تقييم إنتاجية مستعمرات دبور الاجتماعية (Vespinae) ومقدمة لتقنية صيد دبور فيسبولا اليابانية التقليدية

ويعتقد أن كل نوع من الأنواع لوضع استراتيجية مثلى للبقاء والتكاثر بين مجموعة واسعة من الاستراتيجيات الممكنة. في الاختيار الطبيعي، فإن الأفراد الذين يعانون من الصفات التي تزيد من النجاح الإنجابي للفرد سوف تترك المزيد من الذرية (والجينات) للجيل القادم. ولذلك، يمكن استخدام عدد الذرية التي ينتجها الفرد كمؤشر على اللياقة التطورية النسبية للفرد. في سياق بيئي معين، يمكن أن تساعد مقارنة عدد الذرية المنتجة بالنسبة للاستراتيجيات السلوكية البديلة الباحثين على التنبؤ بأفضل استراتيجية لتحسين اللياقة البدنية¹.

Hymenoptera الاجتماعية (مثل الدبابير والنحل والنمل) لديها نظام من ثلاث طبقات مختلفة، وهي العمال (الإناث المعقمة)، والملكات (gynes)، والذكور¹. فقط ملكات جديدة ([تثدي]) وذكور حساب نحو لياقة في [همنوبترا] اجتماعيّة. ولا يسهم إنتاج العمال بشكل مباشر في اللياقة البدنية لأن العامل عقيم. من ناحية أخرى، تعتبر الملكة التي يمكن أن تنتج إنتاجية مستعمرة أعلى (مثل عدد أكبر من الخلايا الإجمالية أو عش أثقل) أن يكون لها درجة أعلى من اللياقة البدنية في Hymenoptera الاجتماعية، بغض النظر عن عدد من الملكات الجديدة المنتجة فعلا والذكور (انظر ، على سبيل المثال،Tibbetts وريف² وماتيلا وسيلي^3). بشكل عام، من الصعب حساب عدد الذرية التي تنتجها مستعمرة Hymenoptera الاجتماعية. في الواقع، ملكات العديد من الحشرات الاجتماعية تعيش لأكثر من 1 سنة(على سبيل المثال،يمكن أن تعيش ملكات النمل القاطع ة ورقة > 20 سنة⁴ وملكات نحل العسل قد تعيش لمدة 8 سنوات^5). وبالإضافة إلى ذلك، قد تنتج ملكة واحدة الآلاف من ذرية الإنجاب على مدى عدة أسابيع أو أشهر، حتى في الأنواع السنوية من جنس فيسبا وفيسبولا^6،7،8. وعلاوة على ذلك، فإن عمر العمال أقصر من عمر الملكة الأم، وكثيرا ما يموت العمال بعيدا عن أعشاشهم. وبالتالي، حتى لو كان يمكن للمرء أن يعد بدقة جميع البالغين في عش في أي نقطة زمنية معينة، فإن مثل هذا العد لا تصور بدقة عدد الذرية المنتجة. لذلك، تم تقدير عدد الذرية المنتجة تقريبا من حجم العش، وعدد العمال في العش، أو وزن العش في نقطة معينة في الوقت^3،9،10. يمكن أن يؤدي عدد خلايا اليرقات إلى المبالغة في تقدير إنتاج الذرية عندما تكون بعض الخلايا فارغة. نفس الطريقة يمكن أن يؤدي أيضا إلى التقليل المحتمل من إنتاج الذرية لأن أمشاط الخلايا الصغيرة التي تحتوي على الحضنة العامل يمكن أن تنتج اثنين أو ثلاثة أترابية من اليرقات^6و7و11.

الهدف الأول من هذا العمل هو توفير طريقة محسنة لتقدير إنتاجية مستعمرة دبور فيعمود فيسبين من حيث عدد البالغين المنتجة. واقترح ياماني وياماني أن أفضل طريقة لتقدير عدد الذرية التي تنتجها مستعمرة هو عد الميكونيا في العش¹². الميكونيا هي بيليه البرازية التي تتألف من بشرة اليرقات، والأمعاء، ومحتويات الأمعاء التي تتركها اليرقة في زنزانتها عند الجراء(الشكل 1A). يتم حساب العدد الإجمالي للmeconia المنتجة لكل مشط عن طريق ضرب العدد الإجمالي للخلايا الموجودة من قبل متوسط عدد الميكونيا لكل خلية. هناك في كثير من الأحيان طبقات متعددة من الميكونيا في الخلية، وتشير كل meconia إلى أن الفرد بووتفيت بنجاح في تلك الخلية^6،11 (الشكل 1B). عند تقدير متوسط عدد الmeconia لكل خلية، إذا كان عدد الخلايا التي تم فحصها صغيرًا (حجم عينة صغير)، يزيد الخطأ القياسي (SE)، ونتيجة لذلك، يصبح الخطأ في العدد الإجمالي للmeconia لكل مشط أعلى مما لو كان حجم العينة أكبر. ال [س] من ال [منس] ([سم]) إجراء من التشتت من عينة [منس] حول الالسّكان يعني. لذلك، في هذه الدراسة، وأنا أركز على SEM من عدد من meconia لكل خلية لتقدير السكان (عدد البالغين المنتجة) من متوسط العينة (متوسط عدد meconia لكل خلية). تحاول هذه الدراسة تحديد عدد العينات المطلوبة للحصول على معدل SE أقل من 0.05 لكل خلية. للقيام بذلك، يتم إجراء محاكاة رقمية مع بيانات حقيقية عن عدد الميكونيا لكل مشط، لتحديد الحد الأدنى لحجم العينة (لكل من العامل وأمشاط الملكة) اللازمة لتقدير هذه القيمة بدقة داخل SE المحدد من 0.05.

