Name: Utilisation de labyrinthes en Y fermés pour évaluer le comportement chimiosensoriel chez les reptiles (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-04-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 15 s
Description: Découvrez l'utilisation de labyrinthes en Y fermés pour évaluer le comportement chimiosensoriel chez les reptiles. Cette méthode permet d'étudier les préférences et l'exploration en réponse à des signaux chimiques.

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Le développement du premier labyrinthe en Y a été soutenu par des accords de coopération (15-7412-1155-CA, 16-7412-1269-CA et 17-7412-1318-CA) entre l’Université James Madison (JMU) et le Service d’inspection de la santé animale et végétale de l’USDA. Le développement du labyrinthe en Y dans le parc national des Everglades a été financé par un accord de coopération (P18AC00760) entre JMU et le National Park Service. Nous remercions T. Dean et B. Falk pour leur facilitation de ce projet dans le PN des Everglades et leur aide en matière de permis et de financement. Nous remercions W. Kellow pour son aide dans la construction du labyrinthe en Y de l’USGS. C. Romagosa, L. Bonewell et R. Reed ont fourni un soutien administratif et logistique. Nous remercions les deux évaluateurs anonymes qui nous ont fait part de leurs commentaires utiles. Le financement des travaux des Everglades et le soutien en nature ont été fournis par le Greater Everglades Priority Ecosystem Science Program du U.S. Geological Survey (USGS), le National Park Service (P18PG00352) et le USGS Invasive Species Program. Toute utilisation des noms commerciaux, d’entreprises ou de produits est à des fins descriptives uniquement et n’implique pas l’approbation du gouvernement des États-Unis. Les constatations et les conclusions de la présente publication n’ont pas été officiellement diffusées par le département de l’Agriculture des États-Unis et ne doivent pas être interprétées comme représentant la détermination ou la politique de l’USDA.

