מלכודת יירוט טיסה אוטומטית בעלות נמוכה עבור תת-דגימה זמנית של חרקים מעופפים הנמשכים לאור מלאכותי בלילה
Summary
כדי לחקור את ההשפעות של אור מלאכותי בלילה (ALAN) על חרקים מעופפים ליליים, יש להגביל את הדגימה לשעות הלילה. הפרוטוקול מתאר מלכודת יירוט טיסה אוטומטית בעלות נמוכה המאפשרת לחוקרים לדגום בתקופות המוגדרות על ידי המשתמש עם שכפול מוגבר.
Abstract
שיטות הדגימה נבחרות בהתאם למינים הממוקדים או לדרישות המרחביות והזמניות של המחקר. עם זאת, לרוב השיטות לדגימה פסיבית של חרקים מעופפים יש רזולוציה זמנית ירודה מכיוון שהיא גוזלת זמן רב, יקרה ו/או קשה מבחינה לוגיסטית לביצוע. דגימה יעילה של חרקים מעופפים הנמשכים לאור מלאכותי בלילה (ALAN) דורשת דגימה בנקודות זמן המוגדרות על-ידי המשתמש (לילה בלבד) באתרים משוכפלים היטב, וכתוצאה מכך מאמץ סקרים עתירי זמן ועבודה או טכנולוגיות אוטומטיות יקרות. מתוארת כאן מלכודת יירוט אוטומטית בעלות נמוכה שאינה דורשת ציוד או כישורים מיוחדים כדי לבנות ולהפעיל, מה שהופך אותה לאפשרות מעשית למחקרים הדורשים תת-דגימה זמנית באתרים מרובים. ניתן להשתמש במלכודת כדי לענות על מגוון רחב של שאלות אקולוגיות אחרות הדורשות קנה מידה זמני ומרחבי גדול יותר ממה שניתן להשיג עם טכנולוגיית מלכודת קודמת.
Introduction
ישנן טכניקות דגימה רבות של פרוקי רגליים 1,2,3, אך לעתים קרובות אקולוגים מתקשים ליישם שיטות אלה בדרכים המתאימות לשאלות המחקר שלהם (ראו4). בעת בחירת שיטה מתאימה לדגימת חרקים, אקולוגים חייבים לשקול את המינים הממוקדים, הזמן, המאמץ והעלות הכרוכים בטכניקות שונות. לדוגמה, מגבלה נפוצה היא שזה יכול להיות מאתגר מבחינה לוגיסטית לדגום משנה בפרקי זמן ספציפיים על פני אתרים משוכפלים כדי לכמת משתנים זמניים המשפיעים על פעילות המינים, כגון שינויים במזג האוויר או בפעילות הצירקדיאנית (אך ראו5). רוב מלכודות החרקים בסקר פסיבי מוגדרות לתקופות ארוכות (למשל, על פני מספר ימים, שבועות או אפילו חודשים), ללא רזולוציה זמנית בקנה מידה עדין1. עבור סקרים המכוונים לפרקי זמן ספציפיים על פני אתרים משוכפלים מרובים (כגון דגימה לילית רק באתרים נפרדים), צוות גדול עשוי להידרש לבקר באתרים במשך מספר ימים בו זמנית (למשל, תוך 30 דקות מהזריחה והשקיעה) כדי לאסוף דגימות ולאפס מלכודות6; אחרת, נדרש התקן השמנה אוטומטי 5,7,8.
