Name: rearing and long-term maintenance of eristalis tenax hoverflies for research studies
Uploaded: 2018-05-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 50 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rearing and Long-Term Maintenance of Eristalis tenax Hoverflies for Research Studies at JoVE.com

A pesquisa em nosso laboratório atualmente é financiada pelo Conselho australiano de pesquisa (arco, DP170100008 e DP180100144), nos força aérea escritório de investigação científica (AFOSR, FA9550-15-1-0188) e Stiftelsen Olle Engkvist Byggmästare (2016/348). Agradecemos por membros do laboratório que contribuíram para o desenvolvimento de ações hoverfly, Cederholms Lantbruk e M C & T L verde & filho para acesso a esterco de vaca e hoverflies em suas fazendas, e permite que a Adelaide e Uppsala Botanic Gardens para coleta e suporte contínuo.

1. a criação em cativeiro E. tenax colônia
<ol><li>Estabelecer a colônia através da coleção de larvas maduras (etapa 1.2) ou, alternativamente, através da coleção de hoverflies de voo livre (etapa 1.3).</li>
	<li>
Coleção de larvas maduras
	<ol>
<li>Coletar o segundo e terceiro estádio as larvas dos poços de estrume em fazendas de gado. Nota: As larvas maduras são mais fáceis de encontrar durante o início da sua fase migratória, como eles procuram activamente um ambiente escuro e seco para empupar. Isto tende a ser perto das fronteiras de estrume poços onde o estrume úmido é perto de áreas mais secas, que contém grandes quantidades de palha. Foram coletados sob permissão de uma fazenda de gado, perto de Uppsala, Suécia.</li>
		<li>Conforme descrito no passo 3.2 da retaguarda larvas maduras em estrume de vaca.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Coleção de Hoverflies selvagens
	<ol>
<li>Recolher hoverflies selvagem pela rede no campo, geralmente de jardins botânicos e parques onde há uma abundância de plantas. Nota: Nós coletamos sob permissão de vários locais, incluindo qualquer um dos jardins botânicos Adelaide três, uma fazenda de gado leiteiro, em Myponga, sul da Austrália e em diversos jardins botânicos e parques ao longo de Uppsala, Suécia.</li>
		<li>Campo casa recolhidos hoverflies conforme descrito na etapa 2.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. habitação e a longo prazo de manutenção de Hoverflies
<ol><li>Hoverflies em sacos plásticos de 30 cm x 45 cm para grupos de 20 ou menos, ou em um inseto gaiola de criação da casa (25 x 25 cm x 25 cm) para grupos maiores.</li>
	<li>Providenciar comida e água ad libitum, sob a forma de grãos de 10-20 de abelha pólen e 2-3 mL mel colocada em cima de várias bolas de algodão úmido. Nota: Para a habitação em sacos de plástico, é importante que as bolas de algodão são húmidas mas não excessivamente saturadas, como qualquer acúmulo de água dentro do saco pode ser prejudicial para as taxas de sobrevivência. Por outro lado, para habitação em gaiolas de criação de insetos, os lados de malha permitem evaporação significativa ocorrer. Bolas de algodão, portanto, devem ser colocadas em um recipiente raso e ser totalmente saturadas.<ol>
<li>Deixe hoverflies para alimentar por 6 horas à temperatura ambiente.</li>
		<li>Coloque hoverflies com comida e água na sua habitação, no frigorífico a 8-10 ° C e mantenha-se na mais completa escuridão. Nota: Armazenar hoverflies 8-10 ° c na escuridão faz com que o hoverflies entrar em um estado de hibernação, com uma redução da atividade e a taxa metabólica.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Cada 3-4 dias retire hoverflies da geladeira, assim quebrando a hibernação artificial e permitindo tanto alimentação e aliciamento para ocorrer.<ol>
<li>Transferência de hoverflies para um novo saco de plástico ou uma gaiola limpa inseto com alimentos frescos e água. Esta transferência também pode ser feita manualmente, para pequenas quantidades de moscas, ou utilizando phototaxis, para números maiores.</li>
		<li>Para utilizar phototaxis, junte-se a uma gaiola limpa inseto para a antiga, garantir que haja uma abertura para o hoverflies para mover-se livremente entre os dois sem escapar. Cobrir a gaiola de inseto idade com um tecido opaco. O hoverflies se moverá em direção à luz e na gaiola limpa insecto.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Permitir que hoverflies alimentar e noivo à temperatura ambiente durante 6 h.</li>
	<li>Retorne hoverflies, com a comida e a água na sua habitação, em geladeira a 8-10 ° C na mais completa escuridão. Isso reinicie a hibernação artificial do hoverflies.</li>
	<li>Continue a quebrar cíclico de hibernação, a cada 3-4 dias, para garantir a saúde e a longevidade de hoverflies para a duração do seu cativeiro.</li>
</ol>3. laboratório crescimento de E. tenax
<ol><li>Traseiras larvas maduras coletadas de fazendas de gado (passo 3.2) ou alternativamente traseira ovos postos por fêmeas capturadas selvagens gravid (passo 3.3).</li>
	<li>
Laboratório de criação de larvas maduras das fazendas de gado
	<ol>
<li>Coloque as larvas coletadas em estrume de vaca de fazendas de gado em baldes de 30 L.</li>
		<li>Coloque o balde, contendo larvas maduras, dentro de uma caixa maior ou saco (volume mínimo de 50-60 L) e coloque as aparas de madeira de 20-30 L até a altura da borda da caçamba. Nota: Isto permite 3rd ínstar larvas para invadir as aparas de madeira e empupar.</li>
		<li>Pendure um mosquiteiro em camadas dobro do teto permitindo que ele fique pendurado as caixas e/ou sacos, garantindo assim que as larvas nem qualquer hoverflies emergentes pode escapar. Nota: Como medida de precaução, fita adesiva dupla face pode ser usada para cercar a configuração, como qualquer escape larvas vão ficar preso e pupate nesta fita. Se isso acontecer, remova as pupas antes da eclosão.</li>
		<li>Tanto as larvas e pupas em temperatura ambiente (21,5 ± 2,5 ° C), da casa e expor ou luz solar indireta, bem como as luzes da sala durante o expediente ou manter-se em um ciclo de luz: escuro de 12 h luz: 12h escuro. Nota: A exposição à luz 24 h pode ser prejudicial para as taxas de sobrevivência. Para larvas coletadas em vez de pupa de fazendas de gado variarão de 1 - 20 dias após a colheita, dependendo de sua maturidade no momento da coleta.</li>
		<li>Fornecer comida e água dentro o enforcamento mosquito net recinto (como preparado no passo 2.2) antes da data esperada eclosão e substituir a cada 2-3 dias. Eclosão ocorrerá de 7 a 10 dias após a pupação.</li>
		<li>Permitir que emergentes hoverflies para alimentar por 6 horas à temperatura ambiente antes de colocá-los na carcaça conforme descrito na etapa 2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Laboratório de criação de ovos postos por Gravid fêmeas selvagens capturados
	<ol>
<li>Verifique hoverfly habitação para ovos, tanto antes de mudar de habitação (etapa 2) e antes de retorná-los para o frigorífico. Oviposição por selvagens capturados gravid fêmeas ocorre em ambos os 8-10 ° C e à temperatura ambiente.<ol>
<li>Coloque os ovos em uma 100 x 20 mm placa de Petri contendo 70 mL de água da torneira e manter à temperatura ambiente até que ocorra a eclosão, geralmente 2-3 dias após a oviposição.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Lugar dos ovos as larvas em um balde de 2,3 L contendo 1L de fezes frescas de coelho e 1 L de água da torneira.<ol>
<li>Verifique o chorume cada 2-3 dias e adicionar água da torneira adicional conforme necessário, para garantir que o chorume não secar antes das 3rd ínstar larvas emergem.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Coloque o balde, contendo as larvas no chorume de fezes de coelho, dentro de uma caixa maior (volume mínimo 30 L) contendo 20 L de aparas de madeira. Certifique-se das que aparas de madeira são até a altura da borda da caçamba. Nota: Isto permite 3rd ínstar larvas para invadir as aparas de madeira e empupar.<ol>
