Name: Sondeando los límites del reconocimiento de huevo usando experimentos de rechazo de huevos a lo largo de gradientes fenotípicos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 34 s
Description: Aprende a realizar experimentos de rechazo de huevos en ecología evolutiva usando modelos pintados y espectrometría. Este protocolo estandarizado permite estudiar interacciones hospedador-parásito en aves.

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MEH financió el HJ Van Cleave Cátedra en la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign. Además, para la financiación de agradecemos el humano programa de ciencia de frontera (al M.E.H. y T.G.) y el Fondo Social Europeo y el presupuesto del estado de la República Checa, no del proyecto. CZ.1.07/2.3.00/30.0041 (a T.G.). Agradecemos a Ocean Optics para cubrir los costos de publicación.

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Aunque experimentos de rechazo de huevo son el método más común para el estudio de coevolución parásito cría-host66, faltan esfuerzos para estandarizar materiales, técnicas o protocolos. Esto es especialmente problemático para los metanálisis. Ningún metaanálisis, a nuestro conocimiento, de rechazo de huevo de host hasta ahora ha controlado por discrepancias metodológicas entre los estudios67,68, incluyendo lo que se considera no mimética ...

Cría parásitos depositan sus huevos en los nidos de otras especies que pueden criar a sus pequeños y pagar los costos asociados con el cuidado de sus padres1,2,3. Este acto de engaño para burlar el anfitrión por parte del parásito y de detective para detectar el parásito por parte del host proporciona fuertes presiones selectivas sobre ambos actores. En algunos casos de parasitismo de cría aviar, reconocimiento del host de huevos parásitos diferentes selecciona para los parásitos que imitan a huevos de host, que produce una carrera de armamentos evolutiva entre huésped y parásito4. Estudio de parasitismo de cría es importante porque es un sistema modelo para la investigación de coevolución dinámica y toma de decisiones en el salvaje5. Experimentos de rechazo de huevo son uno de los métodos más comunes utilizados para el estudio de parasitismo de cría aviar en el campo y una herramienta importante que los ecologistas utilizan para investigar las interacciones interespecíficas6.
Durante el curso de los experimentos de rechazo de huevos, los investigadores típicamente introducen a natural o modelo huevos y evaluación la respuesta del hospedador a estos huevos experimentales durante un período estandarizado. Tales experimentos pueden implicar intercambiar huevos real (que varían en apariencia) entre nidos7o teñir o pintar las superficies de huevos real (opcionalmente agregando patrones) y volver a su original nidos8o generar modelo huevos han manipulado los rasgos como color9, manchado10, tamaño11o12de la forma. La respuesta del huésped a los huevos de diferente aspecto puede proporcionar información valiosa sobre el contenido de información que utilizan para llegar a un huevo rechazo decisión13 y lo diferente que debe ser para provocar una respuesta14de huevo. Aceptación óptima umbral teoría15 Estados que hosts deben equilibrar los riesgos de aceptar erróneamente un huevo parásito (error de aceptación) o retirar por error sus propios huevos (error de rechazo) examinando la diferencia entre sus propios huevos (o un plantilla interna de los huevos) y los huevos parásitos. Por lo tanto, un umbral de aceptación existe más allá de que hosts decidan que un estímulo es muy diferente a tolerar. Cuando el riesgo de parasitismo es baja, el riesgo de errores de la aceptación es menor que cuando el riesgo de parasitismo es alto; por lo tanto, las decisiones son específicos del contexto y cambiarán apropiadamente como riesgos percibidos cambio14,16,17.