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Bien que les labyrinthes en Y soient des outils très puissants pour étudier l’écologie chimique chez les reptiles, leur conception limitée peut exclure d’autres pistes d’enquête. Cependant, une diversité d’autres options est disponible11,12,20,21,22. Par exemple, les tests langue-flick sont plus simples à exécuter et permettent une évaluation simultanée des comportements exposés à un éventail de stimuli chimiques par rapport aux odeurs de contrôle23,24,25,26. Les tests en plein champ sont une autre option où un animal focal explore librement un enclos jusqu’à ce qu’il rencontre une source de signaux chimiques, et ses réactions comportementales sont ensuite notées27,28. Les combinaisons de ces approches permettent d’évaluer les capacités discriminatoires des reptiles dans des contextes variés tels que la présentation d’un mélange d’odeurs artificielles et naturelles avec des refuges29. Les labyrinthes en Y peuvent également être modifiés pour exposer les animaux à des indices chimiques en suspension dans l’air seuls ou en combinaison avec des indices transmis par substrat16,30,et l’inférence post hoc peut être utilisée pour repenser la collecte de données si des données vidéo archivées sont disponibles31. Les essais biologiques devraient être conçus de manière à simplifier la collecte de données et à réduire au minimum les stimuli contradictoires, en particulier lorsqu’une source précise d’indices est évaluée (p. ex. indices chimiques21).
Les chercheurs en comportement animal observent et quantifient souvent les réponses focales des animaux dans de nouveaux environnements artificiels (p. ex., un labyrinthe fermé avec un paysage sans caractéristiques), et il faut prendre soin d’évaluer si un animal donné présente un comportement naturel et exploratoire par rapport à l’évitement, à l’agitation ou à un comportement de détresse similaire. Le comportement animal en détresse dans les appareils expérimentaux est principalement attribué à la néophobie: peur de la nouveauté32. Un exemple est le comportement d’évasion, où l’animal focal pousse contre les articulations ou les bords de l’appareil pour atteindre l’évacuation. Un autre exemple est la timidité, où l’animal focal démontre une réticence à entrer dans le labyrinthe, dont le degré peut être quantifié par la latence de l’entrée du labyrinthe. La (re)conception de l’appareil peut faciliter l’engagement de l’animal focal pour éviter ces effets confusionants de détresse. L’approche la plus courante est l’introduction répétée de l’animal focal dans l’appareil pour éliminer la nouveauté de l’environnement avant le début des essais, et les modèles statistiques contemporains (p. ex. modèles linéaires mixtes généralisés) permettent aux animaux d’essai d’être utilisés dans de multiples essais. Un aparté important pertinent pour les considérations écologiques dans les tests comportementaux est que la néophobie réduite est associée au succès des espèces envahissantes33. Ainsi, selon la connaissance a priori de l’espèce en question, la néophobie peut avoir une importance variable en tant que considération de conception expérimentale.
L’acquisition de données comportementales à partir de vidéos impose de multiples contraintes qui deviennent des goulots d’étranglement majeurs dans les chronologies expérimentales. Par exemple, la durée d’un essai donné peut augmenter de façon exponentielle le temps d’extraction des données. Une solution de contournement consiste à analyser le comportement uniquement jusqu’à ce qu’un seuil soit atteint (par exemple, durée totale d’activité). Le seuil peut être basé sur la vidéo la plus longue disponible pour un essai donné. Par ailleurs, l’observation par machine (p. ex. l’intelligence artificielle) peut être développée, bien que cela demande beaucoup de temps et de ressources et que des efforts considérables soient requis pour le contrôle de la qualité. Un autre problème est la gestion des données : les vidéos doivent être d’une qualité suffisante pour permettre la notation et l’évaluation comportementales, ce qui entraîne des contraintes de stockage des données. Bien que le stockage en nuage soit désormais accessible, les taux de téléchargement sont souvent problématiques, en particulier lorsque l’acquisition de données se produit sur des sites distants. D’autres défis se manifestent dans les limites des outils d’enregistrement qui affectent l’intégrité de l’observation comportementale. Une visualisation claire du comportement focal des animaux est toujours nécessaire, mais la visibilité est souvent entravée par des facteurs incontrôlables (p. ex. humidité, insectes, mouvement du vent). De plus, lorsque les enregistrements proviennent d’une seule perspective (p. ex., vue à vol d’oiseau), les comportements qui se produisent dans le plan vertical (p. ex., la tête soulève14)sont difficiles à évaluer. Une solution consiste à fournir plusieurs angles de caméra par essai. Enfin, l’heure de la journée affecte considérablement l’enregistrement comportemental. L’analyse comportementale nocturne nécessite une caméra avec un mode nocturne et une projection de lumière minimale pour éviter l’éblouissement obstructif sur la surface du labyrinthe en Y ou l’attraction d’insectes qui peuvent interrompre le flux de la caméra. Compte tenu de ce qui précède, la connaissance préalable du site d’étude ou de la biologie de l’espèce peut éclairer les contraintes susceptibles de se produire à quelle fréquence et ainsi éclairer la taille souhaitable des échantillons.
Le comportement est étroitement couplé avec la physiologie, et l’utilité des Y-labyrinthes pour l’évaluation de l’endocrinologie comportementale dans une série d’espèces a été démontrée. Cependant, cet article met l’accent sur certaines variations dans l’exécution de ces expériences en fonction de l’espèce cible, de la question de recherche et des ressources disponibles. Par conséquent, la sélection des matériaux et des dimensions de chaque configuration d’essai doit être soigneusement examinée en ce qui a le cas pour une éventuelle expansion ultérieure de la recherche. La section 2 décrit les modifications apportées aux matériaux décrits à la section 1, qui ont été incorporées pour tenir compte des futurs essais comportementaux plus complexes avec le tégus. L’augmentation de la profondeur verticale des labyrinthes des Everglades permettra de répondre à de nouvelles questions sur l’écologie chimique dans les tégus sauvages sans prolonger indûment la conception et la configuration du projet, démontrant ainsi la traduisibilité de cet appareil expérimental.
Lorsque l’on utilise les techniques décrites ci-dessus dans un milieu relativement éloigné (voir la section 2), plusieurs facteurs limitatifs doivent être pris en compte, et la planification du projet est primordiale. Selon la puissance statistique nécessaire à l’expérience de traitement prescrite et le moment biologique de l’espèce cible (p. ex. saisonnalité), les ressources et la main-d’œuvre requises seront affectées. De plus, si l’on souhaite utiliser des animaux focaux de façon unique ou répétée, une attention particulière à la réduction des facteurs de stress potentiels est nécessaire. Chacun de ces facteurs prolongera le calendrier du projet ou nécessitera une main-d’œuvre, un espace et des matériaux accrus. Par exemple, la section 2 présente l’utilisation de pythons mâles capturés à l’état sauvage comme animaux focaux traînant un autre groupe de mâles capturés à l’état sauvage et manipulés hormonalement, qui nécessitent tous environ 24 h de temps d’acclimatation silencieux dans les boîtes de maintien afin de minimiser les effets de stress. Bien que ces périodes d’acclimatation prolongent les temps d’essai à plus de deux jours, le stress dû à la captivité et à la manipulation affecte le comportement des animaux sauvages et doit être minimisé pour générer des ensembles de données propres34,35.
En résumé, les labyrinthes en Y sont des outils puissants et adaptables qui peuvent être utilisés pour étudier l’écologie chimique de diverses espèces sauvages dans des conditions très variables, à condition qu’il y ait une planification a priori vigilante. Une attention particulière doit être prise en compte pour choisir les questions appropriées et pour concevoir correctement la configuration expérimentale pour des taxons et des conditions donnés. Les chercheurs et les gestionnaires peuvent tirer un avantage significatif de l’utilisation des labyrinthes en Y pour mieux comprendre la biologie chimiosensorielle animale, car ces outils permettent des conceptions expérimentales flexibles qui fournissent de grands volumes de données comportementales à échelle fine, en particulier lorsqu’ils sont combinés avec des outils de surveillance à distance.

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Amy Y. Yackel Adams
to
Amy A. Yackel Adams

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Erratum: Using Enclosed Y-Mazes to Assess Chemosensory Behavior in Reptiles

