Chironomidae (파리목)의 사용 표면 부동 물 기관에 대한 신속한 생물학적 평가 프로토콜로 번데기 Exuviae을
Summary
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.
Abstract
저서 대형 무척추 동물 군집을 사용하여 신속한 생물학적 평가 프로토콜이 성공적 수질에 인간의 영향을 평가하기 위해 사용되어왔다. 불행하게도, 그러한 딥 그물 같은 전통적인 저서 유생 샘플링 방법은, 시간 소모적이고 고가 일 수있다. 다른 프로토콜은 Chironomidae 표면 부동 번데기의 exuviae (SFPE)의 컬렉션을 포함한다. Chironomidae은 미성숙 단계 일반적으로 수생 서식지에서 발생 파리 (파리목)의 종 풍부한 제품군입니다. 성인 chironomids는, 물에서 나오는 물 표면에 떠있는, 자신의 번데기 스킨, 또는 exuviae를 떠나. Exuviae 종종 제방을 따라하거나이 chironomid 다양성과 풍요 로움을 평가하기 위해 수집 할 수있는 바람이나 물 전류의 작용에 의해 장애물 뒤에 축적된다. 어떤 종은 다른 사람보다 오염에 더 관대하기 때문에 Chironomids는 중요한 생물학적 지표로 사용할 수 있습니다. 따라서, 수집 된 SFPE의 상대 풍부 종 구성 반영수질의 변화. 여기서, 필드의 수집, 처리 실험, 슬라이드 마운팅 및 chironomid SFPE의 식별과 관련된 방법이 상세히 설명된다. SFPE 방법의 장점은 샘플링 영역에서 최소한의 방해, 효율적이고 경제적 인 시료 채취 및 실험실 처리, 식별의 용이성, 적용 거의 모든 수중 환경 및 생태계 스트레스를 잠재적으로 더 민감한 측정을 포함한다. 제한들이 성인 남성과 연관되지 않은 경우에 종 exuviae 번데기를 식별 유생 microhabitat 사용과 무능력을 판별 할 수없는 점 등이있다.
Introduction
환경 상태를 평가하는 생물체를 사용하여 생물학적 모니터링 프로그램은 종종 수질을 평가 또는 생태계를 복원 프로그램의 성공을 모니터링하는 데 사용된다. 저서 성 대형 무척추 동물 군집을 사용하여 빠른 생물학적 평가 프로토콜 (RBP)은 1989 1 일부터 국가 수자원 기관 사이에 인기가있다. 예를 들면 딥-NET, Surber 샘플러, 헤스 샘플러 2와 RBPs에 대한 저서 성 대형 무척추 동물을 샘플링의 전통적인 방법, 시간 – 일 수있다 고가의 소비, 단지 특정 microhabitat 3에서 군집을 측정 할 수있다. 특정 수역에 대한 생물학적 정보를 생성하는 효율적인 대안 RBP는 Chironomidae 표면 부동 번데기 exuviae (SFPE) 3의 컬렉션을 포함한다.
Chironomidae : 일반적으로 비 무는 작은 벌레로 알려진 (곤충강 파리목)는, 일반적으로 성인으로 부상하기 전에 수생 환경에서 발생 holometabolous 파리 있습니다 60, 물 표면에. chironomid 제품군은 전 세계적으로 기술 된 약 5,000 종, 종 풍부하다; 그러나, 많은 20,000 종 4 존재하는 것으로 추정된다. Chironomids 때문에 높은 다양성과 변수 오염 허용 레벨 5의 많은 수중 생태계에 물과 서식지의 질을 문서화에 유용하다. 또한, 그들은 일반적으로 사회 5, 6에서 50 % 종 이상을 차지 자주 수생 시스템에서 가장 풍부하고 광범위한 저서 성 대형 무척추 동물이다. 지상파 성인의 출현에 따라, 번데기 exuviae (번데기 피부 캐스트) 물 표면에 떠 남아있다 (그림 1). 번데기 exuviae 바람 또는 물 전류의 작용을 통해 함께 은행이나 장애물 뒤에 축적 쉽고 빠르게 이전 24-48 시간 동안 7 등장 chironomid 종의 광범위한 샘플을 제공하기 위해 수집 될 수있다.
