Skuteczność manipulacji kolorem
Stosując te techniki, skuteczne są różne stopnie manipulacji kolorem, w tym całkowite maskowanie barw lub zmniejszanie bądź zwiększanie ich intensywności. Wynika to zarówno z fotografii, jak i pomiarów odbicia spektralnego (Rycina 2, Rycina 3oraz Rycina 4). Przedstawiamy tutaj samców z manipulacją kolorystyczną Habronattus pyrrithrix w porównaniu do osobników samców o naturalnie czerwonych twarzach. Właściwości spektralne pomierzono za pomocą spektrofotometru UV-VIS (patrz Tabela materiałów), który umożliwia precyzyjny pomiar kolorowych obszarów o średnicy nawet 1 mm. Pomiary wykonano w odniesieniu do białego wzorca odbicia rozproszonego (patrz Tabela materiałów).
W rzadkich przypadkach (5 na 108 samców, którym na twarzy naniesiono czarną kreskę eyelinerem 1 (patrz Tabela materiałów)), rozpuszczalna w wodzie kreska zaczęła schodzić z twarzy pająków po jednym lub dwóch tygodniach. Nie zaobserwowano tego w przypadku drugiej marki eyelinera (eyeliner 2; patrz Tabela materiałów). W obu przypadkach klatki pająków były spryskiwane wodą od trzech do pięciu razy w tygodniu. Różne warunki utrzymania mogą wpływać na ścieranie się farby na bazie wody. Farba emaliowa pozostała nienaruszona u wszystkich manipulowanych samców (n=21), nawet u tych, które przeżyły ponad 6 miesięcy.
Potencjalna toksyczność manipulacji barwą
Należy unikać nakładania farby na oczy pająków, aby nie ograniczać ich widoczności, a także na chelicery, części gębowe i inne otwory, a potencjalnie również na inne miękkie części ciała, aby zapobiec możliwości połknięcia i zatrucia. Należy również zachować ostrożność podczas malowania stawów lub części zawierających włosy sensoryczne (takich jak odnóża i pedipalpy), aby nie ograniczać ich mobilności lub systemu sensorycznego. Jeśli jednak takie manipulacje kolorystyczne w tych obszarach ciała są konieczne lub jeśli istnieją wątpliwości co do możliwości wystąpienia subtelnych negatywnych skutków, najlepiej jest nakładać farby na osobniki we wszystkich kategoriach badawczych. W ten sposób uniknie się niezamierzonej manipulacji systemami sensorycznymi osobników w sposób, który mógłby być stronniczy tylko wobec jednej z grup. Na przykład w eksperymencie z wykorzystaniem zmanipulowanych samców pokazanych na Rysunku 4, celem było zwiększenie i zmniejszenie liczby czerwonych plam eksponowanych przez samce podczas zalotów. Ponieważ niektórym samcom naturalne czerwone twarze zostały zakryte szarą farbą emaliową (aby zmniejszyć ilość widocznego koloru czerwonego), innym samcom, u których chcieliśmy zachować czerwoną twarz, pomalowano naturalnie czerwoną twarz na czerwono tym samym produktem, co u samców o szarych twarzach. Podobnie, ponieważ chcieliśmy dodać czerwone plamy na pedipalpach u niektórych samców, aby zwiększyć liczbę eksponowanych czerwonych plam, u pozostałych samców użyto szarej farby do pokrycia pedipalpów, tak aby wszystkie samce były malowane w tym wrażliwym obszarze (patrz Rysunek 4). Choć preferowana, strategia ta nie zawsze może być możliwa do zrealizowania. Na przykład w innym eksperymencie czerwone zabarwienie usunięto za pomocą czarnego eyelinera, który zapewniał taką samą właściwość spektralną jak leżąca pod nim kutykula samca, pozostawiając jednocześnie inne kolory samca nienaruszone i naturalne (Rysunek 2). W tym przypadku, w celu uzyskania naturalnego wyglądu samców, taką samą ilość eyelinera nałożono na obszar na górnej części karapaksu, tuż za przednimi oczami środkowymi (obszar niewidoczny dla samic), aby kontrolować potencjalny zapach lub ogólną toksyczność produktu. Jednak miejsce nałożenia farby może w różny sposób wpływać na pająki. Dlatego, aby ocenić subtelne różnice, jakie sposób lub miejsce nałożenia farby mogą mieć dla kondycji pająka, porównano zachowanie obu typów samców w kontekście istotnym dla naszych hipotez (w odniesieniu do wyboru partnera i kanibalizmu seksualnego). Samce umieszczano po dwa w obecności samicy, a następnie za pomocą uogólnionych liniowych modeli mieszanych (używając funkcji lmer z pakietu lme443 w programie R wersja 3.5.24, z tożsamością samicy jako efektem losowym i stosując kryterium maksymalnej wiarygodności w celu uzyskania wartości p) porównano czas do przejścia w stan aktywności, czas do rozpoczęcia zalotów oraz całkowity czas spędzony na zalotach. W tym przypadku wszystkie porównania nie wykazały różnic między grupami (patrz Tabela 1), co pozwoliło wysnuć wniosek, że nie wprowadzono błędu systematycznego na korzyść jednej lub drugiej kategorii badawczej.
