Name: Uso di Y-Mazes chiusi per valutare il comportamento chemosensorio nei rettili (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-04-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 15 s
Description: Scopri come valutare il comportamento esploratorio e le preferenze chemosensoriali nei rettili utilizzando i labirinti a Y. Questo metodo consente di analizzare le risposte agli stimoli chimici in modo affidabile.

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Lo sviluppo del primo labirinto Y è stato supportato da accordi di cooperazione (15-7412-1155-CA, 16-7412-1269-CA e 17-7412-1318-CA) tra la James Madison University (JMU) e l'USDA Animal and Plant Health Inspection Service. Lo sviluppo del labirinto Y nel Parco Nazionale delle Everglades è stato finanziato da un accordo di cooperazione (P18AC00760) tra la JMU e il National Park Service. Ringraziamo T. Dean e B. Falk per la facilitazione di questo progetto nelle Everglades NP e per l'assistenza nel permesso e nel finanziamento. Ringraziamo W. Kellow per l'assistenza nella costruzione del labirinto USGS Y. C. Romagosa, L. Bonewell e R. Reed fornirono supporto amministrativo e logistico. Ringraziamo i due recensori anonimi che hanno offerto un feedback utile. I finanziamenti per il lavoro delle Everglades e il supporto in natura sono stati forniti dal Programma scientifico dell'ecosistema prioritario delle Everglades del U.S. Geological Survey (USGS), dal National Park Service (P18PG00352) e dall'USGS Invasive Species Program. Qualsiasi uso di nomi commerciali, aziendali o di prodotti è solo a scopo descrittivo e non implica l'approvazione da parte del governo degli Stati Uniti. I risultati e le conclusioni di questa pubblicazione non sono stati formalmente diffusi dal Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti e non dovrebbero essere interpretati per rappresentare la determinazione o la politica dell'USDA.

