跳跃蜘蛛颜色模式的处理及其在行为实验中的应用
2019年5月21日
本协议的目的是操纵跳跃蜘蛛和其他带有油漆的非常小的节肢动物的颜色模式, 以研究与性选择、性食人鱼、捕食、先验或任何其他动物着色领域有关的问题。
为了了解颜色如何演变和为什么发展，我们需要在其中操作动物颜色图案的实验。微小的动物经常被研究不足，因为它们的颜色很难操纵。直接操作颜色补丁的主要优点是，这种方法不会影响其他动物的外观，或改变其自然采光环境。
我们展示研究如何将釉质漆和化妆应用于跳跃的蜘蛛。这些相同的方法也适用于各种其他小，丰富多彩，和研究不足的节肢动物。我建议首先尝试绘制一个死标本，以便不急于获得完美的油漆一致性和数量的微刷。
此方法的可视化演示至关重要，因为很难解释正确的油漆一致性是什么，如何应用油漆，例如画笔会有什么角度。首先，将解剖显微镜连接到相机和计算机，以便更轻松地拍摄结果。打开所有三台设备，然后启动处理摄像机输入的软件。
接下来，选择拍摄最终照片的相关缩放。将昆虫安装针或小钉子钉在一个非硬化建模粘土球中，该粘土的大小与葡萄大小大致一样。将建模粘土和针脚设置放在显微镜下并调整目标，以便它们大致聚焦在将安装蜘蛛的销头上。
然后，将一个额外的薄昆虫安装销放入一个新的非硬化建模粘土球，并放在显微镜旁边。在显微镜旁以有条理的方式准备以下材料。一小片吸水纸，一张白色打印机纸，正在涂的油漆，每个颜色的油漆稀释剂的单独容器，加上一个保持透明和清洁，每种颜色的单独微刷，和一个微刷只使用干净稀释剂。
使用牙签，在打开的塑料盘上加入一滴油漆。添加油漆稀释剂，并使用牙签将两者混合到正确的一致性，其中油漆是完全均质的，但不是太流鼻涕。使用微刷测试白色打印机纸上的混合油漆。
然后，将一滴豌豆大小的水性胶水放在打印机纸的一角。首先，在安装销或钉子的头部添加非常少量的胶水，这些胶是以前准备并放置在显微镜下。轻轻地将麻醉蜘蛛从小瓶滑到桌子上，其腹侧向上，确保不要敲击或将蜘蛛扔到桌子上。
用双手握住造型粘土，确保双手牢牢地固定在桌子上。然后，用胶水轻轻按压蜘蛛胸骨的针头，使蜘蛛在施加的小压力下稍微弹跳并伸展双腿。重新定位显微镜下方的安装设置，使要涂漆的区域朝上并聚焦。
首先，我们测试油漆的一致性，如有必要，再次调整。始终首先尝试在打印机纸张上涂上油漆，以控制画笔毛中所含的油漆质量。在接触蜘蛛之前，确保油漆具有正确的一致性，并且微刷上只有正确的油漆量，这一点至关重要。
通过显微镜观察，使用占支配力的手将刷子的尖端放入视野，并再次确保刷子头发不含有太多的油漆。如果刷子上的油漆太多，请将一些油漆擦到打印机纸上。然后，触摸画笔到蜘蛛的最大区域，将需要涂上。
这将揭示油漆的一致性和数量是否正确，即当油漆轻微而缓慢地浸泡在蜘蛛的头发或鳞片中时。如果未涂上油漆，请将画笔浸入油漆中，然后重复此过程，从测试打印机纸上的油漆开始。如果油漆迅速浸入，并溢出到不应被油漆覆盖的区域，请将刷子擦拭到吸水纸上，然后通过测试打印机纸上的油漆，从头开始重复此过程。
如果画蜘蛛的脸，使用非显性手中额外的细针，按住前腿和皮迪帕普斯。根据画笔和油漆，在尝试绘制眼睛之间的中心区域之前，请考虑绘制面部的两侧，因为侧区域的绘画可以通过按住与蜘蛛面部平行的画笔并诱导毛细管动作来连接。涂绘精子或腿部时，请确保不要用硬化漆接触任何连接，并确保不要将油漆涂在精子的出没部分的底面的男性精子输送器官上。
在绘制蜘蛛脸的一侧后，在显微镜下旋转蜘蛛是有帮助的，这样脸部的另一侧就可以用同样的主导手进行绘制。在蜘蛛从麻醉中醒来之前，绘画必须仔细和快速完成。最后，用显微镜缩小，检查整体颜色操作并准备拍照。
首先，将目标切换到摄像机模式。使用计算机软件，拍照，同时确保所选的变焦是显微镜上选择的缩放，以便添加比例条。当蜘蛛开始移动时，握住针脚，使蜘蛛的前腿接触蜘蛛的小瓶。
如果需要，轻轻倾斜针脚，以帮助蜘蛛把自己从干胶中拉开，让蜘蛛自行释放。在这项研究中，哈布罗纳图斯·克里特里特里克斯雄性的微小面孔被颜色操纵。使用此处演示的技术，不同程度的颜色操作是有效的。
包括完全隐藏颜色，或减少或增强其强度。对于此处显示的男性，目标是增加或减少男性在求爱期间显示的红色斑块的数量。有些男性有其自然的红色面孔隐藏在灰色釉质油漆，而另一些有他们的颜色保持通过画在自然红色与红色釉质漆作为控制。
同样，由于一些蜘蛛在皮迪帕尔普斯添加了红色斑块，以增加显示的红色斑块的数量，灰色油漆用于覆盖其他雄性的面皮，使所有雄性都有油漆应用于敏感区域。然而，让不同群体的蜘蛛在完全相同的区域上绘制，以控制油漆任何可能的负面影响，并不总是可行的。在另外一项研究中，使用与男性下皮的光谱特性相同的黑色眼线笔去除红色，而其他男性颜色则保持完整和自然。
对于自然看的男性，同样数量的眼线笔被应用到甲壳顶部的区域，就在前中位眼睛后面，以控制任何潜在的气味或产品的整体毒性。在给定环境中，对两种男性的行为进行比较，以评估任何可能暗示油漆毒性或意外效果的细微差异。羞辱处理的男性和男性的脸画眼线，把两个由二在女性面前，并观察特定的男性行为。
在这种情况下，所有比较都显示治疗之间没有差异。因此，可以得出结论，对任一治疗类别都没有引入任何偏见。同样，当单独引入雌性笼子时，用灰色或红色釉质漆涂漆的雄性和非操纵性雄性，在行为上没有差异。
因此，可以得出结论，彩绘男性的行为是自然的。为了不妨碍蜘蛛的任何障碍，重要的是要完全避免添加油漆到嘴部分或精子传递器官。人们也不应该在蜘蛛的眼睛或关节上添加或留下任何油漆。
彩色操纵蜘蛛或其他节肢动物可用于行为实验，以了解颜色在各种背景下的作用，从求爱，到男性，男性互动，避免捕食者。动物着色领域主要是由大型脊椎动物（如鸟类）的工作推动的。通过缩小颜色处理技术，我们现在可以提出更多关于小动物颜色的问题。
概述
本协议概述了一种使用油漆操控跳蛛和其他小型节肢动物颜色图案的方法。该方法旨在促进有关性选择、捕食和动物色彩的其他方面的研究。
关键研究组成部分
科学领域
- 动物色彩
- 性选择
- 捕食
背景
- 由于尺寸小，对微小动物的颜色操控具有挑战性。
- 直接操控保留了整体外观和光照环境。
- 视觉演示对于理解上色技术至关重要。
- 珐琅漆和化妆品可以有效地应用于小型节肢动物。
研究目的
- 探索小型节肢动物颜色图案的演变。
- 研究颜色操控对性选择和捕食的影响。
- 建立一种可靠的在活体标本上应用颜色的方法。
使用的方法
- 准备包括油漆、刷子和造型粘土在内的材料。
- 使用解剖显微镜进行精确应用。
- 在应用前在打印纸上测试油漆的稠度。
- 小心地将油漆涂抹到蜘蛛的特定区域。
主要结果
- 成功操控了跳蛛的颜色图案。
- 展示了增强和隐藏颜色的技术。
- 为未来关于颜色演变的研究提供了框架。
- 强调了在上色过程中谨慎处理的重要性。
结论
- 所描述的方法对于小型节肢动物的颜色操控是有效的。
- 这些技术可以推进性选择和捕食的研究。
- 进一步的研究可以在此协议的基础上探索各种颜色图案。
常见问题
Executive Industry Relevance
Direct color manipulation in small arthropods enables precise interrogation of phenotypic traits without confounding environmental or systemic effects, supporting mechanistic de-risking in target validation studies. This approach enhances predictive confidence by isolating the role of specific visual cues in behavioral assays, reducing ambiguity in early discovery workflows. The method provides a scalable, reproducible platform for phenotypic screening in understudied invertebrate models, aligning with translational biomarker discovery and preclinical model development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of color pattern hypotheses in sexual selection and predation contexts through direct phenotypic modification.