Les labyrinthes en Y sont des outils simples et courants dans les études sur le comportement animal qui permettent d’aborder une variété de questions. En plus d’être largement utilisés dans les études en laboratoire, les labyrinthes en Y sont également fonctionnellement compatibles avec divers environnements de terrain pour étudier les animaux sauvages dans des environnements relativement éloignés. Les chercheurs ont examiné les comportements des vertébrés sauvages utilisant des labyrinthes en Y dans une grande variété de taxons dans des applications de terrain tout aussi diverses (par exemple, lamproies1; poissons cichlidés2; grenouilles empoisonnées3; lézards lacertidés4; couleuvres jarretières5).
De nombreux chercheurs se concentrent sur comment et dans quelle mesure les indices chimiques déterminent les comportements des animaux dans l’écologie reproductive, spatiale et de recherche de nourriture6. Une variété de stimuli chimiques peuvent être testés dans des labyrinthes en Y et à des échelles fines, telles que deux traînées chimiques qui ne diffèrent que légèrement par la concentration7, ou la capacité de détection en fonction de l’état reproducteur de l’espèce cible8. Les traînées chimiques — le principal stimulus utilisé dans les essais de labyrinthe en Y — peuvent être créées naturellement par des conspécifiques ou spécifiquement placées dans l’environnement par un chercheur utilisant une source chimique définie1,5. Les stimuli peuvent également être testés dans des combinaisons uniques pour déterminer l’influence multimodale des indices tels que les contextes changeants de présentation des indices (pistes aéroportées vs substrat9; indices visuels plus chimiques10). Bien qu’il existe de nombreuses autres méthodes pour évaluer les réponses chimiosensorieuses chez les reptiles (voir la section discussion), les labyrinthes en Y permettent d’évaluer le ou les comportements de recherche et à de multiples échelles temporelles et spatiales, ce qui peut conduire à des niveaux plus élevés d’inférence comportementale.
Les reptiles ont été largement testés pour leur dépendance aux indices chimiques dans l’écologie de la reproduction et de la recherche de nourriture, et les chercheurs emploient souvent des labyrinthes en Y dans ces études11,12. L’écologie chimique des reptiles continue d’être déchiffrée par des études utilisant des labyrinthes en Y pour répondre à une variété de questions évolutives et comportementales qui sont précieuses pour les gestionnaires de la faune. Par exemple, des tests récents avec des espèces envahissantes de serpents et de lézards ont révélé que les indices chimiques seuls peuvent influencer le choix et l’allocation de temps dans le nouvel environnement d’un labyrinthe en Y13,14,15.
L’utilisation de grands labyrinthes en Y pour les animaux focaux de taille moyenne (p. ex. reptiles de grande taille) est généralement limitée aux milieux de laboratoire où les animaux focaux peuvent être logés facilement à long terme, où les facteurs expérimentaux (p. ex. climat, lumière, stimuli externes) peuvent être contrôlés et où l’accès à l’infrastructure (p. ex. électricité, eau courante) est illimité. Toutefois, les études sur les animaux sauvages sont souvent limitées à des endroits précis pour diverses raisons (p. ex. logistique, permis). Par conséquent, des défis surgissent qui doivent être relevés au moyen d’une résolution créative de problèmes et d’ajustements méthodologiques afin de maintenir des résultats cohérents et comparables.
Ici, deux configurations expérimentales ont été décrites à l’aide de labyrinthes en Y et d’outils de surveillance à distance pour évaluer l’écologie chimique reproductive des reptiles squamates envahissants (c’est-à-dire les serpents et les lézards) dans différents scénarios de terrain: les lézards tegu noirs et blancs argentins capturés à l’état sauvage et en captivité (Salvator merianae) à Gainesville, en Floride, et les pythons birmans capturés à l’état sauvage (Python bivittatus) dans le parc national des Everglades, en Floride. Comme son nom l’implique, l’appareil de labyrinthe en Y crée un environnement expérimental dans lequel un animal pénètre dans un passage principal (la base du Y; « base ») qui mène ensuite à deux passages divergents (les bras du Y; « armes »). Dans ces expériences, deux types d’animaux sont utilisés pour un seul essai: les animaux qui gémettent des odeurs (fournissent l’odeur de stimulus dans une zone restreinte du labyrinthe) et les animaux focaux (les données sont collectées sur cet animal lorsqu’il explore la piste olfyère).
En tant qu’appareil expérimental dans les études chimioécologiques, tout labyrinthe en Y doit être construit de manière à permettre l’enlèvement facile de l’animal à l’intérieur et peut être disséqué pour un nettoyage et une réinitialisation en profondeur. Les contraintes inhérentes à ces différents environnements d’essai (p. ex. animaux diurnes par rapport aux animaux nocturnes, différences d’infrastructure) qui ont entraîné des ajustements méthodologiques sont également abordées. Bien que l’accent ait été mis sur les lézards tegu et les pythons birmans, ces conceptions peuvent être appliquées à un large éventail d’espèces de reptiles. Dans cette recherche sur les reptiles envahissants, les labyrinthes en Y bénéficient du taux et de l’échelle d’inférence, car ils permettent une collecte rapide de données pour éclairer les objectifs de gestion qui évoluent en phase avec la menace d’invasion posée par une espèce donnée. En particulier, l’étude de la chimioécologie des espèces envahissantes est essentielle à la mise au point d’outils de contrôle chimique efficaces.
La discrimination est l’observation clé des tests empiriques utilisant des labyrinthes en Y où un animal focal choisit entre deux stimuli et que le processus de prise de décision est évalué. Une bande de comportements peut également être notée dans les essais de labyrinthe en Y pendant l’essai lui-même (en direct) ou après l’essai (vidéo) pour étendre le pouvoir inférentiel. La complexité des objectifs a priori d’une étude donnée dicte si l’observation en direct ou les enregistrements archivés conviennent le mieux à la conception. Ici, les méthodes de labyrinthe en Y ont été décrites en détail pour aborder les questions chimioécologiques afin d’éclairer les futures études par des chercheurs intéressés par des questions similaires sur le comportement des reptiles, en particulier en écologie chimique.