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Mentre i labirinti Y sono strumenti molto potenti per indagare l'ecologia chimica nei rettili, il loro design limitato può precludere altre vie di indagine. Tuttavia, è disponibile una varietà di altre opzioni11,12,20,21,22. Ad esempio, i test tongue-flick sono più semplici da eseguire e consentono la valutazione simultanea dei comportamenti esposti a una serie di stimoli chimici relativi agli odori dicontrollo 23,24,25,26. I test a campo aperto sono un'altra opzione in cui un animale focale esplora liberamente un recinto fino a quando non incontra una fonte di segnali chimici e le sue reazioni comportamentalivengono successivamente valutate 27,28. Combinazioni di questi approcci possono valutare le capacità discriminatorie dei rettili in diversi contesti come presentare un mix di odori artificiali e naturali insieme alla refugia29. I labirinti Y possono anche essere modificati per esporre gli animali a segnali chimici aerotrasportati da soli o in combinazione con segnali sostenuti da substrati16,30e l'inferenza post hoc può essere utilizzata per riprogettare la raccolta dei dati se sono disponibili dati video archiviati31. I bioasay dovrebbero essere progettati per semplificare la raccolta dei dati e ridurre al minimo gli stimoli contrastanti, specialmente quando si valuta una fonte specifica di segnali (ad esempio, segnali chimici21).
I ricercatori nel comportamento animale spesso osservano e quantificano le risposte focali degli animali in ambienti nuovi e artificiali (ad esempio, un labirinto chiuso con un paesaggio senza caratteristiche), e si dovrebbe fare attenzione a valutare se un determinato animale sta esibendo un comportamento naturale ed esplorativo rispetto all'elusione, all'agitazione o a comportamenti angosciati simili. Il comportamento animale in difficoltà negli apparati sperimentali è attribuito principalmente alla neofobia: paura dellanovità 32. Un esempio è il comportamento di fuga, in cui l'animale focale spinge contro le articolazioni o i bordi dell'apparato per ottenere l'uscita. Un altro esempio è la timidezza, dove l'animale focale dimostra riluttanza ad entrare nel labirinto, il cui grado può essere quantificato dalla latenza dell'ingresso nel labirinto. La progettazione dell'apparato (ri)può facilitare l'innesto dell'animale focale per evitare questi effetti confondenti del disagio. L'approccio più comune è l'introduzione ripetuta dell'animale focale all'apparato per rimuovere la novità dell'ambiente prima dell'inizio delle prove, e i modelli statistici contemporanei (ad esempio, modelli misti lineari generalizzati) consentono di utilizzare gli animali da laboratorio in più prove. Una parte importante rilevante per le considerazioni ecologiche nei test comportamentali è che la neofobia ridotta è associata al successo delle specie invasive33. Pertanto, a seconda della conoscenza a priori della specie in questione, la neofobia può avere un'importanza variabile come considerazione sperimentale del design.
L'acquisizione di dati comportamentali dai video impone più vincoli che diventano colli di bottiglia principali nelle tempistiche sperimentali. Ad esempio, la durata di una determinata prova può aumentare esponenzialmente il tempo di estrazione dei dati. Una soluzione alternativa è analizzare il comportamento solo fino a quando non viene raggiunta una soglia (ad esempio, tempo totale attivo). La soglia può essere basata sul video più lungo disponibile per una determinata versione di prova. In alternativa, è possibile sviluppare l'osservazione basata sulle macchine (ad esempio, l'intelligenza artificiale), sebbene ciò richiede tempo e risorse con un notevole sforzo necessario per il controllo della qualità. Un altro problema è la gestione dei dati: i video devono essere di qualità sufficiente per consentire il punteggio e la valutazione comportamentali, con conseguenti vincoli di archiviazione dei dati. Mentre l'archiviazione cloud è ora accessibile, le velocità di caricamento/download sono spesso problematiche, specialmente quando l'acquisizione dei dati avviene in posizioni di campo remote. Ulteriori sfide si manifestano nei limiti degli strumenti di registrazione che influiscono sull'integrità dell'osservazione comportamentale. Una visione chiara del comportamento focale degli animali è sempre necessaria, ma la visibilità è spesso ostacolata da fattori incontrollabili (ad esempio, umidità, insetti, movimento del vento). Inoltre, quando le registrazioni provengono da una singola prospettiva (ad esempio, vista a volo d'uccello), i comportamenti che si verificano nel piano verticale (ad esempio, la testa solleva14) sono difficili da valutare. Una soluzione è fornire più angoli di fotocamera per prova. Infine, l'ora del giorno influisce in modo significativo sulla registrazione comportamentale. L'analisi comportamentale notturna richiede una fotocamera con modalità notturna e proiezione minima della luce per evitare abbagliamento ostruttivo sulla superficie del labirinto Y o attrazione di insetti che possono interrompere l'alimentazione della fotocamera. Considerando quanto sopra, la conoscenza preliminare del sito di studio o della biologia delle specie può informare quali vincoli possono verificarsi con quale frequenza e quindi informare le dimensioni desiderabili del campione.
Il comportamento è strettamente accoppiato con la fisiologia, ed è stata dimostrata l'utilità dei labirinti Y per la valutazione dell'endocrinologia comportamentale in una varietà di specie. Tuttavia, questo documento enfatizza alcune variazioni nell'esecuzione di questi esperimenti a seconda delle specie bersaglio, della domanda di ricerca e delle risorse disponibili. Pertanto, la selezione dei materiali e delle dimensioni di ogni configurazione di prova dovrebbe essere attentamente considerata per la potenziale successiva espansione della ricerca. La sezione 2 descrive le modifiche apportate ai materiali delineati nella sezione 1, che sono state incorporate per adattarsi a future e più complesse prove comportamentali con tego. L'accresciuta profondità verticale dei labirinti delle Everglades consentirà di rispondere a nuove domande sull'ecologia chimica nei tego catturati allo stato selvatico senza prolungare indebitamente la progettazione e l'installazione del progetto, dimostrando ulteriormente la traducibilità di questo apparato sperimentale.
Quando si utilizzano le tecniche sopra descritte in un ambiente relativamente remoto (vedere la sezione 2), è necessario considerare diversi fattori limitanti e la pianificazione del progetto è fondamentale. A seconda del potere statistico necessario per l'esperimento di trattamento prescritto e dei tempi biologici delle specie bersaglio (ad esempio, stagionalità), le risorse e il lavoro richiesti saranno influenzati. Inoltre, se si desidera un uso singolo o ripetuto di animali focali, è necessaria un'attenta attenzione alla riduzione dei potenziali fattori di stress. Ognuno di questi fattori estenderà la sequenza temporale del progetto o richiederà un aumento della manodopera, dello spazio e dei materiali. Ad esempio, la sezione 2 presenta l'uso di pitoni maschi catturati allo stato selvatico come animali focali che si trascinano dietro un altro gruppo di maschi catturati allo stato selvatico e manipolati ormonalmente, che richiedono circa 24 ore di tempo di acclimatazione silenzioso nelle scatole di detenzione per ridurre al minimo gli effetti di stress. Sebbene questi periodi di acclimatazione prolungarono i tempi di prova a oltre due giorni, lo stress dovuto alla prigionia e alla manipolazione influisce sul comportamento degli animali selvatici e deve essere ridotto al minimo per generare setdi dati puliti 34,35.
In sintesi, i labirinti Y sono strumenti potenti e adattabili che possono essere utilizzati per indagare l'ecologia chimica di diversi animali selvatici in condizioni ampiamente variabili, a condizione che vi sia una pianificazione a priori vigile. Occorre prendere in attenta considerazione la scelta delle domande appropriate e la corretta progettazione dell'allestimento sperimentale per determinate taxa e condizioni. Ricercatori e manager possono trarre beneficio significativo dall'utilizzo di Y-laze per comprendere meglio la biologia chemiosenoriale animale in quanto questi strumenti consentono progetti sperimentali flessibili che forniscono grandi volumi di dati comportamentali su larga scala, specialmente se combinati con strumenti di monitoraggio remoto.

