Summary

Lavpris automatiseret flyaflytningsfælde til tidsmæssig underprøvetagning af flyvende insekter tiltrukket af kunstigt lys om natten

Published: December 29, 2021
doi:

Summary

For at undersøge virkningerne af kunstigt lys om natten (ALAN) på natlige flyvende insekter skal prøveudtagning begrænses til natten. Protokollen beskriver en billig automatiseret flyaflytningsfælde, der giver forskere mulighed for at prøve i brugerdefinerede perioder med øget replikering.

Abstract

Prøveudtagningsmetoder vælges afhængigt af målarterne eller undersøgelsens rumlige og tidsmæssige behov. De fleste metoder til passiv prøveudtagning af flyvende insekter har imidlertid en dårlig tidsmæssig opløsning, fordi det er tidskrævende, dyrt og / eller logistisk vanskeligt at udføre. Effektiv prøveudtagning af flyvende insekter tiltrukket af kunstigt lys om natten (ALAN) kræver prøveudtagning på brugerdefinerede tidspunkter (kun om natten) på tværs af velreplikaterede steder, hvilket resulterer i større tids- og arbejdskrævende undersøgelsesindsats eller dyre automatiserede teknologier. Beskrevet her er en billig automatiseret aflytningsfælde, der ikke kræver specialudstyr eller færdigheder til at konstruere og betjene, hvilket gør det til en levedygtig mulighed for undersøgelser, der kræver tidsmæssig delprøvetagning på tværs af flere steder. Fælden kan bruges til at løse en lang række andre økologiske spørgsmål, der kræver en større tidsmæssig og rumlig skala, end det er muligt med tidligere fældeteknologi.

Introduction

Der er mange leddyrprøveteknikker 1,2,3, men økologer har ofte svært ved at anvende disse metoder på måder, der passer til deres forskningsspørgsmål (se4). Når økologer vælger en passende metode til prøveudtagning af insekter, skal de overveje målarter, tid, kræfter og omkostninger, der er involveret i forskellige teknikker. For eksempel er en almindelig begrænsning, at det kan være logistisk udfordrende at udtage stikprøver i bestemte tidsperioder over replikerede steder for at kvantificere tidsmæssige variabler, der påvirker arternes aktivitet, såsom ændringer i vejr eller døgnrytmeaktivitet (men se5). De fleste insektfælder med passiv undersøgelse er indstillet i lange perioder (f.eks. over flere dage, uger eller endda måneder) uden finskala tidsmæssig opløsning1. For undersøgelser, der er målrettet mod bestemte tidsperioder på tværs af flere replikerede steder (såsom natlig prøveudtagning kun på tværs af forskellige steder), kan et stort team være forpligtet til at besøge steder over flere dage på samme tidspunkter (f.eks. inden for 30 minutter efter solopgang og solnedgang) for at indsamle prøver og nulstille fælder6; ellers kræves en automatisk fangstanordning 5,7,8.

Der er et voksende arbejdsområde om virkningerne af kunstigt lys om natten (ALAN) på insektaktivitetsmønstre og lokaliseret befolkningsdynamik 9,10; og om interaktionerne mellem ALAN og satser for insektprædation 4,11,12,13. For at undersøge virkningerne af ALAN på natlige insekttaxa skal prøveudtagning imidlertid begrænses til natten. Flere forskellige aktive lysfælder er blevet beskrevet og anvendt til automatiseret tidsmæssig prøveudtagning af natlige insekter14. Nogle eksempler inkluderer enkle faldende disk-type separationsanordninger, hvor fangsten falder ind i et smalt rør med en disk, der falder hver time for at adskille fangsten15, eller turn-table separationsanordninger, der roterer opsamlingsflasker med tidsintervaller 7,16,17. Disse tidligere automatiserede lysfælder adresserer de prøveudtagningsudfordringer, der er forbundet med tidsmæssige undersøgelseskrav, men er ofte store og uhåndterlige og bruger forældet eller upålidelig teknologi. En ny automatiseret passiv prøveudtagningsenhed blev for nylig udviklet og testet8. Denne enhed brugte en kommercielt tilgængelig flyaflytningsfælde parret med en letvægts specialdesignet indsamlingsenhed bestående af et drejebord, der holder prøveudtagningskop, der gør det muligt at indsamle fældeindhold med brugerdefinerede intervaller8. Denne nye automatiserede fælde anvender sofistikeret programmering, der kan betjenes af en smartphone, men er uoverkommeligt dyr at bygge til omkring EURO 700 (AUD 1.000) pr. fælde8.