<table><tbody><tr><td>Renfort d’angle en acier zingué de 1 po</td><td>Everbilt, Home Depot</td><td>13619</td><td>Voir le dossier supplémentaire 1, étape 2.1 « Équerre d’angle en acier à 90 degrés de 2,5 cm »</td></tr><tr><td>121,92 cm L x 304,8 cm ; L x 1,27 cm H polypropylène blanc Extended Range High-Heat UHMW Sheet</td><td>TIVAR</td><td>UHMNV SH</td><td>Voir "2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.1. « polpropylène blanc »)</td></tr><tr><td>182,88 cm L x 81,28 cm L x 0,64 cm d’épaisseur Plaque acrylique transparente</td><td>Plexiglas</td><td>32032550912090</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.1.6. « Pièces acryliques »)</td></tr><tr><td>2,54 cm L x 2,54 cm H x 243,84 cm L Aciérie à angle solide en aluminium fini usiné</td><td></td><td>11354</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.1.1. « support d’angle en aluminium »)</td></tr><tr><td>Bobine de 4,5 kg de baguettes de soudage rondes en polypropylène de 5 mm</td><td>HotAirTools</td><td>AS-PP5N10</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.1. « soudure à chaud »)</td></tr><tr><td>Rivets en aluminium ordinaire de 5 mm</td><td>Flèche</td><td>RLA3/16IP</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.1.1. « rivet »)</td></tr><tr><td>Angle en aluminium, 1,9 cm</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>802527</td><td>Voir le dossier supplémentaire 1, Étape 1.2 « Angle en aluminium (1,9 cm x 1,9 cm x 0,16 cm d’épaisseur)»</td></tr><tr><td>Angle en aluminium, 2,5 cm</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>800057</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, Étapes 1.2 et 2.2.2 « Angle en aluminium (2,5 cm x 2,5 cm x 0,16 cm d’épaisseur)"</td></tr><tr><td>Angle en aluminium, 3,2 cm</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>800037</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, Étape 1.2 « Angle en aluminium (3,2 cm x 3,2 cm x 0,16 cm d’épaisseur)"</td></tr><tr><td>Barre plate en aluminium 1 » x 1/8 » d’épaisseur</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>801927</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, Étape 3.2.1 « Sangle en aluminium"</td></tr><tr><td>Appareil photo Avigilon 2.0 MP</td><td>Avigilon, une société de Motorola Solutions</td><td>2.0C-H4SL-BO1-IR</td><td>Voir « 1.5 Configuration de la caméra et acquisition vidéo » (étape 1.5.1 « Avigilon 2.0 MP »)</td></tr><tr><td>Avigilon NVR</td><td>Avigilon, une société de Motorola Solutions</td><td>HD-NVR3-VAL-6TB-NA</td><td>Voir « 1.5 Configuration de la caméra et acquisition vidéo » (étape 1.5.3 « NVR »)</td></tr><tr><td>Plaque acrylique transparente (5,6 mm d’épaisseur)</td><td>United States Plastic Corp.</td><td>44363</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, étape 1.3 « feuille acrylique transparente » et étape 3.2.1 « porte en acrylique transparent"</td></tr><tr><td>Buse de soudure d’angle 3/16 » x 15/32 » / 4,5 x 12 mm</td><td>TRIAC</td><td>107.139</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.1. « soudure à chaud »)</td></tr><tr><td>Boîte de dossier suspendu</td><td>Sterilite</td><td>18689004</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.2.1. « Boîtes »)</td></tr><tr><td>HardiePanel HZ10</td><td>James Hardie Building Products</td><td>9000525</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, étape 1.1 « Revêtement en fibrociment"</td></tr><tr><td>Pistolet de soudage thermique</td><td>TRIAC</td><td>141.227</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.1. « soudure à chaud »)</td></tr><tr><td>Rouleau de papier de boucherie Kraft, 24 po</td> <td>Bryco Goods</td><td>24 pouces x 175 pi</td><td>Voir « Protocole 1.2 pour l’exécution de tegus parfumés » (étape 1.2.1.2 « papier de boucherie »)</td></tr><tr><td>Rouleau de papier de boucherie kraft, 46 cm de large</td><td>Bryco Goods</td><td>BGKW2100</td><td>Voir « 2.3. Protocole pour faire courir des pythons odorants » (étape 2.3.4. « papier parfumé »)</td></tr><tr><td>Solution de nettoyage concentrée Micro-90&nbsp ;</td><td>International Products Corporation</td><td>M-9050-12</td><td>Voir « 1.4 Dépannage et nettoyage » (étape 1.4.4 « savon de laboratoire »)</td></tr><tr><td>MKV ToolNix - Outils Matroska pour linux/Unix et Windows</td><td>Moritz Bunkus</td><td>v.48.0.0</td><td>Voir « 2.2. Configuration de la caméra et acquisition vidéo » (étape 2.2.4.2. « logiciel de traitement vidéo »)</td></tr><tr><td>Caméra réseau</td><td>Axis Communications</td><td>M3104-LVE</td><td>Voir « 2.2. Configuration de la caméra et acquisition vidéo » (étape 2.2.1. « Caméra de projet »)</td></tr><tr><td>Palight ProjectPVC 1/4"</td><td>Palram</td><td>159841</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.2.3. « façade »)</td></tr><tr><td>Projet PalightPVC 1/8 « </td><td>Palram</td><td>156249</td><td>Voir « 2.1. Composants du labyrinthe en Y et justification des modifications apportées à la conception de l’USDA » (étape 2.1.2.1. « porte »)Pare-brise</td></tr> <tr><td>d’intimité (vert)</td><td>MacGregor</td><td>Taille pour s’adapter</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, étape 4.2 « tissu d’ombrage vert robuste »</td></tr><tr><td>Gant de protection, bras à doigt complet</td><td>OU main</td><td>HS1010-RGXL</td><td>Voir « 2.3. Protocole pour l’exécution de pythons odorants" (étape 2.3.11.2. REMARQUE : « gant résistant à la perforation »)</td></tr><tr><td>REScue Désinfectant</td><td>Virox Animal Health</td><td>44176</td><td>Voir « 1.5. Dépannage et nettoyage. » (étape 1.5.4. REMARQUE « solution d’assainissement »)</td></tr><tr><td>Garniture en PVC réversible, 1/2 » x 24 »</td> <td>UFP Industries, Produits de véranda</td><td>H120XWS17</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, l’étape 2.1 « Cloison en panneau de PVC » et l’étape 3.2.1 « Planches de garniture en PVC plus minces"</td></tr><tr><td>S4S / Veranda HP</td><td>TRIM UFP Industries, Produits de véranda</td><td>H190OWS4</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, étapes 1.2, 2.2.2 et 2.2.3 « Panneau en PVC »</td></tr><tr><td>S4S / Veranda HP TRIM (1 » x 8 » Nominal)</td><td>UFP Industries, Produits de véranda</td><td>827000005</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, Étapes 3.2.1 « Planche de garniture en PVC"</td></tr><tr><td>ScotchBlue 24 in. Peintre pré-enregistré' s Plastique</td><td>3M</td><td>PTD2093EL-24-S</td><td>Voir « 1.2 Protocole pour l’exécution de tegus parfumés » (étape 1.2.1.3 « bâche en plastique »)</td></tr><tr><td>Boîte fourre-tout Sterilite 114 L</td><td>Sterilite Company</td><td>1919, acier</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, Étape 3.2 « boîte à bras"</td></tr><tr><td>Boîte fourre-tout Sterilite 189 L</td><td>Sterilite Company</td><td>1849, Titane</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, Étape 3.2 « Boîte de base"</td></tr><tr><td>Super Max Canopy</td><td>ShelterLogic</td><td>25773</td><td>Voir le fichier supplémentaire 1, étape 4.3 « capot blanc"</td></tr><tr><td>VLC Media Player&nbsp ;</td><td>VideoLAN</td><td>v.3.0.11</td><td>Voir "2.2. Configuration de la caméra et acquisition vidéo » (étape 2.2.4.3. « programme de visualisation de fichiers multimédias »)</td></tr><tr><td>Tente Pavillon Blanc</td><td>King Canopy</td><td>BJ2PC</td><td>Voir Fichier Supplimental 2 « 3. Matériaux et considérations de l’enceinte » (étape 3. « tente pavillon »)</td></tr></tbody></table>