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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

I labirinti Y sono strumenti semplici e comuni negli studi sul comportamento animale che consentono di affrontare una varietà di domande. Oltre ad essere ampiamente utilizzati negli studi di laboratorio, i labirinti Y sono anche funzionalmente compatibili con vari ambienti sul campo per studiare animali selvatici in contesti relativamente remoti. I ricercatori hanno esaminato i comportamenti dei vertebrati selvatici utilizzando i labirinti Y in un'ampia varietà di taxa in applicazioni sul campo altrettanto diverse (ad esempio, lampredi1; pesci ciclidi2; rane velenose3; lucertole lacertidi4; serpenti giarrettiera5).
Molti ricercatori si concentrano su come e in che misura gli spunti chimici guidano i comportamenti degli animali nell'ecologia riproduttiva, spaziale e foraggiamento6. Una varietà di stimoli chimici può essere testata nei labirinti Y e su scale fini, come due scie chimiche che differiscono solo leggermente nellaconcentrazione 7o capacità di rilevamento in base allo stato riproduttivo della specie bersaglio8. Le scie chimiche, il principale stimolo utilizzato nei test del labirinto Y, possono essere create naturalmente da conspecifici o specificamente collocate nell'ambiente da un ricercatore utilizzando una fonte chimicadefinita 1,5. Gli stimoli possono anche essere testati in combinazioni uniche per determinare l'influenza multimodale di segnali come i contesti mutevoli di presentazione cue (percorsi aerotrasportati vs substrati9;segnali visivi più chimici10). Sebbene esistano molti altri metodi per valutare le risposte chemiosensirie nei rettili (vedi sezione di discussione), i labirinti Y consentono di valutare i comportamenti di ricerca e a più scale temporali e spaziali, il che può portare a maggiori livelli di inferenza comportamentale.
I rettili sono stati ampiamente testati per la loro dipendenza da segnali chimici nell'ecologia riproduttiva e foraggiante, e i ricercatori spesso impiegano labirinti Y inquesti studi 11,12. L'ecologia chimica dei rettili continua ad essere decifrata da studi che impiegano Y-laze per affrontare una varietà di domande evolutive e comportamentali che sono preziose per i gestori della fauna selvatica. Ad esempio, recenti test con specie invasive di serpenti e lucertole hanno rivelato che i segnali chimici da soli possono influenzare la scelta e l'allocazione del tempo all'interno del nuovo ambiente di un labirinto Y13,14,15.
L'uso di grandi labirinti Y per animali focali di dimensioni moderate (ad esempio, rettili di grandi dimensioni) è generalmente limitato a ambienti di laboratorio in cui gli animali focali possono essere alloggiati facilmente a lungo termine, i fattori sperimentali (ad esempio clima, luce, stimoli esterni) possono essere controllati e l'accesso alle infrastrutture (ad esempio, energia, acqua corrente) è illimitato. Gli studi sugli animali selvatici, tuttavia, sono spesso limitati a luoghi specifici per vari motivi (ad esempio, logistica, permettendo). Di conseguenza, sorgono sfide che devono essere affrontate attraverso la risoluzione creativa dei problemi e adeguamenti metodologici per mantenere risultati coerenti e comparabili.
Qui, sono state descritte due configurazioni sperimentali utilizzando i labirinti Y e gli strumenti di monitoraggio remoto per valutare l'ecologia chimica riproduttiva dei rettili squamate invasivi (cioè serpenti e lucertole) in diversi scenari di campo: lucertole tegu argentine catturate allo stato selvatico e in cattività(Salvator merianae)a Gainesville, FL e pitoni birmani catturati allo stato selvatico (Python bivittatus) nel Parco Nazionale delle Everglades, FL. Come implica il suo nome, l'apparato del labirinto Y crea un ambiente sperimentale in cui un animale entra in un passaggio principale (la base della Y; "base") che poi porta a due passaggi divergenti (le braccia della Y; "armi"). In questi esperimenti, due tipi di animali vengono utilizzati per un'unica prova: gli animali che depongono il profumo (forniscono il profumo di stimolo in un'area ristretta del labirinto) e gli animali focali (i dati vengono raccolti su questo animale mentre esplora il percorso del profumo).
Come apparato sperimentale negli studi chemioecologici, qualsiasi labirinto Y deve essere costruito in modo da consente una facile rimozione dell'animale all'interno e può essere sezionato per una pulizia e un ripristino accurati. Sono inoltre discussi i vincoli inerenti a questi diversi ambienti di prova (ad esempio, animali diurni e notturni, differenze infrastrutturali) che hanno portato ad adeguamenti metodologici. Sebbene l'attenzione si concentrasse sulle lucertole tegu e sui pitoni birmani, questi disegni possono essere applicati a una vasta gamma di specie di rettili. In questa ricerca sui rettili invasivi, gli Y-labirinti beneficiano del tasso e della scala di inferenza perché consentono una rapida raccolta di dati per informare gli obiettivi di gestione che si spostano di passo con la minaccia di invasione posta da una determinata specie. In particolare, lo studio della chemioecologia delle specie invasive è fondamentale per lo sviluppo di efficaci strumenti di controllo chimico.
La discriminazione è l'osservazione chiave dei test empirici che utilizzano i labirinti Y in cui un animale focale sceglie tra due stimoli e tale processo decisionale viene valutato. Una fascia di comportamenti può anche essere segnata nelle prove del labirinto Y durante la prova stessa (in diretta) o dopo la prova (video) per espandere il potere inferenziale. La complessità degli obiettivi a priori di un dato studio determina se l'osservazione dal vivo o le registrazioni archiviate si adattano meglio al progetto. Qui, i metodi Y-maze sono stati descritti in dettaglio per affrontare le domande chemioecologiche per informare studi futuri da parte di ricercatori interessati a domande simili sul comportamento dei rettili, specialmente nell'ecologia chimica.

