紅火蟻工蟻定量采集與分裝的裝置及使用方法

郭洋洋，毛潤乾，Ying-Fang XIAO，鄭基煥*，黃明度

(1．中國科學(xué)院華南植物園，廣州510650;2．廣東省昆蟲研究所/廣東省野生動物保護(hù)與利用公共實(shí)驗(yàn)室，廣州510260;3．Mid－Florida REC，University of Florida，Apopka，F(xiàn)L，USA．32703)

紅火蟻Solenopsis invicta Buren隸屬于膜翅目Hymenoptera蟻科 Formicidae切葉蟻亞科Mymicinae，是一種危害嚴(yán)重的入侵物種。據(jù)推測，紅火蟻可能于1995年左右傳入我國，并對入侵地的農(nóng)牧業(yè)、公共安全、人體健康以及生態(tài)平衡構(gòu)成巨大威脅 (曾玲等，2005a)。為應(yīng)對這種威脅，國內(nèi)對紅火蟻的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及其防治方法進(jìn)行了廣泛研究。

紅火蟻工蟻采樣、計(jì)數(shù)與分裝是行為學(xué)和防治藥劑等研究的重要步驟 (Collins and Callcott，1998;Chen，2006)。目前紅火蟻工蟻采樣方法主要是干擾采樣法和誘餌誘集法。前者利用紅火蟻的行為特點(diǎn)，當(dāng)紅火蟻受驚擾時，從蟻巢中涌出，受驚工蟻就會隨機(jī)進(jìn)入事先放置的采樣容器內(nèi);后者則利用紅火蟻的覓食行為誘集紅火蟻工蟻(曾玲等，2005b;梁小松等，2007;劉端云等，2007)。目前，取樣裝置如紅火蟻取樣器 (專利CN200620022783.4:紅火蟻取樣器)(陸永躍和曾玲，2005)主要有收集器和觸頭組成;食物誘集法通常是利用鉆有小孔的離心管 (曾玲等，2005b;梁小松等，2007)。這些采樣方法都存在轉(zhuǎn)出樣本困難、不易計(jì)數(shù)、操作人員容易被叮咬等問題。在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，也有用傳統(tǒng)的吸蟲裝置用來分裝紅火蟻工蟻 (Rashid et al．，2006)，這樣不僅效率低，也對工蟻本身的行為可能造成影響。

為了解決這些問題，能夠安全、便捷、定量的采樣，我們設(shè)計(jì)制作了紅火蟻工蟻定量采集、分裝及分級裝置。

1 野外干擾定量采集裝置與使用方法

野外進(jìn)行紅火蟻工蟻的定量采集，是開展各項(xiàng)研究的基礎(chǔ)性技術(shù)。利用紅火蟻的警戒與攻擊行為，本文設(shè)計(jì)了定量采集裝置。裝置包括收集管、計(jì)數(shù)導(dǎo)管、防護(hù)罩和采集棒 (圖1)。在收集管的管口上設(shè)有收集管蓋，還設(shè)有漏斗形的防護(hù)罩，該漏斗形的防護(hù)罩的漏斗頸穿過收集管蓋插入收集管中，在漏斗形的防護(hù)罩的漏斗頸上套有透明的計(jì)數(shù)導(dǎo)管，還設(shè)有表面粗糙的采集棒，采集棒的一端固定于漏斗形的防護(hù)罩的漏斗頸的內(nèi)壁上，另外一端穿過漏斗形的防護(hù)罩伸出外面;漏斗頸內(nèi)壁和計(jì)數(shù)導(dǎo)管內(nèi)壁的表面都為粗糙表面。該裝置可以用于在蟻巢上的快速定量采集工蟻，并有效防止在采集過程發(fā)生叮咬事故。

1.1 裝置制作

1.1.1 制作材料與工具

材料包括:50 mL透明離心管，塑料漏斗 (錐形斗部分底面直徑為50 mm，錐高35 mm，漏斗頸為20 mm)，木制扁形棒 (選擇質(zhì)輕、堅(jiān)韌、表面粗糙的材料)，透明膠管 (頂端錐形)。

工具包括:工具刀，三角尺，剪刀，粘劑。

1.1.2 制作流程

收集管的制作:用剪刀在離心管管蓋中心打孔，孔徑與漏斗頸外徑相當(dāng)。

計(jì)數(shù)導(dǎo)管的制作:用剪刀截取30～50 mm長的錐形膠管，并用工具刀對錐頂斜切，使錐頂?shù)拈_口直徑為3 mm左右。

采集棒的制作:用工具刀加工木制扁形棒，使之符合圖1所示的要求。

組件的組裝:將制作好的計(jì)數(shù)導(dǎo)管和漏斗接合，使其內(nèi)徑保持通暢;將接合好的計(jì)數(shù)導(dǎo)管穿過離心管蓋中心的小孔，使計(jì)數(shù)導(dǎo)管的頂端和收集管管壁接觸;用粘劑粘合漏斗頸與離心管管蓋接觸部分即可。

