باستخدام مطاحن الطيران لقياس الميل الطيران والأداء من الجذور الخفية الذرة الغربية ، ديروتيكا virgifera virgifera (leconte)

مطاحن الطيران هي أدوات هامه لمقارنه كيفيه العمر, الجنس, حاله التزاوج, درجه الحرارة, أو عوامل أخرى مختلفه قد تؤثر علي سلوكالحشرات 'ق الطيران. هنا نحن وصف بروتوكولات لحبل وقياس الميل الطيران وأداء الجذور الخفية الذرة الغربية تحت العلاجات المختلفة.

الجذور الخفية الذرة الغربية ، ديروديتيكا virgifera virgifera (leconte) (مغمدات: كريسسوميلينيد) ، هو افه هامه اقتصاديا من الذرة في شمال الولايات المتحدة. وقد وضعت بعض السكان مقاومه لاستراتيجيات الاداره بما في ذلك الذرة المحورة وراثيا التي تنتج مبيد السموم المستمدة من بكتيريا عصيه تورينجيانسيس (Bt). المعرفة من الغربية الذرة تشتت الجذور الخفية ذات اهميه حاسمه لنماذج من تطور المقاومة ، وانتشار ، والتخفيف. سلوك الطيران من الحشرات ، وخاصه علي مسافة طويلة ، من الصعب بطبيعتها لمراقبه وتوصيف. وتوفر مطاحن الرحلات وسيله لاختبار التاثيرات التطورية والفسيولوجية وعواقب التحليق في المختبر مباشره والتي لا يمكن الحصول عليها في الدراسات الميدانية. وفي هذه الدراسة ، استخدمت مطاحن الطيران لقياس توقيت نشاط الطيران ، والعدد الإجمالي للرحلات الجوية ، والمسافة ، والمدة ، وسرعه الرحلات التي تقوم بها الديدان الخفية الانثويه خلال فتره اختبار 22 ساعة. تم إيواء سته عشر مطاحن الطيران في غرفه بيئية مع الاضاءه القابلة للبرمجة ، ودرجه الحرارة ، والتحكم في الرطوبة. مطحنه الطيران وصفها من تصميم نموذجي ، حيث ذراع الطيران هو حر لتدوير حول المحور المركزي. ويحدث الدوران بسبب تحليق حشره مربوطه إلى طرف واحد من ذراع الرحلة ، ويتم تسجيل كل دوران بواسطة جهاز استشعار ذو طابع زمني. ويتم تجميع البيانات الاوليه بواسطة البرمجيات التي تجهز فيما بعد لتقديم إحصاءات موجزه عن بارامترات الرحلات ذات الاهميه. المهمة الأكثر صعوبة لأي رحله مطحنه الدراسة هو التعلق الحبل إلى الحشرة مع لاصق ، والطريقة المستخدمة يجب ان تكون مصممه خصيصا لكل نوع. يجب ان يكون المرفق قويا بما يكفي للاحتفاظ بالحشرة في اتجاه جامد ولمنع الانفصال اثناء الحركة ، في حين لا تتداخل مع حركه الجناح الطبيعي اثناء الرحلة. تتطلب عمليه المرفق البراعة ، والبراعة ، والسرعة ، مما يجعل لقطات الفيديو لعمليه الديدان الخفية من القيمة.

الجذور الخفية الذرة الغربية ، ديدايروتيكا virgifera virgifera leconte (مغمدات: كريسسوميليريد) ، تم التعرف علي انها افه من الذرة المزروعة في 1909¹. اليوم ، هو أهم افه من الذرة (زيميس ل.) في الولايات الامريكيه حزام الذرة ، مع اليرقات تتغذي علي جذور الذرة مما تسبب في معظم فقدان الغلة المرتبطة بهذه آلافه. وتقدر التكاليف السنوية للاداره وخسائر إنتاج الذرة بسبب الجذور الخفية الذرة لتتجاوز $1,000,000,000². الدودة الجذر الذرة الغربية قابله للتكيف للغاية ، والسكان قد تطورت المقاومة لاستراتيجيات أداره متعددة بما في ذلك المبيدات الحشرية ، وتناوب المحاصيل ، والوراثية Bt الذرة³. يعتمد تحديد الابعاد المكانية التي يجب تطبيق التكتيكات عليها للتخفيف من التنمية المحلية للمقاومة ، أو نقطه المقاومة الساخنة ، علي فهم أفضل لتشتت⁴. ولن تكون تدابير التخفيف ناجحه إذا اقتصرت علي نطاق مكاني ضيق حول نقطه ساخنه للمقاومة ، لان البالغين المقاومين سينتشرون خارج منطقه التخفيف⁵. فهم سلوك الطيران من الذرة الخفية الغربية هو المهم لخلق خطط فعاله لأداره المقاومة لهذه آلافه.

تشتت عن طريق الطيران يلعب دورا هاما في الكبار الغربية الذرة الجذور الخفية تاريخ الحياة والإيكولوجيا⁶، وسلوك الطيران من هذه آلافه يمكن دراستها في المختبر. ويمكن استخدام عده طرق لقياس سلوك الطيران في المختبر. ويمكن لل actograph ، الذي يقيد الطيران في طائره عموديه ، وقياس مقدار الوقت الذي تشارك فيه الحشرات في الطيران. وقد استخدمت actographs البيانية لمقارنه مده الرحلة وأنماط دوريه من الذكور والإناث الجذور الخفية الغربية في مختلف الاعمار ، واحجام الجسم ، ودرجات الحرارة ، وقابليه المبيدات الحشرية ، والتعرض للمبيدات^{7،8، 9}-الآن نفقات الطيران ، والتي تتكون من غرفه التعقب وتدفق الهواء الموجه ، هي مفيده بشكل خاص لفحص سلوك الحشرات الطيران عند اتباع عمود رائحة ، مثل المكونات فرمون المرشح¹⁰ أو النبات متطاير¹¹. وربما تكون مطاحن الرحلات هي الطريقة الأكثر شيوعا للدراسات المختبرية لسلوك الحشرات الجوية ويمكن ان تميز عده جوانب من ميل الرحلة وأداءها. وقد استخدمت مطاحن الرحلات المختبرية في دراسات الذرة الخفية الغربية لتوصيف الميل لجعل رحلات قصيرة ومستدامه ، فضلا عن السيطرة الهرمونية للرحلة مستمرة^12,13.

