方法論記事

UV反射構造を検出してのSailFinモリーを使用して、メイト優先でその重要性を決定するためのアッセイ

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DOI：

10.3791/54453

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2016年9月14日

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1Department of Zoology, Ohio Wesleyan University, 2Department of Ecology, Evolution, & Behavior, University of Minnesota

この記事について

サマリー

このプロトコルは、（この例では、のSailFinモリーPoecilia latipinna）生物に紫外線反射構造を検出するための分光光度計の使用を概説し、推論が配偶者選択中の紫外線手がかりの役割に行うことを可能にする魚用の二分の選択テストを説明しています。

要約

多くの生物は、社会的相互作用の間に人間の感性を越え手がかりと信号を使用します。彼らの行動や生態を理解しようとしたときの生物は自分の世界を知覚する方法を考慮することが重要です。紫外スペクトル（UV; 300から400ナノメートル）への感度は、鳥類、魚類、爬虫類、両生類、さらに哺乳類の複数の属全体で発見されました。このプロトコルは、UV反射構造の存在と、これらの手がかりは、仲間の選択のコンテキスト内での社会的信号として使用されているかどうかを試験するための方法のための生物を検査するための技術が記載されています。分光光度計は、個人や男女間の反射強度の紫外線の反射率変動の存在を検出するために使用されます。この技術の例は、二分の配偶者選択のテストは、視覚的な外観フルスペクトルやブロックUV波長を透過いずれかのフィルタによって操作することができる異性の個人への性的受容個人を露出するに提示されています。このこのシステムは、女性が、男性ではないのSailFinモリーズ（Poecilia latipinna）は、その相手方の決定の一部としてUVマーキングを使用していた決意を可能にしました。研究のこれらのタイプは、UVを利用する生物の範囲の知識を拡大し、紫外線が生活の中で役割を果たしているかについての洞察を提供するのに役立ちます。

概要

手がかりと動物の社会的相互作用に使用される信号を理解することは、私たちは内および種間の両方の表現型の変化を把握することができます。この変化は、人口の発散性選択、および分化のような進化の過程において重要な役割を果たしています。多くの場合、しかし、研究者たちは、人間の感覚系、視覚や聴覚のレルム内の特にへの最も明白な手がかりを模索に限定されています。分光光度計の使用は、しかし、私たちは人間の可視スペクトルを越えて他の種における社会的相互作用に重要である可能性が波長に我々の調査を拡張することができます。

具体的には、紫外線によってもたらされる近距離通信（UV; 300から400 nm）の感度は、配偶者選択1の間に非常に有利になる可能性があります。鳥や魚の多くは視覚的に狩り捕食者は、例えば、紫外線放射を検出することができません。男性は精巧に表示するシステムでUVスペクトルを利用するのではなく、可視スペクトル2,3で検出可能な手がかりを開発することによって、仲間を誘致する能力を維持しながら、一つは生物はそれぞれと通信している可能性を検討するために失敗した場合、女性のために、これらの男性は..捕食のリスクを減少させるであろう他のこれらの「プライベート通信チャネル」を使用して、行動と進化の重要なドライバーを見逃す可能性があります。

このプロトコルはのSailFinモリー、Poecilia latipinna、全く以前にUVを検出またはUVマーキングを利用する能力を知らなかった一夫多妻魚類の配偶者選択のためのUVキューの使用調査を概説します。この魚種の他のUV感受性ライブベアリング魚に近い系統発生的近接4を有しており、そのP.顕微証拠がありますこのようなP.などの他のモリーの種と一緒にlatipinna、 メキシカーナとP.フォルモサ 、共同の責任コーン（光受容細胞のクラスを持っていますUV波長5に対して最も敏感であるLORビジョン）。この性的二型種では、女性の選択肢は男性'明るく着色された拡大フィン6-9の進化において大きな役割を果たしてきました。この方法論は、私たちは、UVは女性が男性の品質を評価することによって、追加の媒体があるかどうかを探索することができます。

P.のUVマークの検出及び測定latipinna光ファイバープローブを分光光度計を使用して、ここに詳述されています。さらに、受容女性モリーズは差動、UV-Aを含むフルスペクトルの光を透過する光学フィルタを通して見た男性に関連付けるかどうか（[UV +]; 320から700ナノメートル）と紫外線遮断フィルターを通して見た男性（[紫外線]; 400 - 700 nm）が議論されています。この方法は、UVと行動におけるその役割に関わるさまざまな質問への研究を可能にすること、魚や他の生物にUV感度と色のパターンを発見するための広範なアプリケーションを持っています。