W każdym z tych przypadków, gdy kategorie zabiegowe są do siebie bardzo zbliżone (Rysunek 4) lub gdy występują jedynie osobniki poddane zabiegowi pozorowanemu (Rysunek 2 i Rysunek 3), badacze powinni ocenić, w jaki sposób gatunek modelowy reaguje na stosowaną farbę i upewnić się, że osobniki nadal zachowują się w sposób podobny i ekologicznie istotny. Można zarejestrować dane w celu maksymalnego ograniczenia potencjalnych efektów toksyczności, na przykład poprzez porównanie wskaźników aktywności między osobnikami poddanymi zabiegowi a osobnikami nienaruszonymi. Nasze pająki pomalowane farbą emaliową, jak pokazano na Rysunku 4, porównano z nienaruszonymi samcami w identycznym kontekście. W szczególności samce wprowadzano pojedynczo do klatki z samicą, a następnie porównywano czas opuszczenia probówki, czas rozpoczęcia zalotów oraz częstotliwość zalotów (przed kopulacją oraz przed zostaniem zaatakowanym lub zjedzonym). Nie stwierdzono różnic (przy zastosowaniu podobnych liniowych modeli mieszanych jak powyżej), co pozwoliło nam wysnuć wniosek, że pomalowane samce zachowywały się naturalnie (Tabela 2).
Na koniec należy zauważyć, że pająki biorące udział w eksperymentach (zazwyczaj samice), które kanibalizowały samce z manipulacją kolorem, nigdy nie wykazywały oznak negatywnych skutków. Pająki trawią swoją ofiarę zewnętrznie, zazwyczaj pozostawiając nienaruszone pomalowane obszary kutykuli. Jednakże, przy adaptacji tej metody do innych systemów, w których zwierzęta z manipulacją kolorem będą spożywane, należy ocenić potencjalne ryzyko toksyczności.

Rysunek 1Dorosły samiec Habronattus pyrrithrix obrazując, jak niewielkie są ich kolorowe obszary ciała. Zdjęcia: Lyle Buss. Aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny, kliknij tutaj.

Rysunek 2Eksperymentalna manipulacja kolorem zastosowana w celu zamaskowania czerwonego zabarwienia twarzy u Habronattus pyrrithrix. (A) Nienaruszona czerwona koloracja twarzy przed manipulacją kolorem. (B) Koloracja twarzy tego samego samca po zamaskowaniu naturalnej czerwonej koloracji czarnym eyelinerem 1. (C) Reprezentatywne widma odbicia dla naturalnej czerwonej twarzy, naturalnej podstawowej czarnej kutykuli oraz czerwonej twarzy pomalowanej czarnym eyelinerem 2. Zmodyfikowano na podstawie Taylor and McGraw 201339. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 3. Eksperymentalna manipulacja kolorem zastosowana w celu zmniejszenia rozmiaru i intensywności czerwieni czerwonej plamy na twarzy samców Habronattus pyrrithrix. (A) Nienaruszona czerwona kolorystyka pyszczka przed manipulacją kolorystyczną. (B) Ubarwienie twarzy tego samego samca po nałożeniu rozcieńczonego czarnego eyelinera (Urban Decay) na przednią część twarzy oraz nierozcieńczonego czarnego eyelinera wzdłuż krawędzi plamy na twarzy w celu zmniejszenia powierzchni czerwonego obszaru. (C) Średnie krzywe widmowe samców kontrolnych poddanych pozorowanej procedurze (n = 21) oraz samców z manipulacją ubarwienia (n = 21), w porównaniu ze średnią dla całej populacji (n = 57) i 10 samców o najmniej nasyconym ubarwieniu z poprzedniego badania41Rysunek powielony z publikacji Taylor et al. 201438. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 4. Eksperymentalna manipulacja kolorem zastosowana w celu zmiany barwy czerwonego obszaru twarzy samców Habronattus pyrrithrix. Habronattus pyrrithrix samce pomalowane (A) czerwony, (B) czerwony i szary, i (C) szarą farbą emaliową na ich naturalnie czerwonych twarzach i naturalnie kremowych pedipalpach. (D) Średnie krzywe widmowe dla samców niepoddanych manipulacjom (n = 9) oraz samców z twarzą pokrytą czerwoną farbą emaliową (n = 9). Poprzez naniesienie jaśniejszej czerwieni na twarz pająka skutecznie wzmocniono jego czerwone ubarwienie twarzy. Ponieważ farba emaliowa całkowicie pokrywa znajdujące się pod nią łuski, kolor mógł zostać również całkowicie zmieniony, co ma miejsce w przypadku emalii szarej. (EW niniejszym eksperymencie wybrano czerwone i szare farby emaliowe tak, aby były one dopasowane pod względem całkowitej jasności (całkowitego odbicia w zakresie długości fal widzialnych dla tych pająków). Różnice w skali osi Y na wykresach D i E wynikają z zastosowania różnych technik (takich jak odległość od próbki i rozmiar mierzonych obszarów) pomiaru próbek kolorów na papierze (E) w porównaniu z bezpośrednimi pomiarami kolorów na powierzchni ciała pająka (D). Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
| N | Zmienna zależna | p | t | Czerwonołice | ±SE | Czarnołice | ±SE | nFID |
| 202b | Opóźnienie opuszczenia naczynia przez samca | 0.35 | -0.93 | 140.0 | 23.9 | 109.8 | 23.9 | 102 |
| 179c | Opóźnienie rozpoczęcia zalotów przez samca | 0.74 | 0.3 | 983.4 | 127.1 | 1031.0 | 126.5 | 95 |
| 204a | Wysiłek zalotowy samca | 0.52 | 0.63 | 181.2 | 24.4 | 203.0 | 24.4 | 102 |
| 204a | Wysiłek zalotowy samca przed jakimkolwiek atakiem | 0.41 | 0.68 | 89.0 | 15.7 | 97.5 | 15.7 | 102 |
Tabela 1. Wpływ manipulacji kolorem twarzy samca na zachowanie, w przypadku pomalowania czarną kredką do oczu w porównaniu z grupą kontrolną (Rysunek 2). Przedstawiono strukturę każdego modelu oraz średnie szacunki w sekundach (±SE) dla każdej grupy traktowania. N = liczba samców, p i t = wartość p oraz wartość t dla traktowania samców, nFID = liczba poziomów w losowym efekcie tożsamości samicy. aZ 104 przeprowadzonych testów z udziałem samców 102 zostało pomyślnie zarejestrowanych, co pozwoliło na obserwację 204 unikalnych samców. b2 samce zostały zjedzone przez samicę przed opuszczeniem szalki Petriego. c25 samców zostało zjedzonych przez samicę przed rozpoczęciem zalotów.
| N | Zmienna zależna | p | t | Brak manipulacji | ±SE | Malowane | ±SE |
| 32a | Opóźnienie opuszczenia naczynia przez samca | 0.87 | -0.17 | 380.8 | 143.1 | 345.4 | 152.4 |
| 31b | Opóźnienie rozpoczęcia zalotów przez samca | 0.93 | -0.09 | 502.6 | 105.8 | 48.1 | 16.6 |
| 31b | Nakład pracy zalotniczej samca | 0.74 | -0.33 | 2324.3 | 45.0 | 2102.1 | 484.4 |
| 31b | Nakład pracy zalotniczej samca przed jakimkolwiek atakiem | 0.68 | 0.42 | 1495.1 | 450.8 | 170.1 | 479.9 |
Tabela 2. Wpływ manipulacji kolorem twarzy samców na zachowanie, gdy zostali oni pomalowani czerwoną lub szarą farbą emaliową (n = 15, Rysunek 4) vs. samce niemanipulowane (n = 17). Przedstawiono strukturę każdego modelu oraz średnie wartości w sekundach (±SE) dla każdej grupy badawczej. N = liczba samców, p i t = wartość p oraz wartość t dla traktowania samców. a17 samców niemanipulowanych porównano z podgrupą wszystkich malowanych samców w naszym eksperymencie (n = 21). W szczególności porównano ich z 15 malowanymi samcami (5 czerwonych (Rysunek 2A), 5 czerwono-szarymi (Rysunek 2B) i 5 szarych (Rysunek 2C)) badanych w tym samym kontekście (w obecności samicy) i w tym samym konkretnym okresie czasu. Jest to istotne, ponieważ samce niemanipulowane były badane pod koniec eksperymentu (w sierpniu i wrześniu 2018 r.), co odpowiada końcowi ich naturalnego sezonu rozrodczego, kiedy samce są zazwyczaj mniej aktywne. Utrzymanie wszystkich tych innych zmiennych na tym samym poziomie pozwala nam porównać traktowanie malowaniem bez wprowadzania innych błędów systematycznych. bJeden samiec (cały szary) został zjedzony przez kanibalizm przed rozpoczęciem zalotów do samicy.