توفر مطاحن الطيران طريقه بسيطه نسبيا لدراسة سلوك الحشرات في الظروف المختبرية من خلال السماح للباحثين بقياس بارامترات الطيران المختلفة بما في ذلك الدورية والسرعة والمسافة والمدة. العديد من المطاحن الطيران المستخدمة اليوم مشتقه من الدوارات كينيدي وآخرون¹⁴ و Krogh و ويس-فوغ¹⁵. مطاحن الطيران يمكن ان تكون مختلفه في الشكل والحجم ، ولكن المبدا الأساسي لا يزال هو نفسه. يتم المربوطة حشره وشنت علي ذراع أفقي شعاعي الذي هو حر للتدوير ، مع الحد الأدنى من الاحتكاك ، حول رمح عمودي. وبما ان الحشرة تطير إلى الامام ، فان مسارها يقتصر علي التحليق في طائره أفقيه ، مع المسافة المقطوعة لكل دوران تمليها طول الذراع. وعاده ما يستخدم جهاز استشعار للكشف عن كل دوران الذراع الناجمة عن نشاط الطيران للحشرات. وتشمل البيانات الاوليه التناوب لكل وحده زمنيه ، ووقت الرحلة الجوية اليومية. يتم تغذيه البيانات في جهاز كمبيوتر للتسجيل. وكثيرا ما تسجل البيانات المستمدة من مطاحن الرحلات المتعددة بالتوازي ، وفي الوقت نفسه أساسا ، مع وجود مصارف من 16 و 32 من مصانع الرحلات المشتركة. وتتم معالجه البيانات الاوليه بواسطة برامج مخصصه لتوفير قيم لمتغيرات مثل سرعه الطيران ، والعدد الإجمالي للرحلات المنفصلة ، والمسافة والمدة الجوية ، وما إلى ذلك.

يختلف كل نوع من أنواع الحشرات عندما يتعلق الأمر بأفضل طريقه للربط بسبب المتغيرات المورفولوجية مثل الحجم والحجم والشكل الكلي للمنطقة المستهدفة لربط الحبل والنعومة والمرونة في الحشرة والحاجة والطريقة التخدير ، والمحتملة لقاذورات الاجنحه و/أو الراس مع لاصقه في غير محله أو تجاوز ، والعديد ، والعديد من التفاصيل. في حالات تصور الربط من الشوائب plataspid¹⁶ وخنفساء امبروسيا¹⁷، والمناطق المستهدفة ذات الصلة لمرفق الحبل هي كبيره نسبيا ومتسامحة من وضع لاصقه غير دقيقه لان الراس والاجنحه هي إلى حد ما مفصوله جيدا عن موقع المرفق. هذا ليس للتقليل من صعوبة الربط هذه الحشرات ، والتي تطالب بأي نوع من الأنواع. ولكن الدودة الجذر الذرة الغربية هي حشره صعبه للغاية لحبل: و البروتونيوم ضيقه وقصيرة ، مما يجعل مرفق دقيق جدا مع كميه الحد الأدنى من لاصقه (شمع الأسنان في هذه الحالة) اللازمة لمنع التدخل مع افتتاح اليترا للطيران ومع الراس ، حيث الاتصال مع العينين أو هوائيات يمكن ان تؤثر علي السلوك. وفي الوقت نفسه ، يجب ان يعلق الحبل بحزم لتجنب الحرمان من هذا المنشور القوي. مظاهره الربط من البالغين الجذور الخفية هو العرض الأكثر اهميه في هذه الورقة. وينبغي ان يكون من المساعدة للآخرين الذين يعملون مع هذه أو الحشرات المماثلة حيث الطريقة تصور هنا يمكن ان يكون خيارا مفيدا.

تصف هذه الورقة الأساليب المستخدمة في الحبل بفعالية وتميز نشاط الطيران الخاص بالبالغين الغربيين من دوده الذرة التي تربيت في كثافات اليرقات المختلفة. تم اشتقاق مطاحن الرحلات والبرمجيات المستخدمة في هذه الدراسة (الشكل 1) من التصاميم المنشورة علي شبكه الإنترنت من قبل جونز وآخرون¹⁸ تم تعديل تقنيات الربط من الوصف في ستيبينغ وآخرون⁹ وكانت مجموعه من 16 مطاحن الطيران التي تقع في غرفه البيئية ، والمصممة للسيطرة علي الاضاءه والرطوبة ودرجه الحرارة (الشكل 2). استخدام هذا الاعداد أو ما شابه ذلك مع التقنيات التالية يسمح لاختبار العوامل التي قد تؤثر علي ميل الرحلة وأداء الجذور الغربية الذرة ، بما في ذلك العمر ، والجنس ، ودرجه الحرارة ، photoperiod ، وغيرها الكثير.

1. الخلفية الذرة الغربية الجذر دوده لاختبارات الطيران

ملاحظه: إذا كان عمر البالغين يجب ان يكون محكوما أو معروفا ، يجب أولا جمع البالغين في الحقل متبوعا بتربية أبنائهم إلى مرحله البلوغ للاختبار. إذا لم يكن عمر الخنفساء أو بيئة التربية الموحدة مصدر قلق ، فقد يكون من الممكن اجراء اختبار مباشر للبالغين الذين تم جمعهم ميدانيا ، ويمكن ان يبدا البروتوكول بالخطوة 2.