Flight intercept traps er en af de mest effektive måder at undersøge flyvende insekter 1,18,19 og arbejde ud fra princippet om, at flyvende insekter falder til jorden, når de kolliderer med en lodret overflade. Flight intercept fælder findes i en række forskellige designs. De fleste er dog typisk konstrueret med en gennemsigtig eller mesh overflade og en opsamlingsbeholder fyldt med vand og / eller et konserveringsmiddel. Den nye fælde, der er beskrevet her, anvender en tværskovl/baffeltype eller multidirektionel fælde20, da tværbaffler har vist sig at øge fangstraterne14,21 og prøve insekter fra alle retninger. Formålet med denne fælde er at undersøge natlige flyvende insekter, der tiltrækkes af kunstige lys. Denne fototaxa resulterer i insekter, der cirkler lyskilden22; derfor er en multidirektionel fælde bedst egnet.

Beskrevet her er en billig automatiseret aflytningsfælde, der ikke kræver specialudstyr eller færdigheder til at konstruere og betjene. Fælden bruger en kommercielt tilgængelig automatiseret dispenser til kæledyrsfoder og almindelige genstande, der er tilgængelige fra hardwareforretninger. Dette design koster mindre end 66 EURO (105 AUD) pr. fælde at konstruere (tabel 1), hvilket gør dem til en levedygtig mulighed for undersøgelser, der kræver tidsmæssig delprøvetagning på tværs af flere lokaliteter samtidigt.

Protocol

1. Fælde konstruktion BEMÆRK: Alle de komponenter, der kræves for at bygge fælderne, findes i materialetabellen. Hver fælde blev konstrueret som vist i figur 1 og figur 2 af en person inden for 2 timer. Brug et stiksav til at skære polykarbonat tagpladerne (8 mm x 610 mm x 2400 mm) i sektioner på 610 mm x 230 mm (figur 1, punkt 1 og 2). Skær derefter en …

Representative Results

Fælderne blev afprøvet i en undersøgelse af flyvende insekter tiltrukket af eksperimentel belysning på fire bushlandreservater i Melbourne, Australien. Lokaliteterne bestod af enten rest- eller revegeterede bushområder omgivet af boliger og havde i gennemsnit 15 kms mellemrum (rækkevidde 3-24 km) og 45 ha i størrelse (interval 30-59 ha). I alt blev der installeret 16 fælder, fire på hvert sted, med og uden forsøgslys (3 lys og 1 kontrol pr. sted) og undersøgt i 3 dage og 3 nætter fra 30. marts til 2. april 20…

Discussion

På trods af at den automatiserede flight-intercept-fælde, der er beskrevet af Bolliger et al. (2020)8 , er veldesignet og meget effektiv til prøveudtagning i brugerdefinerede tidsperioder, vil de sandsynligvis være omkostningsoverkommelige for mange forskere. Denne undersøgelse viser, at passive fangstundersøgelser ved hjælp af automatiserede fælder til udtagning af flyvende insekter i brugerdefinerede perioder kan udføres på et beskedent budget. Fælder blev bygget til at prøve på sek…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forskningen blev finansieret gennem La Trobe University Net Zero Fund, sponsoreret af Sonepar. Forskningen er udført under Institut for Miljø, Land, Vand og Planlægnings videnskabelige tilladelse nr. 10009741. Vi takker Martin Steinbauer for kommentarer til et tidligt udkast og to anonyme korrekturlæsere.

