South Dakota State College hosts century-old insect assortment

Für Paul J. Johnson ist die jahrhundertealte Sammlung eine lebendige Ressource, eine Aufzeichnung der biologischen Vielfalt der Region, die für die Landwirtschaft und andere Forschung von entscheidender Bedeutung ist.

Der fast 65-jährige Johnson ist Entomologe in seinem 27. Jahr in Forschung und Lehre an der South Dakota State University in Brookings. Er hat die Sammlung seit 1993 kuratiert und gepflegt. Die Sammlung von SDSU befindet sich in 118 Schränken mit jeweils 25 Schubladen von einigen Dutzend bis Tausenden. Die Sammlung umfasst bis zu 12.000 der bekannten Arten in der Region.

Paul J. Johnson, 64, Professor für Entomologie in Forschung und Lehre an der South Dakota State University in Brookings, SD, kuratiert und verwaltet die Severin-McDaniel Insect Research Collection, etwa 120 Schränke mit 1 Million Insektenarten. Er wird von Abigail Martens, 25, einer Doktorandin aus Nordwest-Iowa, unterstützt. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021, Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

Etwa 85% der Sammlung konzentrieren sich auf South Dakota und die nördlichen Great Plains. Wissenschaftler schätzen, dass es in der Region rund 28.000 Insektenarten gibt.

Von diesen sind weniger als ein halbes Prozent oder etwa 100 in den nördlichen Ebenen (Kanada bis Nebraska) schädlich für landwirtschaftliche Nutzpflanzen. Tausende Arten sind hilfreich oder nützlich.

Johnson sagte, es sei hilfreich, große Flächen mit Monokulturen zu haben, denn „es gibt nur wenige Arten pro Kultur, die tatsächlich jede betreffen.“ Für jede Art von Ernte- oder Viehschädlingen gibt es Raubtiere dieses Schädlings.

„Du hast Parasiten. Sie haben Parasiten auf den Parasiten. Und Sie haben eine Vielzahl von Arthropoden, die sich von verfallenden Teilen der Kulturpflanzen ernähren und beim Recycling des Kohlenstoffs und der Gewebe im System von Vorteil sind “, sagte er.

Abigail Martens, eine Doktorandin der Entomologie an der South Dakota State University, zieht ein Tablett mit Bienenproben – unter den 12.000 Exemplaren, die in der seit dem Ersten Weltkrieg entwickelten Severin-McDaniel-Insektenforschungssammlung aufbewahrt werden und international für die Taxonomie verwendet werden ( Klassifikation) Forschung. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021, Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

Die Entomologie war eine der ursprünglichen Rollen für die sogenannten „Land Grant“ -Hochschulen, einschließlich SDSU.

Die SDSU-Sammlung wurde ursprünglich in den 1880er Jahren begonnen, aber die meisten Exemplare gingen aufgrund von Schädlings- und Wetterschäden verloren. (Eines der größten Schädlingsprobleme bei Insektensammlungen sind „dermestide“ Käfer oder „Teppichkäfer“.)

Harry Charles Severin war der Initiator und Hauptverantwortliche für eine Insektensammlung der South Dakota State University von 1908 bis 1963. Sie würde schließlich seinen Namen tragen. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021, Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

Die „moderne“ Sammlung begann vor dem Ersten Weltkrieg, als Entomologieprofessor Harry Severin der Kurator war. Severin ging in den 1950er und 1960er Jahren in den Ruhestand. Dann kam Ed Balsbaugh, der Anfang der 1970er Jahre an die North Dakota State University auswanderte. Burruss McDaniel übernahm und ging Ende der 1980er Jahre in den Ruhestand. Und dann Johnson.

Die Severin-McDaniel-Insektenforschungssammlung befindet sich seit zehn Jahren im Erdgeschoss der Berg Agricultural Hall an der South Dakota State University in Brookings. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021, Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

Unendliches Studium

Über Insekten gibt es noch viel zu lernen. Vor etwa 15 Jahren schätzten Montana-Forscher, dass es allein in den kontinentalen USA und Kanada bis zu 30.000 Käferarten geben könnte.