1. جمع ما لا يقل عن 500 الكبار الجذور الخفية الذرة الغربية من حقل ذره الفائدة لضمان الحصول علي ما يكفي من البيض لتربيه اعداد كافيه من البالغين. استخدام الشفط اليدوي لجمع البالغين من الميدان.
   ملاحظه: فمن المستحسن لجمع البالغين خلال ذروه الوفرة ، وحول أواخر يوليو في الولايات الامريكيه حزام الذرة ، لضمان جمع كل من الجنسين. سيكون معظم البالغين من الذكور إذا جمعت في وقت سابق ، في حين ان معظم سيكون الإناث إذا جمعت في وقت لاحق.
2. ضع البالغين الذكور والإناث التي تم جمعها في قفص شبكه تحتوي علي الاذن الذرة المفروم ، والانسجه ورقه الذرة ، 1.5 ٪ أجار الصلبة ، والركيزة اوفيبليس. قفص 18 × 18 × 18 سم (شبكه حجم 44 x 32, 650 μm الفتحة) يمكن ان تعقد ما يصل إلى 500 البالغين في وقت واحد.
   1. استخدام الذرة المزروعة في الحقل كمصدر للاذن الذرة ، والتي سيتم انتقاؤها في R3 ، أو مرحله الحليب من تطوير نواه¹⁹. نواه R3 اصفر خارج ، في حين ان السائل الداخلي هو ابيض حليبي بسبب تراكم النشا. يمكن تجميد أذان الذرة وتخزينها لمده تصل إلى سنه حتى تكون هناك حاجه اليها. لإطعام الدودة الخفية ، وأزاله قشر وختم الذرة إلى مقاطع أفقيه عبر حوالي 3 سم سميكه. الذرة المفرومة هو النظام الغذائي الأساسي للكبار ويجب تغييره مرتين في الأسبوع.
   2. الحصول علي أوراق من نباتات الذرة المزروعة بالاحتباس الحراري في اي عمر. سوف تختلف كميه الانسجه الورقية مع عدد البالغين في القفص. تجنب استخدام النباتات الميدانية ، لأنها قد إدخال المرض.
   3. لجعل أجار الصلبة ، ومزيج 15 غرام من مسحوق أجار مع 1 لتر من المياه DI. يسخن المزيج حتى يغلي. صب السائل في اطباق بيتري (100 مم × 15 مم) في حين انها ساخنه. وضع غطاء علي طبق بيتري مره واحده بارده ووضعها في التخزين البارد (6 درجه مئوية). يوفر أجار البالغين مصدرا للرطوبة ويجب تغييره مرتين في الأسبوع.
   4. لاعداد الركيزة [افيبوسايشن] ، مكان 40 g من التربة الحقلية منخول (< 180 μm) في طبق بيتري. بلل التربة مع الماء منزوع الأيونات. تاكد من ان التربة في الجزء السفلي من طبق بيتري يبدو الرطب. يسجل اعلي التربة المبللة باداه الابره. أزاله الركيزة اوفيبليس الاسبوعيه ووضع في حاضنه في 25 درجه مئوية و 60 ٪ RH لمده شهر واحد علي الأقل.
3. بعد احتضان البيض لمده شهر واحد ، وغسل محتويات الركيزة [افيبوسايشن] من خلال غربال 250 μm حتى تمت أزاله جميع التربة. قياس البيض عن طريق وضع البيض المغسول في اسطوانه تخرج 10 مل. هناك حوالي 10,000 البيض لكل 1 مل.
4. وضع البيض كميا في وعاء 44-mL وتغطيه مع التربة حقل ينخل (< 180 μm). الغربية الذرة الديدان الجذر البيض الخضوع للالتزام من خلال الشتاء²⁰. لكسر البويضات ، ضع البيض في التخزين البارد (6 درجات مئوية) لمده 6 أشهر علي الأقل.
   ملاحظه: قد يتم الاحتفاظ بالبيض في التخزين البارد لمده تزيد عن 5 أشهر ، ولكن تظل قابليه البويضة تنخفض مع مرور الوقت. بعد 12 شهرا ، قد يكون هناك القليل من دون فتحه.
5. بعد 5 أشهر علي الأقل ، وأزاله البيض من التخزين البارد ومكان في حاضنه في 25 درجه مئوية و 60 ٪ RH. يفقس الولدان في وقت مبكر بعد 16 يوما من الازاله من التخزين البارد.
6. مره واحده يفقس البيض ، ووضع ثلاثه حبات تنبت في الجزء السفلي من الحاويات البلاستيكية 44-mL مع الجذور المكشوفة (اي ، لا تغطيها التربة). استخدم فرشاه ناعمه لنقل 12 من الولدان إلى سطح الجذور.
7. أضافه 4.5 mL من المياه DI إلى 40 مل من التربة منخول (< 600 μm). ضع التربة المبللة فوق الحبوب المزروعة التي كانت موبوءة بالولدان وغطي الحاوية بنسيج شبكي لمنع اليرقات من الهروب.
8. في نفس اليوم الذي يتم فيه اعداد الحاوية البلاستيكية 44-mL مع الولدان ، اعداد حاويه 473-mL مع حبات الذرة التي لم تنبت. سيتم نقل يرقات الدودة الخفية إلى هذه الحاوية الأكبر في وقت لاحق. عدد من حبات يحدد كثافة يرقات المطلوب لكل مصنع. أضافه 120 غرام من خليط التربة التي تتكون من 50 ٪ التربة حقل ينخل (< 600 μm) و 50 ٪ التربة بوتينغ مبلله مع 20 مل من الماء منزوع الأيونات.
9. بعد 7 أيام ، نقل جميع محتويات الحاوية 44-mL إلى الحاوية 473-mL. وسوف تكون اليرقات الثانية الأطوار في وقت نقل.
   ملاحظه: هذا النقل إلى حاويه أكبر ضروري لتوفير اليرقات مع ما يكفي من كتله الجذر للتغذية من خلال pupation.
10. لاحظ ظهور البالغين عاده حوالي 26 يوما بعد يفقس البيض. البالغين هم منشورات نشطه عند الظهور وقد الهروب من الحاوية 473-mL عند محاولة جمعها باليد. بدلا من ذلك ، استخدام فراغ مع الطامح لجمع الكبار.
11. عزل البالغين حسب الجنس و/أو التاريخ إذا لزم الأمر للاختبار المقارن. ويمكن تحديد جنس الجذور الخفية الذرة الغربية من خلال مراقبه المورفولوجية من basitarsi الصدري²¹. الذكور لديهم واسعه ، علي شكل مربع الصدرية basitarsi ، في حين ان تلك الإناث هي ضيقه ومخروطيه الشكل.
    1. وضع خنفساء في قارورة من البلاستيك البوليسترين واضحة 45 وغطاء مع غطاء مع 6 الصغيرة (~ 1 مم قطر) الثقوب.
    2. تخدير الخنفساء. وضع نهاية أنبوب تعلق علي CO₂ منظم دبابات علي الثقوب في الغطاء والسماح للتدفق لطيف من co₂ لدخول الأنبوب لحوالي 10 إلى 15 ثانيه حتى يفقد الكبار قبضته علي جدار القارورة الكبيرة.
       ملاحظه: ستبقي الحشرة التخدير غير معباه لمده دقيقه واحده.
    3. ضع الخنفساء التخدير ، الجانب البطني حتى ، علي أسفل طبق بتري البلاستيك المقلوب. ضع بعناية الغطاء غير المقلوب لطبق بتري علي الخنفساء. تاكد من ان الرصغي من الخنفساء الصحافة ضد الغطاء ، والسماح بسهوله المراقبة من basitarsi الصدري تحت المجهر تشريح.
12. إذا كانت التجربة تتطلب ان تكون تزاوج الخنافس قبل الرحلة ، ثم استخدام الذكور علي الأقل 5 أيام من العمر لرفيق مع الإناث ظهرت حديثا.
    ملاحظه: استخدام الذكور الأكبر سنا يضمن انهم ناضجون جنسيا عند تقديمهم للإناث البكر. الإناث تنضج جنسيا عند ظهور الكبار ، في حين ان الذكور يحتاجون إلى 5 إلى 7 أيام من التطور بعد الظهور للوصول إلى النضج الجنسي^22،23.

