El objetivo general de estos procedimientos es establecer, mantener y actualizar a una población cautiva de Eristalis tenax en un entorno de investigación.
Con aproximadamente 6000 especies en todo el mundo, otra es ecológicamente importante como polinizadores alternativos a las abejas domesticadas. Sin embargo, también son un modelo científico útil para el estudio de dinámica de vuelo y visión de movimiento en un entorno de laboratorio controlado. Como las larvas se desarrollan en aguas contaminadas orgánicamente, son modelos útiles para la investigación de inversión en la inmunidad microbiana. Mientras que comercial cría a gran escala para la agricultura ya se produce, hay no hay protocolos estandarizados para el mantenimiento de poblaciones cautivas para estudios científicos. Esto es importante como programas de cría en cautividad comercial centrándose en masa de salida durante la polinización máxima períodos pueden no proporcionar una población constante, estable y robusto durante todo el año, como a menudo es necesario para propósitos de investigación. Por lo tanto, se requiere un método para establecer, mantener y actualizar a una población cautiva de la investigación. Aquí, describimos la utilización de un ciclo de hibernación artificial, además de los requisitos nutricionales y de viviendas, para el mantenimiento a largo plazo de Eristalis tenax. Utilizando estos métodos, hemos aumentado significativamente la salud y la longevidad de las poblaciones cautivas de E. tenax en comparación con informes anteriores. Además se discuten métodos de cultivo de pequeña escala y opciones para optimizar los rendimientos y la manipulación de datos demográficos de la población.
Tamaki se perfila como modelos útiles para investigar una amplia gama de cuestiones científicas, incluyendo comportamiento de vuelo1, mecanismos neurales subyacentes movimiento visión2polinización eficiencia3,4, 5 , 6 y7de la inmunidad microbiana. Sin embargo, a diferencia de algunos otros modelos díptero, como Drosophila8, hay no hay protocolos estandarizados para la cría de laboratorio de avispas para uso en la investigación científica. De hecho, aunque la literatura actual describe métodos para criar la hoverfly Eristalis tenax, muchos de estos están desarrollados para el cultivo masivo de otra para la polinización de cultivos, biodegradación de residuos orgánicos, o los estudios anatómicos 9 , 10 , 11. por lo tanto, no abordan la necesidad de un protocolo de fácil que proporciona un suministro consistente de Tamaki robusto sano, manteniendo la aptitud genética de la población.
Después de las abejas y abejorros, avispas son uno de los más importantes salvaje, generalista polinizadores grupos12,13. Hay unos 6000 hoverfly especies en todo el mundo14,15, con más de 300 especies en 75 géneros en Suecia16 y más de 300 especies en 69 géneros en India17,18,19. Por ejemplo, la mermelada agrícola importante hoverfly Episyrphus balteatus y la mosca zángano, Eristalis tenax, que nos centramos aquí, se encuentran a través de Europa, América y Asia6,16, 17,18,19,20,21,22,23,24,25. Otra no es igualmente activo durante todo el año, ni durante todo el día. De hecho, no sólo la estación y la hora del día, sino también las fluctuaciones en la intensidad de luz, temperatura, humedad y velocidad del viento, afectan los patrones de actividad de Tamaki26,27. En el campo, Eristalis puede encontrarse en cualquier época del año en climas mediterráneos11, pero los números de otra activa son mucho más bajos en invierno. Por el contrario en climas templados fríos, Eristalis hibernan durante el invierno y no se encuentran actuando activamente en el campo de alrededor de octubre a marzo28.
Volar libremente otra se puede recoger por red en el campo. De hecho, en climas templados se encuentran en la mayor abundancia en los mediados a final de la mañana, calma en días soleados, a finales de verano y en otoño26,27. Alternativamente, maduran a larvas de E. tenax , segundo o tercer estadio, se pueden identificar y cosechadas a partir de materia orgánica, como estiércol en descomposición montones o arroyos contaminados orgánicamente10,11. De hecho, técnicas publicadas para la cría de laboratorio de E. tenax se basan sobre la cría de larvas en el agua contaminada orgánicamente, ya sea mediante alguna forma de materia fecal o vegetativo9,10,29, 30 , 31 , 32 , 33. sin embargo, colección de larvas es limitada por temporada y es sólo una herramienta de la colección viable desde finales de primavera hasta el inicio del otoño11. Además, la abundancia de las larvas es afectada por patrones del clima local, ya que cambios en la temperatura ambiente pueden afectar tanto la ocurrencia de oviposición y desarrollo larvario tarifas9,28.
