Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrates are often used to monitor and assess water quality. An efficient protocol involves collections of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Here, techniques for field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of Chironomidae SFPE are described.
Snelle protocollen bioassessment met benthische macro-invertebraat levensgemeenschappen assemblages zijn met succes gebruikt om de menselijke invloed op de waterkwaliteit te beoordelen. Helaas, traditionele benthonische larvale bemonsteringsmethoden, zoals de dip-net kan tijdrovend en duur. Een alternatief protocol gaat collectie Chironomidae oppervlak zwevende pupal exuviae (SFPE). Chironomidae is een soortenrijke familie van vliegen (Diptera), waarvan de onvolwassen stadia typisch voorkomen in aquatische habitats. Adult chironomiden komen uit het water, het verlaten van hun pupal skins, of exuviae, drijvend op het wateroppervlak. Larvenhuidje accumuleren vaak langs de oevers of achter obstakels door de werking van de wind of stroming, waar ze kunnen worden verzameld om de diversiteit en rijkdom chironomid beoordelen. Chironomiden kan als belangrijke biologische indicatoren, aangezien sommige soorten beter bestand tegen vervuiling dan andere. Daarom is de relatieve overvloed en soortensamenstelling van verzamelde SFPE weerspiegelenveranderingen in de kwaliteit van het water. Hier werkwijzen geassocieerd met dataverzamelauto, laboratorium verwerken, glijbaan montage en identificatie van chironomiden SFPE worden beschreven. Voordelen van de SFPE methode omvatten minimale verstoring op een sampling gebied, efficiënt en economisch monstername en laboratorium verwerken, het gemak van identificatie, toepasbaarheid in bijna alle aquatische milieu, en een potentieel gevoeliger maatstaf van ecosysteem stress. Beperkingen zijn onder andere het onvermogen om larvale microhabitat gebruik en het onvermogen te bepalen pupal exuviae identificeren soorten, als zij zijn niet geassocieerd met volwassen mannen.
Biologische monitoring programma's, die levende organismen gebruiken om milieu en gezondheid te evalueren, worden vaak gebruikt om de waterkwaliteit te beoordelen of monitor succes van het ecosysteem restauratie programma. Rapid bioassessment protocollen (RBP) met behulp van macro-invertebraat levensgemeenschappen bodemdieren assemblages zijn populair onder water staat resource agentschappen sinds 1989 1. De traditionele methoden van bemonstering benthische macroinvertebraten voor RBPs, zoals de dip-net, Surber sampler en Hess sampler 2, kunnen worden tijd- consumeren, dure, en mag alleen assemblages te meten van een bepaalde microhabitat 3. Een efficiënte, alternatieve RBP voor het genereren van biologische informatie over een bepaald waterlichaam gaat collectie Chironomidae oppervlak zwevende pupal exuviae (SFPE) 3.
De Chironomidae (Insecta: Diptera), algemeen bekend als non-bijten midges, zijn holometabolous vliegen die typisch voorkomen in het aquatisch milieu vóór opkomst als volwassenen 60, op het oppervlak van het water. De chironomid familie rijk zijn aan soorten, met ongeveer 5.000 soorten wereldwijd beschreven; worden echter wel 20.000 soorten schatting bestaan 4. Chironomiden zijn nuttig in het documenteren van het water en de habitat kwaliteit in vele aquatische ecosystemen vanwege hun hoge diversiteit en variabele tolerantie vervuiling niveau 5. Bovendien zijn ze vaak de meest voorkomende en wijdverbreide bentische macrofauna in aquatische systemen, doorgaans goed voor 50% of meer van de soorten in de gemeenschap 5,6. Na de opkomst van de aardse volwassene, de pupal exuviae (pupal huid te brengen) blijft drijven op het oppervlak van het water (figuur 1). Pupal exuviae ophopen langs banken of achter obstakels door de werking van wind of water stroom en kan gemakkelijk en snel worden verzameld om een uitgebreide steekproef van chironomid soorten die tijdens de vorige 24-48 uur 7 naar voren zijn gekomen geven.