2. بدء تشغيل برنامج مطحنه الطيران قبل اختبار الطيران

ملاحظه: ملفات البرنامج مطحنه الطيران (.vi ملحقات الملفات التي تعمل في منصة البرمجيات التجارية ، انظر جدول المواد) ويتم توفير تفاصيل لاستخدامها للتحميل عن طريق وصلات ("تحليل البيانات الروتينية" و "تعليمات مطحنه الطيران التعميم" ، علي التوالي) في "الطيران مطحنه الأسلاك والبرمجيات" قسم علي جونز وآخرون¹⁸ الموقع. إذا كانت البرامج لم تعد تعمل في الإصدارات الأحدث أو المستقبلية من منصة البرنامج ، أو إذا كان المستخدم يريد أضافه قدرات جديده ، يمكن تعديل الإجراءات التي تقدمها جونز وآخرون ¹⁸ من قبل المستخدم حسب الحاجة.

1. فتح برنامج البرنامج مطحنه الطيران (الشكل 3).
2. ادخل المعلومات ضمن علامة التبويب تهيئه .
   1. قم بتعيين وقت البدء ووقت الانتهاء للمدة المطلوبة لاختبار الطيران.
      ملاحظه: يجب ان يتم المربوطة جميع البالغين وشنت علي مطاحن الطيران قبل 30 دقيقه قبل وقت البدء. قد يستغرق شخص من ذوي الخبرة 30 دقيقه إلى 45 دقيقه لحبل واعداد الخنافس 16 لاختبار الطيران (انظر القسم 3).
   2. تعيين الحد الأدنى (دقيقه) إلى 0. وهذا يضمن ان يتم تسجيل اي كشف عن مرور ذراع الرحلة ، وهو التقصير الموصي به من قبل جونز وآخرون ¹⁸.
   3. تعيين الحد الأقصى لعتبه (دقيقه) إلى 1. هنا ، تم استخدام دقيقه واحده. هذه القيمة تعني ان 1 دقيقه يجب ان تنقضي بين الكشف عن الاستشعار من ذراع الرحلة إلى "استدعاء" نهاية الرحلة.
   4. ادخل اسما للملف.
   5. تعيين الفاصل الزمني لسجل البيانات الخام (دقيقه) إلى 1. تتحكم هذه القيمة في الفاصل الزمني الذي سيتم تجميع البيانات الاوليه من أجل الإبلاغ عن المخرجات. هنا ، يتم تعيينها إلى 1 دقيقه. وهكذا ، فان إخراج الثورات ، علي سبيل المثال ، سيتم تسجيلها في الدقيقة الواحدة.
      ملاحظه: الفاصل الزمني الفعلي بين المسح الضوئي الكتروني لنشاط جهاز الاستشعار قصير جدا ، ولكن فاصل زمني 1 دقيقه يسمح بتسجيل الدخول بمقياس دقيق بما فيه الكفاية لمعظم أغراض البحث ، بينما يقيد عدد الأسطر في مخرجات جدول البيانات إلى عدد معقول للفحص بالعين.
3. ضمن علامة التبويب معلومات الموضوع ، أملا الاعمده المسمية ID ، والنظام الغذائي ، والجنس ، والأنواع ، والتعليقات حسب الرغبة.
4. انقر علي زر البدء الموجود علي الجانب الأيسر من شاشه العرض. سيبدا البرنامج في تجميع البيانات الاوليه بمجرد ان يتطابق الوقت الحالي مع وقت البدء.

