Enregistrement des réponses comportementales à la réflexion chez les écrevisses

Summary

Nous avons développé deux méthodes pour étudier les effets des repères visuels sur le comportement dans l'absence de repères tactiles et chimiques. Une méthode consiste à filmer des réponses d'écrevisses aux murs réfléchissants dans un aquarium, l'autre examine les effets des apports visuels fournis par un écrevisses vivantes derrière une cloison transparente.

Abstract

Le comportement social dépend de la stimulation sensorielle visuelle, les systèmes mécaniques et olfactives. Une question importante concerne les rôles relatifs de chaque modalité sensorielle à orienter les comportements. Le rôle de stimuli visuels a été examinée par l'isolement des stimuli visuels à partir de stimuli mécaniques et chimiosensoriels. Dans certaines études (Brousski & Dunham, 1987:. Delgado-Morales et al, 2004) des entrées visuelles ont été enlevés avec les yeux bandés ou à faible intensité lumineuse, et les effets des autres modalités sensorielles ont été élucidés. Une autre approche consiste à étudier les effets des stimuli visuels en l'absence de toute signaux appropriés mécanique et chimiosensoriels. Cette approche vise à identifier le rôle exclusif des entrées visuelles.

Nous avons utilisé deux méthodes pour fournir des stimuli visuels aux écrevisses, sans fournir des indices chimiques et mécaniques. Dans une méthode, les écrevisses sont filmées dans un aquarium où la moitié des murs sont couverts de miroirs pour offrir un environnement de réflexion, et l'autre moitié sont couverts dans un non-réfléchissant (fini mat) en plastique. Cela donne l'écrevisse un choix entre les environnements réfléchissants et non réfléchissants. L'environnement de réflexion propose des repères visuels sous la forme d'images réfléchies de l'écrevisse comme il se déplace à travers la moitié de la cuve; ces repères visuels sont absents de la moitié non-réfléchissant de la cuve. Une méthode alternative consiste à filmer le comportement des écrevisses dans un aquarium séparé par une chambre plus petite à chaque extrémité, avec une écrevisse dans une petite chambre fournissant des indices visuels et un objet inerte dans la chambre en face de petites apporter une contribution visuelle à partir d'un non-mouvement, non écrevisses source.

Nos résultats publiés indiquent que les réponses de l'écrevisse à l'environnement de réflexion sur la socialisation et dépendent rang domination. Écrevisses socialisée passé plus de temps dans l'environnement de réflexion et exposé certains comportements plus fréquemment là-bas que dans l'environnement non-réfléchissant; écrevisses isolés n'ont montré aucune différence par exemple. Écrevisses qui étaient logés dans des paires de même sexe développé un rang social du dominant ou subordonné. Les réponses à la réflexion différait entre les écrevisses dominante et subordonnée (mai & Mercier, 2006; mai & Mercier, 2007). Écrevisses dominante passé plus de temps sur le côté réfléchissant, entré coins réfléchissants plus fréquemment et passé plus de temps dans les coins réfléchissants par rapport au côté non réfléchissant. Écrevisses subalterne marchaient en sens inverse le plus souvent sur le côté réfléchissant que sur le côté non-réfléchissants. Des données préliminaires suggèrent des effets similaires à partir des indices visuels fournis par une écrevisse dans une petite chambre attenante (May et al., 2008).

Protocol

1. Socialisation

1. Pour éteindre existants rangs sociaux, chacun des écrevisses est logé pour 7 - 14 jours dans un récipient en plastique séparé (30 cm de long x 17,5 cm de large x 13 cm de profondeur), rempli d'eau filtrée, aérée et un pot en plastique de petites fleurs qui sert de abri. Si des récipients transparents sont utilisés, un diviseur (serviette en papier par exemple) est placé entre les contenants pour s'assurer écrevisses sont visuellement isolées.
2. Écrevisses dans les «isolés» du groupe restent en isolement pour un supplément de 3 - 14 jours. L'eau est changée et les écrevisses sont nourris trois fois par semaine.
3. Pour établir un rang social, les écrevisses sont placés du même sexe paires suivantes l'isolement initial. Les écrevisses sont pesés, et la longueur du corps est mesurée (tribune pour telson); paires sont de taille assorti à l'intérieur de poids de 10% et la longueur. Blanc de la peinture acrylique est appliquée à la carapace de chaque écrevisses pour identifier les individus. (Habituellement, un point est appliqué à un membre et d'une ligne à l'autre.)
4. Après une période de 30 min de repos, chaque paire d'écrevisses est autorisé à interagir dans un récipient propre en plastique blanc (48 cm de long x 25 cm de large x 13 cm de profondeur), rempli à moitié avec l'eau filtrée, aérée (température ambiante). Cette rencontre est soit enregistré sur cassette VHS avec une caméra reliée à un magnétoscope, ou il est enregistré sur un ordinateur avec une webcam. Cette interaction permet rangs domination pour se développer.
5. Suite à l'interaction initiale, chaque paire d'écrevisses est logé dans un contenant en plastique plus grand (58 cm de long x 30 cm de large x 35 cm de profondeur) pour un supplément de 3 - 14 jours. Ce conteneur reçoit l'eau circule à partir d'un système de filtration. Un seul tube en PVC (longueur environ 10 cm) est fourni à l'abri.

