Manipulacja wzorami kolorystycznymi u skaczących pająków do wykorzystania w eksperymentach behawioralnych

Aby zrozumieć, jak i dlaczego kolory ewoluują, potrzebujemy eksperymentów, w których manipulujemy zwierzęcymi wzorcami kolorów. Małe zwierzęta są często niedostatecznie zbadane, ponieważ ich kolory są trudne do manipulowania. Główną zaletą bezpośredniej manipulacji plamami kolorów jest to, że metoda ta nie wpływa na wygląd reszty zwierzęcia ani nie zmienia jego naturalnego środowiska oświetleniowego.

Pokazujemy, w jaki sposób naukowcy mogą nakładać farby emaliowane i makijaż na skaczące pająki. Te same metody działają również na wielu innych małych, kolorowych i słabo zbadanych stawonogach. Radziłbym najpierw spróbować pomalować martwy okaz, aby nie było pośpiechu w uzyskaniu idealnej konsystencji i ilości farby na mikropędzlu.

Wizualna demonstracja tej metody jest niezbędna, ponieważ trudno jest na przykład wyjaśnić, jaka jest właściwa konsystencja farby, jak nakładać farbę, pod jakim kątem będzie działał pędzel. Na początek podłącz mikroskop preparacyjny do kamery i komputera, aby łatwiej zrobić zdjęcia wyniku. Włącz wszystkie trzy urządzenia i uruchom oprogramowanie, które przetwarza dane wejściowe z kamery.

Następnie wybierz odpowiedni zoom, przy którym zostanie zrobione końcowe zdjęcie. Wbij kołek montażowy na owady lub mały gwóźdź w kulkę nietwardniejącej plasteliny, która jest mniej więcej wielkości winogrona. Umieść modelinę i zestaw szpilek pod mikroskopem i dostosuj obiektywy tak, aby z grubsza skupiały się na główce szpilki, na której zostanie zamontowany pająk.

Następnie umieść dodatkowy cienki kołek montażowy na owady w nowej kulce z nietwardniejącej plasteliny i umieść ją obok mikroskopu. Ułóż następujące materiały w zorganizowany sposób obok mikroskopu. Mały kawałek chłonnego papieru, kawałek białego papieru do drukarki, nakładane farby, oddzielne pojemniki z rozcieńczalnikiem do farb dla każdego nakładanego koloru, plus jeden, który ma być przezroczysty i czysty, indywidualne mikropędzle dla każdego koloru i jedna mikroszczotka do użytku tylko z czystym rozcieńczalnikiem.

Za pomocą wykałaczki dodaj kroplę farby do otwartego plastikowego naczynia. Dodaj rozcieńczalnik do farb i za pomocą wykałaczki wymieszaj je do odpowiedniej konsystencji, gdzie farba jest całkowicie homogenizowana, ale niezbyt rzadka. Użyj mikroszczotki, aby przetestować zmieszaną farbę na białym papierze do drukarki.

Następnie nałóż kroplę kleju na bazie wody wielkości ziarnka grochu na róg papieru drukarki. Najpierw nałóż bardzo małą ilość kleju na główkę kołka montażowego lub gwoździa, który został wcześniej przygotowany i umieszczony pod mikroskopem. Delikatnie wsuń znieczulonego pająka z fiolki na stół brzuszną stroną do góry, uważając, aby nie dotknąć ani nie upuścić pająka na stół.

Trzymaj modelinę obiema rękami, upewniając się, że obie ręce są mocno przytwierdzone do stołu. Następnie delikatnie dociśnij główkę szpilki z klejem do mostka pająka, tak aby pająk lekko podskoczył i wyprostował nogi pod niewielkim naciskiem. Zmień położenie zestawu montażowego pod mikroskopem, tak aby obszar, który ma być pomalowany, był skierowany do góry i ostry.

Najpierw testujemy konsystencję farby i w razie potrzeby ponownie ją dostosowujemy. Zawsze najpierw spróbuj nałożyć farbę na papier do drukarki, aby kontrolować jakość farby zawartej we włoskach pędzla. Przed dotknięciem pająka należy upewnić się, że farba ma odpowiednią konsystencję i że na mikroszczotce znajduje się tylko odpowiednia ilość farby.

Patrząc przez mikroskop, użyj dominującej ręki, aby wprowadzić końcówkę pędzla w pole widzenia i ponownie upewnij się, że włoska pędzla nie zawiera zbyt dużo farby. Jeśli na pędzlu jest za dużo farby, wytrzyj jej część na papier drukarki. Następnie przyłóż pędzel do pająka na największym obszarze, który będzie musiał zostać pomalowany.

To pokaże, czy konsystencja i ilość farby jest odpowiednia, czyli wtedy, gdy farba lekko i powoli wsiąka we włosy lub łuski pająka. Jeśli farba nie zostanie nałożona, zanurz pędzel w farbie i powtórz ten proces, zaczynając od przetestowania farby na papierze drukarki. Jeśli farba szybko wsiąknie i rozleje się na obszar, który nie powinien być pokryty farbą, przetrzyj pędzel o chłonny papier i powtórz proces od początku, testując farbę na papierze do drukarki.