Die Severin-McDaniel-Insektenforschungssammlung umfasst 1 Million Insektenarten, von denen viele vor dem Ersten Weltkrieg bis in die 1950er Jahre von dem Forscher Harry Severin (unten links) gesammelt wurden, der mit der Sammlung fotografiert wurde, die jetzt seinen Namen trägt. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021, Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

„Wenn Sie die Fliegen, die Motten, die Bienen, die Wespen und Ameisen, die kleinen Springschwänze und alles andere hinzufügen, lautet die beste Antwort:‚ Wir wissen es nicht. ‘ Aber die “wilde Vermutung” ist, dass wir in Nordamerika, nördlich von Mexiko, wahrscheinlich 100.000 bis 120.000 Insektenarten betrachten “, sagte er.

Hummeln gehören zu den Forschungssammlungen, die für die Severin-McDaniel-Insektenforschungssammlung an der South Dakota State University von Interesse sind. Dies ist Bombus griseocollis oder die Hummel mit dem braunen Gürtel. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021, Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

Große Insektenarten sind relativ leicht zu identifizieren. Entomologen identifizieren weiterhin die „winzigen“ Insekten.

“Es sind nicht nur diejenigen im Boden, die sich innerhalb von Pflanzen oder zum Beispiel in den Samen einheimischer Gräser ernähren”, sagte Johnson. “Und die Parasiten dieser Insekten – wir entdecken immer noch viele neue Arten in diesen Gemeinden.”

“Wenn es um taxonomische Forschung (Kategorisierung und Benennung) mit Sammlungen geht, gibt es nie genug Material”, sagte Johnson.

Bei häufig vorkommenden Pflanzenschädlingen wie Maiswurzelwürmern bevorzugen die Forscher einige Exemplare aus vielen verschiedenen Gebieten, da die Struktur und Biologie der Insekten sehr unterschiedlich sein kann.

Die SDSU-Sammlung erhält bis zu ein Dutzend Anfragen für Forschungskredite pro Jahr.

Ende Januar 2021 sandte Johnson einem Forscher im Denver Museum eine Leihgabe von Mistkäfer-Exemplaren. Zum Zeitpunkt einer kürzlichen Besichtigung der Sammlung bereitete Johnson eine Auswahl einheimischer Bienen an der Universität von Manitoba in Winnipeg vor.

“Wir haben Anfragen aus der ganzen Welt”, sagte er.

Die Severin-McDaniel-Insektenforschungssammlung toter Insektenproben wurde in das Erdgeschoss des L-förmigen Nordflügels der Berg Agricultural Hall auf dem Campus der South Dakota State University in Brookings, SD, verlegt. In dem 1953 erbauten Gebäude befinden sich auch SDSUs Herbarium (getrocknete Pflanzenproben) und geologische Sammlungen. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021, Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

Studenten, Stipendien

Johnson gibt zu, dass er sich Sorgen um die Zukunft der Sammlung macht.

Die institutionellen Prioritäten und die Einschreibungsquoten für Doktoranden ändern sich.

“Wir brauchen wirklich Studenten, die von Natur aus neugierig auf die Natur sind”, sagte Johnson. „Wir scheinen uns in einem Kreislauf zu befinden – nicht nur hier bei SDSU, sondern ich habe mit Kollegen an anderen Orten gesprochen -, dass wir im Bereich der organismalen Biologie in einer Art Einbruch sind. Wir haben nicht die Zahlen, die wir vor 15 bis 20 Jahren hatten. “

Im Laufe der Jahre hatte die SDSU immer drei oder vier „sammlungsorientierte“ Taxonomiestudenten zu einem bestimmten Zeitpunkt, die jedoch immer aus Zuschüssen finanziert wurden, sagte er. Abigail Martens, eine promovierte Biologiestudentin aus Nordwest-Iowa, arbeitet heute mit der Sammlung.