<li>Coloque um mosquiteiro duplo em camadas sobre a caixa para garantir que as larvas nem qualquer hoverflies emergentes pode escapar.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Tanto as larvas e pupas em temperatura ambiente (21,5 ± 2,5 ° C), da casa e expor ou luz solar indireta, bem como as luzes da sala durante o expediente ou manter-se em um ciclo de luz: escuro de 12 h luz: 12h escuro. Nota: A exposição à luz 24 h pode ser prejudicial para as taxas de sobrevivência.</li>
		<li>Espera que a pupa de ocorrer após 15-20 dias. Coletar as pupas e coloque em uma gaiola de inseto, permitindo hoverflies para eclose lá.</li>
		<li>Fornecer água e comida (como preparado no passo 2.2), antes da data esperada eclosão - eclosão irá ocorrer de 6 a 10 dias após a pupação - e substituir a cada 2-3 dias.</li>
		<li>Permitir que emergentes hoverflies para alimentar por 6 horas à temperatura ambiente antes de colocá-los em habitação, conforme descrito na etapa 2. Nota: Tanto a pupa de larvas e a eclosão de pupas podem ser adiadas por armazenamento na escuridão a 8-10 ° C. Para essa finalidade, armazene as larvas no chorume de fezes de coelho e pupas em aparas de madeira.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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Series B, Biological Sciences. 268, 1071-1080 (2001).</li><li>Holland, B., Rice, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+removal+of+sexual+selection+reverses+intersexual+antagonists+coevolution+and+removes+a+reproductive+load.">Experimental removal of sexual selection reverses intersexual antagonists coevolution and removes a reproductive load.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 96, 5083-5088 (1999).</li><li>Thyselius, M., Nordstr&#246;m, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hoverfly+locomotor+activity+is+resilient+to+external+influence+and+intrinsic+factors.">Hoverfly locomotor activity is resilient to external influence and intrinsic factors.</a> Journal of Comparative Physiology A. 202 (1), 45-54 (2016).</li><li>Heal, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colour+patterns+of+Syrphidae:+1.+Genetic+Variation+in+the+dronefly+Eristalis+tenax.">Colour patterns of Syrphidae: 1. Genetic Variation in the dronefly Eristalis tenax.</a> Heredity. 42 (2), 223-236 (1979).</li><li>Ireland, S., Turner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+larval+crowding+and+food+type+on+the+size+and+development+of+the+blowfly,+Calliphora+vomitoria.">The effects of larval crowding and food type on the size and development of the blowfly, Calliphora vomitoria.</a> Forensic Science International. 159, 175-181 (2006).</li><li>Dolley, W. L., Golden, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+sex+and+age+on+the+temperature+at+which+reversal+in+reaction+to+light+in+Eristalis+tenax+occurs.">The effect of sex and age on the temperature at which reversal in reaction to light in Eristalis tenax occurs.</a> Biology Bulletin. 92 (3), 178-186 (1947).</li></ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Usando nossas técnicas (Figura 1) hoverflies foram mantidos no laboratório por um período de mais de 1 ano e utilizados com sucesso em experimentos comportamentais após 7 meses em cativeiro39. Com efeito, mesmo que pareça contra-intuitivo, mantendo o hoverflies em um ambiente mais natural, sob a luz de h 12:12 h condições de escuras, à temperatura ambiente, substancialmente diminui sua expectativa de vida de 2-3 meses. Manutenção E. tenax em nosso ciclo de hibernação artificial para mais de um ano é significativamente maior do que o anterior tentativas usando protocolos diferentes (77 dias33, 4 meses9, 18 semanas30). O principal fator que influencia este aumento da longevidade é provável que o uso de hibernação artificial a 8-10 ° C. Ciclicamente quebrando a hibernação, a cada 3-4 dias (etapa 2, Figura 1), permitimos que hoverflies para alimentar e lavamo-nos, mantendo assim o estado nutricional e o bem-estar do hoverflies, como evidenciado por um aumento observado em peso ( Figura 4) e nenhuma alteração na atividade locomotora, mesmo após longos períodos em cativeiro (Figura 3e ver39). Na verdade, relatos na literatura de tentativas malsucedidas de hibernação artificial não quebrar o ciclo de hibernação, levando assim ao aumento da mortalidade e a presença de molde9.
Além disso, existe alguma controvérsia em toda a literatura sobre a prestação de pólen como fonte de alimento. Vários trabalhos afirmam que o pólen de abelha não é suficiente, especificamente para oviposição, e apenas a disposição de pólen seco ou com efeito fresco é adequado9,29. Nossos resultados indicam que complementando o pólen de abelha com mel e água, vemos tanto a longevidade e a oviposição, mesmo após longos períodos de cativeiro, com um aumento de peso, visto em ambos os sexos (Figura 4) e oviposição ainda ocorrem em fêmeas depois de mais de 5 meses em cativeiro39. Este aumento da longevidade nos permite estudar os comportamentos de hoverflies em todas as fases da vida.
No campo, hoverflies femininos são fertilizados antes da hibernação sazonal e permanecem em diapausa reprodutiva, onde o esperma é armazenada e oócitos permanecem subdesenvolvidos, até a primavera de28. Dado que uma fêmea típica é capaz de 3000 ovos em 60 dias29, a criação desses ovos, portanto, é uma maneira rápida e eficiente para aumentar a nossa população em cativeiro. No entanto, nossa compreensão atual dos fatores que levam ao desenvolvimento do oócito após um período de hibernação são limitadas. Temperatura, umidade, intensidade de luz e estado nutricional têm sido sugeridos como jogar um papel no controle reprodutivo diapausa28,40. Manipulação experimental de tais fatores pode levar a uma maior governança da tempestividade de oviposição e taxas.
Da mesma forma, nós com sucesso atrasaram o desenvolvimento das larvas, bem como a eclosão de pupas, pelo armazenamento na escuridão a 8-10 ° C por 2 semanas, apesar de viabilidade pode ser muito mais tempo. Com efeito, Heal30 relataram um aumento de duração pupal de até 37 dias quando a temperatura pupal caiu de 25 ° C a 10 ° C. Empregando estas estratégias e atrasando a produção de ovos e/ou o desenvolvimento de pupas permitiria uma maior manipulação da demografia da população em cativeiro.
Enquanto consistência temporal de abastecimento é da maior importância para os nossos requisitos de grande rendimento, isso pode ser mais importante para outros usos, tais como a polinização em estufas. Achamos que quando usando a nossa técnica com fezes de coelho, temos 163 ± 34 eclosed hoverflies de cada ninhada de ovos (N = 3). Dado que um típica fêmea põe até 200 ovos40, talvez possamos aumentar esse rendimento por qualquer competição decrescente de superlotação e comida, ou ajustando a temperatura, como estas têm sido implicadas como afectando significativamente o crescimento larval9 ,31,40,41. No entanto, não há nenhuma indicação de que a base da mídia influencia grandemente rendimento32. Além disso, ao contrário de fezes de outros animais vertebrados29,30,31,42, fezes de coelho é relativamente odor livre, permitindo que a colônia ser mantido em condições laboratoriais normais sem a necessidade de ventilação adicional. Diminuindo a densidade de larvas nos meios de comunicação, ou adicionando nutricional suplementos tais como fermento, bem como manter uma temperatura constante entre 20-25 ° C, é provavelmente suficiente para plenamente optimizar o rendimento31,32, 40.
Os aspectos práticos de coleta de um número suficiente de livremente voando hoverflies, ou sustentar uma população cativa geneticamente diversificada, são ambos impraticável e tempo restritivos para projectos de investigação em pequena escala. Portanto, a prole de fêmeas acasaladas selvagens de criação e complementando suprimentos com colheita de larvas maduras7, permitir que as opções mais práticas para uso durante todo o ano de E. tenax em um ambiente de pesquisa. Esses métodos são limitados pelas épocas em que coleção pode ocorrer, há uma necessidade de ambos garantindo a longevidade dos adultos hoverflies e criação de ovos postos por capturou as mulheres gravid.