Jeśli malujesz twarz pająka, użyj dodatkowej cienkiej szpilki w niedominującej ręce, aby przytrzymać przednie nogi i pedipalpy. W zależności od pędzli i farby, rozważ pomalowanie obu stron twarzy przed próbą pomalowania środkowego obszaru między oczami, ponieważ malowanie na bocznych obszarach można połączyć, trzymając pędzel równolegle do twarzy pająka i wywołując działanie kapilarne. Podczas malowania pedipalpów lub nóg upewnij się, że nie dotykasz żadnych połączeń farbą utwardzającą i upewnij się, że nie nakładasz farby na męskie narządy dostarczania nasienia na spodniej stronie dystalnego segmentu pedipalps.

Po pomalowaniu jednej strony twarzy pająka pomocne jest obrócenie pająka pod mikroskopem, tak aby drugą stronę twarzy można było pomalować tą samą dominującą ręką. Malowanie należy wykonać zarówno ostrożnie, jak i szybko, zanim pająk obudzi się ze znieczulenia. Na koniec pomniejsz za pomocą mikroskopu, aby sprawdzić ogólną manipulację kolorami i przygotuj się do zrobienia zdjęcia.

Najpierw przełącz obiektyw w tryb aparatu. Korzystając z oprogramowania komputerowego, zrób zdjęcie, upewniając się, że wybrany zoom jest wybrany na mikroskopie, aby dodać podziałkę. Kiedy pająk zacznie się poruszać, przytrzymaj szpilkę tak, aby przednie nogi pająka dotykały fiolki pająka.

W razie potrzeby delikatnie pochyl szpilkę, aby pomóc pająkowi oderwać się od wysuszonego kleju i pozwolić pająkowi się uwolnić. W tym badaniu maleńkie twarze samców Habronattus pyrrithrix są manipulowane kolorem. Korzystając z przedstawionych tutaj technik, skuteczne są różne stopnie manipulacji kolorami.

W tym całkowite ukrycie kolorów lub zmniejszenie lub wzmocnienie ich intensywności. W przypadku pokazanych tutaj samców celem jest zwiększenie lub zmniejszenie liczby czerwonych plam wyświetlanych przez samce podczas zalotów. Niektóre samce mają swoje naturalne czerwone twarze ukryte szarą farbą emaliowaną, podczas gdy inne utrzymują swoje kolory poprzez zamalowanie naturalnej czerwieni czerwoną farbą emaliowaną jako kontrolę.

Podobnie, ponieważ niektóre pająki mają czerwone plamy dodane do pedipalpów, aby zwiększyć ilość wyświetlanych czerwonych plam, szara farba jest używana do pokrycia pedipalp innych samców, tak aby wszystkie samce miały nałożoną farbę na wrażliwy obszar. Jednak namalowanie pająków z różnych grup na dokładnie tych samych obszarach, aby kontrolować ewentualny negatywny wpływ farby, nie zawsze jest wykonalne. W innym badaniu czerwone zabarwienie usuwa się za pomocą czarnego eyelinera, który ma takie same właściwości spektralne jak leżący pod spodem naskórek samca, podczas gdy inne męskie kolory pozostają nienaruszone i naturalne.

W przypadku naturalnie wyglądających samców, taką samą ilość eyelinera nakłada się na obszar na wierzchu pancerza, tuż za przednimi środkowymi oczami, aby kontrolować potencjalny zapach lub ogólną toksyczność produktu. Zachowanie obu typów samców jest porównywane w danym kontekście, aby ocenić wszelkie subtelne różnice, które mogą sugerować toksyczność lub niezamierzone skutki farb. Udawane samce i samce, których twarze są pomalowane eyelinerem, są umieszczane po dwóch w obecności samicy i obserwuje się określone męskie zachowania.

W tym przypadku wszystkie porównania nie wykazują żadnych różnic między zabiegami. W związku z tym można stwierdzić, że nie wprowadza się błędu systematycznego w odniesieniu do żadnej z kategorii leczenia. Podobnie, gdy są wprowadzane pojedynczo do klatki dla kobiet, samce pomalowane szarą lub czerwoną farbą emaliowaną i samce niemanipulowane, nie wykazują żadnych różnic w zachowaniu.

Można więc stwierdzić, że pomalowane samce działały naturalnie. Aby w żaden sposób nie utrudniać pająkowi, ważne jest, aby całkowicie unikać dodawania farby do części ustnej lub narządów dostarczających plemniki. Nie należy również dodawać ani pozostawiać żadnej farby na oczach pająka lub stawach.

Pająki manipulujące kolorem lub inne stawonogi mogą być wykorzystywane w eksperymentach behawioralnych, aby zrozumieć rolę koloru w różnych kontekstach, od zalotów, przez interakcje między samcami, po unikanie drapieżników. Dziedzina ubarwienia zwierząt jest napędzana głównie przez prace na większych kręgowcach, takich jak ptaki. Dzięki zmniejszonym technikom manipulacji kolorami możemy teraz zadawać więcej pytań na temat koloru u małych zwierząt.