Teoría del umbral de aceptación óptima supone que hosts basan las decisiones sobre la variación continua de fenotipos anfitrión y parásito. Por lo tanto, medir las respuestas de host a diferentes fenotipos de parásitos es necesario establecer cómo tolerante es una población de acogida (con su propia variación fenotípica) a un rango de fenotipos parasitarios. Sin embargo, prácticamente todos los estudios anteriores han confiado en categóricos huevo color y maculation tratamientos (por ejemplo, mimetic/no-mimético). Sólo si los fenotipos de cáscara de huevo del anfitrión no varía, que no es una expectativa biológicamente práctica, todas las respuestas sería directamente comparables (independientemente del grado de la mímica). De lo contrario, un modelo "mimética" huevo variará en lo parecido es a los huevos del anfitrión dentro y entre poblaciones, que potencialmente podrían llevar a confusión cuando se comparan resultados18. La teoría sugiere que alojan las decisiones se basan en la diferencia entre el huevo parásito y sus14, no necesariamente un color huevo parásito particular. Por lo tanto, utilizando un tipo de modelo solo huevo no es un enfoque ideal para probar las hipótesis en los umbrales de decisión de host o de capacidades de discriminación, a menos que la diferencia apenas perceptible (de ahora en adelante y) entre el tipo de modelo de huevo y el color de huevo host individual es la variable de interés. Esto también se aplica a estudios experimentales que intercambiar o agregar los huevos naturales para poner a prueba las respuestas del anfitrión a una gama natural de colores19. Sin embargo, mientras que estos estudios permiten variaciones en fenotipos de huésped y parásito, están limitados por la natural variación en rasgos6, si se utiliza de la misma especie huevos7.
Por el contrario, los investigadores huevos artificiales de colores variados que están exentos de los límites de variación natural (por ejemplo, pueden investigar las respuestas a superstimuli20), lo que les permite a los límites del host percepción6. La investigación reciente ha utilizado técnicas novedosas para medir respuestas de host a través de una variedad fenotípica, por huevos de pintura experimental diseñados para igualar y superar el rango natural de variación en cáscara de huevo9 y colores21. Estudiando las respuestas de los host a los huevos con colores a lo largo de gradientes puede revelar procesos cognitivos subyacentes porque las predicciones teóricas, tales como los umbrales de aceptación15 o mímica coevolucionaron4, se basan en las diferencias continuas entre rasgos. Por ejemplo, mediante este enfoque, Dainson et al. 21 establece que cuando el contraste cromático entre la coloración de la cáscara de huevo molido y coloración spot es mayor, el Robin americano Turdus migratorius tiende a rechazar huevos más fuertemente. Este hallazgo proporciona información valiosa sobre cómo este host procesa la información, en este caso a través de la observación, para decidir si sacar un huevo de parásito. Mediante la personalización de mezclas de pintura, los investigadores pueden manipular precisamente la similitud entre el color de un huevo experimental y huevo del anfitrión, mientras otros factores de confusión tales como manchas de huevo, huevo tamaño22 y patrones10de normalización forma23.
Para fomentar más la replicación y metareplication24 de trabajo rechazo de huevo clásico y reciente, es importante que los científicos utilizan metodologías que se estandardizan a través de la filogenia (diferente especie)7,22, (poblaciones de diferente host)7,22,25,26 de espacio y tiempo (estaciones de crianza diferentes)7,22,25,26 ,27, que fue hecha solamente raramente. Metodologías que no estaban estandarizadas28 mostraron más adelante conducir a resultados artefactuales29,30. Este documento sirve como un conjunto de directrices para los investigadores que buscan replicar este tipo de experimento de rechazo de huevos que examina las respuestas a la variación continua y destaca una serie de conceptos metodológicos importantes: la importancia de jerarquías de control, hipótesis a priori , metareplication, pseudoreplication y color y análisis espectral. A pesar de los experimentos de huevo rechazo dominando el campo de la coevolución parásito huésped aviar, ningún protocolo integral existe todavía. Por lo tanto, estas directrices será un valioso recurso para incrementar la inter-intra-laboratorio y repetibilidad como la verdadera prueba de cualquier hipótesis es metareplication, es decir, repetir estudios enteros a través de la filogenia, espacio y tiempo24, que sólo puede ser significativo hacer al usar métodos consistentes29,30,31.