Hoverflies estão emergindo como modelos úteis para investigar uma série de questões científicas, incluindo comportamento de voo1, mecanismos neurais subjacentes movimento visão2, polinização eficiência3,4, 5 , 6 e imunidade microbial7. No entanto, ao contrário de alguns outros modelos frequentes, tais como drosófila8, há não há protocolos padronizados para a criação de laboratório de hoverflies para uso em pesquisa científica. Com efeito, mesmo que a atual literatura descreve métodos para reprodução o hoverfly Eristalis tenax, muitos destes são desenvolvidos para o cultivo em massa de hoverflies para a polinização de culturas, bio-degradação de resíduos orgânicos, ou estudos anatômicos 9 , 10 , 11. assim, eles não aborda a necessidade de um protocolo de fácil que fornece uma fonte consistente de saudável hoverflies robusto, embora mantendo a aptidão genética da população.
Seguindo abelhas e zangões, hoverflies são um dos mais importantes selvagem, generalista polinizador grupos12,13. Há cerca de 6000 hoverfly espécies em todo o mundo14,15, com mais de 300 espécies 75 gêneros na Suécia16 e mais de 300 espécies, 69 gêneros na Índia17,18,19. Por exemplo, a marmelada agricultural importante hoverfly Episyrphus balteatus e a mosca de drone, tenax Eristalis, que enfocamos aqui, são encontrados em toda a Europa, América e Ásia6,16, 17,18,19,20,21,22,23,24,25. Hoverflies não são igualmente ativos durante todo o ano, nem durante todo o dia. Com efeito, não só a temporada e a hora do dia, mas também as flutuações na intensidade da luz, temperatura, umidade e velocidade do vento, afetam os padrões de atividade de hoverflies26,27. No campo, Eristalis pode ser encontrada em qualquer época do ano em climas mediterrânicos11, mas os números de hoverflies ativo são muito mais baixos no inverno. Inversamente, em climas frios e temperadas, Eristalis hibernar durante o inverno e não se encontram comportando-se ativamente no campo de em torno de outubro a março28.
Voar livremente hoverflies pode ser coletado pela rede no campo. Com efeito, em climas temperados eles são encontrados em maior abundância no meados ao final da manhã, acalma em dias de sol, no final do verão e durante todo o outono26,,27. Alternativamente, amadurecem E. tenax larvas, segundo ou terceiro ínstar, pode ser identificada e colhida a partir da decomposição de matéria orgânica, como estrume montões ou córregos poluídos organicamente10,11. De fato, técnicas publicadas para a criação de laboratório de E. tenax são todas baseadas em criar larvas em água poluída organicamente, ou através de alguma forma de matéria fecal ou vegetativo9,10,29, 30 , 31 , 32 , 33. no entanto, coleção de larvas é limitada por temporada e é apenas uma ferramenta viável de coleção do final da primavera ao início do outono,11. Além disso, a abundância de larvas é afetada por padrões climáticos locais, como alterações na temperatura ambiente podem afetar tanto a ocorrência de oviposição e desenvolvimento larval taxas9,28.
Portanto, estratégias para manter estoques saudáveis de hoverflies por larvas e ovos dentro do laboratório de criação são necessários para garantir que as experiências podem ser conduzidas durante todo o ano, independentemente da época ou eventos climáticos locais. Importante, a técnica descrita aqui gera a hoverflies de somente as fêmeas selvagens-acoplado. Isto é importante como um estudo realizado por Francuski, et al 10 descobriu que a diversidade genética de um laboratório de população de hoverflies de raça, originalmente estabelecido de 120 larva madura, foi rapidamente perdida. Por conseguinte, sugeriram que para manter a diversidade genética nas colônias para ser utilizado para fins de polinização de culturas comerciais, estes precisam ser reabastecidos, ou até mesmo completamente restabelecida, com indivíduos de campo coletado cada primavera10.
Quando se trabalha na visão, ou outros sentidos usados no corte e acasalamento, recomendamos, portanto, manter a diversidade genética, por re-estabelecer a colônia ou reabastecer a colônia com indivíduos de campo coletado, regularmente. Isto é importante porque a seleção sexual afeta a deriva genética da população. Com efeito, no selvagem, masculino hoverflies precisa identificar e interceptar companheiros adequados, bem como competir com outros machos para o acasalamento dos direitos, defendendo seus territórios34. Esse processo garante que os machos com a melhor visão e atenção espacial são susceptíveis de ser a mais bem sucedida no acasalamento, e, portanto, essas características são repassadas para a próxima geração. O efeito resultante destes processos em curso é, em parte, demonstrado pela presença de dimorfismos sexuais na via visual de hoverflies35,36. Em cativeiro, os machos não têm os mesmos obstáculos ao sucesso de acasalamento como no campo: em primeiro lugar, as fêmeas estão prontamente disponíveis, e em segundo lugar o recinto pequeno, confinado elimina o efeito de comportamentos territoriais, que atuam para impedir o acesso de acasalamento dos outros machos do competidor. A remoção experimental de seleção sexual em Drosophila melanogaster, foi mostrado para ter um efeito significativo sobre as populações em cativeiro com uma diminuição no tamanho total do corpo, tamanho de testículos e esperma produção37e taxas reduzidas de macho comportamentos de namoro38. Assim, um reprodução programa, sem qualquer consideração de seleção sexual, em cativeiro pode ter um efeito profundo em ambos os estudos visuais e comportamentais realizados posteriormente.
Aqui descrevemos uma solução simples e econômica que fornece uma fonte consistente de hoverflies saudável. O protocolo é flexível e fácil de re-iniciar e/ou upscale, dependendo das exigências de investigação.