다른 사람이 5 매우 민감한 반면 ntent "> 상대 풍부하고 수집 된 SFPE의 분류 학적 조성물은 어떤 종은 허용 매우 오염되어 있음을 고려하여, 수질을 반영 SFPE 방법을 포함하여 기존의 애벌레 chironomid 샘플링 기술에 비해 많은 장점이 있습니다. (1) 최소 (2) 시료는 생물 수집에 초점을 맞출 것이 아니라 살아 있지 않은 피부, 그래서 지역 사회 역학의 궤도는 영향을받지 않는다; 속으로 (3) 식별 및있는 경우, 서식지 교란 샘플링 영역에서 발생 종종 종은, 상대적으로 쉽게 해당 키 및 설명 (3) 주어진 (4) 수집, 처리 및 샘플을 식별하는 기존의 샘플링 방법 3,8,9에 비해 효율적이고 경제적이다 (5) 축적 exuviae 유래 한 분류군을 나타냅니다 microhabitats (10)의 넓은 범위는 (6)에있어서 스트림 및 하천 하구, 락 비롯한 거의 모든 수중 환경에 적용 할 수있다ES, 연못, 바위 웅덩이, 습지, 그들은 모두 미성숙 단계를 완료하고 성공적으로 성인 (11)으로 부상 한 개인을 대표하기 때문에과 (7) SFPE 어쩌면 생태계 건강의 더 민감한 지표.SFPE 방법은 chironomid 지역 사회에 대한 정보를 수집하기위한 새로운 접근 방식이 아니다. SFPE의 사용은 먼저 1900 년대 초 Thienemann (12)에 의해 제안되었다. 연구의 다양한 (예 : 7,16-19) 분류 학적 조사 (예를 들어, 13 ~ 15), 생물 다양성 및 생태 학적 연구에 SFPE를 사용하고, 한 생물학적 평가 (예를 들어, 20 ~ 22). 또한, 일부 연구들은 표본 설계, 샘플 크기 및 종 또는 장군 (예, 8,9,23)의 다양한 검출 레벨을 달성하기 위해 필요한 샘플 이벤트 수의 다양한 측면을 다루었 다. 이러한 연구들은 종 또는 속의 비교적 높은 비율이 적당한 effor 검출 할 수 있음을 나타내t 또는 비용은 시료 처리와 연관된. 예를 들어, 앤더슨과 Ferrington 8은 100 카운트 표본을 기준으로 1/3 번째 적은 시간이 샘플 그물을 찍어 비교 SFPE 샘플을 선택하는 데 필요한 것을 결정했다. 또 다른 연구는 3-4 SFPE 샘플 분류 모든 DIP-NET 샘플 및 종 풍부가 3 증가로 SFPE 샘플 검출 종에서 딥-NET 샘플보다 더 효율적이라고 식별 할 수 있다고 결정했다. SFPE 샘플은 97.8 % (3) 효율적인 동안 예를 들어, 종 사이트에서 15 ~ 16 종의 값을 풍요 로움 평균 딥-NET 효율은 45.7 %이었다.
중요한 SFPE 방법은 유럽 연합 (EU) (24)에 규격화 된 생태 평가 북아메리카 25 (chironomid의 번데기의 exuviae 기법 (CPET)라고도 함), 그러나 본 방법은 상세하게 설명되지 않았다. SFPE 방법 중 하나는 응용 프로그램 등 Ferrington에 의해 설명되었다. <s> 3을; 그러나, 연구의 주요 초점은 SFPE 방법의 효율성, 효과 및 경제를 평가하는 것이다. 이 연구의 목적은 샘플 수집, 처리 실험, 슬라이드 마운팅 및 속 식별 포함한 상세 SFPE 방법의 모든 단계를 설명하기위한 것이다. 대상은 자신의 연구로 기존의 수질 감시 활동을 확대에 관심있는 대학원생, 연구자 및 전문가를 포함한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
성공적인 SFPE 샘플 수집, 슬라이드 장착, 따기 분류 및 식별을위한 가장 중요한 단계는 다음과 같습니다 (1) 필드 컬렉션 (그림 2A) 동안 연구 지역 내에서 높은 SFPE 축적의 영역을 위치; (2)을 천천히 시료 채취시 모든 SFPE의 검출을위한 배양 접시의 내용을 주사; (3) (그림 4A)를 장착 슬라이드 동안 복부에서 두흉부를 해부하는 데 필요한 손재주를 개발; (4) 제대로 속에 식별 ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
구성 및이 문서를 게시하기위한 자금 조달은 미네소타 대학에서 곤충학의학과 Chironomidae 연구 그룹 (LC Ferrington, 주니어, PI)에 다수의 보조금과 계약을 통해 제공되었습니다. 감사합니다 나단 로버츠에 수치로 사용 현장 사진을 공유 비디오에서이 원고와 관련.
Materials
| 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 |
References
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