utilisation de labyrinthes en y fermés pour évaluer le comportement chimiosensoriel chez les reptiles

Using Enclosed Y-Mazes to Assess Chemosensory Behavior in Reptiles

Les reptiles utilisent une variété d’indices environnementaux pour informer et stimuler le comportement des animaux, tels que les traînées d’odeurs chimiques produites par la nourriture ou les conspécifiques. Déchiffrer le comportement olféfacteur des vertébrés, en particulier des espèces envahissantes, permet la découverte d’indices qui induisent un comportement exploratoire et peuvent aider au développement d’outils biologiques de base et appliqués précieux. Cependant, il peut être difficile d’identifier les comportements principalement motivés par des indices chimiques par rapport à d’autres indices environnementaux concurrents. Les labyrinthes en Y sont des outils couramment utilisés dans la recherche sur le comportement animal qui permettent de quantifier le comportement chimiosensoriel des vertébrés dans une gamme de taxons. En réduisant les stimuli externes, les labyrinthes en Y éliminent les facteurs de confusion et présentent aux animaux focaux un choix binaire. Dans nos études sur le labyrinthe en Y, un animal parfumant est limité à un bras du labyrinthe pour laisser une trace olféenne et est retiré une fois que les paramètres de pose d’odeurs ont été respectés. Ensuite, selon le type d’essai, soit l’animal focal est autorisé à entrer dans le labyrinthe, soit une piste de parfum concurrente est créée. Le résultat est un enregistrement du choix et du comportement de l’animal focal tout en faisant la distinction entre les indices chimiques présentés. Ici, deux appareils de labyrinthe en Y adaptés à différentes espèces de reptiles envahissants: les lézards tegu noirs et blancs argentins (Salvator merianae) et lespythons birmans (Pythonbivittatus)sont décrits, décrivant le fonctionnement et le nettoyage de ces labyrinthes en Y. De plus, la variété des données produites, les inconvénients et les solutions expérimentaux et les cadres d’analyse des données suggérés ont été résumés.