<table><tbody><tr><td>Bee Pollen</td><td>Forest Super Foods</td><td></td><td>any brand of bee pollen is suitable</td></tr><tr><td>Honey</td><td>Bramwells</td><td></td><td>any brand of liquid honey is suitable</td></tr><tr><td>Rabbit Faeces</td><td></td><td></td><td>can be substituted with cow or pig manure made into a slurry</td></tr><tr><td>BugDome</td><td>Australia Entomological Supplies</td><td>EM42222</td><td></td></tr><tr><td>Plastic Bags</td><td>Woolworths Homebrand</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mosquito netting</td><td>Clas Ohlson</td><td>34-1113</td><td></td></tr><tr><td>Cotton Balls</td><td>Woolworths Select</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fridge</td><td>Hisense</td><td></td><td>fridge needs to maintain a stable 8-10&amp;deg;C&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Buckets (2-3L)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Large plastic tubs (30L)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wood shavings</td><td>Pollards Sawdust Supplies</td><td>MaxiFlake (75)&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Bag clips</td><td>IKEA</td><td>Bevara 303.391.70</td><td></td></tr><tr><td>Petri Dish (100mm x 20mm)</td><td>Corning</td><td>430167</td><td></td></tr></tbody></table>

rearing and long-term maintenance of eristalis tenax hoverflies for research studies