<table><tbody><tr><td>1" Staffa angolare zincata in acciaio</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>13619</td><td>Vedi file supplementare 1, passaggio 2.1 "Staffa angolare in acciaio a 90 gradi 2,5 cm"</td></tr><tr><td>121,92 cm L x 304,8 cm&nbsp; L x 1,27 cm H polipropilene bianco Foglio UHMW ad alta temperatura a gamma</td><td>estesa TIVAR</td><td>UHMNV SH</td><td>Vedi "2.1. Componenti del labirinto a Y e logica per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.1. "polipropilene bianco")</td></tr><tr><td>182,88 cm L x 81,28 cm L x 0,64 cm di spessore Lastra acrilica trasparente</td><td></td><td>Plexiglass 32032550912090</td><td>Vedere "2.1. Componenti del labirinto a Y e motivazione per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.1.6. "Pezzi acrilici")</td></tr><tr><td>2,54 cm L x 2,54 cm A x 243,84 cm L Acciaieria ad angolo solido in alluminio lavorato a fresa</td><td></td><td>11354</td><td>Vedi "2.1. Componenti del labirinto a Y e motivazione per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.1.1. "staffa angolare in alluminio")</td></tr><tr><td>Bobina da 4,5 kg di bacchette per saldatura rotonde in polipropilene da 5 mm</td><td>HotAirTools</td><td>AS-PP5N10</td><td>Vedere "2.1. Componenti del labirinto a Y e logica per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.1. "saldatura a caldo")</td></tr><tr><td>5 mm Rivetti in alluminio liscio</td><td>Freccia</td><td>RLA3/16IP</td><td>Vedere "2.1. Componenti del labirinto a Y e logica per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.1.1. "rivetto")</td></tr><tr><td>Angolo in alluminio, 1,9 cm</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>802527</td><td>Vedere il file supplementare 1, Passaggio 1,2 "angolo in alluminio (1,9 cm x 1,9 cm x 0,16 cm di spessore)"</td></tr><tr><td>Angolo in alluminio, 2,5 cm</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>800057</td><td>Vedere il file supplementare 1, Passaggi 1.2 e 2.2.2 "angolo in alluminio (2,5 cm x 2,5 cm x 0,16 cm di spessore)"</td></tr><tr><td>Angolo in alluminio, 3,2 cm</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>800037</td><td>Vedi file supplementare 1, Passaggio 1,2 "angolo in alluminio (3,2 cm x 3,2 cm x 0,16 cm di spessore)"</td></tr><tr><td>Barra piatta in alluminio 1" x 1/8" di spessore</td><td>Everbilt, The Home Depot</td><td>801927</td><td>Vedi file supplementare 1, Passaggio 3.2.1 "cinturino in alluminio"</td></tr><tr><td>Fotocamera Avigilon da 2.0 MP</td><td>Avigilon, una società di soluzioni Motorola</td><td>2.0C-H4SL-BO1-IR</td><td>Vedere "1.5 Configurazione della fotocamera e acquisizione video" (passaggio 1.5.1 "Avigilon 2.0 MP")</td></tr><tr><td>Avigilon NVR</td><td>Avigilon, una società di soluzioni Motorola</td><td>HD-NVR3-VAL-6TB-NA</td><td>Vedere "1.5 Configurazione della fotocamera e acquisizione video" (passaggio 1.5.3 "NVR")</td></tr><tr><td>Lastra acrilica trasparente (spessore 5,6 mm)</td><td>United States Plastic Corp.</td><td>44363</td><td>Vedere il file supplementare 1, passaggio 1.3 "foglio acrilico trasparente" e passaggio 3.2.1 "porta acrilica trasparente"</td></tr><tr><td>Ugello a saldare d'angolo 3/16" x 15/32" / 4,5 x 12 mm</td><td>TRIAC</td><td>107.139</td><td>Vedere "2.1. Componenti del labirinto a Y e logica per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.1. "saldatura a caldo")</td></tr><tr><td>Scatola di cartelle sospese</td><td>Sterilizzare</td><td>18689004</td><td>Vedere "2.1. Componenti del labirinto a Y e logica per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.2.1. "Scatole")</td></tr><tr><td>HardiePanel HZ10</td><td>James Hardie Building Products</td><td>9000525</td><td>Vedere il file supplementare 1, Passaggio 1.1 "rivestimento in fibrocemento"</td></tr><tr><td>Pistola per saldatura a caldo</td><td>TRIAC</td><td>141.227</td><td>Vedere "2.1. Componenti del labirinto a Y e logica per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.1. "saldatura a caldo")</td></tr><tr><td>Rotolo di carta per macelleria Kraft, 24"</td><td>Merci Bryco 24</td><td>pollici x 175 FT</td><td>Vedere "1.2 Protocollo per l'esecuzione del tegus per la posa del profumo" (passaggio 1.2.1.2 "carta da macellaio")</td></tr><tr><td>Rotolo di carta da macellaio Kraft, larghezza 46 cm</td><td>Bryco Goods</td><td>BGKW2100</td><td>Vedere "2.3. Protocollo per l'esecuzione di pitoni che posano profumi" (passaggio 2.3.4. "carta profumata")</td></tr><tr><td>Soluzione detergente concentrata Micro-90&nbsp;</td><td>International Products Corporation</td><td>M-9050-12</td><td>Vedere "1.4 Breakdown and clean-up" (passaggio 1.4.4 "sapone da laboratorio")</td></tr><tr><td>MKV ToolNix - Strumenti Matroska per linux/Unix e Windows</td><td>Moritz Bunkus</td><td>v.48.0.0</td><td>Vedere "2.2. Configurazione della telecamera e acquisizione video" (passaggio 2.2.4.2. "Software di elaborazione filmati")</td></tr><tr><td>Network Camera</td><td>Axis Communications</td><td>M3104-LVE</td><td>Vedere "2.2. Configurazione della telecamera e acquisizione video" (passaggio 2.2.1. "Proietta telecamera")</td></tr><tr><td>Palight ProjectPVC 1/4"</td><td>Palram</td><td>159841</td><td>Vedere "2.1. Componenti del labirinto a Y e logica per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.2.3. "frontalino")</td></tr><tr><td>Progetto PalightPVC 1/8"</td><td>Palram</td><td>156249</td><td>Vedere "2.1. Componenti del labirinto a Y e motivazione per le modifiche al design USDA " (passaggio 2.1.2.1. "porta")</td></tr><tr><td>Parabrezza per la privacy (verde)</td><td>MacGregor</td><td>Dimensioni per adattarsi</td><td>Vedere il file supplementare 1, Passaggio 4.2 "panno ombreggiante verde per impieghi gravosi"</td></tr><tr><td>Guanto protettivo, braccio a dito intero</td><td>o mano</td><td>HS1010-RGXL</td><td>Vedere "2.3. Protocollo per l'esecuzione dei pitoni che depongono odori" (passaggio 2.3.11.2. NOTA: "guanto resistente alla perforazione")</td></tr><tr><td>REScue Disinfettante</td><td>Virox Animal Health</td><td>44176</td><td>Vedere "1.5. Smontaggio e pulizia." (passaggio 1.5.4. NOTA "soluzione igienico-sanitaria")</td></tr><tr><td>Rivestimento in PVC reversibile, 1/2" x 24"</td><td>UFP Industries, prodotti Veranda</td><td>H120XWS17</td><td>Vedere il file supplementare 1, il passaggio 2.1 "Divisorio in PVC" e il passaggio 3.2.1 "pannelli decorativi in PVC più sottili"</td></tr><tr><td>S4S / Veranda HP TRIM</td><td>UFP Industries, prodotti Veranda</td><td></td><td>H190OWS4 Vedere il file supplementare 1, passaggi 1.2, 2.2.2 e 2.2.3 "pannello in PVC"</td></tr><tr><td>S4S / Veranda HP TRIM (1" x 8" nominale)</td><td>UFP Industries, prodotti Veranda</td><td>827000005</td><td>Vedere il file supplementare 1, passaggi 3.2.1 "Pannello di rivestimento in PVC"</td></tr><tr><td>ScotchBlue 24 in. Pittore preregistrato' s Plastica</td><td>3M</td><td>PTD2093EL-24-S</td><td>Vedere "Protocollo 1.2 per l'esecuzione di tegus per la posa di profumi" (passaggio 1.2.1.3 "fogli di plastica")</td></tr><tr><td>Sterilizzare la scatola di tela da 114 L</td><td>Sterilite Company</td><td>1919, Acciaio</td><td>Vedere il file supplementare 1, Passaggio 3.2 "scatola del braccio"</td></tr><tr><td>Sterilizzare la scatola di tela da 189 L</td><td>Sterilite Company</td><td>1849, Titanio</td><td>Vedere il file supplementare 1, Passaggio 3.2 "Scatola di base"</td></tr><tr><td>Super Max Canopy</td><td>ShelterLogic</td><td>25773</td><td>Vedere il file supplementare 1, passaggio 4.3 "baldacchino bianco"</td></tr><tr><td>VLC Media Player&nbsp;</td><td>VideoLAN</td><td>v.3.0.11</td><td>Vedere "2.2. Configurazione della telecamera e acquisizione video" (passaggio 2.2.4.3. "programma di revisione dei file multimediali")</td></tr><tr><td>White Pavilion Tent</td><td>King Canopy</td><td>BJ2PC</td><td>Vedere Supplimental File 2 "3. Materiali e considerazioni per la recinzione" (fase 3. "tenda a padiglione")</td></tr></tbody></table>