ntent "> De relatieve overvloed en taxonomische samenstelling van de verzamelde SFPE weerspiegelt waterkwaliteit, gezien het feit dat sommige soorten zijn erg tolerant vervuiling, terwijl anderen heel gevoelig 5 De SFPE methode heeft veel voordelen ten opzichte van traditionele larvale chironomid sampling technieken, waaronder:. (1) minimale , indien van toepassing, habitat verstoring optreedt bij een sampling gebied, (2) monsters niet gericht op het verzamelen van levende organismen, maar de niet-levende huid, zodat het traject van de gemeenschap dynamiek wordt niet beïnvloed, (3) de identificatie naar geslacht, en vaak species, is relatief eenvoudig gegeven betreffende toetsen en beschrijvingen van 3; (4) het verzamelen, verwerken, en het identificeren van monsters is efficiënt en economisch in vergelijking met de traditionele steekproefmethoden 3,8,9; (5) geaccumuleerde exuviae vertegenwoordigen taxa die zijn ontstaan uit een breed scala van microhabitats 10; (6) de methode is toepasbaar in bijna alle aquatische milieu, met inbegrip van beken en rivieren, estuaria, lakes, vijvers, rock zwembaden, en wetlands; en (7) SFPE misschien een meer gevoelige indicator van de gezondheid van het ecosysteem, omdat ze individuen dat alle onvolwassen stadia hebben voltooid en met succes naar voren als volwassenen 11 vertegenwoordigen.De SFPE methode is niet een nieuwe aanpak voor het verzamelen van informatie over chironomid gemeenschappen. Gebruik van SFPE werd voor het eerst voorgesteld door Thienemann 12 in het begin van 1900. Een verscheidenheid van studies hebben SFPE gebruikt voor taxonomische enquêtes (bv 13-15), biodiversiteit en ecologische studies (bv 7,16-19), en biologische evaluaties (bijvoorbeeld, 20-22). Daarnaast hebben sommige studies gericht verschillende aspecten van het monster ontwerp, steekproefomvang, en het aantal van het monster gebeurtenissen die nodig zijn voor het bereiken van verschillende niveaus detectie van soorten of genera (bijv, 8,9,23). Deze studies geven aan dat relatief hoge percentages soorten of genera kunnen worden gedetecteerd met matige effort of kosten in verband met het monster verwerking. Bijvoorbeeld, Anderson en Ferrington 8 bepaald dat op basis van een 100-count subgroep, werd 1/3 rd minder tijd nodig om SFPE monsters in vergelijking met dip-net samples halen. Een andere studie vastgesteld dat 3-4 SFPE monsters kunnen worden gesorteerd en geïdentificeerd voor elke dip-net monster en dat SFPE monsters waren efficiënter dan dip-net monsters bij het opsporen van soorten als soortenrijkdom gestegen 3. Bijvoorbeeld, in inrichtingen met soortenrijkdom waarden van 15-16 species, de gemiddelde dip-net efficiency was 45,7%, terwijl SFPE monsters waren 97,8% efficiënt 3.
Belangrijk is dat de werkwijze SFPE gestandaardiseerd in de Europese Unie 24 (zogenaamde chironomiden pupal larvenhuidje techniek (CPET)) en Noord-Amerika 25 ecologische beoordeling, maar de werkwijze is niet in detail beschreven. Een toepassing van de SFPE methode beschreven door Ferrington, et al. <sup> 3; De primaire focus van deze studie was om de efficiëntie, de doeltreffendheid en de economie van de werkwijze SFPE evalueren. Het doel van dit werk is om alle stappen van de SFPE methode in detail beschrijven, met inbegrip van monstername, laboratorium verwerken, glijbaan montage en geslacht identificatie. De doelgroep omvat studenten, onderzoekers en professionals die geïnteresseerd zijn in het uitbreiden van de traditionele inspanningen monitoring van de waterkwaliteit in hun studies.
De meest kritische stappen voor een succesvolle SFPE monstername, het plukken, sorteren, glijbaan montage, en de identificatie zijn: (1) het lokaliseren van gebieden met een hoge SFPE accumulatie binnen het studiegebied tijdens veld verzameling (Figuur 2A); (2) langzaam scannen van de inhoud van de petrischaal voor detectie van alle SFPE tijdens monster picking; (3) ontwikkeling van de nodige handvaardigheid de kopborststuk van de buik ontleden tijdens slide bevestiging (figuur 4A); en …
The authors have nothing to disclose.
De financiering voor het samenstellen en publiceren van dit artikel werd verstrekt door meerdere subsidies en contracten aan de Chironomidae Research Group (LC Ferrington, Jr., PI) in de afdeling Entomologie aan de Universiteit van Minnesota. Met dank aan Nathan Roberts voor het delen van foto's veldwerk gebruikt als cijfers in de video geassocieerd met dit manuscript.
Ethanol | Fisher Scientific | S25309B | 70-95% |
Plastic wash bottles | Fisher Scientific | 0340923B | |
Sample jar | Fisher Scientific | 0333510B | Glass or plastic, 60-mL recommended |
Testing sieve | Advantech | 120SS12F | 125-micron mesh size |
Larval tray | BioQuip | 5524 | White |
Stereo microscope | |||
Glass shell vials | Fisher Scientific | 0333926B | 1-dram size |
Plastic dropper | Thermo Scientific | 1371110 | 30 to 35 drops/mL |
Fine forceps | BioQuip | 4524 | #5 |
Petri dish | Carolina | 741158 | Glass or plastic |
Multi-well plate | Thermo Scientific | 144530 | Glass or plastic |
Glass microslides | Thermo Scientific | 3010002 | 3 x 1 in. |
Glass cover slips | Thermo Scientific | 12-519-21G | Circular or square |
Euparal mounting medium | BioQuip | 6372B | |
Pigma pen | BioQuip | 1154F | Black |
Probe | BioQuip | 4751 | |
Kimwipes | Kimberly-Clark Professional™ | 34120 |