מתודולוגיית פיתוח טבלאות החיים עבור חרקים Sessile בשימוש השדה כנימת עש הטבק, כנימת עש הטבק, כותנה כמו מערכת מודל
Summary
לוחות תמותה לאפשר כימות של מקורות ושיעורי התמותה בקרב אוכלוסיות החרקים ולתרום להבנת, חיזוי, מניפולציה הדינמיקה באוכלוסייה של agroecosystems. שיטות ביצוע וניתוח טבלאות עוקבה מבוסס החיים בשדה של חרק עם חיים לא בוגר sessile שלבים מוצגים.
Abstract
לוחות תמותה מספקים לכמת את לוחות הזמנים של לידה ומוות של אוכלוסיות לאורך זמן. הם גם יכול לשמש כדי לכמת את מקורות ואת שיעורי התמותה בקרב אוכלוסיות, ובו מגוון של יישומים באקולוגיה, כולל מערכות אקולוגיות חקלאיים. חיים אופקי, או עוקבה מבוסס, טבלאות מספקות עבור שיטת הכי ישירה ומדויקת לכמת אוכלוסייה חיוני המחירים בגלל שהם פועלים קבוצה של יחידים באוכלוסייה מלידה למוות. . הנה, פרוטוקולים מוצגים ניצוח וניתוח טבלאות עוקבה מבוסס החיים בשטח כי מנצל הטבע sessile על שלבי החיים ילדותי נודניק חרקים גלובלית, כנימת עש הטבק. חרקים בודדים נמצאים בצד התחתון של העלים כותנה, מסומנים על ידי ציור מעגל קטן סביב החרק עם עט רעיל. החרק ואז ניתן לראות שוב ושוב לאורך זמן בעזרת היד עדשות למדוד פיתוח משלב אחד למשנהו, וכן לזיהוי שלב ספציפי גורם המוות הקשורים עם כוחות טבעיים והציג התמותה. ניתוחים מסבירים איך מודדים כראוי התמותה מספר כוחות המעשה הזה contemporaneously בתוך כל שלב וכיצד להשתמש נתונים כאלה כדי לספק מדדים דינמי אוכלוסייה משמעותי. השיטה לא ישירות בחשבון הישרדות למבוגרים, רבייה, אשר מגביל את היסק כדי הדינמיקה של שלבים לא בוגר. לדוגמה מוצג המתמקדים מדידת השפעת מלמטה למעלה (איכות הצמח) ואפקטים מלמעלה-למטה (אויבים טבעיים) על הדינמיקה התמותה של עש נולד ב- במערכת כותנה.
Introduction
החיים טבלאות הן כלי משותף עם היסטוריה ארוכה בתחום אקולוגיה1,2. טבלאות החיים הם שבעצם לוח זמנים לידות ופטירות בקרב אוכלוסיה לאורך זמן נתונים מסוג זה יכול לשמש כדי לכמת את מספר פרמטרים חשובים להבנת, חיזוי המלאכותיות. לוחות תמותה עשוי גם לספק מידע על נסיבות המוות, חשובים להבנת אינטראקציות עם מחלות וכן בפיתוח אסטרטגיות בקרה לניהול מזיקים במערכות חקלאיות וטבעי. לוחות תמותה המבוסס על שדה רבים נבנו עבור חרקים3,4,5, ניתוחים סיפקו תובנות חשובות דינמיקה, רגולציה, חיזוי של אוכלוסיות חרקים רבים מנוהל, מערכות טבעיות6,7,8,9,10,11,12,13,14. הטבלה החיים המונח משמש גם לעתים קרובות לתיאור במחקרי מעבדה מבוסס במידה רבה לבחון לוחות זמנים של לידות ופטירות אבל בתנאים מלאכותיים אינם חושפים את החרק התמותה הטבעית כוחות ולא מציאותי משתנים סביבתיים. באופן כללי, המטרה במחקרי מעבדה היא להעריך את הפוטנציאל biotic השוואתית של זן. המוקד של השיטות המתוארות כאן הוא עבור שדה המבוסס על חקירות המגדירים הבין את הפוטנציאל ביחס לסביבה.
