냄새에 대 한 바람 터널 중재 곤충 행동 분석 실험

바람 터널 실험실 테스트의 semiochemicals 곤충 비행 응답을 허용 하는 곤충 화학 생태학 연구에 중요 한 도구입니다. 제어 바람 스트림으로 냄새를 방출 하 여 이러한 자극에 곤충의 행동 응답 직접 소스를 향해 그들의 맞 바람 비행을 공부 하 여 모니터링할 수 있습니다. 후각이 있는 많은 곤충은 그들의 생물 환경¹와 상호 작용 하는 가장 중요 한 감각 메커니즘입니다. 곤충은 짝짓기에 대 한 적합 한 파트너를 찾을 수 냄새 신호를 사용 합니다. 마찬가지로, 그들은 그들 자신, 또는 자손에 대 한 먹이를 찾아 호스트 자원에서 부케를 냄새를 사용 합니다. 식물 곤충 수 분 효율성을 확보 하 여 과즙과 꽃가루 보상 함께에서 꽃 냄새를 릴리스 합니다. 이러한 모든 휘발성 신호 환경에 수 동적 확산 그리고 곤충 식별 하 고 그들의 개인적인 관련성을 해석 해야 합니다. 휘발성 환경으로 출시 되 서 분자는 필 라 멘 트, 결국 깨진 되 고 소란과 유포²희석 하기 전에 긴 거리 향하게, 초기 농도 유지로 바람과 함께 여행. 곤충은 휘발성에 있는 변화 신호 및 소스 쪽으로 맞 바람, 그들의 움직임을 직접 검색할 수 있습니다. 곤충 매력적인 냄새, 접촉 시 빠른 맞 바람 질주와 비행 행동을 표시 하 고^3,4기둥 옆으로 재배치 냄새 손실 시 캐스팅. 곤충 안테나의 sensilla에 후 각 신경의 공동 화 된 배열 수 발병과 놀라운 고해상도⁵ 와 깃털 접촉의 손실에 대 한 행동 응답을 촉진 하 고 비슷한 구분 하기 위해 곤충을 활성화 ⁶서로 다른 소스 발생 하는 냄새 분자. 비행, optomotor anemotaxis, 불리는 동안 시각적 피드백은 바람의 방향, 개체 및 상대 변위^2,7식별 기본적 이다. 감각 상호 작용 및 정교한 행동의 사용에 의해 곤충 3 차원 환경에서 포인트 소스를 찾을 수 있습니다.

곤충 attractants 및 방충제의 식별 몇 가지 중요 한 적용된 측면을 가질 수 있습니다. 많은 해충 곤충 성 페로몬 (intraspecific 신호) 합성 고 짝짓기 행동⁸방해를 공기 중으로 출시 될 수 있습니다. 페로몬과 kairomones (interspecific 신호) 대량 트랩에 사용할 수 있습니다, 유치 하 고 트랩 해충 상태의 직접 정보 제공을 모니터링에서 죽 일. 같은 모기⁹, 구 충, 또한 바람 터널 생물 검정에 공부 될 수 있다. 이러한 방법은 농민에 대 한 관리 및 의사 결정 지원 시스템 통합된 유해물의 중요 한 부분이 재생합니다.

바람 터널 생물 검정, 어디 냄새 중재 행동 레 퍼 토리의 모니터링할 수 있습니다, 해충을 대체 하거나 농약 사용의 영향을 줄일에 대 한 잠재적인 새로운 도구를 식별 하는 강력한 방법입니다.

