We provide a technique to preserve intact tree phloem and prepare it for observation. We create an apparatus called a phloem sandwich that allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms that inhabit phloem tissues.
Phloem tissues of pine are habitats for many thousands of organisms. Arthropods and microbes use phloem and cambium tissues to seek mates, lay eggs, rear young, feed, or hide from natural enemies or harsh environmental conditions outside of the tree. Organisms that persist within the phloem habitat are difficult to observe given their location under bark. We provide a technique to preserve intact phloem and prepare it for experimentation with invertebrates and microorganisms. The apparatus is called a ‘phloem sandwich’ and allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms. This technique has resulted in a better understanding of the feeding behaviors, life-history traits, reproduction, development, and interactions of organisms within tree phloem. The strengths of this technique include the use of inexpensive materials, variability in sandwich size, flexibility to re-open the sandwich or introduce multiple organisms through drilled holes, and the preservation and maintenance of phloem integrity. The phloem sandwich is an excellent educational tool for scientific discovery in both K-12 science courses and university research laboratories.
Kozalaklı floem ve kabuğu dokular organizmaların binlerce ev sahibi vardır. Phloeophagy, iç kabuklarından floem dokularında beslenme, genellikle ağaçlar içinde yaşayan kabuk böceklerinin, woodborers, ve diğer birçok omurgasız ve mikrobiyal takson ile ilişkili bir alışkanlıktır 23 Kabuk böcekleri. (Coleoptera: Curculionidae) geliştirmek ve dışında floem içinde yaşayan yetişkinler yeni ev sahibi ağaçları amaçlayan kısa dönemleri. 31 Kabuk böcekleri yoğun ağaçların 18,19 üzerindeki ekonomik etkileri nedeniyle çalışılmıştır, ancak ağaç malzemelerin içinde böceklerin doğrudan davranışsal gözlemler sınırlı olmuştur. 4 Ayrıca, galerileri kabuk böceklerinin tarafından inşa . türlerin sayısız habitat haline mantarların 30 11 Geniş numaraları, bakteriler 3, akarlar 10,21, ve nematodlar diğer yırtıcı ve parazit eklembacaklılar ile birlikte 16,19 22,24 floem malzemeyi yaşamaktadır. Burada sağlanan tekniklerikabuk böcekleri, akarları ve tipik subkortikal ortamlarda yaşayan ahşap deliciler doğrudan gözlem için izin verir. Protokole hafif değişiklikler mantarlar ve bakteriler çalışma yapılabilir.
Ağaç dokular içinde Kabuk böcekleri ve ilişkili organizmalar kullanılarak çalışılmıştır "floem sandviç." Bu tekniğin erken kullanımı Dendroctunus (arka yüzünde Douglas-köknar böceğinin larva dönemi gözlemlemek için kullanılan 1933, için edebiyat kalma bulunabilir farklı malzemeler kullanılabilir hale olarak pseudotsugae). 2 floem sandviç birçok derivasyon geçti. Başlangıçta, bu cihaz, elastik bantlar ile birbirine bastırıldığı iki cam levha arasına yerleştirilen ve floem bir parça oluşturmaktadır. 2. Daha sonra, kelepçeler, bant, yapıştırıcı, plastik ve diğer malzemeler sandviçin yapımında kullanılmıştır. 13,14 Burada anlatılan 15,17,26,28 protokol geçmiş tasarımları üzerinde bazı iyileştirmeler sunuyor. Örneğin, içindeGeçmişte, test türü cam veya plastik levhaları arasında, sandviç yan alındı. Bu bir yöne galerilerinin yapımını kısıtlı. Üst plakasında giriş deliklerinin kullanımı test türü doğal galeri inşaatı başlatmak için büyük bir özgürlük sağlar. Sunulan protokol diğer bir avantajı kolay bir kaç araç ile imal edilebilir, basitleştirilmiş bir tasarımdır. Floem sandviç kullanımı beslenme davranışı, üreme, gelişme doğrudan gözlem için izin verdi, ve organizmaların etkileşimleri aksi mümkün olmazdı ki. 1,5, 22 Bu yöntem aynı zamanda K-12 eğitim ve bilim için mükemmel bir araçtır programlar ve görüntüler.
Dan yorumlamak zor ya da el yazmalarının rapor değil floem sandviç yaratılması birçok incelikleri vardır. Bir floem sandviç üretiminin görsel (örneğin, bir video) tanımı gereklidir ve olacağına inanıyoruzbilim adamları ve phloeophagous organizmaları okuyan ilgilenen eğitimciler için değerli. Bizim protokol eklembacaklılar, mikrop ve floem dokuların yaşayan diğer organizmaları gözlemlemek için basit ve ucuz bir yol sağlar.
Floem sandviç eklembacaklılar, mikrop ve floem dokuların yaşayan diğer küçük organizmaların giriş ve gözlem için izin verir. Bu teknik, yeni keşifler sonuçlandı 1,7,8,9,17,18 ve davranışları daha iyi bir anlayış, yaşamı tarih özellikleri, gelişimi ve ağaç floem içinde organizmaların etkileşimleri. sandviç protokolü Burada anlatılan 1,5,10 geçmiş tasarımları bir melez olduğunu ve kolayca minimum ekipman ve malzeme ile inşa edilen bir ekonomik sandviç sağlayacaktır. Cam, akrilik veya polikarbonat parçaları yeniden kullanılabilir ve tek tüketim maddeleri Parafilm ve floem bulunmaktadır.
