عالية الدقة قياس سلوك رائحة يحركها يرقات ذبابة الفاكهة في

مرحبا ، اسمي مات لوي. أنا زميل ما بعد الدكتوراه في مختبر ليزلي سال في جامعة روكفلر. واليوم أود أن أخبركم عن التجارب التي أجريناها لدراسة الانجذاب الكيميائي لليرقات.

المشكلة التي نهتم بها ، بسيطة إلى حد ما. يتم تمثيله بالفعل هنا في هذا الإعداد. لقد قمت للتو بنقل مجموعة من يرقات جوزيف على هذا السطح من agros.

هذه البيئة معادية إلى حد ما وهم على وشك الجوع. بطريقة ما ، ستحتاج هذه إلى إيجاد طريقها إلى أقرب مصدر للغذاء وإليك بعض رائحة الموز التي تنبعث منها رائحة تجذب اليرقات. هذه البيئة ليست مثالية لدراسة سلوك الانجذاب الكيميائي ، لذا فإن التحسين الأول سيكون استبدال الموز بمادة كيميائية.

هذه المادة الكيميائية هي أسيتات الأيزو وهي واحدة من النكهات السائدة في الموز. إذن هذه هي نكهتنا الاصطناعية وباستخدام هذا لدينا تحكم أفضل بكثير في المنبه الشمي. التحسين التالي هو استخدام بيئة مغلقة ومحاولة منع التذبذب في التوزيع الآخر بهذه الطريقة.

إذن هذا هو الاختبار الذي نستخدمه في المختبر لفترة طويلة. هذا طبق بتري مع سطح أغارو في الأسفل. يعتبر Agarro مثاليا لليرقات إلى الهجمات الكيميائية لأنه يحافظ على ترطيبها.

على جانبي اللوحة ، تجد غطاء آخر مصنوع من التفلون وما سنفعله الآن هو إدخال أو أسيتات إيسام على جانب واحد ولا يوجد ترتيب على الجانب الآخر. بمجرد الانتهاء من ذلك ، تكمن الفكرة في إغلاق طبق البترو ، والانتظار لبعض الوقت حتى ينتشر الرائحة ، ثم بعد ذلك فتح الطبق. قدم هنا ، ونترك يتحرك لفترة زمنية معينة.

يعتمد هذا الاختبار على افتراض أنه من خلال إدخال الرائحة على جانب واحد من الطبق ، يكون لدينا تدرج يتم إنشاؤه بسرعة إلى حد ما وسيظل مستقرا لفترة الاختبار. المشكلة الرئيسية الآن هي أنه لم يثبت أحد أن التدرج اللوني موجود في اللوحة. يمكن أن يكون ذلك سريعا جدا بعد إضافة الرائحة ، يكون لديك توزيع متجانس للرائحة في اللوحة بحيث يكون التدرج ضحلا جدا أو قد يكون هناك حاجة إلى عدة دقائق لإنشاء التدرج.

سيعتمد هذا بالطبع بشكل أساسي على ضغط بخار الرائحة التي يتم استخدامها. تتعلق المسألة الثانية بما يتم تحديده كميا أثناء التجربة. تخيل أن يبدأ من هنا ، X وبعد ثلاث دقائق تم العثور عليه في هذه اللوحة النهائية ، X الأحمر.الآن هناك طريقتان محتملتان.

شيء واحد يمكنك القيام به هو تسجيل الوضع النهائي للحيوان فقط بعد فترة زمنية معينة ، ثلاث أو خمس دقائق. ثم المعلومات الوحيدة التي ستلتقطها هي موضع البداية ، ونعتقد أنه من المهم أن يكون لديك حل جيد حول سلوك بمرور الوقت. على سبيل المثال ، بالكاد كان من الممكن أن ينتقل من موضع البداية إلى موضع النهاية كما هو الحال هنا ، أو كان بإمكانه زيارة المنطقة المحيطة بثيودور لجزء كبير من الوقت وإعادته قبل نهاية التجربة.

والاستنتاج الذي يمكن أن نستخلصه من هاتين الحالتين مختلف تماما. في إحدى الحالات ، ربما لم يستجب للحافز بينما في الحالة الأخرى كان قد استجاب بالتأكيد. التحسينان اللذان نحاول تحقيقهما هما أولا ، التحكم في شكل واستقرار التدرج الآخر في الساحة.