圖1 用于蟻巢干擾的工蟻定量采集裝置Fig.1 Device for sampling fire ant workers

1.2 使用方法

本裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，尤其適用于野外對紅火蟻工蟻的快速定量取樣;其使用方法為:(1)在漏斗型防護(hù)罩上涂抹凡士林或滑石粉;(2)攪擾紅火蟻蟻巢，待大量工蟻涌出后，讓紅火蟻順采集棒爬上，并通過計(jì)數(shù)導(dǎo)管;(3)在計(jì)數(shù)導(dǎo)管開口處計(jì)數(shù)到達(dá)收集管內(nèi)的工蟻數(shù)量，達(dá)到預(yù)定數(shù)量后，更換收集管。

2 工蟻的分裝與計(jì)數(shù)裝置與使用方法

利用食物誘集是紅火蟻田間采樣和監(jiān)測最常用的方法。誘集到紅火蟻后，經(jīng)常需要進(jìn)行活體計(jì)數(shù)和分裝，以便進(jìn)行進(jìn)一步的研究。本文設(shè)計(jì)了用于誘餌上工蟻分裝與計(jì)數(shù)的裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，并確保操作安全。該裝置包括收集管、計(jì)數(shù)導(dǎo)管和采樣管。收集管與采樣管由以短管相連;在收集管的管口上設(shè)有收集管蓋;短管穿過收集管蓋插入收集管中，末端套有透明的計(jì)數(shù)導(dǎo)管 (圖2)。

圖2 工蟻的分裝與計(jì)數(shù)裝置Fig.2 Device for portioning and counting fire ant workers

2.1 裝置制作

2.1.1 制作材料與工具

材料包括:50 mL透明離心管，透明膠管 (頂端錐形)。

工具包括:工具刀，三角尺，剪刀，粘劑。

2.1.2 制作流程

收集管的制作:用剪刀在離心管蓋子中心打孔，孔徑與透明膠管外徑相當(dāng)。

計(jì)數(shù)導(dǎo)管的制作:用工具刀截取30～50 mm長的錐形膠管，并用工具刀對錐頂斜切，使錐頂?shù)拈_口直徑為3 mm左右。

采樣管的制作:用剪刀在離心管錐形底部打孔，孔徑與透明膠管外徑相當(dāng)。

組件的組裝:將制作好的計(jì)數(shù)導(dǎo)管和采樣管的錐頂接合，使其內(nèi)徑保持通暢;將接合好的計(jì)數(shù)導(dǎo)管穿過離心管蓋中心的小孔，使計(jì)數(shù)導(dǎo)管的頂端和收集管管壁接觸;用粘劑粘合計(jì)數(shù)導(dǎo)管與離心管蓋接觸部分即可。

2.2 使用方法

本裝置結(jié)構(gòu)輕巧、操作過程安全簡便，尤其適用于室內(nèi)對紅火蟻工蟻的定量取樣;其使用方法為:(1)用火腿 (直徑2～5 g)誘集工蟻;(2)用鑷子將誘到一定量工蟻的誘餌放入采樣管;(3)在計(jì)數(shù)導(dǎo)管開口處計(jì)數(shù)到達(dá)收集管內(nèi)的工蟻數(shù)量，達(dá)到預(yù)定數(shù)量后更換收集管。(4)為促使采樣管中的紅火蟻向收集管轉(zhuǎn)移，可采用以下方法:第一，避光法。利用紅火蟻喜歡躲藏居住于黑暗處的特性達(dá)到促進(jìn)紅火蟻轉(zhuǎn)移的目標(biāo)，具體可用黑色錐形罩給收集管遮光。第二，加熱或冷卻法。利用極端溫度條件來迫使紅火蟻轉(zhuǎn)移，具體可將采樣管浸入盛有熱水或冰水的杯中，通過給采樣管加熱或冷卻，促使紅火蟻向收集管轉(zhuǎn)移。

3 工蟻分級裝置與使用方法

由于紅火蟻工蟻大小具有多態(tài)性，涉及個體大小的研究需要進(jìn)行不同大小個體的分級。在上述裝置基礎(chǔ)上，進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)分級裝置。裝置包括收集管、分級器和采樣管。收集管與采樣管由以短管相連;在收集管的管口上設(shè)有收集管蓋，短管穿過收集管蓋插入收集管中;在采樣管上部設(shè)有分級器，其上鉆有數(shù)個一定大小的孔 (圖3)。