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プロトコル

すべての実験は、オハイオウェスリアン大学の施設内動物管理使用委員会の承認を得て行きました。

分光光度計を使用して、魚の1.録音UV反射率

  1. 楽器やソフトウェアの推奨に従って測定する波長範囲にわたって知られている標準的な白と分光光度計と光源を調整します。
  2. 魚が応答しなくなるまで、炭酸水素ナトリウムの同量で緩衝3-アミノ安息香酸エチルメタンスルホン酸塩（MS-222）の0.5％溶液中に置くことによって、魚を麻酔。無応答たら、すぐに黒、無反射背景に魚を置きます。注：MS-222は、潜在的に毒性であり、そして手袋を常に着用します。
  3. 分光計光源のそれを超えた過剰な光を最小限にするために暗い部屋でのすべての測定値を取ります。
  4. 生物体に対して保持光ファイバプローブを用いて反射率を測定します。作りますいくつかのプローブの設計に組み込まれているように、光ファイバと本体との間の一貫性のある45°の角度を形成するようにしてください。注：測定の一貫性のためには、複数のスキャン（2 - 5）を横切って平均することが望ましいボディ領域当り。
  5. 適切な反射率解析ソフトウェアとレコード反射率データ。注：ここで使用されるソフトウェアは次のように設定した= 2000秒、平均スキャン= 2積分時間、及び画素平滑= 5.データをスプレッドシートにコピー＆ペーストしました。
  6. UV反射率および生物横切って表現型の変化の範囲の有無を判断するために複数の身体領域に繰り返します。注：予備スキャンがあれば、ボディ領域は常にUVマークを表示する、決定することが必要であり得ます。
  7. 完全に回復するまで、通常の蓋のビートと遊泳行動によって証明されるように、十分に酸素保持水槽に魚を返します。注：体に粘膜コーティングを復元するための商業的保護は、皮膚の回復を助けるために添加されてもよいです。
  8. 代表必要であれば男女両方を含む、複数の個人渡って食べます。
  9. すべてのデータがX軸上のY軸と波長での反射率で、散布図を使用して、プロットデータコピーされたスプレッドシートに。 UV範囲における振幅のピーク（300から400 nm）は、魚へのUV反射率の存在を示します。

2.二値交配トライアル

注：焦点魚、UVフィルター、および不透明フィルタが適切に配置された制御観測を実行します。不透明なフィルタが削除され、これらの試験では、焦点魚がUV光の有無を表示するが、潜在的な交配パートナーを欠くタンクの部分にさらされます。この実験で二分選択テストの妥当性に関する詳細に関しては、これらのテストもあることに注意してくださいが、パーマーとHankison（2015）10は 、11の欠点。

  1. 焦点生物と性的受容個体を使用してください。女性P.を使用latipinna <48時間産後5 AND男性は性的動機の可能性を向上させるために、試験前に少なくとも24時間、単離されました。
  2. 2選択肢の区画に隣接して中立領域に単焦点個人を置きます。 P.のための2つの等しいサイズの選択区画によって隣接焦点個々のための中央領域を形成し、透明なプレキシガラスパーティションによって3つのセクションに分かれ、latipinna、75.7 L試験水槽（ 図1 30.5センチメートルのx 30.5センチメートル×75センチ）を使用します。全く水や嗅覚は、個々のタンクのセクション間で共有されていないことを確認してください。各個人が観察されるのを繰り返します。

figure-protocol-1
図1.実験水族館のセットアップ 3つのセクションに分かれた矩形水族館：。（図は、両端のオブジェクトの男性と途中で女性を示している）オブジェクトのペアを開催焦点個人と二つの端区画を開催中央エリア。交換可能なフィルいずれかのブロックまたは許可紫外線反射率が水族館の男性と女性のセクションを分割ガラスパーティション上に配置することができメータ。この図は、パーマーとHankison（2015）10から変更されている。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

