O objetivo geral desses procedimentos é para estabelecer, manter e atualizar uma população em cativeiro de Eristalis tenax em um ambiente de pesquisa.
Com cerca de 6000 de espécies em todo o mundo, hoverflies são ecologicamente importantes como polinizadores alternativos para as abelhas domesticadas. No entanto, eles também são um modelo científico útil para estudar a dinâmica de visão e voo de movimento em um ambiente controlado do laboratório. Como as larvas se desenvolvem em água poluída organicamente, eles são modelos úteis para investigar o investimento na imunidade microbial. Enquanto em grande escala comercial fértil para a agricultura já ocorre, há não há protocolos padronizados para a manutenção de populações cativas para estudos científicos. Isto é importante, como programas de reprodução em cativeiro comercial com foco em massa de saída durante a polinização de pico períodos podem não apresentar uma população consistente, estável e robusto ao longo do ano, como é muitas vezes necessário para outros fins de investigação. Portanto, um método para estabelecer, manter e atualizar uma população em cativeiro de investigação é necessário. Aqui, descrevemos a utilização de um ciclo de hibernação artificial, além das exigências nutricionais e habitação, para a manutenção de longo prazo de Eristalis tenax. Usando estes métodos, têm aumentado significativamente a saúde e a longevidade de populações cativas de tenax E. em comparação com os relatórios anteriores. Além disso, vamos discutir métodos de criação de pequena escala e opções para otimizar o rendimento e manipular dados demográficos da população.
Hoverflies estão emergindo como modelos úteis para investigar uma série de questões científicas, incluindo comportamento de voo1, mecanismos neurais subjacentes movimento visão2, polinização eficiência3,4, 5 , 6 e imunidade microbial7. No entanto, ao contrário de alguns outros modelos frequentes, tais como drosófila8, há não há protocolos padronizados para a criação de laboratório de hoverflies para uso em pesquisa científica. Com efeito, mesmo que a atual literatura descreve métodos para reprodução o hoverfly Eristalis tenax, muitos destes são desenvolvidos para o cultivo em massa de hoverflies para a polinização de culturas, bio-degradação de resíduos orgânicos, ou estudos anatômicos 9 , 10 , 11. assim, eles não aborda a necessidade de um protocolo de fácil que fornece uma fonte consistente de saudável hoverflies robusto, embora mantendo a aptidão genética da população.
Seguindo abelhas e zangões, hoverflies são um dos mais importantes selvagem, generalista polinizador grupos12,13. Há cerca de 6000 hoverfly espécies em todo o mundo14,15, com mais de 300 espécies 75 gêneros na Suécia16 e mais de 300 espécies, 69 gêneros na Índia17,18,19. Por exemplo, a marmelada agricultural importante hoverfly Episyrphus balteatus e a mosca de drone, tenax Eristalis, que enfocamos aqui, são encontrados em toda a Europa, América e Ásia6,16, 17,18,19,20,21,22,23,24,25. Hoverflies não são igualmente ativos durante todo o ano, nem durante todo o dia. Com efeito, não só a temporada e a hora do dia, mas também as flutuações na intensidade da luz, temperatura, umidade e velocidade do vento, afetam os padrões de atividade de hoverflies26,27. No campo, Eristalis pode ser encontrada em qualquer época do ano em climas mediterrânicos11, mas os números de hoverflies ativo são muito mais baixos no inverno. Inversamente, em climas frios e temperadas, Eristalis hibernar durante o inverno e não se encontram comportando-se ativamente no campo de em torno de outubro a março28.
Voar livremente hoverflies pode ser coletado pela rede no campo. Com efeito, em climas temperados eles são encontrados em maior abundância no meados ao final da manhã, acalma em dias de sol, no final do verão e durante todo o outono26,,27. Alternativamente, amadurecem E. tenax larvas, segundo ou terceiro ínstar, pode ser identificada e colhida a partir da decomposição de matéria orgânica, como estrume montões ou córregos poluídos organicamente10,11. De fato, técnicas publicadas para a criação de laboratório de E. tenax são todas baseadas em criar larvas em água poluída organicamente, ou através de alguma forma de matéria fecal ou vegetativo9,10,29, 30 , 31 , 32 , 33. no entanto, coleção de larvas é limitada por temporada e é apenas uma ferramenta viável de coleção do final da primavera ao início do outono,11. Além disso, a abundância de larvas é afetada por padrões climáticos locais, como alterações na temperatura ambiente podem afetar tanto a ocorrência de oviposição e desenvolvimento larval taxas9,28.