Une multitude de variables peuvent être enregistrées et/ou notées à partir d’essais en Y-labyrinthe. La conception de l’étude devrait être principalement axée sur les résultats et les produits livrables souhaités. De plus, si l’étude repose sur des mesures répétées (p. ex. utilisation répétée des mêmes animaux focaux), des structures d’essai et d’analyse appropriées sont requises. Par exemple, comme les essais de l’USDA s’appuyaient sur des tests répétés du tégus focal, la planification des essais expérimentaux a été entièrement randomisée.
Données de choix : La majorité des études utilisant des labyrinthes en Y rapportent des données de choix binaires simples et analysent les résultats avec des statistiques paramétriques telles qu’un test binomial. La principale limite ici est la taille de l’échantillon, qui affecte directement la puissance de toute analyse statistique. À la figure 2,une série de seuils statistiques par taille d’échantillon d’étude est présentée qui démontrent le nombre de « réussites » qui devraient se produire pour qu’un test binomial donné produise des résultats statistiquement significatifs. Ceux-ci sont mathématiquement dérivés et donc généralisables à n’importe quel test de labyrinthe en Y. Les statistiques binomiales sont faciles à générer à l’aide de freeware en ligne. Pour calculer les probabilités, des distributions à une queue sont utilisées si une justification a priori est donnée; sinon, la distribution à deux queues doit être utilisée.
Le choix d’un bras est souvent déterminé par la distance que l’animal focal se déplace dans un bras donné. La façon la plus simple de définir ce seuil est d’établir un point de repère dans le labyrinthe. Pour la plupart des études de labyrinthe en Y, le point de repère est l’entrée de la boîte à bras. Parce que les reptiles effectuent toute l’évaluation chimiosensory avec les organes de détection chimique dans la région antérieure de la tête, la tête est le point focal pendant un essai. Par exemple, parce que les pythons birmans sont souvent plus longs que l’ensemble du labyrinthe lui-même, le choix est le meilleur et le plus efficacement déterminé par le mouvement de la tête au-delà d’un point de repère. D’autres options pour déterminer le choix sont le temps passé dans un bras et le mouvement complet de l’animal focal dans une boîte. L’échec est déterminé par un animal focal qui ne fait pas de choix dans un délai spécifique.
Des analyses de résolution plus fines peuvent être dérivées des données de choix dans le labyrinthe en Y. Par exemple, les chercheurs peuvent générer un score de pénalité de choix16. Ici, les chercheurs doivent suivre la mesure dans laquelle l’animal focal a exploré le bras non cible du labyrinthe. La non-cible peut être définie comme le bras que les chercheurs déterminent a priori que l’animal focal ne choisira pas en fonction de l’hypothèse alternative testée. L’exemple le plus simple d’un bras non cible serait le bras non parfumé lorsqu’un seul bras contient un parfum cible. Des exemples plus complexes seraient le choix entre deux parfums provenant de la même source, mais présentés à des concentrations différentes7. Lorsque le plan expérimental est à plusieurs niveaux et/ou que les données passent du binaire au différentiel, comme dans le cas de la pénalité de choix, une approche statistique appropriée devrait être utilisée, comme l’analyse de la variance par mesures répétées (ANOVA) ou d’autres méthodes utilisées avec des ensembles de données continus ou proportionnels.
Comportements : Tout au long de la durée d’une expérience dans laquelle des animaux focaux sont observés, une variété de comportements individuels peuvent être quantifiés. Ce nombre de variables peut être déterminé soit a priori en fonction de ce qui est connu16, soit post hoc suite à des observations préliminaires sur un sous-ensemble de données14,15. Les objectifs de l’étude et leur degré de résolution déterminent quelles évaluations comportementales devraient être faites dans le labyrinthe, le cas échéant (c.-à-d. dans de nombreuses études, seules les données de choix sont quantifiées17). Les comportements peuvent être évalués tout au long du labyrinthe, dans des sections ou pendant des périodes spécifiques; par exemple, les comportements observés uniquement dans la base ou à la jonction des bras peuvent être priorisés8. Les enregistrements vidéo facilitent la notation comportementale, bien que la résolution de la vidéo et sa longueur (facteurs qui imposent des contraintes de stockage des données) doivent être prises en compte avant le début de l’expérimentation.
Variables temporelles : Comme pour les variables comportementales, de nombreux aspects temporels de la performance animale peuvent être quantifiés au cours des essais de labyrinthe en Y. Par exemple, les chercheurs peuvent chronométrez des périodes de latence (p. ex., latence pour sortir de l’encadré8). La plupart des variables temporelles sont associées à l’exploration du labyrinthe, comme le temps de fuite total ou le temps passé dans chaque bras. Ces variables sont généralement analysées dans le cadre d’une analyse multifactorielle telle qu’une ANOVA multidirectionnel.
Biais de l’observateur : Dans toutes les études portant sur le comportement des animaux, le biais de l’observateur influence considérablement la collecte de données18. Par conséquent, les observateurs doivent être aveugles au traitement testé. La façon la plus simple de le faire est de coder numériquement les fichiers vidéo, puis de les trier au hasard (par exemple, générateur de nombres aléatoires) avant de les attribuer aux observateurs. La prise en compte du biais de l’observateur est difficile, voire impossible, lorsque la collecte de données en direct est la seule option. Sur le terrain, cela nécessiterait deux coopérateurs : un observateur aveugle au traitement et un coordinateur qui met en place l’essai. Des revues approfondies résument les effets du biais expérimentateur sur la collecte et l’interprétation des données dans les études comportementales et écologiques18,19.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61858/61858fig02.jpg"> Figure 2. Tailles d’échantillon et valeurs P pour les tests binomiaux à partir des résultats du labyrinthe Y. Chaque taille d’échantillon donnée représente un nombre défini d’essais où un parfum est testé dans un bras du Y (bras cible) tandis que l’autre pourrait être un contrôle (non cible). Le nombre supérieur au-dessus de chaque barre est la valeur P à une queue pour ce nombre de choix de bras cibles, le bas est à deux queues. Les nombres dans la barre supérieure représentent le nombre maximal de choix non ciblés qui sont encore traditionnellement statistiquement significatifs (P &lt; 0,05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61858/61858fig02large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>
Dossier supplémentaire 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61858/ParkerCurrylowetal-JoVE-R1-supp1.docx" style="font-size: 14px;" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a> 
Dossier supplémentaire 2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61858/ParkerCurrylowetal-JoVE-R1-supp2.docx" style="font-size: 14px;" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>