  1. （そのスペクトルUV-A領域内に延びている照明）フルスペクトル照明条件の下では、試験水槽の両端コンパートメント（選択肢の区画）内の1つの潜在的な交配パートナーを分離します。 2つの絶縁交配パートナーとの主な違いは、彼らは、UV光を透過するブロックまたはフィルタの背後に表示されるかどうかであるように、潜在的な交配パートナーは、サイズ、配色や表示特性にできるだけ密接にお互いに似ていることを確認してください。
    注：アル可能な限り最高のカラーマッチングを可能にするために、可視スペクトル内の反射率を記録することが好ましい場合がありますここにかかわらず、マッチングは、目によって行われました。
  2. 15分間の視覚的分離の下で個人（不透明なフィルタ）を順応させます。フィルタ現時点では整備されている - UV +とがあることを確認してください。順化後、不透明なフィルタを削除します。各それぞれの試験のためにタンクの側面-その側バイアスが（関係なく、オブジェクトのタンクの一方の側のための固有の好み）が存在しないことを確認するには、ランダムにUV +とUVを割り当てます。
  3. 焦点個人がストップウォッチを使って、特定の環境ゾーン（この場合の選択肢のコンパートメントに近い領域、約2標準ボディの長さ）内に費やす時間の量を記録します。女性の魚の場合、これは、2つの雄の各々の近くに費やす時間の量、および男性焦点魚その逆です。
    注：イベントレコーダーソフトウェアは、記録のために使用することができます。 15分の試験は応答しないように少なくとも一回の結果から除外された各優先ゾーンを訪問していなかったこの実験や魚に使用しました。
  4. 魚の交配の選択に影響を与える可能性がある特定の照明環境に向けて、固有のバイアスが存在しないことを確実にするためのコンパートメント-魚が空のUV +とUVの近くに費やした時間を記録し、分析します。個人が特定のUV条件を好むかどうかを判断するために対応のあるt検定を使用してください。

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結果

図1と図 2は、設定交配選好水族館、我々の実験のためのUV測定部位を示します。

P.決意に許さ測定紫外線反射率latipinnaは、これらの特性には個人差に加えて、特に自分の体（ 図3）の側面に沿って、UV特性を有しております。 UV形質が発見された後、テストはその女性ではなく男性、P.を明らかにしましたその交配決定にこれらの特性を使用しlatipinna（女性：15トン = 4.08、P = 0.001;男性：トン14 = 0.67、P = 0.517; 図4）。男女ともは、UV特性を有しているが、特性がメイトの好みの一環として、女性の...

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ディスカッション

分光光度計は、PにUVマーキングを同定することに成功しましたlatipinna。 P.の男女ともlatipinnaはその辺に沿ってUVマーキングを有します。また、いくつかの男性は、彼らの背びれにあらかじめ雌嵌合優先7において重要であることが見出さ形質をUVマーキングを有していました。

私たちは、UVマーキングの存在を検出するためのメカニズムとして、UV分光光度計を使用することをお勧めします。さらなる試験は、相手の嗜好（ここでは詳述）を含む社会的相互作用、におけるその役割を決定することができます。また、UV特性は浅水、個人、性別、または種の認識、またはintrasexual相互作用3、12月15日に影響を与える可能性があります。

より自分の社会的行動に特に関連する生物のUV特性を理解する上で、分光光度法の有用性にもかかわらず、B、できることには完全に行動を理解するために必要ないくつかの重要なス...

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開示事項

著者らは開示するものは何もない。

謝辞

この原稿を大幅に改善するコメントや提案をいただいた匿名の査読者に感謝します。魚の収集に協力してくれたR.ボウズ、R.カレノ、T.パンハウスに感謝します。また、男性選好試験の支援をしてくださったM.Lee氏にも感謝します。この研究を通じて役立つアドバイスと提案を提供してくれたオハイオウェズリアン大学動物学部と、ソフトウェアのアドバイスを提供してくれたアリゾナ州立大学(McGraw Lab)

に感謝します。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
分光光度計、P1000オーシャンオプティクスの新しいモデルは、新しいモデルは、
オーシャン
オプティクス序曲ソフトウェアオーシャンオプティクスの新しいソフトウェアが利用可能です
R200アングルUV二股光ファイバプローブ(ガイド波)オーシャンオプティクスの新しいモデルは、利用可能な
反射率基準認定、白色ラブスフィア
75.7L水槽、分割実験ビルダー
フルスペクトル電球チャーズサンライト
UVブロッキングシートGAM UVシート
ネイ

参考文献

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UV MS222 UV Poecilia latipinna UV

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