3. حبل دوده الذرة الغربية إلى مطحنه الطيران

1. ثني a 40-mm طول الأسلاك الفولاذية 28 مقياس 90 ° في المركز.
   ملاحظه: قد يكون السلك أيضا من معدن آخر مثل النحاس أو النحاس الأصفر.
2. تاخذ كميه صغيره من شمع الأسنان ، أكبر قليلا من راس الدبوس ، ولفه بين أطراف الأصابع حتى يتم تشكيل الكره. تاكد من ان الأصابع نظيفه لمنع الحطام والأوساخ والزيت من الدمج في الشمع ، لأنه قد يمنع الشمع من التصاق بالحشرة.
3. دفع واحده من نهاية 40 مم السلك عازمه في وسط الكره من الشمع.
4. تخدير البالغ الاختبار مع CO₂ كما هو موضح أعلاه (انظر 1.11.1 و 1.11.2).
5. ضع البالغ التخدير علي سطح مستو ووضع الجانب الظهري لاعلي. إذا كان الخنفساء لا يكذب تماما مسطحه علي السطح ، وتغيير موضع الساقين بحيث لا. من المهم ان الخنفساء تكمن مسطحه قدر الإمكان علي السطح لضمان تحديد المواقع الصحيح للسلك.
6. لفتره وجيزة (< 1 ق) تسخين شمع الأسنان علي السلك مع ولاعة البوتان. إذا تم تسخين الشمع لفتره طويلة جدا ، فان الشمع ذاب تسقط من السلك. لا أعاده استخدام الشمع إذا كان قد سقط من السلك ، كما انها لن تلتزم بشكل فعال لاهاب الحشرات.
7. وضع بعناية نهاية الأسلاك الفولاذية مع الشمع الأسنان ذاب علي السطح الظهري لل pronotum ، في حين تشير إلى الطرف الآخر من السلك ، (اي نهاية دون شمع الأسنان) ، علي طول الخط الأوسط من البطن. بدلا من ذلك ، أشر إلى نهاية السلك دون شمع الأسنان نحو الراس إذا رغبت في ذلك. في هذه الحالة ، سوف خنفساء تحلق دفع ذراع الطيران بدلا من سحبه. تاكد من ان الشمع ذاب لا تحصل علي اليترا أو الغرز لها ، لأنها قد تمنع أو تعيق الطيران.
8. وضع نهاية حره من السلك في افتتاح أنبوب معدني أجوف من ذراع مطحنه الطيران. تاكد من ان السلك يناسب بما فيه الكفاية لعقد في مكان عن طريق الاحتكاك. قد يكون وضع خنفساء المربوطة للطيران اما في اتجاه عقارب الدقيقة أو عكس اتجاه عقارب الرحلة.
9. فورا بعد تركيب خنفساء ، المسيل للدموع قطعه صغيره (~ 1-سم ضياء) من الورق الانسجه من انسجه أكبر. تقديم قطعه النسيج إلى خنفساء المربوطة شنقا من مطحنه الطيران للاتصال الرصغي ؛ فان معظم الخنافس فهم الانسجه والاحتفاظ بها ضد الجاذبية حتى الإفراج عنها في بداية نشاط الطيران الأول. وهذا سوف يقلل كثيرا من الهروب الاولي أو الهبوط سلوك الطيران.
   ملاحظه: ينبغي ان يقتصر الوجود البشري في غرفه اختبار الطيران علي ربط وأزاله البالغين من مطاحن الطيران. فتره الاختبار عاده لا تبدا حتى 30 دقيقه علي الأقل قد انقضت منذ المرفق (انظر ملاحظه تحت 2.2.1) ، والبشر لا ينبغي ان تكون موجودة في غرفه الطيران خلال هذا الوقت أو خلال فتره الاختبار نفسها.
10. أزاله جميع البالغين التي تم اختبارها علي متن الطائرة بعد الانتهاء من اختبار مطحنه الطيران. أزاله حبه الشمع التي تربط الحبل إلى البروتونيوم عن طريق تقشير بلطف الأسلاك بعيدا عن البروتونيوم. سيفصل الشمع بسهوله دون الاضرار بالبشرة ، مما يجعل الحشرة متاحه لمزيد من التجريب إذا رغبت في ذلك.

4. حفظ البيانات التي تم جمعها من برنامج مطحنه الطيران.

1. قد يتم تعيين البرنامج اما يدويا أو تلقائيا. إذا تم تعيين البرنامج إلى يدوي ، ثم المستخدم يجب إنهاء البرنامج بالنقر فوق "زر إيقاف ". إذا تم تعيين البرنامج إلى تلقائي، سيتوقف البرنامج عن تجميع البيانات الاوليه بمجرد ان يتطابق الوقت الحالي مع وقت الانتهاء.
2. انقر فوق إنهاء بعد انتهاء فتره اختبار الطيران.
3. تاكد من ان يتم حفظ ملف TDMS تحت اسم الملف الذي تم إدخاله اثناء تهيئه البرنامج (الخطوة 2.2).
4. انقر علي ملف TDMS واحفظ المستند كجدول بيانات (. xlsx).

5. استرداد معلمات الطيران من جدول البيانات المحفوظ (. xlsx)

ملاحظه: يمكن ان يكون جدول البيانات مخصصا مصمما لمعالجه إخراج المعلومات الاوليه من برنامج مطحنه الطيران. هنا ، كان البرنامج نفسه كما وصفها جونز وآخرون ¹⁸، ولكن تم أضافه روتين إضافي للاعتراف وتلخيص أطول رحله دون انقطاع من قبل الحشرات الفردية خلال فتره الاختبار.