Com cerca de 6000 de espécies em todo o mundo, hoverflies são ecologicamente importantes como polinizadores alternativos para as abelhas domesticadas. No entanto, eles também são um modelo científico útil para estudar a dinâmica de visão e voo de movimento em um ambiente controlado do laboratório. Como as larvas se desenvolvem em água poluída organicamente, eles são modelos úteis para investigar o investimento na imunidade microbial. Enquanto em grande escala comercial fértil para a agricultura já ocorre, há não há protocolos padronizados para a manutenção de populações cativas para estudos científicos. Isto é importante, como programas de reprodução em cativeiro comercial com foco em massa de saída durante a polinização de pico períodos podem não apresentar uma população consistente, estável e robusto ao longo do ano, como é muitas vezes necessário para outros fins de investigação. Portanto, um método para estabelecer, manter e atualizar uma população em cativeiro de investigação é necessário. Aqui, descrevemos a utilização de um ciclo de hibernação artificial, além das exigências nutricionais e habitação, para a manutenção de longo prazo de Eristalis tenax. Usando estes métodos, têm aumentado significativamente a saúde e a longevidade de populações cativas de tenax E. em comparação com os relatórios anteriores. Além disso, vamos discutir métodos de criação de pequena escala e opções para otimizar o rendimento e manipular dados demográficos da população.

Temos desenvolvido uma estratégia de três vias que mantém uma população saudável de estudos visuais e comportamentais (resumidas na Figura 1). Nosso método começa com a coleção de hoverflies do selvagem (etapa 1, Figura 1). Em nosso laboratório, hoverflies estão alojados em gaiolas de insetos ou sacos de plástico, sob um ciclo de hibernação artificial (etapa 2, Figura 1), substancialmente prolongar sua vida útil. Para números aumentados, prole pode ser criados das fêmeas selvagens-acoplado (etapa 3, Figura 1).
Encontramos que pegar um grande número de selvagens hoverflies é um esforço intensivo de tempo, mesmo quando ambientais as condições são favoráveis. Em contraste, a criação bem sucedida de larvas maduras colhidas das fossas de estrume de gado fazendas é uma maneira muito mais eficiente para um grande número de fonte de hoverflies selvagem (etapa 1, Figura 1), com nos coletando até 700 larvas em 0,03 m3 de estrume. Além disso, nossas técnicas de traseiras ovos postos por fêmeas gravid capturadas provaram para ser bem sucedidos (etapa 3, Figura 1). As fêmeas capturaram em um clima mediterrânico (Adelaide) durante o outono e meses de inverno colocou vários lotes de ovos, com 24 clusters observados 19 fêmeas em um período de 20 semanas. Esses lotes de ovo, 10 foram colocados em água, os quais eram férteis e resultou na eclosão das larvas. 3 grupos de larvas foram então tomados além deste ponto e colocados no chorume de fezes de coelho, resultando em 163 ± 34 (média ± DP, N = 3) surgiram hoverflies, com nenhum viés de gênero observadas (Figura 2).
A saúde destes hoverflies de laboratório criado foi determinada por uma comparação do peso e atividade locomotora de hoverflies feminino, em comparação com indivíduos de campo capturado. Atividade motora geral foi avaliada usando um sistema de monitoramento da atividade locomotora (LAMS), conforme descrito anteriormente,39. Não há diferenças significativas no peso(Figura 3)ou atividade (Figura 3B) foram observadas entre o laboratório criados e selvagens capturados hoverflies após 4 meses em cativeiro sob nossa hibernação artificial ciclo. Quando E. tenax foram mantidos no laboratório sem o uso de um ciclo de hibernação artificial, vimos uma diminuição significativa na longevidade, com uma vida útil de 2,5-3 meses (73 ± 7 dias para 5 fêmeas) e 79 ± 4 dias para 11 machos. Quando os hoverflies foram mantidos em estado de hibernação artificial eles podiam viver mais de 12 meses.
Além disso, o efeito de longo prazo manutenção, usando nossos métodos descritos, mais foi avaliado por uma comparação dos pesos ao longo do tempo para ambos os sexos de laboratório criado hoverflies. Observamos um aumento significativo no peso ao longo de um período de 4 meses para ambos os sexos, com fêmeas consistentemente pesando mais do que suas contrapartes masculinas (p < 0,0001, ANOVA de duas vias, N = 12, Figura 4).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57711/57711fig1.jpg"> Figura 1: Diagrama de fluxo descrevendo os métodos para a manutenção da população em cativeiro saudável de Tenax E.. (1) o procedimento descrito aqui começa com a coleção de qualquer larva madura de esterco de vaca (etapa 1.2) ou voando livremente hoverflies (etapa 1.3). (2) os hoverflies estão alojados em gaiolas de insetos ou sacos de plástico, dependentes de números. Eles são mantidos em um ciclo de hibernação artificial a 8-10 ° C, que é quebrado a cada 3-4 dias. (3) coletadas larvas são mantidas em seu esterco de vaca (passo 3.2). Os ovos postos no laboratório são colocados em uma pasta de fezes de coelho (passo 3.3). Quando atingir a maturidade, 3rd ínstar larvas rastejam a pó de serra circundante onde eles empupar. Eclosão ocorre depois de 6 a 10 dias, e os hoverflies de eclosed são colocados na carcaça (etapa 2). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57711/57711fig1large.jpg">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57711/57711fig2v3.jpg"> Figura 2:   Número e proporção sexual da tenax E. criados com sucesso de lotes individuais ovo. O dados mostram os números da tenax E. aquela eclosed de pupas desenvolvidos a partir de 3 lotes de ovos estabelecidas em nosso laboratório. Os ovos foram postos por fêmeas selvagens capturados. Os dados são cor codificada para o sexo das moscas. Não há nenhuma diferença significativa na proporção.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57711/57711fig3v3.jpg"> Figura 3:   Criados de avaliação da saúde da população em laboratório e campo coletados hoverflies feminino após o cativeiro de longo prazo. (A) comparação de peso entre o campo e laboratório criados capturado hoverflies feminino após 4 meses em cativeiro sob hibernação artificial (N = 12). Campo e (B) os níveis de atividade de laboratório-criados capturaram hoverflies feminino após 4 meses em cativeiro sob hibernação artificial. Atividade locomotora do hoverflies foi medida em um sistema de atividade locomotora por eles quebrando um feixe infravermelho durante o movimento. Como anteriormente, nós média a atividade de 6,7 horas no meio do dia, no segundo dia completo o sistema de Monitor de atividade locomotora39 (Ncampo pegou= 9, Nlaboratório criados= 12). A marca central de cada boxplot mostra a mediana, as bordas da caixa 25th para 75th percentis dos dados e os bigodes estendem-se desde o mínimo até o máximo dos dados.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57711/57711fig4v3.jpg"> Figura 4:   Comparação do efeito de manutenção de longo prazo no peso do laboratório criados hoverflies de ambos os sexos. Os dados mostram o peso hoverfly em função do tempo, mantido em cativeiro sob hibernação artificial. Como todos os hoverflies foram criados de ovos colocados em nosso laboratório (N = 12 em cada ponto de dados) e t = 0 é igual a da eclosão pupal, o tempo em cativeiro é o mesmo que a idade dos animais. A marca central de cada boxplot mostra a mediana, as bordas da caixa 25th para 75thpercentis dos dados e os bigodes estendem-se desde o mínimo até o máximo dos dados.