uso di y-mazes chiusi per valutare il comportamento chemosensorio nei rettili

Using Enclosed Y-Mazes to Assess Chemosensory Behavior in Reptiles

I rettili utilizzano una varietà di segnali ambientali per informare e guidare il comportamento degli animali come le scie chimiche al profumo prodotte dal cibo o dai conspecifici. Decifrare il comportamento olmo-trailing dei vertebrati, specie particolarmente invasive, consente la scoperta di spunti che inducono comportamenti esplorativi e possono aiutare nello sviluppo di preziosi strumenti biologici di base e applicati. Tuttavia, individuare comportamenti guidati in modo dominante da segnali chimici rispetto ad altri segnali ambientali concorrenti può essere impegnativo. I labirinti Y sono strumenti comuni utilizzati nella ricerca sul comportamento animale che consentono la quantificazione del comportamento chemiosensoriale dei vertebrati in una serie di taxa. Riducendo gli stimoli esterni, i labirinti Y rimuovono i fattori confondenti e presentano animali focali con una scelta binaria. Nei nostri studi sul labirinto Y, un animale profumato è limitato a un braccio del labirinto per lasciare una scia di profumo e viene rimosso una volta soddisfatti i parametri di deposizione del profumo. Quindi, a seconda del tipo di prova, l'animale focale è permesso entrare nel labirinto o viene creato un percorso olo-olcale concorrente. Il risultato è un record della scelta e del comportamento dell'animale focale mentre discrimina tra i segnali chimici presentati. Qui vengono descritti due apparati di labirinto Y su misura per diverse specie di rettili invasivi: le lucertole tegu in biancoe nero argentine (Salvator merianae) e ipitonibirmani ( Pythonbivittatus),che delineano il funzionamento e la pulizia di questi labirinti Y. Inoltre, sono stati riassunti la varietà di dati prodotti, svantaggi e soluzioni sperimentali e framework di analisi dei dati suggeriti.