3.1 裝置制作

3.1.1 制作材料與工具

材料包括:45 mL透明離心管，透明膠管 (頂端錐形)。

工具包括:工具刀，三角尺，剪刀，粘劑，打孔錐。

3.1.2 制作流程

收集管的制作:用剪刀在離心管蓋子中心打孔，孔徑與透明膠管外徑相當(dāng)。

采樣管的制作:可直接使用離心管。

分級器的制作:用打孔器在離心管蓋接近管壁的圓周上打孔 (圖3)，孔徑為0.6 mm(可按分級要求調(diào)整孔徑，進(jìn)行多次分級);截取離心管的錐形部分，錐高2.5 cm左右，將截好的錐形管錐底固定在離心管蓋背面，并用粘劑粘合。

組件的組裝:將制作好的計(jì)數(shù)導(dǎo)管和分級器的錐頂接合，使其內(nèi)徑保持通暢;將接合好的計(jì)數(shù)導(dǎo)管穿過離心管蓋中心的小孔，使計(jì)數(shù)導(dǎo)管的頂端和收集管管壁接觸;用粘劑粘合計(jì)數(shù)導(dǎo)管與離心管蓋接觸部分即可。

圖3 工蟻分級裝置Fig.3 Device for grading fire ant workers

3.2 使用方法

本裝置適用于室內(nèi)紅火蟻工蟻的分級和定量取樣;其使用方法與本文的裝置2類似。

4 結(jié)論與討論

紅火蟻工蟻具有很強(qiáng)的攻擊性，叮咬會造成對人體健康的損害，而且活動迅速，難以進(jìn)行直接的采樣?，F(xiàn)有的采樣方法也就是利用紅火蟻受驚擾后的行為和覓食行為進(jìn)行采樣 (曾玲等，2005b)。本文用于蟻巢中工蟻采樣裝置也是利用紅火蟻受驚擾后的行為特征設(shè)計(jì)的。利用這種行為采樣過程中要防止紅火蟻的叮咬，為此，本文的裝置設(shè)計(jì)了防護(hù)罩，這樣就保證了采樣的安全。紅火蟻的覓食工蟻招引同巢個體處理食物是重要的社會行為，因此食物誘集也是地棲螞蟻生態(tài)學(xué)研究的常用方法 (Zheng et al．2008;鄭基煥和張潤杰，2010)。野外利用覓食行為進(jìn)行采樣時，通常是將食物放在采樣容器內(nèi)，或是將誘餌直接置于地面，待大量工蟻聚集到食物誘餌上時，封閉采樣容器或者收集誘餌。為了進(jìn)一步對誘餌上的工蟻進(jìn)行統(tǒng)計(jì)或者分類，本文設(shè)計(jì)了可用于誘餌上工蟻的活體分裝與計(jì)數(shù)的裝置。

本文的裝置中為促使紅火蟻工蟻向收集管(分裝管)移動，利用避光法或極端的溫度條件，是有效的方法改進(jìn)。根據(jù)在室內(nèi)的觀察，紅火蟻在安靜時，喜歡聚集于避光處，因此可以作為一種促使其定向移動的方法，但是這種方法往往耗時長。利用極端溫度條件促使紅火蟻移動可以達(dá)到將其定向轉(zhuǎn)移的目的。紅火蟻能適應(yīng)較大范圍的溫度，22℃ ～36℃ (Vinson，1997)，并能忍受40.7℃的高溫 (Cokendolpher and Phillips，1990)。紅火蟻會本能地避開不適宜的溫度條件，如高于50℃或低于10℃的溫度條件。在實(shí)際操作中，本文設(shè)計(jì)的裝置利用熱水加熱，操作較為簡便快捷。

本文介紹的紅火蟻工蟻定量采集裝置有定量取樣、操作安全和轉(zhuǎn)樣簡便等優(yōu)點(diǎn)。首先，采樣裝置設(shè)計(jì)了計(jì)數(shù)導(dǎo)管，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能計(jì)數(shù)的問題，實(shí)現(xiàn)了定量取樣;第二，各裝置中的收集器采用密封的設(shè)計(jì)，能夠保證整個取樣過程的安全;第三，各裝置中的收集管和蓋子采用旋接式或即插式，使轉(zhuǎn)樣快捷方便。因此，本文介紹的幾種紅火蟻工蟻采集裝置及方法為紅火蟻相關(guān)的室內(nèi)研究工作提供安全可靠的實(shí)驗(yàn)方法。

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