Materials

Batteries (C cell) – 10 pack Duracell MN1400B10 https://www.duracell.com.au/product/alkaline-c-batteries/
Battery operated automated 6 meal pet food bowl – each OEM China XR-P006-002 Automated 6-meal pet food bowls range in price dependent on supplier, for example in the UK they can be purchased for £19 GBP ($36 AUD).
Galvanised hex-head screws (10-16 x 16 mm) – 100 pack Bunnings Warehouse 1-311-9151-CTPME Bunnings Warehouse is an Australian hardware chain with stores in Australia and New Zealand. Items purchased from Bunnings Warehouse can be found at most hardware stores. https://www.bunnings.com.au/
Galvanised steel angle bracket (125 x 150 mm) – each Bunnings Warehouse AZ11 https://www.bunnings.com.au/
Galvanised tie wire (0.70 mm x 75 m) – per roll Bunnings Warehouse 50218 https://www.bunnings.com.au/
Plastic basin (38 cm, 9 L round) – each Ezy Storage FBA31541 https://www.ezystorage.com/product/laundry/basic-accessories/9l-round-basin/
Plastic funnel (24 cm) – each Sandleford Pf24 https://www.sandleford.com.au/plastic-funnel-24cm
Stainless steel angle bracket (20 mm) – 16 pack Bunnings Warehouse WEB2020 https://www.bunnings.com.au/
Stainless steel screws & nuts (M4 x 15 mm) – 18 pack Bunnings Warehouse SFA394 https://www.bunnings.com.au/
Stainless steel washers (3/16” & M5) – 50 pack Bunnings Warehouse EBM5005 https://www.bunnings.com.au/
Sunlite Polycarbonate roofing sheet (8mm x 610 mm x 2.4 m) – each Suntuf (Palram Industries Ltd) SL8CL2.4 https://www.palram.com/au/product/sunlite-polycarbonate-multi-wall/
Treated pine paling (150 x 12 mm) – each STS Timber Wholesale P/L n/a https://www.ststimber.com.au/sts-timber-wholesale-products/fencing
Wooden stakes (1200 x 17 x 17 mm) – 10 pack Lattice Makers n/a https://latticemakers.com/product/tomato-stakes-17x17mm-pack-of-10/