- Operational Value: Preserves natural lighting and overall appearance, isolating the variable of interest for clearer causal inference.
- Strategic Value: Supports target de-risking by validating the functional relevance of visual traits before resource-intensive follow-up.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable, standardized phenotypic outputs via controlled color enhancement or concealment.
- Operational Value: Uses accessible materials (enamel paints, microbrushes, modeling clay) and microscopy for scalable assay preparation.
- Strategic Value: Facilitates high-fidelity behavioral screening by minimizing off-target artifacts from environmental manipulation.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Establishes disease-relevant systems by linking color traits to behavioral outcomes in arthropod models.
- Operational Value: Enables continuity from discovery to preclinical validation through consistent, reversible phenotypic modulation.
- Strategic Value: Supports risk-adjusted advancement by confirming that observed behaviors are trait-specific and not artifacts of handling or toxicity.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into early discovery workflows by enabling hypothesis-driven manipulation of visual traits, supporting lead identification through behavioral phenotyping, and informing preclinical decisions via mechanistic de-risking of color-trait relationships.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by isolating color as an independent variable in behavioral assays.
- Screening: Delivers assay readiness and reproducibility through standardized paint application and consistency testing on printer paper.
- Analytics: Provides quantitative dependent variable measurements via behavioral scoring of courtship, aggression, or predator avoidance under controlled color conditions.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by validating that manipulated traits elicit natural, unbiased behavioral responses.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for phenotypic screening across small, colorful arthropods beyond jumping spiders.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through direct, isolated manipulation of phenotypic traits.
- Operational Value: Standardization and reproducibility via viscosity testing, brush calibration, and ventral-side mounting under microscopy.
- Strategic Value: Improved go/no-go decisions by eliminating confounding effects from environmental lighting or global appearance changes.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization based on mechanistic evidence linking color patterns to fitness-relevant behaviors.
Implementation Considerations
- Requires expertise in micro-scale specimen handling and anesthesia recovery timing.
- Needs dissection microscopy, color-specific microbrushes, and controlled lighting for consistent visualization.
- Demands cross-team standardization of paint mixing protocols and application techniques to ensure inter-experiment reliability.
- Involves adaptation considerations for varying cuticle textures and appendage morphologies across arthropod species.
- Includes practical limitations such as paint toxicity risk near sensory organs and the need for sham controls to rule out artifacts.