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Rearing and Long-Term Maintenance of Eristalis tenax Hoverflies for Research Studies

Criação e manutenção de longo prazo de Eristalis tenax Hoverflies para estudos de investigação

O objetivo geral desses procedimentos é para estabelecer, manter e atualizar uma população em cativeiro de Eristalis tenax em um ambiente de pesquisa.

With an estimated 6000 species worldwide, hoverflies are ecologically important as alternative pollinators to domesticated honeybees. However, they are ...

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Rearing and Long-Term Maintenance of Eristalis tenax Hoverflies for Research Studies

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Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System (REQS)

Drosophila melanogaster is a new model organism for studies in exercise biology. To date, two main exercise systems, the Power Tower and the Treadwheel have been described. However, a method to measure the amount of additional animal activity induced through the exercise treatment has been lacking. The Rotating Exercise Quantification System (REQS) fills this need, providing a measure of animal activity for animals experiencing rotational exercise. This protocol details how to use the REQS to assess animal activity during rotational exercise and illustrates the type of data that can be generated. Here, we demonstrate how the REQS is used to measure sex- and strain-specific differences in exercise induced activity. The REQS can also be used to evaluate the impact of various other experimental parameters such as age, diet, or population size on exercise induced activity. In addition, it can be used to compare the efficacy of different exercise training protocols. Importantly, it provides an opportunity to standardize exercise treatments between strains, allowing the researcher to achieve equal amounts of activity between groups if needed. Thus, the REQS is a notable new resource for exercise biologists working with the Drosophila model system and complements existing exercise systems.

Measuring Exercise Levels in Drosophila melanogaster Using the Rotating Exercise Quantification System REQS

The Rotating Exercise Quantification System (REQS) can induce exercise in Drosophila melanogaster through rotation while simultaneously measuring the amount of activity performed by the animals. Here, we present a point-by-point protocol detailing how to measure activity levels of animals experiencing rotational exercise treatments using the REQS.

Medição de níveis de exercício em Drosophila melanogaster , usando o sistema de quantificação de exercício de giro (REQS)

Drosophila melanogaster is a new model organism for studies in exercise biology. To date, two main exercise systems, the Power Tower and the Treadwheel ...

Genética

Flying Insect Detection and Classification with Inexpensive Sensors

An inexpensive, noninvasive system that could accurately classify flying insects would have important implications for entomological research, and allow for the development of many useful applications in vector and pest control for both medical and agricultural entomology. Given this, the last sixty years have seen many research efforts devoted to this task. To date, however, none of this research has had a lasting impact. In this work, we show that pseudo-acoustic optical sensors can produce superior data; that additional features, both intrinsic and extrinsic to the insect&#8217;s flight behavior, can be exploited to improve insect classification; that a Bayesian classification approach allows to efficiently learn classification models that are very robust to over-fitting, and a general classification framework allows to easily incorporate arbitrary number of features. We demonstrate the findings with large-scale experiments that dwarf all previous works combined, as measured by the number of insects and the number of species considered.

We proposed a system that uses inexpensive, noninvasive pseudo-acoustic optical sensors to automatically and accurately detect, count, and classify flying insects based on their flying sound.

Vôo Detecção e Classificação Insect com sensores baratos

An inexpensive, noninvasive system that could accurately classify flying insects would have important implications for entomological research, and allow ...

Bioengenharia

Mass-Rearing and Molecular Studies in Tortricidae Pest Insects

Tortricidae (Lepidoptera), commonly known as tortrix or leafroller moths, comprises many agricultural and forestry pests, which cause serious agricultural losses. To understand the biology of such pest moths, fundamental techniques have been in high demand. Here, methods for mass-rearing, observations, and molecular studies are developed using two tea tortrix, Homona magnanima and Adoxophyes honmai (Lepidoptera: Tortricidae). Insects were mass-reared with sliced artificial diet and maintained by inbreeding for over 100 generations by considering their biological characteristics. Insects have various sex dimorphisms; hence it is difficult to distinguish the sex during the developing stages, which have prevented subsequent assays. The present work highlighted that the sex of tortricids larvae could be determined by observing testes or lactic-acetic orcein staining to visualize the female-specific W chromosome. Moreover, using the sex determination methods, the present study enabled nucleic acid extractions from sex determined embryos and application toward high throughput sequencing. These tips are applicable for other pest insects and will facilitate further morphological and genetic studies.

The present protocol describes the rearing method of tortricid pest insects in the laboratories. The procedures to distinguish insects' sex and extract nucleic acids for high throughput sequencing are established using two tortricid pests.

Criação em massa e estudos moleculares em insetos de peste de Tortricidae

Tortricidae (Lepidoptera), commonly known as tortrix or leafroller moths, comprises many agricultural and forestry pests, which cause serious agricultural ...