<table><tbody><tr><td>Replicador Mini +</td><td>Makerbot</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Cobalto Turquesa Luz</td><td>Winsor & Newton</td><td>28382</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Blanco Titanio</td><td>Winsor & Newton</td><td>28489</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Verde Cobalto</td><td>Winsor & Newton</td><td>28381</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Cobalto Turquesa</td><td>Winsor & Newton</td><td>28449</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Sombra Quemada</td><td>Winsor & Newton</td><td>28433</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Óxido de Hierro Rojo</td><td>Winsor & Newton</td><td>28486</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Naranja Cadmio</td><td>Winsor & Newton</td><td>28437</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Raw Umber Light</td><td>Winsor & Newton</td><td>28391</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Amarillo Ocre</td><td>Winsor & Newton</td><td>28491</td><td></td></tr><tr><td>Pintura Acrílica Profesional Marte Negro</td><td>Winsor & Newton</td><td>28460</td><td></td></tr><tr><td>Pincel</td><td>Utrecht</td><td>206-FB</td><td>Pincel Filbert</td></tr><tr><td>Pincel</td><td>Utrecht</td><td>206-F</td><td>Pincel plano</td></tr><tr><td>Secador de pelo</td><td>Oster</td><td>202</td><td></td></tr><tr><td>Cables de fibra óptica</td><td>Ocean Optics Inc.</td><td>OCF-103813 Conjunto de</td><td>fibra óptica bifurcada personalizada de 1 m con tubo de cremallera azul (PVDF), diámetro exterior nominal de 3,8 mm y</td></tr><tr><td>espectrómetro</td><td>Ocean Optics Inc.</td> de 2 patas.Unidad <td>de</td><td>espectrómetro Jaz con un ancho de rendija de 50 mmm, instalada con un detector de 200-850 nm (DET2B-200-850) y opción de rejilla # 2.</td></tr><tr><td>Módulo de batería y tarjeta SD para espectrómetro</td><td>Ocean Optics Inc.</td><td>Fuente de luz Jaz-B</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Ocean Optics Inc.</td><td>Jaz-PX</td><td>Una fuente de luz de xenón pulsada</td></tr><tr><td>Estándar blanco</td><td>Ocean Optics Inc.</td><td>WS-1-SL</td><td>fabricado en Spectralon</td></tr><tr><td>OHAUS Adventurer Pro Scale</td><td>OHAUS</td><td>AV114C</td><td>A microbalanza de precisión</td></tr><tr><td>Gemini-20 báscula portátil</td><td>AWS</td><td>Gemini-20</td><td>A escala estándar</td></tr><tr><td>Tubos vacíos de pintura de aluminio (22 ml)</td><td>Creative Mark</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Espejo telescópico</td><td>SE</td><td>8014TM</td><td></td></tr><tr><td>GPS</td><td>Garmin</td><td>Oregon 600</td><td></td></tr><tr><td>Lija de grano 220</td><td>3M</td><td>21220-SBP-15</td><td>Papel de lija muy fino</td></tr><tr><td>Papel de lija de grano 400</td><td>3M</td><td>20400-SBP-5</td><td>Papel de lija muy fino</td></tr><tr><td>Software de análisis de color: ' pavo', un paquete de R</td><td>para su uso en, R: Un lenguaje y entorno para la computación estadística</td><td>v 1.3.1</td><td>https://cran.r-project.org/web/packages/pavo/index.html</td></tr><tr><td>UV claro transparente</td><td>Flock off!</td><td>UV-001</td><td>Una pintura ultravioleta transparente</td></tr><tr><td>Bolsas de plástico para sándwiches</td><td>Ziploc</td><td></td><td>Bolsas de plástico para sándwiches regulares de Ziploc que se pueden comprar en el supermercado.</td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Kimberly-Clark Professional</td><td>34120</td><td>11 x 21 cm kimwipes</td></tr><tr><td>Cepillo de dientes</td><td>Colgate</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

sondeando los límites del reconocimiento de huevo usando experimentos de rechazo de huevos a lo largo de gradientes fenotípicos