مستعمرات دبور فيسبين تعيش في أعشاش مخفية (تحت الأرض أو جوية) تتكون من أمشاط أفقية متعددة، بنيت في سلسلة من أعلى إلى أسفل^6،7،11. يزيد متوسط حجم الخلايا من المشط الأول (الأعلى) إلى الأخير (أسفل). في أمشاط القاع، يمكن رؤية تحول مفاجئ في متوسط حجم الخلية. تم بناء هذه الخلايا الأوسع لتطوير ملكات جديدة. وبالتالي، يمكن الحصول على تقدير أكثر دقة لإنتاجية المستعمرة(أيعدد الأفراد المنتجين) عند النظر في العدد الإجمالي للمكونيا في الخلايا العاملة (الخلايا الصغيرة) وخلايا الملكة (الخلايا الكبيرة). من أجل تقدير اللياقة البدنية على مستوى المستعمرة، يمكن للباحثين تقدير عدد الملكات المنتجة والتركيز على الميكونيا في خلايا الملكة وحدها. أما بالنسبة للذكور الإنجابية، يتم تربية هذه إما في الخلايا العاملة أو الملكة، اعتمادا على الأنواع. وهكذا، قد يكون من الصعب تقدير إنتاج الذكور من مستعمرة، إلا في الأنواع التي يكون فيها الذكور ثالث، حجم الخلية فريدة من نوعها¹³ (على سبيل المثال، Dolichovespula arenaria).

والهدف الثاني من هذا العمل هو تقديم تقنية مفيدة لتحديد مواقع مستعمرات دبور الفيسبين البرية في الميدان وزرعها في صناديق عش المختبر. على الرغم من أن بعض الباحثين الحصول على أعشاش دبور من نداءات مكافحة الآفات (أي، الناس الإبلاغ عنها كآفات^14،15) ، وهذا الأسلوب ليس دائما ممكنا أو مرغوبا فيه. وقد يحتاج الباحثون إلى جمع الأعشاش في المناطق البرية والمأهولة حيث لا تعمل أجهزة التحكم في الآفات، أو إجراء بحوثهم عن طريق الحصول على أعشاش بمرونة أكبر في أوقات محددة. ومن المثير للاهتمام، والناس الذين يعيشون في المناطق الجبلية في وسط اليابان تقليديا جمع والدبابير الخلفية(Vespula shidai، فلافيبس فيسبولا، وVespula الشائع) للغذاء. ولذلك، فإن تقنيات الجمع وتربية اصطناعية لهذه الدبابير متطورة بشكل جيد في تلك المجالات¹⁷.

تلخص هذه الورقة أيضًا الطرق المستخدمة في الدبابير الخلفية فيسبولا. وكان الكائن التجريبي لهذه الدراسة V. shidai، وهو دبور الاجتماعية ، والأرض التعشيش التي تسكن غرب آسيا واليابان. V. shidai تمتلك أكبر حجم مستعمرة بين جميع الدبابير فيسبين اليابانية، مع ما مجموعه 8،000 إلى 12،000 خلية لكل عش، مع حد أقصى من 33،400 خلية^14،18. العمال من V. shidai لديهم متوسط الوزن الرطب من 67.62 ± 9.56 ملغ. في المقابل، يتم تربية الملكات الجديدة في خلايا الملكة الأوسع التي شيدت خصيصا¹⁴.

الشكل 1: الميكونيوم في خلية يرقات. (أ)مقطع عرضي من مشط من shidai Vespula. يشار إلى Meconia بالسهام الحمراء. (ب)اثنين من الميكونيا هي الطبقات. كل سهم أزرق يشير إلى ميكونيوم واحد. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.