laboratory. Zebrafish are now gaining popularity in genetics, pharmacological and ...

Multilayer Mounting for Long-term Light Sheet Microscopy of Zebrafish

Multilayer-Halterung für Langzeit-Licht-Mikroskopie Blatt der Zebrafisch

Light sheet microscopy is the ideal imaging technique to study zebrafish embryonic development. Due to minimal photo-toxicity and bleaching, it is ...

Isolation, Transfection, and Long-Term Culture of Adult Mouse and Rat Cardiomyocytes

Isolation, Transfektion und Langzeitkultur von Erwachsenenmaus und Rattenkardiomyozyten

Ex vivo culture of the adult mammalian cardiomyocytes (CMs) presents the most relevant experimental system for the in vitro study of cardiac biology. ...

Long-Term Culture and Monitoring of Isolated Caenorhabditis elegans on Solid Media in Multi-Well Devices

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Langzeitkultur und Monitoring von isolierten Caenorhabditis elegans auf festen Medien in Multi-Well-Geräten

The nematode Caenorhabditis elegans is among the most common model systems used in aging research owing to its simple and inexpensive culture techniques, ...

Isolation Method for Long-Term and Short-Term Hematopoietic Stem Cells

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