Por lo tanto, se necesitan estrategias para mantener poblaciones saludables de Tamaki por cría de larvas y huevos en el laboratorio para asegurar que los experimentos pueden llevarse a cabo durante todo el año, independientemente de la temporada o eventos climáticos locales. Lo importante, la técnica descrita aquí reproduce la otra de sólo hembras apareadas salvaje. Esto es importante como un estudio realizado por Francuski, et al. 10 encontró que la diversidad genética de laboratorio criados población de Tamaki, originalmente establecido a partir de las larvas maduras 120, perdió rápidamente. Por lo tanto sugiere para conservar la diversidad genética en colonias que se utilizará para fines de polinización de cultivos comerciales, estas deban ser reabastecido, o incluso totalmente restablecido, con individuos de campo recogido cada primavera10.
Cuando se trabaja en la visión y otros sentidos que se utilizan en el cortejo y apareamiento, así recomendamos mantener la diversidad genética, mediante el restablecimiento de la Colonia o por reposición de la Colonia con individuos de campo recopilado, regularmente. Esto es importante ya que la selección sexual afecta la deriva genética de la población. De hecho, en la otra salvaje, hombre necesita identificar e interceptar a compañeros adecuados, así como competir con otros machos para el apareamiento los derechos defendiendo sus territorios34. Este proceso asegura que los machos con la mejor visión y la atención espacial suelen tener más éxito en el apareamiento, y por lo tanto, estas características pasan a la siguiente generación. El efecto resultante de estos procesos en curso, en parte, demuestra la presencia de dimorphisms sexuales en la vía visual de otra35,36. En cautiverio los machos no tienen los mismos obstáculos al apareamiento exitoso como en el campo: en primer lugar, las hembras son fácilmente disponibles, y en segundo lugar el recinto pequeño, confinado niega el efecto de las conductas territoriales, que actúan para impedir el acceso de acoplamiento de otros machos competitivos. La supresión experimental de la selección sexual en Drosophila melanogaster, ha demostrado tener un efecto significativo sobre las poblaciones cautivas con una disminución en tamaño de cuerpo total, tamaño de los testículos y espermatozoides producción37y tasas reducidas de hombre comportamientos de cortejo38. Por lo tanto, un programa, sin tener en cuenta de la selección sexual, de cría en cautividad puede tener un efecto profundo en los estudios visuales y de comportamiento llevado a cabo posteriormente.
Aquí describimos una solución sencilla y rentable que proporciona un suministro constante de otra sana. El protocolo es flexible y fácil de iniciar de nuevo o de lujo, dependiendo de las demandas de investigación.
Usando nuestras técnicas (figura 1) avispas han sido mantenidos en el laboratorio durante un período de más de 1 año y utilizado con éxito en experimentos conductuales después de 7 meses en cautiverio39. De hecho, aunque parezca contraintuitivo, manteniendo la otra en un entorno más natural, menos de 12 h luz: 12 h oscuridad, a temperatura ambiente, substancialmente disminuye su expectativa de vida a los 2-3 meses. Mantenimiento de E. tenax en nuestro ciclo de hibernación artificial por más de un año es significativamente mayor que las anteriores intentos utilizando diferentes protocolos (77 días33, 4 meses9y 18 semanas30). El factor principal que influye en esta mayor longevidad es probable el uso de la hibernación artificial en 8-10 ° C. Cíclicamente rompiendo la hibernación, cada 3-4 días (paso 2, figura 1), permitimos que otra alimentación tanto a uno mismo-novio, manteniendo así el estado nutricional y el bienestar de la otra, según lo evidenciado por el aumento observado en peso ( Figura 4) y ningún cambio en el aparato locomotor actividad incluso después de largos períodos en cautiverio (figura 3y ver39). De hecho, informes en la literatura de tentativas fracasadas en hibernación artificial no rompan el ciclo de hibernación, lo que conduce a aumento de la mortalidad y la presencia de molde9.
Además, existe cierta controversia en la literatura en cuanto a la provisión de polen como fuente de alimento. Varios trabajos indican que el polen de abeja no es suficiente, específicamente para la oviposición, y sólo la provisión de polen seco o fresco de hecho es conveniente9,29. Nuestros resultados indican que complementando el polen de abeja con miel y agua, vemos tanto la longevidad y la oviposición, aún después de largos períodos de cautiverio, con un aumento de peso en ambos sexos (figura 4) y oviposición sigue produciendo en hembras después de más de 5 meses en cautiverio39. Esta mayor longevidad nos permite estudiar las conductas de otra en todas las etapas de la vida.
