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.
Быстрые протоколы, использующие донные bioassessment макробеспозвоночных комплексы были успешно использованы для оценки воздействия человека на качество воды. К сожалению, традиционные донные личинки методы отбора проб, такие как погружной сети, может быть трудоемким и дорогостоящим. Альтернативный протокол включает в себя коллекцию Chironomidae поверхности плавающего куколки экзувия (SFPE). Chironomidae является видовой богатая семья мух (Diptera), чьи незрелые стадии, как правило, происходят в водной среде обитания. Взрослые хирономид выйти из воды, оставляя их куколки кожи или экзувии, плавающие на поверхности воды. Экзувии часто накапливаются вдоль банков или за препятствий со стороны действия ветра или воды тока, где они могут быть собраны для оценки хирономид разнообразие и богатство. Хирономиды может быть использован в качестве важных биологических показателей, так как некоторые виды более терпимы к загрязнению, чем другие. Таким образом, относительное обилие и видовой состав собранной SFPE отражаютизменения качества воды. Здесь методы, связанные со сбором поля, лабораторной обработки, слайд монтажа и идентификации звонцов SFPE подробно описаны. Преимущества метода SFPE включают минимальное волнение в области отбора проб, эффективное и экономичное сбор образцов и лабораторной обработки, легкость идентификации, применимость в почти всех водных средах, и потенциально более чувствительное измерение напряжения экосистем. Ограничения включают неспособность определить личинок использование микросреду и неспособность определить куколки экзувии для видов, если они не были связаны с взрослыми мужчинами.
Программы биологического мониторинга, которые используют живые организмы, чтобы оценить состояние окружающей среды, часто используются для оценки качества воды или контролировать успех программы восстановления экосистем. Быстрые протоколы bioassessment (РСП), использующие донные макробеспозвоночных комплексы были популярны среди государственных органов водных ресурсов с 1989 года 1. Традиционные методы отбора проб донных макробеспозвоночные для ОДП, такие как рыболовный сачок, Surber сэмплер, и Hess сэмплер 2, может быть по времени , дорого, и может измерить только комплексы с определенной микросреде 3. Эффективность, альтернативные ОДП для генерации биологической информации о конкретном водоеме включает сбор Chironomidae поверхности плавающего куколки экзувия (SFPE) 3.
Chironomidae (Insecta: Diptera), широко известный как не кусаться мошек, мух являются holometabolous, что, как правило, происходят в водной среде до выхода, как взрослые 60; на поверхности воды. Семья хирономид является видовое разнообразие, с примерно 5000 видов, описанных во всем мире; Однако, как многие, как 20000 видов, по оценкам, существует 4. Хирономид полезны в документировании воды и качество среды обитания во многих водных экосистем из-за их большого разнообразия и переменных допустимых уровней загрязнения 5. Кроме того, они часто являются наиболее распространенными и широко распространенные донные макробеспозвоночные в водных системах, как правило, составляет 50% или более видов в сообществе 5,6. После появления земного взрослых, куколки экзувии (бросить куколки кожи) остается плавающие на поверхности воды (рис 1). Куколочные экзувии накапливаются вдоль банков или за препятствий под действием ветра или воды тока и может быть легко и быстро собраны, чтобы дать всеобъемлющий образец видов хирономид, которые возникли во время предыдущего 24-48 ч 7.
ntent "> относительное изобилие и таксономический состав собранной SFPE отражает качество воды, учитывая, что некоторые виды очень терпимы загрязнения, в то время как другие являются весьма чувствительными 5 метод SFPE имеет много преимуществ по сравнению с традиционными методами отбора проб личинок хирономид в том числе: (1). минимальна , если таковые имеются, нарушение среды обитания происходит в зоне отбора проб; (2) образцы не сосредоточиться на сборе живые организмы, а неживые кожи, так траектория динамики сообщества не влияет; (3) определение в роду, и часто виды, относительно легко даны соответствующие ключи и описания 3; (4) сбор, обработка и идентификации образцов является эффективным и экономичным по сравнению с традиционными методами отбора проб 3,8,9; (5), накопленные экзувии представляют таксонов, что произошли от Широкий ассортимент микроместообитаний 10; (6) метод применим практически во всех водных средах, в том числе потоков и рек, лиманов, ЛакES, пруды, бассейны рок, и водно-болотные угодья; и (7), может быть, SFPE быть более чувствительным индикатором здоровья экосистемы, так как они представляют лиц, которые завершили все этапы незрелые и успешно возникли как взрослые 11.Метод SFPE не новый подход для сбора информации о хирономид общин. Использование SFPE было впервые предложено Тинеман 12 в начале 1900-х годов. Разнообразие исследований использовали SFPE для таксономических исследований (например, 13-15), биоразнообразия и экологических исследований (например, 7,16-19), и биологические оценки (например, 20-22). Кроме того, некоторые исследования затрагивались различные аспекты построения выборки, размер выборки, и количество образцов событий, необходимых для достижения различных уровней обнаружения видов или родов (например, 8,9,23). Эти исследования показали, что сравнительно высокий процент видов или родов могут быть обнаружены с умеренным efforт или расходы, связанные с обработкой образца. Например, Андерсон и Ferrington 8 определено, что на основе 100-счета подвыборки, 1/3 й меньше времени требуется, чтобы забрать образцы SFPE по сравнению с DIP-нетто образцов. Еще одно исследование установлено, что образцы 3-4 SFPE может быть отсортирован и определены для каждого погружения в чистой пробы и образцы, которые были SFPE более эффективным, чем DIP-нетто образцов на выявление видов, видовое богатство увеличивается 3. Например, на участках с видового богатства значений 15-16 видов, в среднем рыболовный сачок эффективность была 45,7%, в то время как образцы были SFPE 97,8% эффективнее 3.
Существенно, что метод SFPE был стандартизирован в Европейском Союзе 24 (известный в технике хирономид куколки экзувии (CPET)) и Северной Америке 25 для экологической оценки, но способ не описан в деталях. Одно из приложений методологии SFPE был описан Ferrington и др. <sдо> 3; Однако, основное внимание в этом исследовании было оценить эффективность, эффективность и экономичность метода SFPE. Целью данной работы является описание всех этапов способа SFPE в деталях, в том числе сбора проб, обработки лабораторных, слайд монтажа и идентификации рода. Целевая аудитория включает аспирантов, исследователей и профессионалов, заинтересованных в расширении традиционных усилий по мониторингу качества воды в своих исследованиях.
Наиболее важные шаги для успешного сбора SFPE образца, Комплектация, сортировка, монтаж слайд, и идентификации являются: (1) поиск областей высокого накопления SFPE в области исследования во время сбора поля (2А); (2) медленно сканирования содержимое чашки Петри для обнаружения всех S…
The authors have nothing to disclose.
Финансирование для создания и публикации этого документа была представлена через несколько грантов и контрактов исследовательской группы хирономид (LC Ferrington, младший, PI) в Департаменте энтомологии в университете Миннесоты. Благодаря Натан Робертс работы на местах для обмена фотографиями, используемые в качестве фигур в видео, связанные с этой рукописи.
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 |