Protokoldeki tüm adımlar önemli olmakla birlikte, bazı adımlar başarı yüksek derecede sağlamak için sıkı takip edilmelidir. İlk olarak, bir ağaç dalları, serbest ya da görece serbest dalının bir bölüme sahip olduğu yerleştirilmelidir. Birçok şubesi var Ağaçlar tıraş zor ve y olacakfloeme çıkartırken her dal etrafında kesmek gerekir gibi ield birkaç canlı floem adet. Daha sonra, floem hava maruz kalmasını en aza indirmek için önemlidir. Biz hızlı uzaklaştırılması üzerine bir torba içinde her floem parça yerleştirin. 3-6 adet yok olduktan sonra, bir vakumlu torba içine transfer edilir; Biz alanda bir araç aküsünden kapalı mühürleyen çalıştırmak için bir güç çevirici kullanın. Son bu protokolü yürütülmesi sandviç mantar üremesini azaltacak zaman akrilik parçaları ve genel temizlik hijyen. Bu genişletilmiş gözlemler için özellikle önemlidir.
Yukarıda zikredildiği gibi, floem sandviç tertibatının sınırlamalar vardır. Floem katmanlı ince olduğu için, tipik haliyle, floem kalır sadece küçük organizmalar sandviç içine sokulabilir. Odun deliciler gibi büyük böcekler (yani, Buprestid, Cerambycid tür) tanıttı ve onların yaşam döngüsünün erken safhalarında için görülebilir. Bu zaman aralığı, genellikle ikiye sınırlıdırÜç hafta; Bu noktadan sonra larvalar pupa için içine sıkmak ksilem ahşap gerektirir. Buna karşılık, cins Ips özellikle bu kabuk böcekleri için, tam bir yaşam döngüsü görülmektedir dahil edilebilir bir yetişkin böceği içine çiftleşme, yumurtadan çıkan yavrular, beslenme, pupa ve eclosion. Bu noktada sandviçin canlılığı, genellikle desikasyonu ve mantar büyümesi nedeniyle dışarı atılır. 28 Ek olarak, bu cihazın, böcekler açık ve doğal kolonize veya floem sandviç çıkmak için izin vermez. 27
Bizim protokol boyut, şekil ve kullanılan floem türü açısından esnektir. Kısa çalışmalar az floem malzeme gerektiren ve sandviç boyutu buna göre ölçeklendirilebilir. Birçok kozalaklı türler floem sandviç floem vericisi olarak kullanılmaktadır (örneğin, kızılçam çam 12, Douglas-köknar 2, ladin, 29 loblolly çam 27, longleaf çam 27). Sandviç malzemeler de değişmiş olabilir; exgeniş bir cam tabak yerine, akrilik ve epoksi ya da bunun yerine Parafilm bant kullanılabilir.
Bu protokolün en zor kısmı floem giderilmesi işlemidir. Birbirlerinin yanında ağaçlar floem kaldırmak ne kadar zor farklılık gösterebilir. Bir ağaç zor floem sahip olduğunda, sabır önemlidir. Bu durumlarda, dikkatli sert ksilem ve süngerimsi floem arasında bir bıçak çalıştırın. Bu işlem ağacını zarını gibi tam anlamıyla hissediyor.
Temel sandviç tekniği mastering sonra, protokole değişiklikler uygun özel ihtiyaçlarına yardımcı olabilir. Örneğin, floem bertaraf edilmesi için gereken teknikleri üzerinde durulacaktır göre, daha büyük parçalar uzaklaştırılmıştır ve daha büyük sandviç oluşturmak için de kullanılabilir. Ayrıca, değişiklikler kimyasal emisyonları (Res. 3A), ya da kayıt veya oynatma sesleri (Res. 3B) izlemek için, örneğin özel araçlar, ek delik karşılamak için yapılabilir. Değişiklikler, yarı kalıcı floem korunması ve organının sağlamak için yapılabilirizm, ya da daha sonra ücretsiz izin organizma geçici gözlemleri için.
The authors have nothing to disclose.
We thank Eli Jensen, Stefano Padilla, and Kasey Yturralde for assistance, and Karen London and anonymous reviewers of the manuscript. We thank Jake Baker and Karla Torres for video footage. Funding was provided to R.W.H by the NAU School of Forestry and NAU Technology and Research Initiative Fund (TRIF).
Draw blade | Big Horn Brand | 20265 | 11” blade |
Fillet Knife | American Angler | 30530 | 9” blade |
Polycarbonate | Nexan | GE-33 | 0.093 in. thickness |
Parafilm M | Fisher Scientific | S37441 | 2” wide |
Clamps | Pony Jaw Opening | 3201-HT-K | 4” x 1” |
Vacuum Sealer | FoodSaver | V2840, | VacLoc vacuum |
and bags | FSFSBF0742-015 | bags in rolls |