יש תחום עבודה הולך וגדל על ההשפעות של אור מלאכותי בלילה (ALAN) על דפוסי פעילות חרקים ודינמיקת אוכלוסייה מקומית 9,10; ועל יחסי הגומלין בין ALAN לשיעורי טריפת חרקים 4,11,12,13. עם זאת, כדי לחקור את ההשפעות של ALAN על טקסה של חרקים ליליים, הדגימה צריכה להיות מוגבלת לשעות הלילה. מספר מלכודות אור פעילות שונות תוארו ושימשו לדגימה זמנית אוטומטית של חרקים ליליים14. כמה דוגמאות כוללות התקני הפרדה פשוטים מסוג דיסק נופל, שבהם השלל נופל לתוך צינור צר עם דיסק נופל כל שעה כדי להפריד את המלכוד15, או התקני הפרדת שולחן מסתובבים שמסובבים בקבוקי איסוף במרווחי זמן מתוזמניםשל 7,16,17. מלכודות אור אוטומטיות קודמות אלה נותנות מענה לאתגרי הדגימה הכרוכים בדרישות הסקר הזמני, אך לעתים קרובות הן גדולות ומסורבלות ומשתמשות בטכנולוגיה מיושנת או לא אמינה. מכשיר דגימה פסיבי אוטומטי חדש פותח לאחרונה ונבדק8. מכשיר זה השתמש במלכודת יירוט טיסה זמינה מסחרית בשילוב עם התקן איסוף קל משקל בעיצוב מותאם אישית המורכב מכוס דגימה המחזיקה שולחן מסתובב המאפשר איסוף תוכן מלכודת במרווחי זמן מוגדרים על ידי המשתמש8. המלכודת האוטומטית החדשה הזו משתמשת בתכנות מתוחכם שניתן להפעיל באמצעות סמארטפון, אך הוא יקר להחריד לבנות בסביבות 700 אירו (1,000 דולר אוסטרלי) לכל מלכודת8.
מלכודות יירוט טיסה הן אחת הדרכים היעילות ביותר לסקור חרקים מעופפים 1,18,19 ולעבוד על העיקרון שחרקים מעופפים נופלים לקרקע כאשר הם מתנגשים במשטח אנכי. מלכודות יירוט טיסה מגיעות במגוון עיצובים. עם זאת, רובם בנויים בדרך כלל עם משטח שקוף או רשת ומיכל איסוף מלא במים ו/או בחומר משמר. המלכודת החדשה המתוארת כאן משתמשת בסוג צלב/מבלבל או במלכודת יירוט רב-כיוונית20, בהתחשב בכך שהוכח כי תעתועים צולבים מגבירים את קצביהלכידה 14,21 ומדגימים חרקים מכל הכיוונים. מטרת מלכודת זו היא לסקור חרקים מעופפים ליליים שנמשכים לאורות מלאכותיים. פוטוטקסיס זה גורם לחרקים להקיף את מקור האור22; מכאן שמלכודת רב-כיוונית היא המתאימה ביותר.
מתואר כאן מלכודת יירוט אוטומטית בעלות נמוכה שאינה דורשת ציוד או כישורים מיוחדים כדי לבנות ולהפעיל. המלכודת משתמשת במתקן מזון אוטומטי לחיות מחמד הזמין באופן מסחרי ובפריטים נפוצים הזמינים מחנויות לחומרי בניין. תכנון זה עולה פחות מ-66 אירו (105 דולר אוסטרלי) לכל מלכודת לבנייה (טבלה 1), מה שהופך אותם לאפשרות מעשית למחקרים הדורשים תת-דגימה זמנית באתרים מרובים בו-זמנית.
Protocol
Representative Results
Discussion
למרות שמלכודת יירוט הטיסה האוטומטית שתוארה על ידי Bolliger et al. (2020)8 מתוכננת היטב ויעילה מאוד בדגימה בפרקי זמן המוגדרים על ידי המשתמש, סביר להניח שהם יהיו חסכוניים עבור חוקרים רבים. מחקר זה מראה כי סקרי לכידה פסיביים באמצעות מלכודות אוטומטיות לדגימת תת-דגימה של חרקים מעופפים בתקו?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחקר מומן באמצעות קרן נטו זירו של אוניברסיטת לה טרובה, בחסות סונפאר. המחקר נערך תחת היתר מדעי מס’ 10009741 של המחלקה לאיכות הסביבה, הקרקע, המים והתכנון. אנו מודים למרטין שטיינבאואר על הערות על טיוטה מוקדמת ושני סוקרים אנונימיים.