לוחות תמותה שניתן לאפיין אופקי, שבו עמית אמיתי של אנשים בגילאי שווים עוקבים מתחילת חייהם עד מוות, או אנכי, איפה נלקחים דגימות בתדירות גבוהה לאורך זמן של אוכלוסיה עם מבנה גיל יציב בדוי אז המחירים חיוני הן להסיק מן גדודים מתמטית שלא נבנה2,15. הסוג של הטבלה החיים ניתן לפרוס תלוי באופי של החרק. לעיתים קרובות ניתן לפתח לוחות תמותה אופקי עבור חרקים univoltine (דור אחד בשנה), ואילו גישה כזו יכולה להיות מאוד מאתגרת עבור חרק multivoltine מרובה, נרחב חופפים דורות בכל שנה. שורה של שיטות אנליטיות יש כבר הציע, השתמשו לפתח לוחות תמותה אנכי עבור אוכלוסיות חרקים (ראה Southwood2 דוגמאות). המתודולוגיה המודגמות כאן מאפשרת התפתחות החיים עוקבה מבוסס, אופקי טבלאות בשדה עבור חרקים multivoltine עם מאפיינים ספציפיים על החיים, בעיקר, הנוכחות של החיים sessile בשלבים. השיטה הוא הפגין עבור נודניק מפתח כותנה כמערכת מודל.
כנימת עש הטבק, כנימת עש הטבק biotype B (= כנימת argentifolii, 1 קטין במזרח התיכון-אסיה16) הוא נודניק הכללית של החקלאות משפיעה באופן שלילי תפוקה ואיכות אגרונומית, הגננות גידולים חקלאיים רבים, כולל מוגן ומערכות חקלאיות באזורים ממוזגים17. השפעות להתרחש עקב שיפה האכלה זה משבש את זרימת החומרים המזינים, הפרעות של אטיולוגיה לא ידועה הנגרמת על ידי האכלה נטפלים, שידור של רבים צמח ווירוסים יבול באיכות אפקטים עקב בתצהיר של טל18,19 . החרק המארחת רחב טווח, הוא multivoltine, שיש רבים כמו 12-13 דורות בשנה בהתאם לאזור משאבי מזון זמין20. באתגרי ניהול גם הם בעיקר בשל הפוטנציאל הרבייה גבוהה, יכולתה לפזר ולהעביר בתוך ובין מערכות חקלאיות, חוסר של שלב השבתה הדרגתית (תרדמה ואסטרטגיה או estivation) והמחיקה שלו לפתח במהירות עמידות הדברה המשמש לדיכוי21,22.
התקדמות ניכרת נעשתה בפיתוח אסטרטגיות ניהול (IPM) הדברה משולבת לנהל בצורה יעילה וכלכלית אוכלוסיות של המזיק הזה מושפעת יבולים23,24,25. מערכות ניהול אלו שהתבססו על הבנה בסיסי צליל של הדינמיקה באוכלוסייה של עש דרב , לוחות תמותה היה טכניקה מפתח שאפשרו הבנה זו. באריזונה, טבלאות החיים אפשרו את הערכה וזיהוי של כוחות התמותה חשוב עבור עש ב 13,מערכות חיתוך מספר26, אפשרו מידת התמותה dynamics שיחסית אליה אסטרטגיות ניהול כולל-יעד השפעת קוטלי חרקים14, סיפק אמצעי להערכת ההשפעות האפשריות-יעד פונקציונלי של כותנה מהונדסת עם ייצור חלבונים חרקים27, תומך קפדני ההערכה הדברה ביולוגית קלאסית תוכנית28 (נאראנחו, נתונים שלא פורסמו) עזר כדי לחקור את ההשפעות השוואתית של ההשפעות מלמעלה, מלמטה למעלה על המזיק dynamics29. כל היישומים הללו יש לפרוס את המתודולוגיה המתוארת כאן. הגישה עשוי להיות יעיל עבור המחקר של אוכלוסיית החרקים אקולוגיה במספר מערכות טבעיות מנוהלים.