ثانيا ، تتبع سلوك في الوقت الفعلي واحتفظ بكل هذه المعلومات. في التسلسل التالي ، ستقدم لك سيلفيا كيفية إعداد تخفيف الطلب. اسمي S ti.

أنا مساعد باحث في مختبر VAs أعمل في المواد lui. سأوضح لكم اليوم كيفية تحضير المواد لنظام الغرفة التي نستخدمها لتتبع. المشكلة الأساسية في نظام الغرفة لدينا هي أننا نستخدم الرائحة في الهواء المنتشر.

هذا يعني أنه على سبيل المثال ، إذا لم تكن ألواح agros التي نستخدمها مسطحة ، فقد تحصل على تقلبات وتركيز بين التجارب ، مما يؤدي إلى إدخال ضوضاء في النظام. لذلك سأريكم وأعطيك نصائح صغيرة لمحاولة تقليل الضوضاء في النظام. لذا فإن المواد المستخدمة في تحضير تخفيف الرائحة هي وعاء زجاجي ، ويفضل أن يكون زجاجا داكنا في حالة استخدام روائح تفاعلية خفيفة مع كمية من الرائحة التي تهتم بها.

ماصات زجاجية لتحضير هذه الماصة الميكانيكية المناسبة. ثم أطراف ماصة زيت البارافين ، ورجل الماصة القياسي وقوارير صغيرة للتخفيف. مرة أخرى ، يجب أن تكون زجاجية ويفضل أن تكون داكنة ثم ميزان وزن لإجراء قياسات دقيقة وتقليل الضوضاء بين التجارب.

نظرا لأن الروائح شديدة التقلب وبعضها سام ، يتم إجراؤها داخل غطاء المحرك. تتمثل الخطوة الأولى لإصلاح تخفيف الرائحة في اقتباس الرائحة التي ستضعها. لإعداد تخفيفات دقيقة وتقليل التباين بين التجارب ، من الضروري وزن كل شيء.

لذا ابدأ بوضع العلامات ، وسأصنع تركيزا دوليا واحدا من إيثيل بوتيرات. أولا ، تقوم بإعداد زيت البارافين. زيت البارافين لزج للغاية ، لذلك من المهم محاولة غمس طرف الماصة بأقل قدر ممكن في زيت البارافين ، وهو ما يكفي فقط لتتمكن من امتصاص زيت البارافين دون إنتاج أي فقاعات.

ثم من الجيد مسح زيت البارين الإضافي على جانب الزجاجة. مرة أخرى ، نظرا لأن زيت البارين لزج ، فمن المهم جدا تركه يخرج ببطء في القارورة. بمجرد إدخال زيت البارا في الزجاجة ، لا تتخلص من الطرف على الفور لأن المزيد سيتجمع في الجزء السفلي من الحافة.

من الجيد إعداد ورقة حسابية قبل البدء في التخفيف حيث قمت بالفعل بقياس حجم زيت البارين الذي ستضيفه وكذلك الوزن ، ثم تفعل الشيء نفسه أيضا لرائحتك مع الوزن أيضا. بهذه الطريقة يمكنك التحقق من المقياس الذي لديك ، وكل زيت البارافين الذي تحتاجه وكل الرائحة أيضا. إذا لزم الأمر ، تصب المزيد من زيت البارين وتعيد القياس حتى تحصل على الوزن المناسب.

بمجرد حصولك على وزن زيت البارين الصحيح ، كل ما عليك فعله هو إضافة رائحة باستخدام نفس المبادئ. حسنًا. سأوضح هنا كيفية تحضير اليرقات للتتبع.

عادة ما نستخدم اليرقات التي يبلغ عمرها ستة أيام. نقوم بذلك لأنها كبيرة بما يكفي بحيث يمكن التقاطها بسهولة بواسطة برنامجنا ولا تزال نشطة جدا لمعرفة ما إذا كانت يرقاتك قديمة جدا بحيث لا يمكن استخدامها في التتبع ، ما عليك سوى التحقق مما إذا كانت هناك يرقات تتسلق الجدران. إذا كانت هناك يرقات تتسلق الحائط ، فهي قديمة جدا ولن تكون نشطة بشكل خاص.