Materials
| Batteries (C cell) – 10 pack | Duracell | MN1400B10 | https://www.duracell.com.au/product/alkaline-c-batteries/ |
| Battery operated automated 6 meal pet food bowl – each | OEM China | XR-P006-002 | Automated 6-meal pet food bowls range in price dependent on supplier, for example in the UK they can be purchased for £19 GBP ($36 AUD). |
| Galvanised hex-head screws (10-16 x 16 mm) – 100 pack | Bunnings Warehouse | 1-311-9151-CTPME | Bunnings Warehouse is an Australian hardware chain with stores in Australia and New Zealand. Items purchased from Bunnings Warehouse can be found at most hardware stores. https://www.bunnings.com.au/ |
| Galvanised steel angle bracket (125 x 150 mm) – each | Bunnings Warehouse | AZ11 | https://www.bunnings.com.au/ |
| Galvanised tie wire (0.70 mm x 75 m) – per roll | Bunnings Warehouse | 50218 | https://www.bunnings.com.au/ |
| Plastic basin (38 cm, 9 L round) – each | Ezy Storage | FBA31541 | https://www.ezystorage.com/product/laundry/basic-accessories/9l-round-basin/ |
| Plastic funnel (24 cm) – each | Sandleford | Pf24 | https://www.sandleford.com.au/plastic-funnel-24cm |
| Stainless steel angle bracket (20 mm) – 16 pack | Bunnings Warehouse | WEB2020 | https://www.bunnings.com.au/ |
| Stainless steel screws & nuts (M4 x 15 mm) – 18 pack | Bunnings Warehouse | SFA394 | https://www.bunnings.com.au/ |
| Stainless steel washers (3/16” & M5) – 50 pack | Bunnings Warehouse | EBM5005 | https://www.bunnings.com.au/ |
| Sunlite Polycarbonate roofing sheet (8mm x 610 mm x 2.4 m) – each | Suntuf (Palram Industries Ltd) | SL8CL2.4 | https://www.palram.com/au/product/sunlite-polycarbonate-multi-wall/ |
| Treated pine paling (150 x 12 mm) – each | STS Timber Wholesale P/L | n/a | https://www.ststimber.com.au/sts-timber-wholesale-products/fencing |
| Wooden stakes (1200 x 17 x 17 mm) – 10 pack | Lattice Makers | n/a | https://latticemakers.com/product/tomato-stakes-17x17mm-pack-of-10/ |
Referenzen
- Epsky, N. D., Morrill, W. L., Mankin, R. W., Capinera, J. L. Traps for Capturing Insects. Encyclopedia of Entomology. , (2008).
- Catanach, T. A., Silvy, N. J. Invertebrate sampling methods for use in wildlife studies. The Wildlife Techniques Manual. 1, 336-348 (2012).
- Montgomery, G. A., Belitz, M. W., Guralnick, R. P., Tingley, M. W. Standards and best practices for monitoring and benchmarking insects. Frontiers in Ecology and Evolution. 8, 579193 (2021).
- Haddock, J. K., Threlfall, C. G., Law, B., Hochuli, D. F. Light pollution at the urban forest edge negatively impacts insectivorous bats. Biological Conservation. 236, 17-28 (2019).
- Steinbauer, M. J. Using ultra-violet traps to monitor autumn gum moth, Mnesampela private (Lepidoptera: Geometridae), in south-eastern Australia. Australian Forestry. 66 (4), 279-286 (2003).
- Wakefield, A., Broyles, M., Stone, E. L., Harris, S., Jones, G. Quantifying the attractiveness of broad-spectrum street lights to aerial nocturnal insects. Journal of Applied Ecology. 55, 714-722 (2017).
- Williams, C. B. The time of activity of certain nocturnal insects, chiefly Lepidoptera, as indicated by a light-trap. Transactions of the Entomological Society of London. 83 (4), 523-555 (1935).
- Bolliger, J., Collet, M., Hohl, M., Obrist, M. K. Automated flight-interception traps for interval sampling of insects. PLoS ONE. 15 (7), 0229476 (2020).
- Grubisic, M., van Grunsven, R. H. A., Kyba, C. C. M., Manfrin, A., Hölker, F. Insect declines and agroecosystems: does light pollution matter. Annals of Applied Biology. 173, 180-189 (2018).
- Owens, A. C. S., Lewis, S. M. The impact of artificial light at night on nocturnal insects: a review and synthesis. Ecology and Evolution. 8 (22), 11337-11358 (2018).
- Rydell, J. Exploitation of insects around streetlamps by bats in Sweden. Functional Ecology. 6, 744-750 (1992).
- Bolliger, J., Hennet, T., Wermelinger, B., Blum, S., Haller, J., Obrist, M. K. Low impact of two LED colors on nocturnal insect abundance and bat activity in a peri-urban environment. Journal of Insect Conservation. 24, 625-635 (2020).