Referências

  1. Epsky, N. D., Morrill, W. L., Mankin, R. W., Capinera, J. L. Traps for Capturing Insects. Encyclopedia of Entomology. , (2008).
  2. Catanach, T. A., Silvy, N. J. Invertebrate sampling methods for use in wildlife studies. The Wildlife Techniques Manual. 1, 336-348 (2012).
  3. Montgomery, G. A., Belitz, M. W., Guralnick, R. P., Tingley, M. W. Standards and best practices for monitoring and benchmarking insects. Frontiers in Ecology and Evolution. 8, 579193 (2021).
  4. Haddock, J. K., Threlfall, C. G., Law, B., Hochuli, D. F. Light pollution at the urban forest edge negatively impacts insectivorous bats. Biological Conservation. 236, 17-28 (2019).
  5. Steinbauer, M. J. Using ultra-violet traps to monitor autumn gum moth, Mnesampela private (Lepidoptera: Geometridae), in south-eastern Australia. Australian Forestry. 66 (4), 279-286 (2003).
  6. Wakefield, A., Broyles, M., Stone, E. L., Harris, S., Jones, G. Quantifying the attractiveness of broad-spectrum street lights to aerial nocturnal insects. Journal of Applied Ecology. 55, 714-722 (2017).
  7. Williams, C. B. The time of activity of certain nocturnal insects, chiefly Lepidoptera, as indicated by a light-trap. Transactions of the Entomological Society of London. 83 (4), 523-555 (1935).
  8. Bolliger, J., Collet, M., Hohl, M., Obrist, M. K. Automated flight-interception traps for interval sampling of insects. PLoS ONE. 15 (7), 0229476 (2020).
  9. Grubisic, M., van Grunsven, R. H. A., Kyba, C. C. M., Manfrin, A., Hölker, F. Insect declines and agroecosystems: does light pollution matter. Annals of Applied Biology. 173, 180-189 (2018).
  10. Owens, A. C. S., Lewis, S. M. The impact of artificial light at night on nocturnal insects: a review and synthesis. Ecology and Evolution. 8 (22), 11337-11358 (2018).
  11. Rydell, J. Exploitation of insects around streetlamps by bats in Sweden. Functional Ecology. 6, 744-750 (1992).
  12. Bolliger, J., Hennet, T., Wermelinger, B., Blum, S., Haller, J., Obrist, M. K. Low impact of two LED colors on nocturnal insect abundance and bat activity in a peri-urban environment. Journal of Insect Conservation. 24, 625-635 (2020).
  13. Rodríguez, A., Orozco-Valor, P. M., Sarasola, J. H. Artificial light at night as a driver of urban colonization by an avian predator. Landscape Ecology. 36, 17-27 (2021).
  14. Hienton, T. E. Summary of investigations of electric insect traps. United States Department of Agriculture. , (1974).
  15. Johnson, C. G. A suction trap for small airborne insects which automatically segregates the catch into successive hourly samples. Annals of Applied Biology. 37 (1), 80-91 (1950).
  16. Hutchins, R. E. Insect activity at a light trap during various periods of the night. Journal of Economic Entomology. 33 (4), 654-657 (1940).
  17. Nagel, R. H., Granovsky, A. A. A turn-table light trap for taking insects over regulated periods. Journal of Economic Entomology. 40 (4), 583-586 (1947).
  18. Hill, C. J., Cemak, M. A new design and some preliminary results for a flight intercept trap to sample forest canopy arthropods. Australian Journal of Entomology. 36, 51-55 (1997).
  19. Lamarre, G. P. A., Molto, Q., Fine, P. V. A., Baraloto, C. A comparison of two common flight interception traps to survey tropical arthropods. ZooKeys. 216, 43-55 (2012).
  20. Wilkening, A. J., Foltz, J. L., Atkinson, T. H., Connor, M. D. An omnidirectional flight trap for ascending and descending insects. The Canadian Entomologist. 113, 453-455 (1981).
  21. Frost, S. W. Insects captured in light traps with and without baffles. The Canadian Entomologist. 90 (9), 566-567 (1958).
  22. Muirhead-Thompson, R. . Trap responses of flying insects: The influence of trap design on capture efficiency. , 287 (1991).
  23. Carrel, J. E. A novel aerial-interception trap for arthropod sampling. Florida Entomologist. 85 (4), 656-657 (2002).
  24. Steinbauer, M. J., Haslem, A., Edwards, E. Using meteorological and lunar information to explain catch variability of Orthoptera and Lepidoptera from 250 W Farrow light traps. Insect Conservation and Diversity. 5, 367-380 (2012).
  25. Recher, H. F., Majer, J. D., Ganesh, S. Seasonality of canopy invertebrate communities in eucalypt forests of eastern and western Australia. Australian Journal of Ecology. 21, 64-80 (1996).
  26. van Klink, R., et al. Meta-analysis reveals declines in terrestrial but increases in freshwater insect abundances. Science. 368, 417-420 (2020).
  27. Wagner, D. L. Insect declines in the Anthropocene. Annual Review of Entomology. 65, 457-480 (2020).
  28. Cardoso, P., et al. Scientists’ warning to humanity on insect extinctions. Biological Conservation. 242, 108426 (2020).
  29. Saunders, M. E., Janes, J. K., O’Hanlon, J. C. Moving on from the insect apocalypse narrative: Engaging with evidence-based insect conservation. BioScience. 70 (1), 80-89 (2020).
  30. Cardoso, P., Leather, S. R. Predicting a global insect apocalypse. Insect Conservation and Diversity. 12, 263-267 (2019).
  31. Owens, A. C. S., Cochard, P., Durrant, J., Perkin, E., Seymoure, B. Light pollution is a driver of insect declines. Biological Conservation. 241, 108259 (2020).
  32. Chapman, J. A., Kinghorn, J. M. Window traps for insects. The Canadian Entomologist. 87 (1), 46-47 (1955).
  33. Canaday, C. L. Comparison of insect fauna captured in six different trap types in a Douglas-fir forest. The Canadian Entomologist. 119, 1101-1108 (2012).
  34. Burns, M., Hancock, G., Robinson, J., Cornforth, I., Blake, S. Two novel flight-interception trap designs for low-cost forest insect surveys. British Journal of Entomology and Natural History. 27, 155-162 (2014).
  35. Basset, Y. A composite interception trap for sampling arthropods in tree canopies. Journal of the Australian Entomological Society. 27, 213-219 (1988).
  36. Russo, L., Stehouwer, R., Heberling, J. M., Shea, K. The composite insect trap: An innovative combination trap for biologically diverse sampling. PLoS ONE. 6 (6), 21079 (2011).
  37. Knuff, A. K., Winiger, N., Klein, A. -. M., Segelbacher, G., Staab, M. Optimizing sampling of flying insects using a modified window trap. Methods in Ecology & Evolution. 10 (10), 1820-1825 (2019).
check_url/pt/63156?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Robert, K. A., Dimovski, A. M., Robert, J. A., Griffiths, S. R. Low-Cost Automated Flight Intercept Trap for the Temporal Sub-Sampling of Flying Insects Attracted to Artificial Light at Night. J. Vis. Exp. (178), e63156, doi:10.3791/63156 (2021).

View Video