الخطوة الأولى في تحضير اليرقات هي غمرها في 15٪ سكروز. سبب استخدامنا للسكروز بنسبة 15٪ هو أن اليرقات ستكون بويد في هذا المحلول وبدلا من ذلك سوف يذوب الطعام جزئيا فيه أو ينزل إلى القاع. أنت تصب ما يكفي من السكروز بحيث يكون الأمر يتعلق ، وأنا أعرف أقل بقليل من بوصة واحدة من أعلى الزجاجة أو القارورة.

ثم تأخذ ملعقة. يمكنك بالفعل رؤية اليرقات تطفو لأعلى وتحفر برفق في الطعام لطرد أي تحفر في الطعام ، وتدويرها قليلا لفصلها عن الطعام ثم تجلس لبضع دقائق. بمجرد أن ينفصل الطعام عن اليرقات بشكل كاف ، خذ طبق بتري مسمى مسبقا واسكبه في جزء الصافرة.

احتفظ بالجزء العلوي من طبق بتري حيث ستملأه بالماء واستخدمه كوعاء لليرقات المتعقبة حتى تتمكن من فصل اليرقات التي تتبعتها وأيها لم تتبعها. الآن بعد أن سكبت اليرقات في طبق بتري ، عليك الانتظار 30 دقيقة حتى تتكيف مع السكروز وتصل إلى حالة من الجوع. هذا يعني أنهم سيتصرفون بشكل أفضل في إعداد التتبع خلال 30 دقيقة تتكيف معها اليرقة.

السكروز هو لحظة جيدة لإعداد الألواح للتتبع. إذن هذه هي قمم 96 لوحة بئر. يمكنك شرائها بشكل منفصل وهذا حل 3٪ aros تم تسخينه بالفعل.

نستخدم 3٪ لأنه يمنع اليرقات من الحفر ، ولكنه أيضا كثيف بما يكفي ليتمكنوا من المشي عليه والبقاء رطبا على كل لوحة. تريد ماصة 25 مل من agros. من المهم محاولة تجنب تكوين فقاعات كبيرة في الجل.

من المهم أيضا وضع الصفائح على سطح مستو ، وإلا فقد تثير المواد الهلامية الموجودة على منحدر وقد تؤثر على سلوك اليرقات. بعد أن يتماسك aros ، نقوم بتكديس القمم ولفها في غلاف سوران لمنعها من الجفاف. هذا يجب أن يبقيهم في حالة جيدة للتتبع لعدة أيام.

في هذا التسلسل ، سأقدم لكم مقايسة السلوك الخاصة بنا ، والتي تختلف قليلا عن مقايسة أطباق البنزين ، والتي أخبرتكم عنها سابقا. ما ستحتاجه هو خيوط من 96 لوحة بئر بالإضافة إلى تلك التي تحتوي على الطبقة الزراعية. تتكون المقايسات من ثلاثة أغطية مكدسة.

لا تحتوي الشفة الأولى على أي شيء فارغ وتستخدم فقط لعزل النظام عن السطح الذي تقع عليه. تحتوي الطبقة الثانية على سطح دييغو الزراعي. هنا سيتم وضع على السطح والآن كما سأريكم بعد ذلك ، نقدم الرائحة في اللوحة.

من المهم استخدام غطاء جديد وجديد في كل مرة تقوم فيها بتحميلالرائحة. هذا لمنع أي تلوث من تجربة إلى أخرى. ستحتاج أيضا إلى تخفيف آخر.

عادة لا نستخدم صبغة لتحميل الرائحة ، لكنني هنا سأستخدمها من أجل التوضيح. هذا هو تركيز عال من الرائحة. في حين أن هذا مخفف للغاية ، فإن هدفي سيكون إنشاء تدرج على طول الخط.

لنفترض هذا الخط ونريد زيادة التركيز من اليسار إلى اليمين. لتحقيق ذلك ، سأستخدم عدة قطرات من الترتيب موضوعة في حلقة التكثيف بتركيز متزايد. أبدأ بأعلى تركيز ، والذي سيتم وضعه في الطرف.

المهم تفريقه في الحلبة. الآن أتابع التركيز التالي ، الذي يتم تخفيفه مرتين مقارنة بالتركيز الأول ، وأضعه في هذه الحلقة. إذن هناك لا، لدي ست قطرات.