Probing the Limits of Egg Recognition Using Egg Rejection Experiments Along Phenotypic Gradients

Cría parásitos depositan sus huevos en nidos de otras hembras, dejando a los padres para eclosión y posterior de sus crías. Estudiar cómo cría parásitos manipulan hosts en criar a sus crías y cómo hosts detectan parasitismo proporcionan penetraciones importantes en el campo de la biología de coevolución. Parásitos de cría, como cucos y tordos, obtienen una ventaja evolutiva, porque no tienen que pagar los costos de criar a sus propias crías. Sin embargo, estos costos seleccionar para las defensas del huésped contra todas las etapas del desarrollo de parásitos, incluyendo huevos, sus jóvenes y adultos. Experimentos de rechazo de huevo son el método más común utilizado para el estudio de las defensas del anfitrión. Durante estos experimentos, el investigador coloca un huevo experimental en un nido de host y monitorea cómo responden los hosts. Color a menudo es manipulado, y la expectativa es que la probabilidad de discriminación de huevo y el grado de disimilitud entre el host y huevo experimental están relacionadas positivamente. Este documento sirve como guía para realizar experimentos de rechazo de huevo de describir métodos para crear colores de huevo consistente para el análisis de los resultados de tales experimentos. Se presta especial atención a un nuevo método con huevos único colores a lo largo de gradientes de color que tiene el potencial para explorar prejuicios de color en el reconocimiento del hospedero. Sin estandarización, no es posible comparar resultados entre los estudios de una manera significativa; un protocolo estándar dentro de este campo permitirá resultados cada vez más precisos y comparables para experimentos adicionales.

Generación de modelos de huevo colorido
Espectros de reflectancia de huevos naturales y mezclas de pintura personalizada se muestran en la figura 1A-D. Mezclas de pintura usados en estudios de parasitismo de cría deben corresponder con las mediciones de reflectancia natural en cuanto a la forma espectral (color) y magnitud (brillo). Si eso se logra, el color del hue...

Este protocolo proporciona pautas para el funcionamiento de huevo experimentos de rechazo: esquema técnicas de pintura experimental huevo modelos para emular los colores naturales de huevos del pájaro, realizando trabajo de campo y análisis de los datos recogidos. Este protocolo proporciona un método uniforme para realizar experimentos de rechazo de huevos comparables.

Sondeando los límites del reconocimiento de huevo usando experimentos de rechazo de huevos a lo largo de gradientes fenotípicos

Brood parasites lay their eggs in other females' nests, leaving the host parents to hatch and rear their young. Studying how brood parasites manipulate ...

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la ecología evolutiva, como cómo los huéspedes pueden discriminar entre sus propios huevos y los de sus parásitos. La principal ventaja de esta técnica es que proporciona una técnica reproducible para realizar experimentos de rechazo de óvulos. Para empezar, pinta una capa uniforme de blanco titanio sobre un huevo modelo impreso en 3D o esculpido.Use un secador de pelo en la configuración fría para acelerar el secado. Una vez seco, aplica pinturas acrílicas de alta calidad al huevo para darle un aspecto único. Las manchas se pueden agregar primero con un pincel a mano y luego salpicando pintura con un cepillo de dientes.Para cuantificar el color, utilice un espectrómetro. Primero, inserte una tarjeta SD en el espectrómetro. Para vincular la tarjeta SD al sistema, en los controles, seleccione Sistema de archivos y, a continuación, Buscar tarjetas SD.Complete esto presionando el botón de inicio. A continuación, conecte los cables de fibra óptica al espectrómetro y a la fuente de luz. Siga los cables para asegurar los extremos correctos al conector correcto.Luego, inserte una punta de sonda personalizada en el extremo

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Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

La facilidad de acceso del embrión ha permitido experimentos para trazar los destinos de células usando varios métodos, incluyendo pollo codorniz quimeras y tinte de etiquetado focal. En este artículo se demuestra un método de preparación de huevo que se ha optimizado el tiempo de supervivencia de largo.