바람 터널 디자인의 뒤에 이론적 추론은 철저 하 게 설명된¹⁰. 여기, 우리는 바람 터널 건설, 냄새 응용 프로그램 및 바람 터널 검정 프로토콜을 결정 하기 위해 몇 가지 실험에 사용 된 비행 행동을 설명 합니다. Nibio (å s, 노르웨이)에 바람 터널 (그림 1) 스크래치 방지 투명 폴 리 카보 네이트에서 생성 됩니다. 비행 아레나 67 cm 높이 88 c m, 길이 200 m 이다. 비행 경기장 앞 한 추가 폴 리 카보 네이트 섹션, 길이 30 c m입니다. 바람 터널의이 부분 냄새의 응용 프로그램에 대 한 유틸리티 섹션 역할을 합니다. 경우에 휘발성은 폴 리 카보 네이트의 접촉으로 얻을 비행 분야에서 주택 그들은 수 있습니다 나중에 다시 나올 고 세션 사이 오염. 유틸리티 섹션의 각 끝에 따라서 천공된 금속 격자가입니다. 두 격자는 공기 흐름을 제한 하 고 맞 바람 측에 약간의 압력을 만듭니다. 이 결과 downwind 측면에 층 류 흐름을 증가. 맞 바람 그리드 54% 영역을 열고 제공 하 터널의 단면에 걸쳐 균등 하 게 분산 된 8 m m 구멍 천공된 금속 격판덮개에서 이루어집니다. Downwind 그리드는 3 mm의 구멍이 고 51% 영역을 엽니다. 이 난 기류를 감소 하 고 냄새 보장 여행 비행 경기장의 길이 아래 중앙 기둥. 냄새 깃털 좁은 원뿔의 모양 그리고 연기의 사용에 의해 구상 될 수 있다. 비행의 바닥에 아레나, 플라스틱 또는 종이 원형 (직경에서 15 cm 5)에서 다양 한 크기의 곤충 비행 하는 동안 시각적 피드백을 제공에 배치 됩니다. 비행 아레나의 유틸리티 섹션에서 맞 바람 끝에 25 여 50 cm 액세스 도어가 있다. 비행 아레나의 downwind 끝 배기 필터 섹션 사이, 곤충 처리 위한 60 cm 오픈 지역이 이다. 이 액세스 영역은 0.8 m m 메쉬 직물 방으로 탈출 하는 곤충을 방지 하기 위해 측면에 적용 됩니다.

공기는 팬에 의해 첫 번째 필터 하우징으로 그려집니다. 그것은 24 고용량 활성 목탄 필터에 의해 순화 하 고 터널에서 발표 하기 전에 공기 먼지 필터를 통해 전달 합니다. 터널 종료 공기 방으로 다시 출시 되기 전에 유사한 필터 하우징 통해 전달 됩니다. 그것은 배기 연기 후드를 통해 건물의 외부에 공기를 도움이 될 수 있습니다. 두 필터 하우징에 팬 같은 흐름으로 실행 됩니다. 두 팬 들 연속 조 광 기 스위치와 다른 바람 속도 유량 계를 사용 하 여 측정 된다. 공기 속도 테스트 하는 종에 따라 달라 집니다. 30 cm s^-1 은 종종 좋은 출발점입니다. 작은 곤충에 대 한 이상적인 공기 속도 줄일 수 있습니다, 그리고 강한 고객을 위한 최고 속도 높을 수 있습니다 상대 비행 거리를 증가.

바람 터널 방 온도, 습도, 광도의 제어를 촉진 한다. LED 스트립 확산 광원 위의 만들려고 3mm 불투명 poly(methyl methacrylate) 창 뒤에 고 비행 경기장 뒤에 배치 됩니다. 두 광원 독립적으로 제어할 수 있습니다.

냄새 응용 프로그램은 여러 가지 방법으로 얻을 수 있습니다. 일반적으로, 냄새는 비행 경기장의 맞 바람 끝의 센터에서 공기에 해제 됩니다. 연구 질문에,에 따라 릴리스 포인트 노출 되거나 적용 될 수 있습니다. 금속 메쉬와 함께 유리 실린더 (10 cm 직경, 길이 12.5 c m) (2 × 2 mm 메쉬 크기) downwind 측에 수 있습니다 차단 냄새 소스 시각과 곤충에 대 한 방문 플랫폼으로 제공 하는 동시에. 많은 실험에서 수평 유리 플랫폼 냄새 소스, 또는 릴리스 포인트 가까이 시각적 신호를 제공 사용할 수 있습니다. 또한 동시 선택 분석 실험을 촉진 하기 위해 사이드 옆에 두 개의 냄새를 해제 기회가입니다. 릴리스 포인트는 다음 20 cm 떨어져 놓이고 냄새 깃털 터널 아래로 중간에서 중복. 선택 다음 어떤 깃털에 의해 곤충은 맞 바람 따라 식별할 수 있습니다.

바람 터널 디자인 많은 휘발성 릴리스 메서드를 지원합니다. 예를 들어 특정 냄새와 같은 작물 공장^11,12에 의해 방출 된 배경 냄새 앞 발표 수 있습니다. 또한, 다른 시각적 자극 테스트^13,14될 수 있습니다. 실험적인 체제는 각 종 및 연구 질문에 적응 해야 합니다.