الأول يحتوي على تركيز على سبيل المثال واحد. التركيز الثاني 0.5 ، ضعف تركيز الأول. الثالث هو التركيز ، 0.25 ، وهكذا.

إذن لدينا سلسلة هندسية على طول الخط. تتمثل الخطوة التالية في قلب هذا الغطاء على سطح AAL والآن عن طريق التوتر السطحي ، تظل جميع القطرات معلقة من أعلى الغطاء. نبتكر تقنية تعتمد على التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لقياس كل التركيز في اللوحة.

من خلال تطبيق هذه التقنية ، تمكنا من إظهار أنه إذا كان لديك سلسلة هندسية على طول خط مزيل العرق هنا ، فسينتهي بك الأمر بتركيز الرائحة على طول الطول الذي يزداد أضعافا مضاعفة كما هو موضح هنا وعلى طول عرض اللوحة. لدينا ملف تعريف بلغ ذروته أسفل خط الرائحة. إليك كيف تبدو الهندسة الفعلية للتدرج.

إذا كنت تفكر في تركيزالرائحة في الهواء ، فإن الشيء الجيد هو أننا تمكنا من إظهار أن التدرج هندستها مستقر لمدة 15 دقيقة على الأقل. عند إدخال الغطاء العلوي ، ننتظر لمدة 30 ثانية للسماح بإنشاء التدرج. ثم نقدم في الساحة.

يتم إدخال تحت خط النهاية الآخر بين الموضع الثالث والرابع ، ونستخدم دبوسا صغيرا لنقل اليرقات من محلول السكروز إلى السطح الزراعي. يتم النقل عن طريق صيد يرقة حول رأس الظفر. نفتح الغطاء بسرعة ، وتترسب اليرقة على سطح الأغارو.

ثم نغلق الغطاء. من المهم تقليل الوقت الذي يظل فيه الغطاء مفتوحا. بعد ذلك ، تقوم بتسجيل حركة لمدة ثلاث أو خمس دقائق.

يتم التسجيل الفعلي. مع إعداد التتبع هذا ، لدينا كاميرا متصلة بجهاز كمبيوتر. برنامج تتبع الصور الذي نستخدمه هو Aton vision من Nordis لجمع المعلومات حول حركة وتخزينها كملف رقمي.

الآن نحن على وشك بدء التجربة السلوكية. لدينا الغطاء بطبقة آرو. لدينا التخفيفات.

دييغو عالق على الغطاء الأول. قبل تحميلالرائحة ، من المهم دوامة كل قارورة. نستخدم التخفيف مع أصغرها على اليسار والأعلى هنا على اليمين.

سيتم تحميل جميع القطرات الست على اللوحة في نفس الوقت. لتجنب فقدان الرائحة ، نستخدم هنا ماصة متعددة القنوات ستة غمس ، ويتم أخذ 10 ميكرولتر من الرائحة من كل عينة تخفيف ، ويتم تحميل الرائحة في نفس الوقت. عند التحميل ، يتم الآن قلب الغطاء على سطح agros.

تم إنشاء التدرج في اللوحة خلال ال 30 ثانية الماضية كما أوضحت لك من قبل. الآن سأقدم على سطح دييغو. بمجرد إدخال ، أبدأ التسجيل.

هنا ويتم الآن تتبع حركته. كما ترون ، يتبع خط الرائحة ويتجه نحو أعلى نقطة تركيز في التدرج. تذكر أن التركيز يزداد من اليسار إلى اليمين بشكل أسي.

كما ترون ، يتم تصحيح اتجاه الحركة باستمرار. فيما يتعلق بالتحفيز ، وصل الآن إلى أعلى نقطة تركيز للتدرج ، ونقوم بإزالته من اللوحة. يتم التخلص من على طبق آخر للتأكد من أننا لا نتعقب نفس الفرد مرتين مباشرة.

بعد أن نقدم يرقة جديدة ونبدأ تسجيلا جديدا ، إليك القواعد التي نتبعها للتتبع. نوقف التتبع بمجرد وصول إلى أعلى صف تركيز في اللوحة ، والذي يتوافق مع هذا ، هذا هنا. أيضا ، إذا اصطدم بالحائط ، مقاطعة التتبع لأننا نريد تجنب أي تدخل.