Los huevos de ventanas de pollo para Estudios del Desarrollo

El embrión de Drosophila está rodeado por membranas externas protectoras. Para acceder al embrión, a menudo se extirpa el corion, la más externa de las membranas. Este video describe un método comúnmente utilizado de decorionación usando hipoclorito de sodio. El protocolo de ejemplo muestra el procedimiento empleando técnicas estériles necesarias para la cría de animales axénicos o gnotobióticos.

Drosophila Recolección de huevos y descorionación: un método para eliminar la capa de huevos más externa

Las hembras de Drosophila eligen entre sustratos y seleccionan sitios que son atractivos para la puesta de huevos. Este video describe un ensayo conductual que pone a prueba su toma de decisiones, llamado ensayo de preferencia de puesta de huevos. El clip presentado muestra el procedimiento con una configuración personalizada, que permite a los investigadores no solo probar el comportamiento de muchas hembras al mismo tiempo, sino que también es compatible con la grabación de video y las...

Drosophila Ensayo de preferencia de puesta de huevos: un método para probar la toma de decisiones en moscas

C. elegans El comportamiento de puesta de huevos puede proporcionar información importante en estudios de desarrollo, reproductivos y anatómicos. Este video presenta los pasos importantes de un ensayo de puesta de huevos y muestra un experimento de muestra en el que se prueba la toxicidad reproductiva de un medicamento.

Ensayo de puesta de huevos: un método para cuantificar el comportamiento de puesta de huevos de C. elegans

El artículo describe un protocolo para generar embriones de pez cebra a través del apareamiento natural y la clasificación de sus etapas de desarrollo. El protocolo se utiliza además para el análisis de células β pancreáticas mediante el uso de peces transgénicos.

Apareamiento y estadificación de los huevos: un método para generar embriones y clasificarlos por etapa de desarrollo

El método de imagen vertical descrito en este protocolo permite la visualización detallada de los polos de un huevo de Drosophila melanogaster en desarrollo.  Esta vista final proporciona una nueva perspectiva sobre la disposición y morfología de múltiples tipos de células en el epitelio folicular.

Imaging Upright de<em&gt; Drosophila</em&gt; Cámaras de huevo

Describimos un sistema de ovocitos y capuchones animales de Xenopus para la clonación de expresión de genes capaces de inducir una respuesta en ectodermo competente, y discutimos técnicas para el análisis posterior de dichos genes. Este sistema es útil en la identificación funcional de una amplia gama de productos génicos.

Clonación funcional utilizando una<em&gt; Xenopus</em&gt; Sistema de Expresión de ovocitos

Este protocolo describe un ensayo de alto rendimiento para probar las preferencias de puesta de huevos de Drosophila melanogaster a una resolución de un solo animal.  Este ensayo proporciona una plataforma simple, eficiente y escalable para identificar genes y componentes de circuitos que controlan un proceso de toma de decisiones simple.

Ensayo de Alto Rendimiento para el Examen de Preferencias de la puesta de huevos individual<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Aquí, presentamos un protocolo para determinar la temperatura ambiente preferida de larvas de Drosophila usando un gradiente térmico continuo.

Un análisis de gradiente de temperatura para determinar las preferencias térmicas de larvas de Drosophila

Aquí presentamos un protocolo para inyectar huevos de cricket, una técnica que sirve como método fundamental en muchos experimentos en el cricket, incluyendo, pero no limitado a, interferencia de ARN y manipulación genómica.

Inyección de huevos de Gryllus bimaculatus

Aprende a realizar experimentos de rechazo de huevos en ecología evolutiva usando modelos pintados y espectrometría. Este protocolo estandarizado permite estudiar interacciones hospedador-parásito en aves.

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