Portanto, estratégias para manter estoques saudáveis de hoverflies por larvas e ovos dentro do laboratório de criação são necessários para garantir que as experiências podem ser conduzidas durante todo o ano, independentemente da época ou eventos climáticos locais. Importante, a técnica descrita aqui gera a hoverflies de somente as fêmeas selvagens-acoplado. Isto é importante como um estudo realizado por Francuski, et al 10 descobriu que a diversidade genética de um laboratório de população de hoverflies de raça, originalmente estabelecido de 120 larva madura, foi rapidamente perdida. Por conseguinte, sugeriram que para manter a diversidade genética nas colônias para ser utilizado para fins de polinização de culturas comerciais, estes precisam ser reabastecidos, ou até mesmo completamente restabelecida, com indivíduos de campo coletado cada primavera10.
Quando se trabalha na visão, ou outros sentidos usados no corte e acasalamento, recomendamos, portanto, manter a diversidade genética, por re-estabelecer a colônia ou reabastecer a colônia com indivíduos de campo coletado, regularmente. Isto é importante porque a seleção sexual afeta a deriva genética da população. Com efeito, no selvagem, masculino hoverflies precisa identificar e interceptar companheiros adequados, bem como competir com outros machos para o acasalamento dos direitos, defendendo seus territórios34. Esse processo garante que os machos com a melhor visão e atenção espacial são susceptíveis de ser a mais bem sucedida no acasalamento, e, portanto, essas características são repassadas para a próxima geração. O efeito resultante destes processos em curso é, em parte, demonstrado pela presença de dimorfismos sexuais na via visual de hoverflies35,36. Em cativeiro, os machos não têm os mesmos obstáculos ao sucesso de acasalamento como no campo: em primeiro lugar, as fêmeas estão prontamente disponíveis, e em segundo lugar o recinto pequeno, confinado elimina o efeito de comportamentos territoriais, que atuam para impedir o acesso de acasalamento dos outros machos do competidor. A remoção experimental de seleção sexual em Drosophila melanogaster, foi mostrado para ter um efeito significativo sobre as populações em cativeiro com uma diminuição no tamanho total do corpo, tamanho de testículos e esperma produção37e taxas reduzidas de macho comportamentos de namoro38. Assim, um reprodução programa, sem qualquer consideração de seleção sexual, em cativeiro pode ter um efeito profundo em ambos os estudos visuais e comportamentais realizados posteriormente.
Aqui descrevemos uma solução simples e econômica que fornece uma fonte consistente de hoverflies saudável. O protocolo é flexível e fácil de re-iniciar e/ou upscale, dependendo das exigências de investigação.
Usando nossas técnicas (Figura 1) hoverflies foram mantidos no laboratório por um período de mais de 1 ano e utilizados com sucesso em experimentos comportamentais após 7 meses em cativeiro39. Com efeito, mesmo que pareça contra-intuitivo, mantendo o hoverflies em um ambiente mais natural, sob a luz de h 12:12 h condições de escuras, à temperatura ambiente, substancialmente diminui sua expectativa de vida de 2-3 meses. Manutenção E. tenax em nosso ciclo de hibernação artificial para mais de um ano é significativamente maior do que o anterior tentativas usando protocolos diferentes (77 dias33, 4 meses9, 18 semanas30). O principal fator que influencia este aumento da longevidade é provável que o uso de hibernação artificial a 8-10 ° C. Ciclicamente quebrando a hibernação, a cada 3-4 dias (etapa 2, Figura 1), permitimos que hoverflies para alimentar e lavamo-nos, mantendo assim o estado nutricional e o bem-estar do hoverflies, como evidenciado por um aumento observado em peso ( Figura 4) e nenhuma alteração na atividade locomotora, mesmo após longos períodos em cativeiro (Figura 3e ver39). Na verdade, relatos na literatura de tentativas malsucedidas de hibernação artificial não quebrar o ciclo de hibernação, levando assim ao aumento da mortalidade e a presença de molde9.
