Experimentele manipulatie van Body Maat aan Morfologische schalen Relaties schatten Drosophila

Het algemene doel van het volgende experiment is om door middel van een ontwikkelingsafhankelijke manipulatie van de voedselbeschikbaarheid een breed scala aan lichaamsgroottes te creëren, die vervolgens kunnen worden gebruikt om de schalingsrelatie tussen morfologische kenmerken te schatten. Eerst worden gedurende drie dagen eieren verzameld uit dezelfde vliegenpopulatie, waardoor drie leeftijdscohorten ontstaan. Wanneer de oudste cohort larven begint te poppenspelden (pate), worden de larven van alle cohorten van het voedsel verwijderd.

Het resultaat van deze dieetmodificatie is een uitgebreidere variatie in de grootte van de pupae. Vervolgens worden beelden van de pupae en de vleugels van de volwassen individuen genomen van alle exemplaren om de morfologische schalingsrelatie tussen lichaams- en vleugelgrootte te kunnen schatten. Uiteindelijk worden resultaten verkregen die aantonen hoe de vleugelgrootte schaalt met het volledige bereik van mogelijke lichaamsgroottes door een lineaire regressie van type twee op de gegevens toe te passen.

In deze studie maken we gebruik van een ontwikkelingsgebonden tijdmanipulatie van de toegang tot voeding om de variatie in lichaamsgrootte onder volwassen vliegen experimenteel te vergroten. Dit stelt ons in staat om morfologische schalingsrelaties over het volledige spectrum van lichaamsgroottes te schatten. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen over de expressie en evolutie van morfologische schaling, zoals het identificeren van de proximale basis van variatie in de parameters van schalingsrelaties tussen biologische groepen.

Plaats een populatie vliegen in een paringskamer en verzamel vervolgens elke 24 uur gedurende drie dagen eieren. Creëer uiteindelijk drie leeftijdscohorten met behulp van een dissectiemicroscoop. Verplaats groepen van 50 eieren uit elke cohort naar vials die 10 milliliters standaardvliegenvoedsel bevatten.

Incubeer de vials bij de gewenste temperatuur voor de larvale ontwikkeling. Wanneer de oudste cohort het zwerfstadium bereikt, is het tijd om de dieetmanipulatie toe te passen door de larven van het voedsel te verwijderen. Op dit punt zijn de larven in de oudste cohort ruim boven het minimale levensvatbare gewicht voor occlusie en zullen ze bijna de natuurlijke maximale lichaamsgrootte hebben bereikt.

Larven in de middelste cohort hebben het minimale levensvatbare gewicht overschreden, maar zullen kleinere volwassenen produceren dan larven uit de oudste cohort. Larven en de jongste cohort bevinden zich zeer dicht bij het minimale levensvatbare gewicht en zullen daarom zeer kleine volwassenen produceren. Om de larven van het voedsel te verwijderen.

Voeg ongeveer vijf milliliter 40% sucrose-oplossing toe aan de vials en schud deze vervolgens 15 tot 20 minuten op een schudtafel met een gemiddelde instelling. Verwijder na het schudden de drijvende larven uit de sucrose-oplossing met een fijn penseel en plaats ze per cohort in vials met een natte wattenprop voor de vochtigheid. Incubeer bij de gewenste temperatuur tot de verpopping plaatsvindt.

Plaats de poppen met de ventrale zijde naar boven op een objectglas. Zodra de poppen zijn geplaatst, worden er beelden vastgelegd met een digitale camera die aan de microscoop is bevestigd. Zorg ervoor dat de instellingen zodanig zijn geconfigureerd dat elke pop als een donker silhouet op een witte achtergrond verschijnt.

Breng na de beeldvorming elke pop over naar een individuele epit-buis van twee milliliter met één milliliter vliegenvoedsel. Schat de grootte van de pop in als het aantal pixels van het silhouet van de pop. Andere groottematen, zoals lengte of breedte, kunnen ook worden gebruikt onder een dissectiemicroscoop.

Anestheseer de vlieg licht met koolstofdioxide en positioneer deze met een vleugelgrijper, een zuigapparaat dat de vleugel tussen twee glasplaatjes trekt en deze loodrecht op het lichaam van de vlieg houdt. Voor beeldvorming: hoewel in deze studie een vleugelgrijper wordt gebruikt voor het fotograferen van vleugels van levende vliegen, kunnen vleugels en andere kenmerken ook worden gedisseceerd en gefotografeerd met standaard instrumenten. Maak een afbeelding van de vleugel met de microscoopcamera die is aangesloten op de computer en noteer het geslacht van de vlieg. Nadat de vleugel is gefotografeerd en opgeslagen, kan de vleugelgrootte worden geschat door gebruik te maken van de minimale convexe polygoon die de marginale vaste landmarks omsluit als lineaire metingen, of via het aantal pixels van het vleugelsilhouet. De hier gefotografeerde pupae vertoonden de extremen van de grootteverdeling als gevolg van dieetmanipulatie.

Nadat de pop het minimale levensvatbare gewicht voor occlusie heeft bereikt. Ook worden de overeenkomstige silhouetten voor de meting van de pupilgrootte getoond. De bijbehorende vleugelafbeeldingen van dezelfde individuen aan de uiterste uiteinden van de grootteverdeling worden hier naast het silhouet weergegeven.

Gebruikt om de vleugelgrootte te schatten en de schalingrelatie te extraheren. Parameters die beschrijven hoe de vleugelgrootte schaalt met de lichaamsgrootte maken het mogelijk om te vergelijken hoe de algehele vorm covarieert met de grootte tussen groepen. Hier worden gegevens getoond voor individuen van elk geslacht die als larve volledig gevoed waren, één dag waren uitgehongerd of twee dagen waren uitgehongerd.

Hoewel de afzonderlijke stappen van deze procedure snel zijn, kan het geheel arbeidsintensief zijn. Over het algemeen kost het ongeveer 350 manuren om circa 3.500 vliegen van ei tot volwassene te verwerken. Met oefening kunnen personen hun tijd voor het hanteren van de vliegen aanzienlijk verbeteren, en deze procedure kan worden gebruikt om andere morfologische kenmerken te meten, wat de schatting van aanvullende morfologische schalingsrelaties mogelijk maakt.