Una moltitudine di variabili può essere registrata e/o segnata da prove Y-maze. La progettazione dello studio dovrebbe essere guidata principalmente dai risultati/risultati finali desiderati. Inoltre, se lo studio si basa su misure ripetute (ad esempio, uso ripetuto degli stessi animali focali), sono necessarie adeguate strutture di test e analisi. Ad esempio, poiché gli studi usda si basavano su ripetuti test del tego focale, la pianificazione di prove sperimentali è stata completamente randomizzata.
Dati di scelta: La maggior parte degli studi che utilizzano Y-lazes riportano semplici dati di scelta binaria e analizzano i risultati con statistiche parametriche come un test binomiale. La limitazione principale qui è la dimensione del campione, che influisce direttamente sulla potenza di qualsiasi analisi statistica. Nella figura 2viene illustrata una serie di soglie statistiche per dimensione del campione di studio che dimostrano quanti "successi" dovrebbero verificarsi affinché un determinato test binomiale produca risultati statisticamente significativi. Questi sono derivati matematicamente e quindi generalizzabili a qualsiasi test del labirinto Y. Le statistiche binomiali sono facili da generare utilizzando il freeware online. Per calcolare le probabilità, le distribuzioni a una coda sono usate se viene data una logica a priori; in caso contrario, dovrebbe essere utilizzata la distribuzione a due code.
La scelta di un braccio è spesso determinata dalla distanza che l'animale focale si muove in un dato braccio. Il modo più semplice per fissare questa soglia è stabilire un punto di riferimento all'interno del labirinto. Per la maggior parte degli studi sul labirinto Y, il punto di riferimento è l'ingresso della scatola del braccio. Poiché i rettili conducono tutte le valutazione chemiosensoriale con gli organi di rilevamento chimico nella regione anteriore della testa, la testa è il punto focale durante uno studio. Ad esempio, poiché i pitoni birmani sono spesso più lunghi dell'intero labirinto stesso, la scelta è determinata meglio e in modo più efficiente dal movimento della testa oltre un punto di riferimento. Altre opzioni per determinare la scelta sono il tempo trascorso in un braccio e il movimento completo dell'animale focale in una scatola. Il fallimento è determinato da un animale focale che non fa una scelta entro un periodo specifico.
Analisi di risoluzione più fini possono essere derivate dai dati di scelta nel labirinto Y. Ad esempio, i ricercatori possono generare un punteggio di penalità discelta 16. Qui, i ricercatori devono tenere traccia del grado in cui l'animale focale ha esplorato il braccio non bersaglio del labirinto. Il non bersaglio può essere definito come il braccio che i ricercatori determinano a priori che l'animale focale non sceglierà in base all'ipotesi alternativa testata. L'esempio più semplice di un braccio non bersaglio sarebbe il braccio non discentrato quando un solo braccio contiene un profumo bersaglio. Esempi più complessi sarebbero la scelta tra due profumi della stessa fonte, ma presentati a diverse concentrazioni7. Quando il progetto sperimentale è multi-livello e/o i dati vanno da binari a incrementali, come con la penalità di scelta, si dovrebbe utilizzare un approccio statistico appropriato come l'analisi delle misure ripetute della varianza (ANOVA) o altri metodi utilizzati con set di dati continui o proporzionali.
Comportamenti: Per tutta la durata di un esperimento in cui si osservano animali focali, è possibile quantificare una varietà di comportamenti individuali. Questo numero di variabili può essere determinato a priori a seconda di ciò che ènoto 16 o post-hoc a seguito di osservazioni preliminari su un sottoinsiemedi dati 14,15. Gli obiettivi dello studio e il loro grado di risoluzione determinano quali valutazioni comportamentali dovrebbero essere fatte all'interno del labirinto, se presente (cioè, in molti studi, vengono quantificati solo i dati di scelta17). I comportamenti possono essere valutati in tutto il labirinto, in sezioni o durante periodi di tempo specifici; ad esempio, i comportamenti visti solo nella base o alla giunzione dei bracci possono avere la priorità8. Le registrazioni video facilitano il punteggio comportamentale, anche se la risoluzione del video e la sua lunghezza, fattori che impongono vincoli di archiviazione dei dati, devono essere prese in considerazione prima dell'inizio della sperimentazione.
Variabili temporali: Come per le variabili comportamentali, molti aspetti temporali delle prestazioni degli animali possono essere quantificati durante gli studi sul labirinto Y. Ad esempio, i ricercatori possono temporeare periodi di latenza (ad esempio, la latenza per emergere dalla scatola8). La maggior parte delle variabili temporali sono associate all'esplorazione del labirinto come il tempo finale totale o il tempo trascorso in ogni braccio. Queste variabili sono solitamente analizzate in un'analisi multi-fattore come ANOVA multi-way.
Distorsione dell'osservatore: Con qualsiasi studio che coinvolga il comportamento animale, la distorsione dell'osservatore influenza significativamente la raccoltadei dati 18. Pertanto, gli osservatori dovrebbero essere ciechi al trattamento in fase di test. Il modo più semplice per farlo è codificare numericamente i file video e quindi ordinarli casualmente (ad esempio, generatore di numeri casuali) prima di assegnarli agli osservatori. Il controllo della distorsione dell'osservatore è difficile da impossibile quando la raccolta di dati in tempo reale è l'unica opzione. In un contesto di campo, ciò richiederebbe due cooperatori: un osservatore cieco al trattamento e un coordinatore che istituisce lo studio. Ampie recensioni riassumono gli effetti della distorsione dello sperimentatore sulla raccolta e l'interpretazione dei dati negli studicomportamentali ed ecologici 18,19.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61858/61858fig02.jpg"> Figura 2. Dimensioni del campione e valori P per i test binomiali dai risultati del labirinto Y. Ogni dimensione del campione rappresenta un numero prestabilito di prove in cui un profumo viene testato in un braccio della Y (braccio bersaglio) mentre l'altro potrebbe essere un controllo (non bersaglio). Il numero superiore sopra ogni barra è il valore P a una coda per quel numero di scelte di braccio bersaglio, in basso è a due code. I numeri all'interno della barra superiore rappresentano il numero massimo di scelte non target che sono ancora tradizionalmente statisticamente significative (P &lt; 0,05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61858/61858fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
File supplementare 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61858/ParkerCurrylowetal-JoVE-R1-supp1.docx" style="font-size: 14px;" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo file.</a> 
File supplementare 2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61858/ParkerCurrylowetal-JoVE-R1-supp2.docx" style="font-size: 14px;" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo file.</a>