1. بالنسبة لكل فرد يشارك في نشاط الطيران ، سيتضمن جدول البيانات المعلومات التالية: رقم الرحلة ، وإجمالي الثورات ، ووقت البدء ، ووقت الانتهاء ، ومده الرحلة بالدقائق.
   1. لحساب إجمالي المسافة المقطوعة خلال فتره الاختبار ، جمع العمود المسمي "توتال ريفس" واضربه بالمسافة المقطوعة لكل ثوره. المسافة لكل ثوره تعتمد علي طول ذراع الرحلة من المحور المركزي إلى الحشرة المرفقة. علي سبيل المثال ، إذا كانت هذه المسافة 15.9 سم ، فان كل ثوره تعادل متر واحد. ويمكن أيضا العثور علي العدد الإجمالي للثورات في علامة التبويب "إحصائيات الاختبار".
   2. لحساب المدة الاجماليه الجوية خلال فتره الاختبار ، جمع العمود المسمي ' مده الرحلة (دقيقه) '.
   3. لتحديد المسافة ومده أطول رحله متواصلة ، انتقل إلى علامة التبويب "إحصائيات الاختبار" وابحث تحت العمود المسمي ' أطول رحله # '.
   4. يمكن حساب سرعه الطيران عن طريق تقسيم المسافة المقطوعة بحسب مده الرحلة. بالنسبة للحشرات ، يتم التعبير عن السرعة بشكل شائع في م/ث أو كم/ساعة.

ويبين الشكل 4 أمثله تمثيليه للنواتج المتوقعة بعد اختبار الطيران. وتم الحصول علي بيانات الرحلات من العمل التجريبي الذي اجري في قسم علم الحشرات في جامعه ولاية أيوا. وقد تم المربوطة سته أيام من العمر ، تزاوج البالغين الإناث الجذور الغربية الذرة الجذر إلى مطاحن الطيران ووضعها في غرفه البيئية التي تسيطر عليها تعيين في 14:10 L:D ، 60 ٪ RH ، و 25 درجه مئوية. وتركت الخنافس علي مطاحن الطيران لمده 22 ساعة متتالية ابتداء من 30 دقيقه قبل بدء الفجر المحاكي ، وسجل نشاطها في الطيران (الشكل 4). وقد تم محاكاة الفجر والغسق من خلال تغيير مبرمج وتدريجي في شده الضوء من الكامل إلى الكامل عند الفجر (أو العكس عند الغسق) خلال فتره 30 دقيقه. التبويب الأول في جدول البيانات الناتج يلخص البالغين الفردية التي تم اختبارها ، وذلك باستخدام المعلومات التي تم إدخالها من الخطوة 2.3. تتضمن علامات التبويب اللاحقة بيانات الرحلة لكل فرد. يتم تسميه علامتي التبويب الأخيرتين ' RAW DATA ' و ' إحصائيات الاختبار '. "البيانات الخام" يشمل وقت نشاط الطيران لجميع الافراد. "إحصائيات الاختبار" تشير إلى أطول رحله متواصلة لكل خنفساء ، وملخصات لمده أطول رحله دون انقطاع في دقائق ، وإجمالي الوقت المستغرق في الطيران خلال فتره الاختبار في دقائق ، والعدد الإجمالي للثورات خلال فتره الاختبار. الطوابع الزمنيه لبداية ونهاية كل رحله مستقله تسمح بتحليلات دوريه الطيران.

لخنفساء الإناث المربوطة إلى طاحونة الطيران #2 (الشكل 4B) ، يعرض جدول البيانات عدد الرحلات الجوية ، مجموع الثورات لكل رحله ، ووقت البدء والانتهاء من كل رحله ، ومده كل رحله. وتعمل هذه الأنثى في عده رحلات مستقله ، معظمها قصير جدا. مهما, في رحله #5 سافر الأنثى 1,258 [م] (اي يساوي الرقم الثورات في هذا حاله, لان البعد لكل ثوره كان 1 [م]) علي [37.8-مين] فتره من رحله متقطعه. الخنفساء الإناث المربوطة إلى طاحونة الطيران #1 (الشكل 4C) لم تشارك في الطيران خلال فتره الاختبار ، لذلك يتم عرض جدول بيانات فارغه.

علي سبيل المثال ، يتم عرض النتائج من مقارنه بسيطه لخصائص الرحلة بين مجموعتين من الجذور الانثويه الغربية للذرة. تم جمع البالغين في حقول الذرة التجارية من موقعين في ولاية أيوا وسمح لل oviposit في المختبر. تم جمع البيض ، وتربي ذريه كما هو موضح في الخطوة 1 من البروتوكول في كثافة ما بعد الولادة (الخطوة 1.9) من 12 اليرقات في 36 الشتلات. وكانت الإناث البالغات الناتجة مربوطه ومختبره علي النحو الموصوف في الخطوتين 2 و 3. ويبين الجدول 1 موجزا لمعلمات الرحلات الجوية من البيانات الاوليه المستردة من برنامج مطحنه الطيران علي النحو الموصوف في الخطوتين 4 و 5. وتشير بارامترات الرحلة الاجماليه إلى مجموع جميع الرحلات الجوية للفرد خلال فتره الاختبار البالغة 22 ساعة ، بينما تشير أطول بارامترات الرحلة إلى أطول رحله متواصلة اثناء الاختبار.