Les labyrinthes en Y permettent aux chercheurs de déterminer la pertinence de stimuli spécifiques qui déterminent le comportement des animaux, en particulier les indices chimiques isolés provenant de diverses sources. Une conception et une planification minutieuses peuvent produire des données robustes (p. ex. discrimination, degré d’exploration, nombreux comportements). Cet appareil expérimental peut fournir un aperçu puissant des questions comportementales et écologiques.

Utilisation de labyrinthes en Y fermés pour évaluer le comportement chimiosensoriel chez les reptiles

Reptiles utilize a variety of environmental cues to inform and drive animal behavior such as chemical scent trails produced by food or conspecifics. ...

Cette méthode permet d’évaluer le comportement exploratoire chez les vertébrés terrestres lorsqu’elle est présentée uniquement avec des indices chimiques. Il est adaptable à de nombreuses espèces. Les labyrinthes en Y donnent un aperçu des questions comportementales et écologiques chez les vertébrés qui permettent aux chercheurs de déterminer la pertinence de stimuli spécifiques qui déterminent le comportement des animaux.Les labyrinthes en Y sont très adaptables et largement utiles pour évaluer le comportement des animaux, en particulier les préférences et le comportement modulaire. Gretchen Anderson de l’USGS fera la démonstration de la procédure. Commencez par placer du nouveau papier parfumé propre dans le labyrinthe en Y qui est suffisamment long pour se chevaucher à la jonction du Y et couvrir toute la surface inférieure.Fixez les extrémités des papiers près des boîtes et de la jonction en Y avec du ruban adhésif. Installez les partitions pour bloquer la moitié du bras de base. Pour les gros animaux parfumants, apposez un objet lourd qui peut être facilement enlevé et nettoyé derrière la barrière comme un corset pour éviter la défaillance de la barrière.Ensuite, installez la barrière à l’entrée du bras opposé. Lors de l’installation des barrières, ne déchirez pas le papier parfumé. Faites glisser le dessus acrylique en place une section à la fois et assurez-vous que les angles se rencontrent complètement.Utilisez du ruban de plastique transparent pour couvrir les lacunes. Fixez les deux boîtes de bras au labyrinthe en reliant les plaques frontales avec des écrous d’aile ou des cadenas et assurez-vous que les portes sont verrouillées ouvertes. À un moment de la journée biologiquement pertinent pour l’activité maximale de votre espèce étudiée, fixez la boîte de base contenant l’animal parfumant, en gardant tous les mouvements lents et réguliers pour minimiser le stress de l’animal et ouvrez la porte de la boîte de base en verrouillant la porte en place avec les deux serrures à boulon de canon.Restez hors de la vue de l’animal et quittez la zone. Après trois heures, notez l’emplacement de l’animal dans le labyrinthe, ainsi que les conditions ambiantes. Si l’animal est en transit, attendez qu’il entre dans la boîte.Si l’animal est dans une boîte, fermez et fixez la porte de la boîte, retirez la boîte, puis retirez l’animal, en prenant soin d’empêcher le dépôt d’odeurs défensives dans la boîte. Si l’animal est immobile à l’intérieur du corps du labyrinthe, utilisez des indices visuels pour stimuler son mouvement dans la boîte. Si l’animal reste en place, retirez les boîtes de bras afin que le dessus en acrylique puisse être retiré, puis récupérez l’animal manuellement et transférez-le dans un sac.Démonter partiellement le labyrinthe pour permettre le retrait des cloisons intérieures tout en prenant soin d’éviter de perturber le papier parfumé puis le remonter. Si la défécation s’est produite, recueillir et absorber autant que possible avec des chiffons en microfibre propres, mais ne pas laver la zone. Utilisez des mouvements lents et réguliers lorsque vous tenez et transportez la boîte afin de minimiser le stress pour l’animal focal.Fixez la boîte de base à la base du labyrinthe en Y à l’aide d’écrous d’aile ou de cadenas. Assurez-vous que les deux portes de la boîte à bras sont ouvertes, puis commencez l’essai focal en ouvrant et en verrouillant la porte de la boîte de base à l’aide de boulons de barillet. Restez hors de la vue de l’animal et quittez la zone.Une multitude de variables peuvent être enregistrées et notées à partir d’essais en Y-labyrinthe. La majorité des études utilisant des labyrinthes en Y rapportent des données de choix binaires simples et ont analysé les résultats avec des statistiques paramétriques, telles qu’un test binomial. Une série de seuils statistiques par taille d’échantillon d’étude est représentée ici, démontrant le nombre de réussites qui devraient se produire pour qu’un test binomial donné produise des résultats statistiquement significatifs.Ceux-ci sont mathématiquement dérivés et donc généralisables à n’importe quel test de labyrinthe en Y. Tout au long de la durée d’une expérience dans laquelle des animaux focaux sont observés, une variété de comportements individuels peuvent être quantifiés. Les enregistrements vidéo facilitent la notation comportementale.Les aspects temporels de la performance animale peuvent également être quantifiés au cours des essais de labyrinthe en Y. Dans toutes les études portant sur le comportement des animaux, le biais de l’observateur influence considérablement la collecte de données. Par conséquent, les observateurs doivent être aveugles au traitement testé.La façon la plus simple de le faire est de coder numériquement les fichiers vidéo, puis de les trier au hasard avant de les affecter aux observateurs. Tout appareil expérimental dans les études chimioécologiques comme les labyrinthes en Y doit être construit pour permettre un faible stress, un retrait facile de l’animal à l’intérieur et devrait être facile à démonter pour un nettoyage et une réinitialisation en profondeur. Les stimuli peuvent être testés dans des combinaisons uniques pour déterminer l’influence multimodale des indices, telles que les contextes changeants de la présentation des indices.Par exemple, des indices visuels et chimiques peuvent être présentés. Bien que les labyrinthes en Y soient utilisés depuis environ 100 ans pour tester le comportement des reptiles, cette approche améliore la capacité de travailler avec de grandes espèces envahissantes, ainsi que de capturer à distance des données vidéo.