Ambiente

A Proboscis Extension Response Protocol for Investigating Behavioral Plasticity in Insects: Application to Basic, Biomedical, and Agricultural Research

Insects modify their responses to stimuli through experience of associating those stimuli with events important for survival (e.g., food, mates, threats). There are several behavioral mechanisms through which an insect learns salient associations and relates them to these events. It is important to understand this behavioral plasticity for programs aimed toward assisting insects that are beneficial for agriculture. This understanding can also be used for discovering solutions to biomedical and agricultural problems created by insects that act as disease vectors and pests. The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol was developed for honey bees (Apis mellifera) over 50 years ago to study how they perceive and learn about floral odors, which signal the nectar and pollen resources a colony needs for survival. The PER procedure provides a robust and easy-to-employ framework for studying several different ecologically relevant mechanisms of behavioral plasticity. It is easily adaptable for use with several other insect species and other behavioral reflexes. These protocols can be readily employed in conjunction with various means for monitoring neural activity in the CNS via electrophysiology or bioimaging, or for manipulating targeted neuromodulatory pathways. It is a robust assay for rapidly detecting sub-lethal effects on behavior caused by environmental stressors, toxins or pesticides.
We show how the PER protocol is straightforward to implement using two procedures. One is suitable as a laboratory exercise for students or for quick assays of the effect of an experimental treatment. The other provides more thorough control of variables, which is important for studies of behavioral conditioning. We show how several measures for the behavioral response ranging from binary yes/no to more continuous variable like latency and duration of proboscis extension can be used to test hypotheses. And, we discuss some pitfalls that researchers commonly encounter when they use the procedure for the first time.

The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol, developed for the honey bee (Apis mellifera), provides an ecologically-relevant and easily quantifiable means for studying several different mechanisms of learning in many insect species.

Um protocolo de resposta narigudo Extensão para investigar plasticidade comportamental em Insetos: Aplicação para Basic, biomédica e Pesquisa Agropecuária

Insects modify their responses to stimuli through experience of associating those stimuli with events important for survival (e.g., food, mates, threats). ...

Neurociência

Building an Enhanced Flight Mill for the Study of Tethered Insect Flight

Makerspaces have a high potential of enabling researchers to develop new techniques and to work with novel species in ecological research. This protocol demonstrates how to take advantage of the technology found in makerspaces in order to build a more versatile flight mill for a relatively low cost. Given that this study extracted its&#160;prototype from flight mills built in the last decade, this protocol focuses more on outlining divergences made from the simple, modern flight mill. Previous studies have already shown how advantageous flight mills are to measuring flight parameters such as speed, distance, or periodicity. Such mills have allowed researchers to associate these parameters with morphological, physiological, or genetic factors. In addition to these advantages, this study discusses the benefits of using the technology in makerspaces, like 3D printers and laser cutters, in order to build a more flexible, sturdy, and collapsible flight mill design. Most notably, the 3D printed components of this design allow the user to test insects of various sizes by making the heights of the mill arm and infrared (IR) sensors adjustable. The 3D prints also enable the user to easily disassemble the machine for quick storage or transportation to the field. Moreover, this study makes greater use of magnets and magnetic paint to tether insects with minimal stress. Lastly, this protocol details a versatile analysis of flight data through computer scripts that efficiently separate and analyze differentiable flight trials within a single recording. Although more labor-intensive, applying the tools available in makerspaces and on online 3D modeling programs facilitates multidisciplinary and process-orientated practices and helps researchers avoid costly, premade products with narrowly adjustable dimensions. By taking advantage of the flexibility and reproducibility of technology in makerspaces, this protocol promotes creative flight mill design and inspires open science.

This protocol uses three-dimensional (3D) printers and laser cutters found in makerspaces in order to create a more flexible flight mill design. By using this technology, researchers can reduce costs, enhance design flexibility, and generate reproducible work when constructing their flight mills for tethered insect flight studies.

Construindo uma usina de voo aprimorada para o estudo do voo de insetos amarrados

Makerspaces have a high potential of enabling researchers to develop new techniques and to work with novel species in ecological research. This protocol ...

Engenharia

A Simple Flight Mill for the Study of Tethered Flight in Insects

Flight in insects can be long-range migratory flights, intermediate-range dispersal flights, or short-range host-seeking flights. Previous studies have shown that flight mills are valuable tools for the experimental study of insect flight behavior, allowing researchers to examine how factors such as age, host plants, or population source can influence an insects' propensity to disperse. Flight mills allow researchers to measure components of flight such as speed and distance flown. Lack of detailed information about how to build such a device can make their construction appear to be prohibitively complex. We present a simple and relatively inexpensive flight mill for the study of tethered flight in insects. Experimental insects can be tethered with non-toxic adhesives and revolve around an axis by means of a very low friction magnetic bearing. The mill is designed for the study of flight in controlled conditions as it can be used inside an incubator or environmental chamber. The strongest points are the very simple electronic circuitry, the design that allows sixteen insects to fly simultaneously allowing the collection and analysis of a large number of samples in a short time and the potential to use the device in a very limited workspace. This design is extremely flexible, and we have adjusted the mill to accommodate different species of insects of various sizes.

Flight in insects is influenced by a number of factors and the propensity to disperse is an important variable in understanding insect ecology and biological control strategies. We describe the construction and use of a simple, relatively inexpensive, and flexible flight mill for measuring parameters of tethered flight in insects.

Um simples vôo Mill para o Estudo da Amarrados no vôo Insetos

Flight in insects can be long-range migratory flights, intermediate-range dispersal flights, or short-range host-seeking flights. Previous studies have ...