I labirinti Y consentono ai ricercatori di determinare la pertinenza di stimoli specifici che guidano il comportamento degli animali, in particolare segnali chimici isolati da una varietà di fonti. Un'attenta progettazione e pianificazione può produrre dati solidi (ad esempio, discriminazione, grado di esplorazione, numerosi comportamenti). Questo apparato sperimentale può fornire una visione potente delle questioni comportamentali ed ecologiche.

Uso di Y-Mazes chiusi per valutare il comportamento chemosensorio nei rettili

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

Questo metodo consente la valutazione del comportamento esplorativo nei vertebrati terrestri quando viene presentato solo con segnali chimici. È adattabile a molte specie. I labirinti Y forniscono informazioni sulle questioni comportamentali ed ecologiche nei vertebrati che consentono ai ricercatori di determinare la pertinenza di stimoli specifici che guidano il comportamento animale.I labirinti Y sono altamente adattabili e ampiamente utili per valutare il comportamento degli animali, in particolare le preferenze e il comportamento modulare. A dimostrare la procedura sarà Gretchen Anderson di USGS. Inizia posizionando nuova carta profumata pulita nel labirinto Y che è abbastanza lunga da sovrapporsi alla giunzione della Y e coprire l'intera superficie inferiore.Fissare le estremità delle carte vicino alle scatole e la giunzione Y con nastro adesivo. Installare le partizioni per bloccare metà del braccio di base. Per gli animali profumati di grandi dimensioni, apporre un oggetto pesante che può essere facilmente rimosso e pulito dietro la barriera come tutore per prevenire guasti alla barriera.Quindi installare la barriera all'ingresso del braccio opposto. Quando si installano le barriere, non strappare la carta profumata. Far scorrere la parte superiore acrilica in posizionare una sezione alla volta e assicurarsi che gli angoli si incontrino completamente.Utilizzare nastro di plastica trasparente per coprire eventuali spazi vuoti. Fissare entrambe le scatole del braccio al labirinto collegando le piastre con dadi o lucchetti e assicurarsi che le porte siano chiuse a chiave. In un momento della giornata biologicamente rilevante per l'attività di picco della specie di studio, attaccare la scatola di base contenente l'animale profumato, mantenendo tutti i movimenti lenti e costanti per ridurre al minimo lo stress per l'animale e aprire la porta alla scatola di base agganciando la porta in posizione con entrambe le serrature a botte.Rimanere fuori dalla vista dell'animale ed uscire dall'area. Dopo tre ore, nota la posizione dell'animale all'interno del labirinto e le condizioni ambientali. Se l'animale è in transito, attendere che entri nella scatola.Se l'animale si trova in una scatola, chiudere e fissare la porta della scatola, rimuovere la scatola e quindi rimuovere l'animale, facendo attenzione a prevenire la deposizione di profumo difensivo nella scatola. Se l'animale è immobile all'interno del corpo del labirinto, usa segnali visivi per stimolarne il movimento nella scatola. Se l'animale rimane in posizione, rimuovere le scatole del braccio in modo che il piano acrilico possa essere rimosso, quindi raccogliere l'animale manualmente e trasferirlo in una borsa.Smontare parzialmente il labirinto per consentire la rimozione delle partizioni interne facendo attenzione a evitare di disturbare la carta profumata e quindi riassemblarla. Se si è verificata la defecazione, raccogliere e assorbire il più possibile con panni puliti in microfibra, ma non lavare l'area. Utilizzare movimenti lenti e costanti durante il trasporto e il trasporto della scatola per ridurre al minimo lo stress per l'animale focale.Attaccare la scatola di base alla base del labirinto Y utilizzando dadi o lucchetti. Assicurarsi che entrambe le porte del braccioli siano aperte, quindi iniziare la prova focale aprendo e agganciando la porta della scatola di base utilizzando bulloni a botte. Rimanere fuori dalla vista dell'animale ed uscire dall'area.Una moltitudine di variabili può essere registrata e segnata da prove Y-maze. La maggior parte degli studi che utilizzano Y-mazes riporta semplici dati di scelta binaria e analizza i risultati con statistiche parametriche, come un test binomiale. Qui viene descritta una serie di soglie statistiche per dimensione del campione di studio, che dimostrano quanti successi sarebbero necessari affinché un dato test binomiale produca risultati statisticamente significativi.Questi sono derivati matematicamente e quindi generalizzabili a qualsiasi test del labirinto Y. Per tutta la durata di un esperimento in cui si osservano animali focali, è possibile quantificare una varietà di comportamenti individuali. Le registrazioni video facilitano il punteggio comportamentale.Gli aspetti temporali delle prestazioni degli animali possono anche essere quantificati durante gli studi sul labirinto Y. Con qualsiasi studio che coinvolga il comportamento degli animali, la distorsione dell'osservatore influenza significativamente la raccolta dei dati. Pertanto, gli osservatori dovrebbero essere ciechi al trattamento in fase di test.Il modo più semplice per farlo è codificare numericamente i file video, quindi ordinarli casualmente prima di assegnarli agli osservatori. Qualsiasi apparecchio sperimentale in studi chemioecologici come i labirinti Y deve essere costruito per consentire uno stress basso, una facile rimozione dell'animale all'interno e deve essere facile da smontare per una pulizia e un ripristino accurati. Gli stimoli possono essere testati in combinazioni uniche per determinare l'influenza multimodale dei segnali, come cambiare i contesti di presentazione cue.Ad esempio, è possibile presentare segnali visivi e chimici. Sebbene i labirinti Y siano stati utilizzati per circa 100 anni per testare il comportamento dei rettili, questo approccio migliora la capacità di lavorare con specie grandi e invasive, nonché di catturare in remoto i dati video.