Além disso, existe alguma controvérsia em toda a literatura sobre a prestação de pólen como fonte de alimento. Vários trabalhos afirmam que o pólen de abelha não é suficiente, especificamente para oviposição, e apenas a disposição de pólen seco ou com efeito fresco é adequado9,29. Nossos resultados indicam que complementando o pólen de abelha com mel e água, vemos tanto a longevidade e a oviposição, mesmo após longos períodos de cativeiro, com um aumento de peso, visto em ambos os sexos (Figura 4) e oviposição ainda ocorrem em fêmeas depois de mais de 5 meses em cativeiro39. Este aumento da longevidade nos permite estudar os comportamentos de hoverflies em todas as fases da vida.
No campo, hoverflies femininos são fertilizados antes da hibernação sazonal e permanecem em diapausa reprodutiva, onde o esperma é armazenada e oócitos permanecem subdesenvolvidos, até a primavera de28. Dado que uma fêmea típica é capaz de 3000 ovos em 60 dias29, a criação desses ovos, portanto, é uma maneira rápida e eficiente para aumentar a nossa população em cativeiro. No entanto, nossa compreensão atual dos fatores que levam ao desenvolvimento do oócito após um período de hibernação são limitadas. Temperatura, umidade, intensidade de luz e estado nutricional têm sido sugeridos como jogar um papel no controle reprodutivo diapausa28,40. Manipulação experimental de tais fatores pode levar a uma maior governança da tempestividade de oviposição e taxas.
Da mesma forma, nós com sucesso atrasaram o desenvolvimento das larvas, bem como a eclosão de pupas, pelo armazenamento na escuridão a 8-10 ° C por 2 semanas, apesar de viabilidade pode ser muito mais tempo. Com efeito, Heal30 relataram um aumento de duração pupal de até 37 dias quando a temperatura pupal caiu de 25 ° C a 10 ° C. Empregando estas estratégias e atrasando a produção de ovos e/ou o desenvolvimento de pupas permitiria uma maior manipulação da demografia da população em cativeiro.
Enquanto consistência temporal de abastecimento é da maior importância para os nossos requisitos de grande rendimento, isso pode ser mais importante para outros usos, tais como a polinização em estufas. Achamos que quando usando a nossa técnica com fezes de coelho, temos 163 ± 34 eclosed hoverflies de cada ninhada de ovos (N = 3). Dado que um típica fêmea põe até 200 ovos40, talvez possamos aumentar esse rendimento por qualquer competição decrescente de superlotação e comida, ou ajustando a temperatura, como estas têm sido implicadas como afectando significativamente o crescimento larval9 ,31,40,41. No entanto, não há nenhuma indicação de que a base da mídia influencia grandemente rendimento32. Além disso, ao contrário de fezes de outros animais vertebrados29,30,31,42, fezes de coelho é relativamente odor livre, permitindo que a colônia ser mantido em condições laboratoriais normais sem a necessidade de ventilação adicional. Diminuindo a densidade de larvas nos meios de comunicação, ou adicionando nutricional suplementos tais como fermento, bem como manter uma temperatura constante entre 20-25 ° C, é provavelmente suficiente para plenamente optimizar o rendimento31,32, 40.
Os aspectos práticos de coleta de um número suficiente de livremente voando hoverflies, ou sustentar uma população cativa geneticamente diversificada, são ambos impraticável e tempo restritivos para projectos de investigação em pequena escala. Portanto, a prole de fêmeas acasaladas selvagens de criação e complementando suprimentos com colheita de larvas maduras7, permitir que as opções mais práticas para uso durante todo o ano de E. tenax em um ambiente de pesquisa. Esses métodos são limitados pelas épocas em que coleção pode ocorrer, há uma necessidade de ambos garantindo a longevidade dos adultos hoverflies e criação de ovos postos por capturou as mulheres gravid.
The authors have nothing to disclose.
A pesquisa em nosso laboratório atualmente é financiada pelo Conselho australiano de pesquisa (arco, DP170100008 e DP180100144), nos força aérea escritório de investigação científica (AFOSR, FA9550-15-1-0188) e Stiftelsen Olle Engkvist Byggmästare (2016/348). Agradecemos por membros do laboratório que contribuíram para o desenvolvimento de ações hoverfly, Cederholms Lantbruk e M C & T L verde & filho para acesso a esterco de vaca e hoverflies em suas fazendas, e permite que a Adelaide e Uppsala Botanic Gardens para coleta e suporte contínuo.
Bee Pollen | Forest Super Foods | any brand of bee pollen is suitable | |
Honey | Bramwells | any brand of liquid honey is suitable | |
Rabbit Faeces | can be substituted with cow or pig manure made into a slurry | ||
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Petri Dish (100mm x 20mm) | Corning | 430167 |