Maintaining Aedes aegypti Mosquitoes Infected with Wolbachia

Aedes aegypti mosquitoes experimentally infected with Wolbachia are being utilized in programs to control the spread of arboviruses such as dengue, chikungunya and Zika. Wolbachia-infected mosquitoes can be released into the field to either reduce population sizes through incompatible matings or to transform populations with mosquitoes that are refractory to virus transmission. For these strategies to succeed, the mosquitoes released into the field from the laboratory must be competitive with native mosquitoes. However, maintaining mosquitoes in the laboratory can result in inbreeding, genetic drift and laboratory adaptation which can reduce their fitness in the field and may confound the results of experiments. To test the suitability of different Wolbachia infections for deployment in the field, it is necessary to maintain mosquitoes in a controlled laboratory environment across multiple generations. We describe a simple protocol for maintaining Ae. aegypti mosquitoes in the laboratory, which is suitable for both Wolbachia-infected and wild-type mosquitoes. The methods minimize laboratory adaptation and implement outcrossing to increase the relevance of experiments to field mosquitoes. Additionally, colonies are maintained under optimal conditions to maximize their fitness for open field releases.

Maintaining Aedes aegypti Mosquitoes Infected with Wolbachia

Aedes aegypti mosquitoes infected with Wolbachia are being released into natural populations to suppress the transmission of arboviruses. We describe methods to rear Ae. aegypti with Wolbachia infections in the laboratory for experiments and field release, taking precautions to minimize laboratory adaptation and selection.

Manter o Aedes aegypti , mosquitos infectados com Wolbachia

Aedes aegypti mosquitoes experimentally infected with Wolbachia are being utilized in programs to control the spread of arboviruses such as dengue, ...

Biologia

Laboratory Rearing of Stable Flies and Other Muscoid Diptera

Stable flies, Stomoxys calcitrans, are serious pests of livestock, humans, companion animals and wildlife worldwide. During the last 20+ years, changes in agronomic practices resulted in serious outbreaks of stable flies in several countries. These outbreaks disrupted livestock production and human recreation resulting in public demands for increasing research and management efforts for this pest. A simple and inexpensive procedure for rearing stable flies for laboratory studies is presented. The procedure uses locally available diet components, equipment and supplies. The procedure can be adapted for rearing other muscoid flies including face fly (Musca autumnalis), horn fly (Haematobia irritans), and house fly (Musca domestica). The procedure produces stable fly puparia averaging 12.5 mg and ~35% egg to adult survival. Approximately 3000 flies are produced in each pan.

A procedure for rearing stable flies (Stomoxys calcitrans) is presented. The procedure uses locally available materials for diet components, equipment and supplies.

Laboratório de criação de moscas estáveis e outros Muscoid Diptera

Stable flies, Stomoxys calcitrans, are serious pests of livestock, humans, companion animals and wildlife worldwide. During the last 20+ years, changes in ...

At-Risk Butterfly Captive Propagation Programs to Enhance Life History Knowledge and Effective Ex Situ Conservation Techniques

Improving knowledge of ex situ best practices for at-risk butterflies is important for generating successful conservation and recovery program outcomes. Research on such captive populations can also yield valuable data to address key information gaps about the behavior, life history, and ecology of the target taxa. We describe a protocol for captive propagation of the federally endangered Cyclargus thomasi bethunebakeri that can be used as a model for other at-risk butterfly ex situ programs, especially those in the family Lycaenidae. We further provide a simple and straightforward protocol for recording various life history metrics that can be useful for informing ex situ methodologies as well as adapted for laboratory studies of other lepidoptera.

Here, we present protocols for 1) the laboratory captive propagation of the federally endangered Miami blue butterfly (Cyclargus thomasi bethunebakeri), and 2) assessing basic life history information such as immature development time and number of larval stadia. Both methods can be adapted for use with other ex situ conservation programs.

Programas de propagação em cativeiro de borboletas em risco para melhorar o conhecimento da história da vida e técnicas eficazes de conservação ex situ

Improving knowledge of ex situ best practices for at-risk butterflies is important for generating successful conservation and recovery program outcomes. ...

Criação artificial e tolerância a metais pesados em borboletas brancas de repolho

Rearing the Cabbage White Butterfly (Pieris rapae) in Controlled Conditions: A Case Study with Heavy Metal Tolerance

The cabbage white butterfly (Pieris rapae) is an important system for applied pest control research and basic research in behavioral and nutritional ecology. Cabbage whites can be easily reared in controlled conditions on an artificial diet, making them a model organism of the butterfly world. In this paper, a manipulation of heavy metal exposure is used to illustrate basic methods for rearing this species. The general protocol illustrates how butterflies can be caught in the field, induced to lay eggs in greenhouse cages, and transferred as larvae to artificial diets. The methods show how butterflies can be marked, measured, and studied for a variety of research questions. The representative results give an idea of how artificial diets that vary in components can be used to assess butterfly performance relative to a control diet. More specifically, butterflies were most tolerant to nickel and least tolerant to copper, with a tolerance of zinc somewhere in the middle. Possible explanations for these results are discussed, including nickel hyper-accumulation in some mustard host plants and recent evidence in insects that copper may be more toxic than previously appreciated. Finally, the discussion first reviews variations to the protocol and directions for troubleshooting these methods, before considering how future research might further optimize the artificial diet used in this study. Overall, by providing a detailed video overview of the rearing and measurement of cabbage whites on artificial diets, this protocol provides a resource for using this system across a wide range of studies.

Autor em destaque: Investigando a tolerância das borboletas do repolho aos poluentes urbanos 

This paper presents a detailed protocol for rearing the cabbage white butterfly in controlled lab conditions with an artificial diet, which allows precise manipulations of early-life nutrition and toxin exposure. The representative results show how heavy metal toxicity can be assayed with this protocol.

Criação da Borboleta Branca de Repolho (Pieris rapae) em Condições Controladas: Um Estudo de Caso com Tolerância a Metais Pesados

The cabbage white butterfly (Pieris rapae) is an important system for applied pest control research and basic research in behavioral and nutritional ...