السؤال الأول الذي تناولناه ممكنا إلى حد ما. ما أردنا معرفته هو ما إذا كان يستطيع شم رائحة الرائحة بتركيز معين أم لا. لإجراء مثل هذا الاختبار ، ما نقوم به عادة هو أن يكون لدينا مصدر واحد للرائحة بدلا من وجود عدة مصدر.

يتيح لك ذلك الحصول على درجة واحدة من الحرية في تغيير التركيز فيقطرة نهاية الرائحة. هنا على سبيل المثال ، لديك قطرة عالية التركيز ، وهنا لديك قطرة تركيز منخفض. ما نقوم به عادة هو تقديم على سطح دييغو مباشرة تحت قطرة ثيودور ومعرفة ما إذا كان قادرا على اكتشاف وجوده والبقاء في جواره أم لا.

الآن أود أن أستفيد بشكل أكثر تقدما من فحصنا. تخيل أن لديك قطرة واحدة من النظام وسجلت العديد من المسارات المفروضة هنا ، ولديك ثلاثة منها. لديك فرد واحد يولد هذا المسار الأخضر.

لديك هذا المسار البرتقالي الأقل مركزا ، ثم لديك هذا المسار الوردي الذي يمثل على ما يبدو يدور حول المصدر. نعتقد أن هناك الكثير من المعلومات للبدء حول التفاصيل حول المسارات. لهذا السبب ، نقوم باستيراد المسار كسلسلة من الحيازة إلى matlab ، ونقوم بإجراء التحليل بعد التحليل باستخدام matlab.

هنا هي المسافة إلى المصدر ربما كدالة للوقت. بالنسبة للمسارات الثلاثة التي تم عرضها سابقا ، لديك المسار الأخضر ، والذي يظل قريبا جدا من المصدر. لديك المسار البرتقالي ، والذي يعرض ضوضاء أكثر بكثير.

ثم لديك هذا المسار الأرجواني ، والذي أظهر بشكل مثير للاهتمام أن ترك المصدر للبقاء على مسافة ، والتي ربما تتوافق مع التركيز الذي كان مثاليا. هنا ترى الرسم التوضيحي ل 10 مسارات ، غير قادرة على الشم. هذه هي المسوخ أو ثلاثة طفرات B ، وهي غير بائعة.

وكما ترون ، توضح كل هذه المسارات أن فشلت في اكتشاف مصدر الرائحة وتركتها للتو. الآن على النقيض من النجوم ، سجلنا هنا 10 مسارات متتالية لحيوانات الصنبور الأبيض. هذه بالطبع قادرة على الشم ، وكما ترون ، تتراكم جميعها تحت مصدر مزيل العرق.

تم الحصول على المسارات العشرين ، التي تم تقديمها للتو ، دون معرفة هوية. هذا يدل على كفاءة وموثوقية فحصنا. عند تحديد ما إذا كانت بعض المسوخ قادرة على الشم هنا باستخدام التدرج الأسي أم لا ، فإننا ننشئ العديد من المسارات ونريد أن يكون لدينا إحساس بمدى قدرة على اتباع الحافز النهائي الآخر.

لذا سأريكم الآن 15 مسارا مسجلة بشكل منفصل ، وكما ترون ، تقوم بعمل ممتاز في اتباع الحافز تحت خط النهاية الآخر. الآن نود المضي قدما بتحكم بسيط. قد يكون من الجيد جدا أن في التدرج الأسي اتبعت الخط لأنه كان هناك بعض المحفزات بغض النظر عن تركيزها ، فقط ذهبت بشكل مستقيم.

لذا من أجل إظهار أنهم في الواقع يحسبون التركيز أو شيء ما يتعلق بالتركيز ويستفيدون منه لتوجيه حركتهم ، لدينا الآن هذه الهندسة ، وهي قريبة من السطح. يتم إدخال اليرقة هنا كالمعتاد ، وما نتوقعه هو أنها ستتحرك على طول الخط ثم تكتشف أن التركيز ينخفض بعد هذه النقطة وتعود إليها. لذلك أجرينا الاختبار على خمسة.