Die Severin-McDaniel-Insektenforschungssammlung umfasst 1 Million Insektenarten, von denen viele vor dem Ersten Weltkrieg bis in die 1950er Jahre von dem Forscher Harry Severin (unten links) gesammelt wurden, der mit der Sammlung fotografiert wurde, die jetzt seinen Namen trägt. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021, Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

“Die Neugier auf die natürliche Welt ist sehr wichtig, um eine Person dazu zu bringen, Karriere zu machen und sich mit obskuren kleinen Käfern zu befassen”, sagte Johnson. „Es ist eine Art Voraussetzung. Einige sagen, eine Voraussetzung für Wahnsinn. Es ist nicht anders als bei Menschen, die große Wünsche haben, angeln zu gehen, auf die Jagd zu gehen. “

Anstatt in die Grundlagenforschung zu gehen, geht der Trend heute dahin, dass die Schüler eher Schädlingsbekämpfung oder Laborjobs oder Lehre als Forschung leiten. Darüber hinaus konzentrieren sich Zuschussquellen wie die National Science Foundation und das US-Landwirtschaftsministerium auf die Genomik, die Kartierung genetischer Sequenzen von Organismen. Johnson sagte, dass historische Sammlungen zunehmend als DNA-Quelle helfen.

Bauernhöfe, Ranches, Stämme

Die Sammlung hat eine wichtige Rolle bei der Erkennung und Überwachung invasiver Arten gespielt, darunter Samt-Longhorn, Smaragd-Aschebohrer, Japanischer Käfer, Orientalischer Käfer, Zigeunermotte, gefleckte Fruchtfliege und vieles mehr. Die Arbeiten wurden mit Unterstützung der staatlichen Landwirtschaftsabteilungen und des USDA sowie des US-amerikanischen Fisch- und Wildtierdienstes und der staatlichen Wildtierbehörden durchgeführt.

Vor etwa einem Jahrzehnt wurde die Severin-McDaniel-Insektenforschungssammlung in den Nordflügel der Berg Agricultural Hall verlegt, der vom Campanile entlang der Medary Avenue auf dem Campus der South Dakota State University in Brookings, SD, flankiert wird. Das Gebäude wurde nach Sherwood O. Berg benannt. Der erste Absolvent der SDSU wurde 1975 zum Präsidenten ernannt. Foto aufgenommen am 3. Februar 2021 in Brookings, SD Mikkel Pates / Agweek

Johnson glaubt, dass die Sammlung in einem Jahrzehnt und darüber hinaus noch hier sein wird, vielleicht mit mehr Hilfe von Freiwilligen. Es ist wichtig für zukünftige Lehrer, Schüler und Forscher.

Einstellungen entwickeln sich. “Diejenigen von uns, die mit den Nachwirkungen der Rachel Carson-Ära aufgewachsen sind, betrachten Farmen gewöhnlich als diese von Pestiziden getriebenen Landschaften, die nichts auf sich haben und die Menschen wollen, dass alles getötet wird”, sagte Johnson.

In den letzten Jahren hört Johnson oft von Landbesitzern, die sich zunehmend für Insektenpopulationen interessieren. Indianerstämme, Viehzüchter und Bauern kontaktieren ihn.

“Die Landwirte – die Mais- und Sojabohnenbauern im Osten des Bundesstaates – sind daran interessiert, alles zu tun, um die biologische Vielfalt im Allgemeinen, die Umweltbedingungen im Zusammenhang mit Erosion und einheimischen Pflanzen zu stärken”, sagte er. “Sie zeigen ein gewisses Interesse an der Erhaltung und dem Wiederaufbau einheimischer Gemeinschaften, einschließlich einiger Insekten.”