공장 부품, 디스펜서에서 합성 냄새 같은 자연 냄새 소스 비행 경기장에 직접 도입 될 수 있습니다. Visual에서 냄새 중재 동작을, 냄새 소스를 덮을 수 있다, 또는 외부에서 숯불 필터링 된 실험실의 공기 공급 통해 비행 경기장에는 휘발성 실시. 냄새 소스 다음 유리 항아리에 국한 되 고 공기는 밀려 항아리를 통해 바람 터널 테 플 론 튜브와 유리 파이프를 통해. 출시 시점에 최고 속도 분야에서 바람의 속도 일치 해야 합니다.

특정 혼합 비율에 냄새를 풀어, 분무기를 사용할 수 있습니다. 분무기는 원추형 팁와 10 µ L 분^-1에서 액체 흐름을 촉진 하기 위하여 삽입된 microbore 초음파 노즐. 노즐 광대역 초음파 발전기에 연결 되 고 120 kHz에서 동작 한다. 주사기 펌프 분무기 노즐에 냄새 샘플을 추진 하고있다. 플 루 오 르 에틸렌 프로필 렌 (FEP) 튜브 0.12 m m 내경 1 mL 기밀 주사기 및 노즐 연결 됩니다. 에탄올에 팽창 하 고 공기, 축소 배관 어댑터 내부 볼륨으로 꽉 끼는 촉진 한다. 노즐의 진동에서 생성 된에 어로 졸 방울 크기 주파수 의존 이며 특정 용 매 사용에 따라 달라 집니다. 작은 물방울 증발 하 고 휘발성으로 바람 터널 아래로 가져. 다른 분무기 디자인 또한 존재 하 고 유리 모 세관 구동 압 전을 활용 하 여 저렴 버전 비슷한 솔루션¹⁵을 제공 한다.

Headspace 컬렉션 또는 합성 혼합 스프레이 함께 사용할 수 있습니다. 샘플 원하는 농도에 순수 에탄올 희석 됩니다. 휘발성 컬렉션, 수집 시간에 해당 하는 샘플을 희석 수 있습니다. 즉, 휘발성 컬렉션 샘플링 이상의 3 h는 릴리스 3 h에 해당 하는 10 µ L 분^-1 에서 분무기에서 1800 µ L를 희석 한다.

수동 관측에 의해 직접 또는 포스트 hoc 비디오 분석에 의해 비행 행동의 식별을 할 수 있습니다. 지향적인된 비행 임의의 비행에서 구별 한다. 중재 하는 냄새 문제는 다음과 같은 특성에 의해 인식 될 수 있다: 냄새에 걸쳐 지그재그 비행 기둥, 깃털, 내부 때 바로 맞 바람 비행 하 고 깃털을 연락처가 손실 되 면 다시 반복. 매력적인 깃털의 손실 시 곤충 또한 지그재그 손실된 깃털^3,4에 다시 연결 하는 아치를 증가 함께 시작할 수 있습니다. 이 행동은 매력적인 냄새를 따라 곤충 소란과 바람 방향 변화에 대처 하기 위해 필요로 하는 곳 필드 설정에 기본적 이다. 비행 패턴 균일 하 고 곤충 순서에서 다릅니다. 예를 들어, blowflies 등 강한 전단지 나 방, 보다 넓은 주조 패턴을 빨리 맞 바람 방향 있고 바람 속도 더 상대적인 비행 경로 촉진 하기 위하여 증가 되어야 한다.

곤충의 비행 또한 촬영 수 있습니다. 단일 카메라와 함께 간단한 비행 특성 x y 좌표¹⁶그려서 설명할 수 있습니다. 두 개의 카메라 동기화 프레임 캡처를 사용 하 여 3D 비행 외부 소프트웨어¹⁷를 사용 하 여 재건 수 있습니다. 비행 트랙 다음 비행 속도 거리, 바람 방향 비행 각도 냄새 깃털에 관하여 비행 특성에 대 한 세부 정보에 대 한 정보를 분석할 수 있습니다. 사용자 정의 및 상용 장비와 소프트웨어를 사용할 수 있는 자동 프레임별으로 추적 하 고 있습니다. 교정 프레임 참조 하는 실제 공간을 사용 해야 하 고 직선 광각 렌즈는 렌즈 왜곡을 최소화 하기 위해 사용 해야 합니다. 가장자리와 모서리 바람 터널 분야에서와 같은 시각적 배경 소음을 줄이기 위해 그리고 배경 차별에 곤충을 최대화 하기 위해 주의 해야 합니다. 적외선 광원, 반사를 사용 하 여 (예., 야행성 모기에서) 흑백 CCD 카메라¹⁷촬영 수 있습니다.