En el campo, otra mujer es fertilizado antes de la hibernación estacional y permanece en diapausa reproductiva, donde se almacena el esperma y ovocitos permanecen subdesarrollados, hasta primavera28. Teniendo en cuenta que una mujer típica es capaz de poner 3000 huevos en 60 días29, cría de estos huevos es, por tanto, una forma rápida y eficiente para aumentar nuestra población cautiva. Sin embargo, nuestra comprensión actual de los factores que conducen al desarrollo del ovocito después de un período de hibernación son limitadas. Temperatura, humedad, intensidad de la luz y estado nutricional se han sugerido como un papel en el control de diapausa reproductiva28,40. Manipulación experimental de tales factores puede llevar a una mayor gobernanza de oviposición y tarifas.
Del mismo modo, hemos con éxito retrasado el desarrollo de las larvas, así como la eclosión de pupas, por almacenamiento en la oscuridad a 8-10 ° C durante 2 semanas, aunque la viabilidad puede ser mucho mayor. De hecho, curar30 informaron de un aumento de duración pupal de hasta 37 días cuando se cayó la pupa temperatura de 25 ° C y 10 ° C. Empleo de estas estrategias y retrasar la producción de huevos o el desarrollo de pupas permitiría una mayor manipulación de los datos demográficos de la población cautiva.
Consistencia temporal de la oferta es de mucho mayor importancia para nuestros requisitos de gran rendimiento, esto puede ser más importante para otras aplicaciones, tales como la polinización en invernaderos. Encontramos que cuando se utiliza nuestra técnica con heces de conejo, tenemos 163 ± 34 eclosed Tamaki de cada embrague de huevos (N = 3). Dado que una típica hembra pone hasta 200 huevos40, seamos capaces de aumentar esta producción sea decreciente competencia hacinamiento y alimentación, o mediante el ajuste de la temperatura, como éstos han sido implicados como afectar significativamente el crecimiento larval9 ,31,40,41. Sin embargo, no hay ningún indicio de que la base de los medios de comunicación influye grandemente rendimiento32. Además, a diferencia de las heces de otros vertebrados29,30,31,42, heces de conejo es relativamente inodoro, permitiendo a la Colonia a guardarse bajo condiciones de laboratorio normales sin la necesidad de ventilación adicional. Disminución de la densidad de larvas en los medios de comunicación, o añadir nutricional suplementos como la levadura, así como mantener una temperatura constante entre 20-25 ° C, es probablemente suficiente para optimizar completamente rendimiento31,32, 40.
La práctica de recoger un número suficiente de libremente volando otra, o de mantener una población cautiva genéticamente diversa, es imprácticos y tiempo restrictiva para proyectos de investigación a pequeña escala. Por lo tanto, cría de la descendencia de hembras silvestres acopladas y suplir fuentes de recolección de las larvas maduras7, permiten las opciones más prácticas para el uso durante todo el año de E. tenax en un entorno de investigación. Como estos métodos están limitados por las estaciones en que colección puede ocurrir, es necesario por tanto garantizar la longevidad de adultos Tamaki y cría de los huevos puestos por capturaron a hembras grávidas.
The authors have nothing to disclose.
La investigación en nuestro laboratorio actualmente es financiada por el Australian Research Council (ARC, DP170100008 y DP180100144), nos fuerza aérea oficina de investigación científica (AFOSR, FA9550-15-1-0188) y Byggmästare de Stiftelsen Olle Engkvist (2016/348). Agradecemos a pasado miembros del laboratorio que han contribuido al desarrollo de poblaciones de hoverfly, Cederholms Lantbruk y C M T L verde & hijo acceso a estiércol de vaca y otra en sus fincas, y permisos de la Adelaida y el jardín botánico de Uppsala para colección y apoyo continuo.
Bee Pollen | Forest Super Foods | any brand of bee pollen is suitable | |
Honey | Bramwells | any brand of liquid honey is suitable | |
Rabbit Faeces | can be substituted with cow or pig manure made into a slurry | ||
BugDome | Australia Entomological Supplies | EM42222 | |
Plastic Bags | Woolworths Homebrand | ||
Mosquito netting | Clas Ohlson | 34-1113 | |
Cotton Balls | Woolworths Select | ||
Fridge | Hisense | fridge needs to maintain a stable 8-10°C | |
Buckets (2-3L) | |||
Large plastic tubs (30L) | |||
Wood shavings | Pollards Sawdust Supplies | MaxiFlake (75) | |
Bag clips | IKEA | Bevara 303.391.70 | |
Petri Dish (100mm x 20mm) | Corning | 430167 |