Protocol
Representative Results
Discussion
בדרך כלל, התפתחות החיים טבלאות עבור חרקים multivoltine עם באופן כללי חופפים דורות מוגבלות ל גישה אנכי שבו אוכלוסיה נדגמים שוב ושוב לאורך זמן וטכניקות גרפית ו מתמטיות שונות משמשות לאחר מכן להעריך את הגיוס כדי השלבים השונים, להסיק שיעורי התמותה מלשנות צפיפויות של שלבי החיים שונים2. ה?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים ד אשטון, בארקלי (פ’), ק’ Beimfohr, פ Bojorquez, ג’יי קאנטרל, G. קסטרו, ר כריסטנסן, ג’יי פרן, ג חרה, ד מיד, ג’י אוונס, ל’ Rodarte, ד Sieglaff, א Sonoqui, מ Stefanek, סטיוארט ב’, ג’יי טרחו, סלייד א ו Yescas אי לקבלת סיוע טכני. תמיכה חלקית סופק על ידי חקלאי-USDA מחקר שירות, משרד החקלאות-המכון הלאומי מזון ותוכנית חקלאות סיומת IPM הדברה ניהול חלופות מיוחד פרויקטים, כותנה אינקורפורייטד, אריזונה התאחדות מגדלי כותנה, כותנה יסודות USDA-צוחק, NAPIAP (המערבי), פרוייקטים מיוחדים אזור הספר המערבי IPM.
Materials
| Flagging tape | Gempler, Janesville, Wisconsin USA | 52273 | Five colors |
| Manila merchandise tags | American Tag Company, Pico Rivera, California USA | 12-104 | |
| Ultra fine point marker | Sanford, Bellwood, Illinois, USA | 451898 | Available at Office Max, Amazon |
| Peak Loupe 8X | Adorama, New York, NY USA | 2018 | |
| Peak Loupe 15X | Adorama, New York, NY USA | 19621 |
References
- Deevey, E. S. Life tables for natural populations of animals. Quart. Rev. Biol. 22, 283-314 (1947).
- Southwood, T. R. E. . Ecological Methods. , (1978).
- Podoler, H., Rogers, D. A new method for the identification of key factors from life-table data. J Anim Ecol. 44, 85-114 (1975).
- Stiling, P. Density-dependent processes and key factors in insect populations. J Anim Ecol. 57, 581-593 (1988).
- Cornell, H. V., Hawkins, B. A. Survival patterns and mortality sources of herbivorous insects: some demographic trends. Am Nat. 145, 563-593 (1995).
- Morris, R. F. The interpretation of mortality data in studies on population dynamics. Can Entomol. 89, 49-69 (1957).
- Morris, R. F. Single-factor analysis in population dynamics. Ecology. 40, 580-588 (1959).
- Varley, G. C., Gradwell, G. R., Hassell, M. P. . Insect Population Ecology: An Analytical Approach. , 212 (1973).
- Southwood, T. R. E., Reader, P. M. Population census data and key factor analysis for the viburnum whitefly, Aleurotrachelus jelinekii, on three bushes. J Anim Ecol. 45, 313-325 (1976).
- Royama, T. Fundamental concepts and methodologies for the analysis of animal population dynamics, with particular reference to univoltine speices. Ecol Monogr. 51, 473-493 (1981).
- Carey, J. R. The multiple decrement life table: a unifying framework for cause-of-death analysis in ecology. Oecologia. 78, 131-137 (1989).
- Hawkins, B. A., Mills, N. J., Jervis, M. A., Price, P. W. Is the biological control of insects a natural phenomenon?. Oikos. 86, 493-506 (1999).