الشكل 1 الحشرات مصانع الطيران المستخدمة للتجارب المربوطة. (ا) طاحونة الطيران الكاملة للحشرات و (ب) الجزء العامل من مطحنه الطيران. (ا) الجزء العامل من مطحنه الطيران هو دائري ، (B) (1) 1 متر أنبوب الذراع الطيران ، (2 ، 3) الطارد الفريت المغناطيس الدائري ، (4) الرقمية الاستشعار تاثير قاعه ، (5) المغناطيس الصغيرة حلقه النيكل تستخدم لتحريك جهاز الاستشعار ، و (6) أنبوب الجدار رقيقه ناقص ("دبوس المركزية") التي تفصل بين المغناطيس صد (2 ، 3). مطاحن الطيران تعديل قليلا من التصميم الأصلي من جونز وآخرون¹⁸  الرجاء انقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2 مكونات الغرفة البيئية مطحنه الطيران. (A) ميزات الغرفة الخارجية تشمل (1) انتليوس وحده تحكم ، (2) لوحه التحكم ، و (3) قطع الطاقة الرئيسية. (B) وتشمل ميزات الغرفة الداخلية (1) وحده مبردات (خلف لوحه السقف) ، (2) وحدات LED ، (3) وحدات رفوف ، و (4) المرطب عموم من نوع.  يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3 واجهه من برنامج الرحلة مطحنه البرمجيات. (ا) علامة التبويب الاولي ، المسمية ' تهيئه ' ، تتطلب معلومات بما في ذلك أوقات البدء والانتهاء ، واسم الملف. (ب) علامة التبويب الثانية ، المسمية "معلومات الموضوع" ، لا تتطلب إدخال اي معلومات ، ولكن يتم استخدامها للتمييز بين الافراد المتعددين الذين تم تقييمهم في اختبار طيران واحد. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4 بيانات الرحلة التمثيلية من الإناث 6 أيام من العمر الخنفساء الجذور الخفية الذرة الغربية. (ا) يلخص التبويب الأول من الناتج المعلومات المتعلقة بسبعه افراد تم اختبارهم في يوم معين. (ب) بيانات الرحلات الجوية للإناث في طاحونة الطيران #2 (FM # 2) ، التي تشارك في رحلات جوية مستقله متعددة خلال فتره الاختبار التي تستغرق 22 ساعة. (ج) لم تقم الأنثى التي وضعت في طاحونة الطيران #1 (FM # 1) بالتحليق اثناء فتره الاختبار التي تستغرق 22 ساعة ، مما أسفر عن جدول بيانات فارغ.  يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1 متوسط (± SE) الأداء علي مطاحن الطيران من الإناث الجذور الخفية الذرة الغربية من موقعين في ولاية أيوا. أطول رحله تشير إلى أطول رحله متواصلة (اي مستمرة) يقوم بها كل فرد خلال فتره الاختبار.

يعتبر سلوك الطيران الخفي للذرة الغربية أمرا مهما لابتكار خطط أداره المقاومة الفعالة. وقد درس سلوك الطيران من هذه آلافه في المختبر باستخدام أساليب مختلفه بما في ذلك الرسوم البيانية ، وانفاق الطيران ، ومطاحن الطيران. المطاحن الطيران ، كما هو موضح والموضحة في هذه الورقة ، تسمح الحشرات لجعل الرحلات الجوية دون انقطاع بحيث يمكن للباحثين تحديد معالم الرحلة مثل المسافة ، والمدة ، والدورية ، وسرعه الرحلات الفردية ، علي مدي فتره اختبار كامله.

الخطوة الأكثر تحديا في بروتوكول لتجريب مطحنه الطيران مع الجذور الخفية الذرة الغربية ، كما هو الأمر بالنسبة لمعظم أنواع الحشرات ، وتطبيق بشكل صحيح حبل للكبار (الخطوة 3). وهذا يمكن ان يكون مهمة صعبه بسبب كميه صغيره من مساحة السطح المتاحة علي البروتونيوم لمرفق السلك ، فضلا عن كميه وفيرة من الشمع الطبيعي علي سطح البشرة. المهمة هي أكثر صعوبة من قبل الوقت المحدود المتاحة لتطبيق الحبل قبل ان تبدا الحشرة لأثاره كما انه يخرج من CO₂ التخدير. ومن المهم ان يصطف الحبل بشكل صحيح ويلتصق بالخنفساء في خلال فتره الاختبار. إذا كان الحبل غير المنحازة ، قد يكون الخنفساء وقتا صعبا الانخراط في الطيران بينما في طاحونة الطيران ، مما ادي إلى مسافة اقل الوقائع ، والمدة ، والسرعة. قد الخنفساء الهروب خلال فتره الاختبار إذا كان الشمع الأسنان لا تلتزم السلك بقوة كافيه لل pronotum. ولذلك ، فمن المهم ان يكون نظيفه ، والأيدي ثابت ، والشعور جيده لتسخين الشمع إلى درجه حرارة قابله للتطبيق ، والثقة في حين الربط الخنافس ، وجميعها قابله للتحقيق مع الممارسة المناسبة.

ويجب اتخاذ قرار بشان ما يشكل حدثا جويا مستقلا بحيث يمكن تعيين قيمه العتبة القصوى (الخطوة 2-2-3). يجوز للفرد اجراء اي رحلات جوية ، رحله واحده ، أو عشرات الرحلات خلال فتره الاختبار ، اعتمادا علي نشاط التوقف والذهاب ، ولكن أيضا علي قيمه الحد الأقصى المعينة. القيمة الافتراضية التي تم الإبلاغ عنها من قبل جونز وآخرون¹⁸ هي 5 ليالي. في هذه الدراسة من الجذور الخفية الذرة الغربية ، تم تعيين عتبه ماكس في 1 دقيقه. الاعداد الأنسب هو دعوه الحكم علي أساس أنواع الحشرات وأهداف الباحث. وهناك مقايضه. الحشرة التي تغادر الطيران ولكنها تستمر في الدوران لواحد أو أكثر من الثورات بسبب الزخم ستكون تلك الثورات تحسب بشكل غير صحيح كجزء من الرحلة السابقة عندما يتم تعيين القيمة إلى 1 دقيقه. إذا تم تعيين القيمة في 5 ثانيه ، لن يتم احتساب معظم الثورات الاضافيه غير الطائرة سيتم إنهاء تسجيل تلك الرحلة بشكل صحيح. من ناحية أخرى ، في بعض الأحيان الحشرات تبطئ رحلتها إلى حد كبير في محاولة للسيطرة علي اتجاهه ، إلى الأرض ، أو لأسباب أخرى ، ثم يستانف تحلق بسرعة اعلي دون اي وقت مضي توقفت عن الطيران النشط. مثل هذا السلوك علي المطاحن الطيران هو شائع وقد لوحظ في الجذور الخفية الذرة الغربية. فانه غالبا ما يتم تسجيل كرحلين منفصلتين عندما يتم تعيين عتبه الحد الأقصى إلى 5 ثانيه ، ولكن سيتم تسجيلها بشكل صحيح كرحله دون انقطاع عندما يكون الحد الأدنى 1 دقيقه. تحت عتبه 1-دقيقه ، ومع ذلك ، فان رحله الحشرة التي تتوقف حقا تحلق ثم يستانف الطيران في غضون دقيقه واحده سيتم تسجيلها بشكل غير صحيح كما لم تتوقف.

