Оценка продуктивности социальных колоний ос (Vespinae) и введение в традиционную японскую технику охоты на осу Веспула

Считается, что каждый вид разрабатывает оптимальную стратегию выживания и воспроизводства среди широкого спектра возможных стратегий. В естественном отборе, индивидуалы с чонстами которые максимизирует успех человека воспроизводственный оставит больше потомства (и генов) к следующему поколению. Таким образом, количество потомства, производимого человеком, может быть использовано в качестве индикатора относительной эволюционной пригодности человека. В данном экологическом контексте, сравнение числа потомства производится по отношению к альтернативным поведенческим стратегиям может помочь исследователям предсказать лучшую стратегию для оптимизации фитнес¹.

Социальные Hymenoptera (такие, как осы, пчелы и муравьи) имеют систему из трех различных каст, которые являются рабочими (стерильные женщины), королевы (gynes), и мужчины¹. Только новые королевы (gynes) и мужчины рассчитывать на фитнес в социальной Hymenoptera. Производство рабочих не вносит прямого вклада в фитнес, так как работник бесплоден. С другой стороны, королева, которая может производить более высокую производительность колонии (например, большее количество общих клеток или тяжелее гнездо) считается иметь более высокую пригодность в социальной Hymenoptera, независимо от количества фактически произведенных новых королев и мужчин (см. , например,Tibbetts и Рив² и Маттила и Сили³). В общем, трудно точно подсчитать количество потомства, произведенного колонией социальных гименоптер. В самом деле, королевы многих социальных насекомых живут более 1 года(например,лист-резак муравьи королевы могут жить в течение 4^лет и пчелы королевы могут жить в течение 8 лет⁵). Кроме того, одна королева может производить тысячи репродуктивного потомства в течение нескольких недель или месяцев, даже в ежегодных видов родов Vespa и Vespula^6,7,8. Кроме того, продолжительность жизни рабочих короче, чем у их королевы-матери, и работники часто умирают от своих гнезд. Таким образом, даже если бы можно было точно подсчитать всех взрослых в гнезде в любой данный момент времени, такой подсчет не будет точно изображать количество потомства производится. Таким образом, количество потомства производится примерно оценивается от размера гнезда, количество рабочих в гнезде, или вес гнезда в данный момент времени^3,9,10. Количество личинок может привести к переоценке производства потомства, когда некоторые клетки пусты. Тот же метод может также привести к потенциальной недооценке производства потомства, потому что гребни небольших клеток, которые содержат выводок работника может производить две или три когорты личинок^6,7,11.

Первая цель этой работы заключается в обеспечении более усовершенствованного метода оценки производительности осы vespine с точки зрения количества производимых взрослых. Ямани и Ямане предположили, что лучший способ оценить количество потомства, производимого колонией, это подсчитать меконию в гнезде^12. Мекония фекальные гранулы, состоящие из личиночной кутикулы, кишечника и кишечника, что личинки листья в своей клетке при окуне(Рисунок 1A). Общее количество меконии, вырабатываемой на гребень, рассчитывается путем умножения общего числа клеток, присутствующих на среднее количество меконии на одну клетку. Есть часто несколько слоев меконии в клетке, и каждая мекония указывает на то, что человек успешно окутан в этой ячейке^6,11 (Рисунок 1B). При оценке среднего количества меконии на одну ячейку, если исследуемое количество ячеек невелико (небольшой размер выборки), стандартная ошибка (SE) увеличивается, и в результате ошибка для общего числа меконии на гребень становится выше, чем если бы размер выборки был больше. SE среднего (SEM) является мерой дисперсии выборочных средств вокруг среднего населения. Таким образом, в этом исследовании, я сосредотачиваюсь на SEM числа меконии на клетку для оценки населения (число взрослых производится) из образца среднего (среднее число меконии на клетку). В этом исследовании предпринимается попытка определить, сколько образцов требуется для получения коэффициента SE менее 0,05 на одну ячейку. Для этого выполняется численное моделирование с реальными данными о количестве меконии на гребень, чтобы определить минимальный размер выборки (как для рабочих, так и для гребней королевы), необходимых для точной оценки этого значения в пределах определенной SE 0,05.

Веспинские осы колонии живут в скрытых гнездах (подземных или воздушных), состоящих из нескольких горизонтальных гребней, построенных в серии сверху вниз^6,7,11. Средний размер ячеек увеличивается с первого (сверху) до последнего (снизу) гребня. В нижних гребнях можно увидеть резкий сдвиг среднего размера ячейки. Эти более широкие клетки построены для развития новых королев. Таким образом, более точная оценка продуктивности колонии(т.е.количество людей, произведенных) может быть получена, когда общее количество меконии в рабочих клетках (маленькие клетки) и королевы клетки (большие клетки) учитываются. Для того, чтобы оценить пригодность на уровне колонии, исследователи могли оценить количество ферзей производства и сосредоточиться на меконии в клетках королевы в одиночку. Что касается репродуктивных мужчин, они выращиваются либо в рабочих или королеве клеток, в зависимости от вида. Таким образом, может быть трудно оценить мужское производство колонии, за исключением видов, где мужчины имеют третий, уникальный размер клетки¹³ (например, Dolichovespula arenaria).

Вторая цель этой работы заключается в представлении полезной техники для размещения диких колоний осы в полевых условиях и пересадки их в лабораторные гнездовые ящики. Хотя некоторые исследователи получают осы гнезда от борьбы с вредителями звонки(т.е.люди, сообщающие о них как вредителей^14,15),этот метод не всегда возможно или желательно. Исследователям, возможно, придется собирать гнезда в диких и населенных районах, где не работают вредители контроллеры, или проводить свои исследования более гибко получения гнезд в определенное время. Интересно, что люди, живущие в горных районах центральной Японии, традиционно собирают и задние осы(Vespula shidai, Vespula flavicepsи Vespula vulgaris)для еды. Поэтому, сбор и искусственное воспитание методов для этих ос хорошо развиты в этих областях¹⁷.

В настоящем документе также кратко излагаются методы, используемые для выращивания ос Веспулы. Экспериментальным организмом для этого исследования был V. shidai, социальная, земля-гнездо осы, населяющей Западную Азию и Японию. V. shidai обладает самым большим размером колонии среди всех японских ос vespine, с итогом 8.000 до 12.000 клеток в гнездо, с максимумом 33.400 клеток^14,18. Рабочие V. shidai имеют средний влажный вес 67.62 и 9.56 мг. Мужчины обычно выращиваются в рабочих камерах; в отличие от этого, новые королевы выращиваются в специально построенных, более широких клеток королевы¹⁴.

Рисунок 1: Меконий в личиночной клетке. (A) Крест раздел гребень Веспула shidai. Мекония обозначена красными стрелками. (B) Две меконии слоистые. Каждая синяя стрелка указывает на один меконий. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.