Method Article

基于表型梯度的鸡蛋排斥试验对鸡蛋识别极限的探讨

DOI:

10.3791/57512

⸱

August 22nd, 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Biology, Long Island University-Post, 2Department of Animal Biology, School of Integrative Biology, University of Illinois, 3Departamento de Ecología, Genética y Evolución, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, 4Department of Zoology and Laboratory of Ornithology, Palacký University, 5Institute of Vertebrate Biology, Academy of Sciences of the Czech Republic

In This Article

Summary

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本议定书提供了运行卵子排斥实验的指导方针: 概述了绘制实验鸡蛋模型的方法, 以模拟天然鸟卵的颜色, 进行实地调查, 分析收集到的数据。该协议为进行类似的鸡蛋排斥实验提供了统一的方法。

Abstract

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育雏的寄生虫产卵在其他女性的巢, 让主人的父母孵化和后方他们的幼仔。研究育雏寄生虫如何操纵宿主, 以提高他们的幼仔和寄主如何检测寄生提供了重要的见解, 在共同进化生物学领域。育雏寄生虫, 如杜鹃和牛鹂, 获得了进化的优势, 因为他们不必支付养育自己的幼仔的成本。然而, 这些成本选择宿主防御的所有发展阶段的寄生虫, 包括鸡蛋, 他们的幼鸟, 和成人。抗鸡蛋实验是研究宿主防御的最常用方法。在这些实验中, 研究者将实验鸡蛋放在宿主巢中, 并监视宿主的反应方式。颜色经常纵 , 并且期望是卵子歧视的可能性和寄主和实验性蛋的不同程度是正相关的。本文从描述创建一致卵色的方法出发, 对实验结果进行分析, 以此为指导进行鸡蛋排斥实验。特别注意一种新的方法, 涉及独特的彩色鸡蛋沿颜色梯度, 有潜力探讨颜色偏差的主机识别。没有标准化, 就不可能以有意义的方式比较研究结果;在这个领域内的标准协议将允许越来越准确和可比的结果, 进一步的实验。

Introduction

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育雏寄生虫产卵在其他物种的巢, 然后可以提高他们的幼仔和支付与父母照顾1,2,3相关的费用。这种欺骗行为, 以骗取宿主的寄生虫和侦查, 以检测寄生虫的一部分, 对两个行为者提供强烈的选择性压力。在一些鸟类育雏寄生的情况下, 寄主对不同的寄生卵的识别选择了模拟宿主卵的寄生虫, 这就产生了寄主和寄生虫之间的进化军备竞赛4。研究巢寄生是重要的, 因为它是一个模型系统的研究共同进化动力学和决策在野外5。鸡蛋排斥实验是研究鸟类巢寄生的最常用方法之一, 是生态学家研究6种种间相互作用的重要工具。

在卵子排斥实验过程中, 研究人员通常引入天然或模型卵, 并评估宿主在标准化时期对这些实验卵的反应。这种实验可以涉及在巢7之间交换真正的鸡蛋 (在外观上变化), 或染色或油漆真正的鸡蛋表面 (可选添加模式), 并返回他们原来的巢8, 或生成模型鸡蛋,操纵的特性, 如颜色9, 斑点10....

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Protocol

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这里描述的所有方法都已获得长岛大学 IACUC 机构动物保育和使用委员会的批准。

1. 混合丙烯酸颜料

  1. 混合蛋壳的地面着色, 这是颜色, 将统一覆盖整个蛋壳表面。下面的食谱将使50克油漆, 这将填补一个小超过两个22毫升铝漆管。
    1. 产生蓝绿色, 代表蓝绿色蛋壳 (如美国migratorius蛋壳), 使用18.24 克的钴绿松, 20.77 克钛白色6.52 克钴绿色, 2.86 克的钴绿松石和1.61 克烧焦的棕褐色。
    2. 产生褐色的颜色, 代表褐色蛋壳 (例如, 鸡肉鸡鸡鸡内金蛋壳), 使用4.12 克的红氧化铁, 9.75 克的镉橙, 22.15 克的原始棕褐色光和13.97 克钛白色。
    3. 产生一种米色, 代表米色蛋壳 (如鹌鹑鹌鹑), 使用10.60 克褐色鸡蛋色, 8.28 克蓝色绿色, 18.51 克钛白色, 12.61 克黄赭色。
    4. 使用无混合的钛白色生成白色颜色。
  2. 混合一个暗褐色斑点颜色代表在鹌鹑C. 粳稻的斑点, 使用8.38 克褐色鸡蛋色, 26.04 克的烧伤棕褐色, 15.59 克的火星黑色。
  3. 混合中间颜色横跨蛋壳颜....