- Naranjo, S. E., Ellsworth, P. C. Mortality dynamics and population regulation in Bemisia tabaci. Entomol Exp Appl. 116, 93-108 (2005).
- Naranjo, S. E., Ellsworth, P. C. The contribution of conservation biological control to integrated control of Bemisia tabaci in cotton. Biol Control. 51, 458-470 (2009).
- Carey, J. R. . Applied Demography for Biologist: With Special Emphasis on Insects. , (1993).
- Dinsdale, A., Cook, L., Riginos, C., Buckley, Y. M., De Barro, P. Refined global analysis of Bemisia tabaci (Hemiptera: Sternorrhyncha: Aleyrodoidea: Aleyrodidae) Mitochondrial cytochrome oxidase 1 to identify species level genetic boundaries. Ann Entomol Soc Am. 103, 196-208 (2010).
- Oliveira, M. R. V., Henneberry, T. J., Anderson, P. History, current status, and collaborative research projects for Bemisia tabaci. Crop Protect. 20, 709-723 (2001).
- Jones, D. R. Plant viruses transmitted by whiteflies. Eur J Plant Pathol. 109, 195-219 (2003).
- Hequet, E. F., Henneberry, T. J., Nichols, R. L. . Sticky Cotton – Causes, Impacts and Prevention. , (2007).
- Palumbo, J. C., Horowitz, A. R., Prabhaker, N. Insecticidal control and resistance management for Bemisia tabaci. Crop Protect. 20, 739-765 (2001).
- Horowitz, A. R., Kontsedalov, S., Khasdan, V., Ishaaya, I. Biotypes B and Q of Bemisia tabaci and their relevance to neonicotinoid and pyriproxyfen resistance. Arch Insect Biochem Physiol. 58, 216-225 (2005).
- Nauen, R., Denholm, I. Resistance of insect pests to neonicotinoid insecticides: current status and future prospects. Arch Insect Biochem Physiol. 58, 200-215 (2005).
- Naranjo, S. E., Ellsworth, P. C. Fifty years of the integrated control concept: moving the model and implementation forward in Arizona. Pest Manage Sci. 65, 1267-1286 (2009).
- Palumbo, J. C., Castle, S. J. IPM for fresh-market lettuce production in the desert southwest: the produce paradox. Pest Manage Sci. 65, 1311-1320 (2009).
- Ellsworth, P. C., Martinez-Carrillo, J. L. IPM for Bemisia tabaci: a case study from North America. Crop Protect. 20, 853-869 (2001).
- Naranjo, S. E., Ellsworth, P. C., Cañas, L. . Mortality and populations dynamics of Bemisia tabaci within a multi-crop system. , (2009).
- Naranjo, S. E. Long-term assessment of the effects of transgenic Bt cotton on the function of the natural enemy community. Environ Entomol. 34, 1211-1223 (2005).
- Naranjo, S. E. Establishment and impact of exotic Aphelinid parasitoids in Arizona: A life table approach. J Insect Sci. 8, 36 (2008).
- Asiimwe, P., Ellsworth, P. C., Naranjo, S. E. Natural enemy impacts on Bemisia tabaci (MEAM1) dominate plant quality effects in the cotton system. Ecol Entomol. 41, 642-652 (2016).
- Naranjo, S. E. Survival and movement of Bemisia tabaci (Homoptera: Aleyrodidae) crawlers on cotton. Southwest Entomol. 32, 17-23 (2007).
- Bellows, T. S., Van Driesche, R. G., Elkinton, J. S. Life-table construction and analysis in the evaluation of natural enemies. Annu Rev Entomol. 37, 587-614 (1992).
- Buonaccorsi, J. P., Elkinton, J. S. Estimation of contemporaneous mortality factors. Res Popul Ecol. 32, 151-171 (1990).
- Royama, T. Evaluation of mortality factors in insect life table analysis. Ecol Monogr. 51, 495-505 (1981).