لقد جمعنا المسارات ، والآن نمثلها متراكبة على هذه الشريحة. وكما ترون ، بدأت من هنا ، وانتقلت على طول الخط ، ثم استكشفت المنطقة المقابلة لأعلى تركيز وبقيت هناك بشكل أساسي. يشير هذا بقوة إلى أنهم قادرون على حساب تركيزات أخرى في الوقت الفعلي باستخدام مقايسة المصدر الفردي.

تمكنا من طرح سؤال واحد كبير بشكل أساسي. هل يمكن لرائحة اكتشاف الرائحة بتركيز معين باستخدام جهاز متعدد المصادر؟ نحن ، لدينا المزيد من المرونة في تغيير شكل التدرج وتحديد ما إذا كان قادرا على الاستفادة من هذه المعلومات أم لا.

أود توضيح هذه الفكرة من خلال إجراء تجربة بسيطة. في التدرجات التي أنشأناها حتى الآن ، كان لدينا شكل أسي على طول العدسة. السؤال الآن هو ، إذا تحدينا الجميع أكثر من خلال زيادة التركيز خطيا على طول العدسة ، فهل ما زالوا قادرين على إيجاد طريقهم تحت خط النهاية الآخر؟

يمثل هذا الرسم البياني نوعي التدرج. اختبرنا الأسي باللون الأرجواني والتدرج الخطي باللون الأخضر. هذا هو التدرج الخطي ، وسأكتب التركيزات المختلفة لزيت البارين المخفف من أسيتات إيسام.

هذه سلسلة حسابية. لدينا تدرج خطي سيتم إنشاؤه وكما ترون ، فإن الميل ضحل إلى حد ما مقارنة بالتدرج الأسي هنا حيث يكون تركيز الأطراف أيضا 0.5 ، ولكنه يرتفع إلى 0.03. السؤال هو ، هل navi قادرة على الهجمات الكيميائية عندما تواجه مثل هذا التدرج الضحل؟

هنا ، التركيز الفعلي للأسيتات المستخدم في القطرات الستة للتدرج الأسي والتدرج الخطي. كما ترى ، على الرغم من أن أعلى تركيز هو نفسه في كلتا الحالتين للتدرج الخطي ، إلا أن أقل تركيز هنا مرتفع إلى حد ما. نجري التجربة مع التدرج الخطي ، ويتم تمثيل 15 مسارا هنا لحيوان من النوع البري ، ونعتقد أنه من الواضح إلى حد ما أن هذه كانت قادرة على اكتشاف التدرج الخطي واتباع هذه الإشارة على طول خط مزيل العرق.

لذلك أعتقد أن وجهة نظرنا واضحة. قبل الانتهاء من هنا ، أود أن أتحدث بإيجاز عن الاتجاهات المستقبلية لإعداد التتبع هذا. على الرغم من أن إعداد التتبع هذا يسمح لك بالقيام بالكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام ، على سبيل المثال ، رؤية السلوك المعقد في اليرقات على مدى فترة زمنية أطول ، إلا أن له بعض القيود.

على سبيل المثال ، أنت مقيد بحجم طبقك ، بحيث يحد من المدة التي يمكنك تتبعها والسلوكيات المعقدة التي يمكنك النظر إليها. لذلك سيكون من الجيد أن نطور نظاما تكون فيه اللوحة أكبر أو لا تكون مقيدا بحدود اللوحة على الإطلاق. مشكلة أخرى هي أنه مع البرنامج الذي لدينا الآن ، من الصعب تتبع أكثر من واحد في نفس الوقت ، لذلك لا يمكن مراقبة سلوكيات السكان في الوقت الفعلي.

جانب آخر مثير للاهتمام للسلوك لا يمكننا اختباره من خلال هذا الإعداد هو الحركات ثلاثية الأبعاد الفعلية لليرقات في الفضاء. أثناء تتبع ، سترى أنه ، على سبيل المثال ، عندما تصل إلى قطرة رائحة ، قد ترفع رؤوسها أو قد تكتسح رؤوسها في محاولة لاكتشاف التغيرات في التركيز. ربما لا يكون هذا ممكنا مع إعدادنا الخاص في الوقت الحالي ، لذلك سيكون من الجيد تطوير شيء يسمح لنا بالقيام بذلك.