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Recherche

JoVE Journal

Behavior

Comportement

Cette vidéo décrit une méthode pour tester le comportement olfactif exploratoire chez la mouche des fruits, appelée le labyrinthe en Y. Le clip de protocole présenté montre comment configurer et effectuer le test.

drosophile Essai du labyrinthe en Y : une méthode pour évaluer les réponses olfactives chez les mouches

Cette vidéo présente la chimiotaxie chez le nématode C. elegans et montre un exemple de protocole testant l’aversion chimiotactique pour le sulfate de cuivre.

C. elegans Dosage de la chimiotaxie : une méthode pour tester la chimiosensation chez les vers

Une verticale, labyrinthe en T olfactomètre est décrite pour le dosage de la réponse comportementale des arthropodes. L'olfactomètre permet à l'expérimentateur de mesurer les choix effectués par les sujets testés lorsqu'ils sont soumis à deux champs d'odeurs potentielles. Tant d'attraction et de répulsion à partir de substances odorantes peuvent être mesurés avec cet appareil.

Vertical Test Choix labyrinthe en T pour la réponse aux arthropodes odorants

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Cet article décrit une modification du labyrinthe de Barnes, un paradigme standard de rongeurs utilisé pour évaluer la mémoire spatiale et l’apprentissage, pour une utilisation chez les petits reptiles squamates.

Évaluation de l&#39;apprentissage spatial et la mémoire dans les petits squamate Reptiles

Nous présentons une configuration et un protocole d'enregistrement du comportement qui permettent une analyse automatisée du nématode, la préférence de Caenorhabditis elegans pour les composés solubles dans un dosage basé sur la population. Cet article décrit la construction d'une chambre de comportement, du protocole d'analyse comportementale et de l'utilisation d'un logiciel d'analyse vidéo.

Analyse automatisée d&#39;un essai de préférence chimiosensible basée sur la population à base de nématodes

Les têtards de Xenopus offrent une plate-forme unique pour étudier la fonction du système nerveux in vivo. Nous décrivons des méthodologies pour évaluer le traitement de l’information olfactive vie Xenopus larves dans des conditions normales d’élevage ou après une blessure.

Évaluation fonctionnelle des voies olfactives chez les têtards de Xenopus vivant

Chez les reptiles, les lipides de la peau de leurs congénères sont cruciales pour signalisation sexuelle, avec une utilisation potentielle dans la gestion des espèces envahissantes. Nous décrivons ici les protocoles pour l’extraction des lipides de la peau de peau de hangar ou des animaux entiers, déterminer et analyser la masse de lipides totaux et séparant les lipides à l’aide de fractionnement par chromatographie sur colonne de.

Isolement chimique, Quantification et séparation des lipides de la peau des Reptiles

Ici, nous présentons un protocole pour démontrer un analyse comportementale qui quantifie comment les caractéristiques visuelles alternatives, telles que les indices de mouvement, influencent les décisions directionnelles chez les poissons. Des données représentatives sont présentées sur la vitesse et la précision où Golden Shiner (Notemigonus crysoleucas) suivent les mouvements virtuels des poissons.

Intégration des essais psychophysiques visuels dans un labyrinthe Y pour isoler le rôle que jouent les caractéristiques visuelles dans les décisions de navigation

Le présent protocole décrit un labyrinthe reconfigurable, un système unique pour tester la navigation spatiale et les phénotypes comportementaux chez les rongeurs. L’adaptabilité de ce système de labyrinthe permet l’exécution de diverses expériences dans un seul environnement physique. La facilité du réarrangement structurel génère des résultats expérimentaux fiables et reproductibles.

Utilisation d’un système de labyrinthe reconfigurable pour améliorer la reproductibilité des tests de navigation spatiale chez les rongeurs

Découvrez l'utilisation de labyrinthes en Y fermés pour évaluer le comportement chimiosensoriel chez les reptiles. Cette méthode permet d'étudier les préférences et l'exploration en réponse à des signaux chimiques.

Utilisation de labyrinthes en Y fermés pour évaluer le comportement chimiosensoriel chez les reptiles

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