- Elkinton, J. S., Buonaccorsi, J. P., Bellows, T. S., Van Driesche, R. G. Marginal attack rate, k-values and density dependence in the analysis of contemporaneous mortality factors. Res. Pop. Ecol. 34, 29-44 (1992).
- Varley, G. C., Gradwell, G. R. Key factors in population studies. J Anim Ecol. 29, 399-401 (1960).
- Caswell, H. . Matrix population models. , (2001).
- Mills, N. J. Selecting effective parasitoids for biological control introductions: Codling moth as a case study. Biol Control. 34, 274-282 (2005).
- Foltyn, S., Gerling, D. The parasitoids of the aleyrodid Bemisia tabaci in Israel: development, host preference and discrimination of the aphelinid wasp Eretmocerus mundus. Entomol Exp Appl. 38, 255-260 (1985).
- Headrick, D. H., Bellows, T. S., Perring, T. M. Behaviors of female Eretmocerus sp nr californicus (Hymenoptera: Aphelinidae) attacking Bemisia argentifolii (Homoptera: Aleyrodidae) on sweet potato. Environ Entomol. 24, 412-422 (1995).
- Liu, T. X., Stansly, P. A. Oviposition, development, and survivorship of Encarsia pergandiella (Hymenoptera: Aphelinidae) in four instars of Bemisia argentifolii (Homoptera: Aleyrodidae). Ann Entomol Soc Am. 89, 96-102 (1996).
- Ardeh, M. J., deJong, P. W., vanLenteren, J. C. Selection of Bemisia nymphal stages for oviposition or feeding, and host-handling times of arrhenotokous and thelytokous Eretmocerus mundus and arrhenotokous E-eremicus. BioControl. 50, 449-463 (2005).
- Zang, L. S., Liu, T. X. Host-feeding of three parasitoid species on Bemisia tabaci biotype B and implications for whitefly biological control. Entomol Exp Appl. 127, 55-63 (2008).
- Hagler, J. R., Naranjo, S. E. Determining the frequency of heteropteran predation on sweetpotato whitefly and pink bollworm using multiple ELISAs. Entomol Exp Appl. 72, 63-70 (1994).
- Hagler, J. R., Naranjo, S. E. Qualitative survey of two Coleopteran predators of Bemisia tabaci (Homoptera, Aleyrodidae) and Pectinophora gossypiella (Lepidoptera, Gelechiidae) using a multiple prey gut content ELISA. Environ Entomol. 23, 193-197 (1994).
- Hagler, J. R., Jackson, C. G., Isaacs, R., Machtley, S. A. Foraging behavior and prey interactions by a guild of predators on various lifestages of Bemisia tabaci. J Insect Sci. 4, (2004).
- Price, J. F., Taborsky, D. Movement of immature Bemisia tabaci (Homoptera, Aleyrodidae) on poinsettia leaves. Florida Entomol. 75, 151-153 (1992).
- Simmons, A. M. Settling of crawlers of Bemisia tabaci (Homoptera : Aleyrodidae) on five vegetable hosts. Ann Entomol Soc Am. 95, 464-468 (2002).
- Royama, T. A fundamental problem in key factor analysis. Ecology. 77, 87-93 (1996).
- Stiling, P., Throckmorton, A., Silvanima, J., Strong, D. R. Does spatial scale affect the incidence of density dependence – A field test with insect parasitoids. Ecology. 72, 2143-2154 (1991).
- Hassell, M., Latto, J., May, R. Seeing the wood for the trees: detecting density dependence from existing life table studies. J Anim Ecol. 58, 883-892 (1989).
- Berryman, A. A. Population regulation, emergent properties, and a requiem for density dependence. Oikos. 99, 600-606 (2002).
- Sibly, R. M., Smith, R. H. Identifying key factors using lambda contribution analysis. J Anim Ecol. 67, 17-24 (1998).