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Results

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生成五颜六色的鸡蛋模型

自定义涂料混合物和天然卵的反射光谱如图 1A所示。在巢寄生研究中使用的颜料混合物应与光谱形状 (颜色) 和震级 (亮度) 的自然反射率测量紧密对应。如果达到这个目标, 实验鸡蛋的颜色应该被寄主视为天然的蛋色。为了评估主机识别, 应将这些反射率转化为相关的鸟类颜色空间。要做到这一点, 这些反射光谱, 太阳辐照度, 和感光灵敏度的产品可以集成计算量子捕捉33。鸟类的颜色知觉是不同于人, 因为鸟看见颜色使用四, 而不是三感光器。这些四受体的量子捕捉可以转换成四面体颜色空间中的坐标 (图 1E), 其中每个顶点代表特定感光光的相对刺激: 紫外线、短、中和长波长敏感的感光细胞

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Discussion

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虽然卵子排斥实验是研究育雏寄生虫-宿主共同进化66的最常见方法, 但缺乏标准化材料、技术或协议的协同努力。这对于 meta 分析尤其成问题。据我们所知, 目前还没有对宿主卵子排斥的 meta 分析控制了研究67、68中的方法学差异, 包括被认为是模仿的或非模仿的。这是一个主要的问题, 因为模仿 (按人体标准) 鸡蛋可以被主机拒绝比看似不模仿的69, 这表明, 人的颜色分类是不充分的和不恰当的推论有关禽类认知18。此外, meta 分析忽略了这样一个事实: 一些研究, 即使是相同的寄主物种, 处理逃兵不同, 无论是作为回应22或排除他们从分析7,67, 68

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Disclosures

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海洋光学为这篇手稿提供了页面费用。

Acknowledgements

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咩的资金来自伊利诺斯州大学的 HJ--香槟分校的教授。此外, 为了供资, 我们感谢人类前沿科学项目 (M.E.H. 和 T.G.) 和捷克共和国的欧洲社会基金和国家预算。1.07/2.3. 00/30.0041 (T.G.)。我们感谢海洋光学, 以覆盖出版成本。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Replicator Mini +Makerbot
专业丙烯酸漆 钴绿松石灯Winsor &Newton28382
专业丙烯酸漆钛白Winsor &Newton28489
专业丙烯酸涂料 钴绿Winsor &Newton28381
专业丙烯酸涂料 钴绿松石Winsor &Newton28449
专业丙烯酸漆 Burnt UmberWinsor &Newton28433
专业丙烯酸漆 红色氧化铁Winsor &Newton28486
专业丙烯酸涂料 镉橙Winsor &Newton28437
专业丙烯酸漆 Raw Umber LightWinsor &Newton28391
专业丙烯酸漆 黄色 赭石Winsor &Newton28491
专业丙烯酸漆 Mars BlackWinsor &Newton28460
油漆刷乌得勒支206-FB菲尔伯特刷
油漆刷乌得勒支206-F平刷
吹风机Oster202
光纤电缆Ocean Optics Inc.OCF-1038131 m 定制分叉光纤组件，带蓝色拉链管 （PVDF）、3.8mm 标称外径夹具和 2 脚
光谱仪Ocean Optics Inc.Jaz光谱仪装置，狭缝宽度为 50 um，安装有 200-850 nm 检测器 （DET2B-200-850） 和光栅选项 # 2。
Ocean Optics Inc.的电池和 SD 卡模块Jaz-B
光源Ocean Optics Inc.Jaz-PXA 脉冲氙气光源
White standardOcean Optics Inc.WS-1-SL由 Spectralon 制成
奥豪斯 Adventurer Pro 秤奥豪斯AV114C精密微量天平
Gemini-20 便携式秤AWSGemini-20A 标准秤
空铝漆管 （22 毫升）Creative MarkNA
伸缩镜SE8014TM
GPSGarminOregon 600
220 粒度砂纸3M21220-SBP-15超细砂纸
400 粒度砂纸3M20400-SBP-5超细砂纸
颜色分析软件： 'pavo'，一个用于 R：统计计算的语言和环境的 R 包v 1.3.1https://cran.r-project.org/web/packages/pavo/index.html
UV clear transparentFlock off！UV-001透明紫外线涂料
塑料三明治袋Ziploc可以在超市买到的 Ziploc 普通塑料三明治袋。
KimwipesKimberly-Clark Professional3412011 x 21 厘米 kimwipes
牙刷高露洁牙刷
色 色 用于光谱仪

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Davies, N. B., Brooke, M. deL. An experimental study of co-evolution between the cuckoo, Cuculus canorus, and its hosts. I. Host egg discrimination. Journal of Animal Ecology. 58 (1), 207-224 (1989).
  2. Feeney, W. E., Welbergen, J. A., Langmore, N. E. Advances in the study of coevolution between avian brood parasites and their hosts. Annu Rev Ecol Evol Syst. 45, 227-246 (2014).
  3. Kilner, R. M., Madden, J. R., Hauber, M. E. Brood parasitic cowbird nestlings use host young to procure resources. Science. 305 (5685), 877-879 (2004).
  4. Dawkins, R., Krebs, J. R. Arms races between and within s....

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