ويمكن استخدام حد ادني لعتبه الرحلة الجوية (علي سبيل المثال ، رحله واحده علي الأقل لمده دقيقه واحده علي الأقل) لاستبعاد اي بالغين قد يكونون قد تضرروا اثناء المناولة أو كانوا في حاله صحية سيئه ، من تحليلات أخرى. والمقايضة من الحماية ضد مثل هذه الأصفار الزائفة (أو الرحلات القصيرة الزائفة) هي امكانيه استبعاد الأصفار الحقيقية (أو الرحلات القصيرة الحقيقية) ، اي الافراد الأصحاء ولكنهم لم يكونوا متحمسين للطيران. يجب علي الباحث ان يقرر كيفيه التعامل مع الأصفار (أو رحلات قصيرة جدا) علي أساس أهداف التجربة ، وكذلك اي نوع من الخطا هو علي الأرجح والذي هو الأقل مرغوبة عندما يتعلق الأمر تفسير النتائج. الاضافه إلى ذلك ، تحدث مشكله شائعه عندما يحدث موقف ذراع الطيران دعم خنفساء غير نشطه ان تكون مباشره علي مدي ، أو قريب جدا ، والاستشعار ، حيث حركات صغيره من الذراع الناجمة عن حركات غير الطيران من الحشرات أو تيارات الهواء طفيف في قد تكون سجلت زورا الغرفة والثورات. لمنع هذه القطعة الاثريه المنهجية من تضخيم وتيره أقصر فترات الطيران ، فمن المستحسن لاستبعاد جميع الرحلات التي تدوم ≤ 1 دقيقه من التحليلات. هذا نوع من [ارتيبل] يقرا, ان هو يذهب فوق لوقت طويلة, يستطيع أيضا نتجت في [نوسنتيكلي] سرعه عال ([ا. غ.], > 2 [م/ث]) ل يسجل "رحله"; عند الكشف عنها ، ينبغي حذف بيانات "الرحلة" هذه لذلك الشخص.

علي الرغم من ان الدراسات مطحنه الطيران قدمت رؤى هامه في الغربية الذرة الجذور سلوك الطيران ، كما هو الأمر مع اي نوع من الأنواع هناك مضاعفات في المرتبطة رحله المربوطة إلى رحله طبيعيه في الميدان²⁴. يتم تعليق حشره علي مطحنه الطيران ، والتي توفر الدعم الراسي لوزنها. التالي ، فان الطاقة المستهلكة لتوفير المصعد اثناء الرحلة الطبيعية قد لا تستثمر من قبل الحشرات المربوطة علي مطاحن الطيران²⁵. من ناحية أخرى ، يجب ان الحشرات المربوطة توفير المزيد من الزخم من في الطيران الحر للتغلب علي الاحتكاك في المحور ، والوزن المضاف للذراع الطيران ، والسحب الايروديناميه من الذراع الطيران^25،26. الرحلة الطبيعية لجذور الذرة الغربية تحدث أيضا في بعض الأحيان علي ارتفاعات فوق طبقه حدود الرحلة²⁷، حيث يمكن ان تتاثر المسافة المغطية اثناء الرحلة بشده بسرعات الرياح التي هي أكبر بكثير من سرعه الطيران بدون مساعده الحشرة ²⁸. الطيران ميلز فرض رحله أحاديه الاتجاه ، بحيث المسافة الجوية قد يبالغ في النزوح الكلي في الميدان حيث مسار الطيران قد يكون التعرج. توفير الاتصال الرصغي مع قطعه صغيره من الانسجه بعد تركيب الحشرة علي مطحنه الطيران (الخطوة 3.9) يقلل من رحله الهروب الاوليه ، فضلا عن نشاط الطيران المرتبطة بمحاولة للهبوط. ومع ذلك ، مره واحده الخنفساء يسقط الانسجه اثناء التجربة ، وتواجه نفس المشكلة من عدم القدرة علي إنهاء الرحلة عن طريق الهبوط. وقد استخدمت أنظمه actograph البديلة في تجارب الطيران المختبر مع المربوطة⁸,⁹ أو غير المربوطة^{7 الغربية الذرة}الجذر. في حين انها تخفف من مشكله إنهاء الرحلة من خلال السماح بالاتصال العفوي التلقائي ، فان المقايضة هي عدم القدرة علي قياس مسافة الطيران أو السرعة. وعلي الرغم من هذه القيود ، فان مطحنه الطيران مفيده جدا كاداه مقارنه لدراسة كيفيه تاثير مجموعه متنوعة من العوامل التنموية والاحيائيه وغير الحيوية علي ميل الحشرات للانخراط في الطيران ، وكيفيه تاثر سلوك الطيران نفسه. عندما يقترن مع غيرها من الادله ، مثل تلك التي قدمتها مارك-التقاط التجارب²⁹، فخ البيانات³⁰، وتقديرات تدفق الجينات³¹، الرؤى الفريدة التي تم الحصول عليها من تجارب مطحنه الطيران تسهم نحو شمولية فهم من انتشار الذرة الخفية الغربية في الميدان وعواقبه علي مستوي السكان.

وليس لدي المؤلفين ما يفصحون عنه.

وكانت المؤسسة الوطنية للعلوم التابعة للمؤسسة ، وهي مركز تقنيات أداره المفصليات ، تحت المنحة رقم E.Y.Y. ، مدعومة بالدراسات العليا. IIP-1338775 ، وشركاء الصناعة.