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Ricerca

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

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Questo video introduce la chemiotassi nel nematode C. elegans e mostra un campione di protocollo che verifica l'avversione chemiotattica al solfato di rame.

C. elegans Saggio della chemiotassi: un metodo per testare la chemiosensazione nei vermi

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Verticale T-maze test di scelta per risposta artropodi di odori

La terraferma Barnes labirinto è ampiamente usato per misurare la capacità di navigazione spaziale in risposta a stimoli leggermente avversi. Nei giorni successivi, le prestazioni (ad esempio, la latenza per individuare gabbia fuga) dei soggetti di controllo migliora, indicativo di apprendimento normale e la memoria. Differenze tra ratti e topi richiedono apparecchi e metodologia cambiamenti che sono dettagliate qui.

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Presentiamo una configurazione e un protocollo di registrazione del comportamento che consente l'analisi automatizzata del nematodo, la preferenza di Caenorhabditis elegans per composti solubili in un dosaggio basato sulla popolazione. Questo articolo descrive la costruzione di una camera di comportamento, il protocollo di analisi comportamentale e l'utilizzo del software di analisi video.

Analisi automatizzata di un esame preferenziale di Chemosensory basato sulla popolazione di Nematode

Girini di Xenopus offrono una piattaforma unica per studiare la funzione del sistema nervoso in vivo. Descriviamo le metodologie per valutare l'elaborazione di informazioni olfattive in vita Xenopus larve in normali condizioni di allevamento o dopo la ferita.

Valutazione funzionale delle vie olfattive in girini di Xenopus vivente

Nei rettili, i lipidi della pelle da conspecifici sono cruciali per segnalazione sessuale, con uso potenziale nella gestione di specie invasive. Qui, descriviamo i protocolli per l'estrazione dei lipidi della pelle da pelle capannone o animali interi, determinare e analizzare la massa totale del lipido che separa i lipidi mediante frazionamento via colonna cromatografia.

Isolamento chimico, quantificazione e separazione dei lipidi della pelle da rettili

Qui, presentiamo un protocollo per dimostrare un saggio comportamentale che quantifica come le caratteristiche visive alternative, come i segnali di movimento, influenzano le decisioni direzionali nei pesci. I dati rappresentativi sono presentati sulla velocità e la precisione in cui Golden Shiner (Notemigonus crysoleucas) seguono i movimenti dei pesci virtuali.

Integrazione di analisi psicofisiche visive all'interno di un Y-Maze per isolare il ruolo che le funzionalità visive svolgono nelle decisioni di navigazione

Il presente protocollo descrive un labirinto riconfigurabile, un sistema unico per testare la navigazione spaziale e i fenotipi comportamentali nei roditori. L'adattabilità di questo sistema di labirinto consente l'esecuzione di vari esperimenti in un unico ambiente fisico. La facilità di riarrangiamento strutturale genera risultati sperimentali affidabili e riproducibili.

Utilizzo di un sistema di labirinto riconfigurabile per migliorare la riproducibilità dei test di navigazione spaziale nei roditori

Scopri come valutare il comportamento esploratorio e le preferenze chemosensoriali nei rettili utilizzando i labirinti a Y. Questo metodo consente di analizzare le risposte agli stimoli chimici in modo affidabile.

Uso di Y-Mazes chiusi per valutare il comportamento chemosensorio nei rettili

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