- Rodríguez, A., Orozco-Valor, P. M., Sarasola, J. H. Artificial light at night as a driver of urban colonization by an avian predator. Landscape Ecology. 36, 17-27 (2021).
- Hienton, T. E. Summary of investigations of electric insect traps. United States Department of Agriculture. , (1974).
- Johnson, C. G. A suction trap for small airborne insects which automatically segregates the catch into successive hourly samples. Annals of Applied Biology. 37 (1), 80-91 (1950).
- Hutchins, R. E. Insect activity at a light trap during various periods of the night. Journal of Economic Entomology. 33 (4), 654-657 (1940).
- Nagel, R. H., Granovsky, A. A. A turn-table light trap for taking insects over regulated periods. Journal of Economic Entomology. 40 (4), 583-586 (1947).
- Hill, C. J., Cemak, M. A new design and some preliminary results for a flight intercept trap to sample forest canopy arthropods. Australian Journal of Entomology. 36, 51-55 (1997).
- Lamarre, G. P. A., Molto, Q., Fine, P. V. A., Baraloto, C. A comparison of two common flight interception traps to survey tropical arthropods. ZooKeys. 216, 43-55 (2012).
- Wilkening, A. J., Foltz, J. L., Atkinson, T. H., Connor, M. D. An omnidirectional flight trap for ascending and descending insects. The Canadian Entomologist. 113, 453-455 (1981).
- Frost, S. W. Insects captured in light traps with and without baffles. The Canadian Entomologist. 90 (9), 566-567 (1958).
- Muirhead-Thompson, R. . Trap responses of flying insects: The influence of trap design on capture efficiency. , 287 (1991).
- Carrel, J. E. A novel aerial-interception trap for arthropod sampling. Florida Entomologist. 85 (4), 656-657 (2002).
- Steinbauer, M. J., Haslem, A., Edwards, E. Using meteorological and lunar information to explain catch variability of Orthoptera and Lepidoptera from 250 W Farrow light traps. Insect Conservation and Diversity. 5, 367-380 (2012).
- Recher, H. F., Majer, J. D., Ganesh, S. Seasonality of canopy invertebrate communities in eucalypt forests of eastern and western Australia. Australian Journal of Ecology. 21, 64-80 (1996).
- van Klink, R., et al. Meta-analysis reveals declines in terrestrial but increases in freshwater insect abundances. Science. 368, 417-420 (2020).
- Wagner, D. L. Insect declines in the Anthropocene. Annual Review of Entomology. 65, 457-480 (2020).
- Cardoso, P., et al. Scientists’ warning to humanity on insect extinctions. Biological Conservation. 242, 108426 (2020).
- Saunders, M. E., Janes, J. K., O’Hanlon, J. C. Moving on from the insect apocalypse narrative: Engaging with evidence-based insect conservation. BioScience. 70 (1), 80-89 (2020).
- Cardoso, P., Leather, S. R. Predicting a global insect apocalypse. Insect Conservation and Diversity. 12, 263-267 (2019).
- Owens, A. C. S., Cochard, P., Durrant, J., Perkin, E., Seymoure, B. Light pollution is a driver of insect declines. Biological Conservation. 241, 108259 (2020).
- Chapman, J. A., Kinghorn, J. M. Window traps for insects. The Canadian Entomologist. 87 (1), 46-47 (1955).
- Canaday, C. L. Comparison of insect fauna captured in six different trap types in a Douglas-fir forest. The Canadian Entomologist. 119, 1101-1108 (2012).
- Burns, M., Hancock, G., Robinson, J., Cornforth, I., Blake, S. Two novel flight-interception trap designs for low-cost forest insect surveys. British Journal of Entomology and Natural History. 27, 155-162 (2014).
- Basset, Y. A composite interception trap for sampling arthropods in tree canopies. Journal of the Australian Entomological Society. 27, 213-219 (1988).
- Russo, L., Stehouwer, R., Heberling, J. M., Shea, K. The composite insect trap: An innovative combination trap for biologically diverse sampling. PLoS ONE. 6 (6), 21079 (2011).
- Knuff, A. K., Winiger, N., Klein, A. -. M., Segelbacher, G., Staab, M. Optimizing sampling of flying insects using a modified window trap. Methods in Ecology & Evolution. 10 (10), 1820-1825 (2019).