2. Construction de l'Aquarium de test et contrôles

Méthode I

1. Pour examiner les réponses à un environnement réfléchissant, un verre ou plexiglas d'aquarium (52 ​​cm de long x 25 cm de large x 30 cm de haut) est utilisé (figure 1).
2. Un miroir (25 cm de long x 20 cm de haut) est placé à une extrémité de l'aquarium et sécurisée avec de la colle ou de la cire soit de montage. Deux miroirs (26 cm de long x 20 cm de haut) sont placés sur les côtés, accolée à la fin de miroir, et sont garantis avec de la colle ou de cire.
3. Les autres murs sont recouverts d'un film mat fenêtre de finition. Ce film supprime la réflexion, mais n'interfère pas avec les conditions d'éclairage. Un léger ponçage au film peut être nécessaire pour s'assurer que le film est entièrement non-réfléchissants.

Méthode II

4. Pour examiner les réponses aux stimuli visuels fournis par un écrevisses vivantes («écrevisses source»), un aquarium en plexiglas avec deux chambres d'extrémité est utilisé (figure 2). L'aquarium contient un grand compartiment central (48 cm de long x 26 cm de large x 26 cm de haut) et deux compartiments d'extrémité plus petite de taille égale (12 cm de long x 26 cm de large et 26 cm de haut). Les compartiments sont séparés de la fin du compartiment central par du Plexiglas transparent, ce qui est scellé pour empêcher l'eau et des indices chimiques de passer entre les compartiments.
5. Le périmètre extérieur de l'aquarium entier est recouvert d'un plastique mat anti-reflet, laissant les deux barrières à chaque extrémité transparente.
6. Comme contrôle, un cube construit de pâte à modeler (par exemple, sculptée) est utilisé pour fournir l'entrée visuelle d'un objet inerte. Le cube (3,5 cm x 3,0 cm x 3,3 cm) est le volume approximatif de l'écrevisse à la source et est peint d'une couleur rouge semblable.

3. Formation Visual

Méthode I

1. Les écrevisses sont filmées dans le miroir / réservoir mate 3 - 14 jours après le combat pour déterminer le statut de domination.
2. Les écrevisses sont placés, chacun, dans un récipient contenant Tupperware gazéifiées, l'eau filtrée et un pot de fleur en plastique utilisés pour les abris. Les écrevisses sont prises à la salle de test et donné 30 minutes pour s'acclimater avant le test.
3. L'aquarium d'essai, la demi-bordée de miroirs et de demi-bordée de non réfléchissante en plastique, est rempli d'aération, de l'eau filtrée pour une profondeur d'environ 20 cm.
4. Un appareil photo numérique est connecté via câbles audio / vidéo d'un magnétoscope VHS et est placé au-dessus de l'aquarium assez haut pour voir l'aquarium entier. Les vidéos sont enregistrées sur cassette VHS. Alternativement, une webcam reliée à un ordinateur peut être utilisé, et les vidéos peuvent être enregistrées avec un programme de réalisation de films et stocké sur le DVD.
5. Un écrevisses de la paire est placé délicatement dans le centre de l'aquarium à l'aide d'un pot de fleur, et son activité est enregistrée pendant 20 min. Aucune personne n'est présent dans la salle pendant l'enregistrement, pour réduire les interférences extérieures de stimuli visuels et auditifs. Tous les efforts sont déployés pour s'assurer que l'environnement d'enregistrement est calme.
6. Après les tests, l'écrevisse est enlevée, et le réservoir est vidé, rincé et rempli d'eau.
7. Pour contrebalancer des conditions expérimentales, l'aquarium est retourné à placerles miroirs sur le côté opposé de la salle. Cela aide à compenser les facteurs inconnus qui pourraient causer des écrevisses à préférer un côté de l'aquarium.
8. Le second membre du couple est ensuite testé de la même manière que le premier.

Méthode II

9. Comme décrit dans la méthode I, les écrevisses sont portées à la salle d'examen et sont filmés à l'aide du matériel d'enregistrement même.
10. Toutes les chambres (la chambre d'essai du milieu et les deux chambres d'extrémité) sont remplis d'aération, de l'eau filtrée pour une hauteur d'environ 20 cm.
11. Une écrevisse, environ la même taille que les écrevisses à l'essai, est placé dans une chambre d'extrémité, et le cube de contrôle est placé dans l'autre.
12. En utilisant l'abri pot de fleur, l'écrevisse à l'essai est délicatement placé dans le centre de l'aquarium et est filmé pendant 20 min.
13. Après les tests, l'aquarium est vidé, rincé et rempli d'eau.
14. Avant de tester le deuxième membre d'une paire, l'écrevisse source et cube de contrôle sont déplacés vers les chambres à extrémité opposée, afin de contrer les conditions de l'équilibre.

4. Analyse des réponses à des stimuli visuels

Méthode I

1. Alors que l'expérimentateur est aveugle au statut social de l'écrevisse, le comportement dans le miroir / aquarium matte est analysé avant d'analyser la lutte contre les essais de comportement.
2. La quantité de temps l'écrevisse passe de chaque côté de l'aquarium est enregistrée. L'écrevisse est considéré comme passer d'un côté à l'autre lorsque les coxae des chélipèdes passer la ligne médiane de la cuve (figure 3).
3. La fréquence des comportements dans les virages, en tournant, en traversant, à pied de congélation et inverse (voir le tableau 1 pour les descriptions) sont également enregistrés.
4. Comportements manifestés sur le côté réfléchissant de la cuve sont comparés à des comportements manifestés sur le côté non-réfléchissantes en utilisant un test t apparié pour chaque groupe social.

Méthode II

5. Comme dans la méthode I, les bandes vidéo du comportement des écrevisses sont analysés avant d'analyser les essais se battre.
6. La quantité de temps l'écrevisse passe de chaque côté de l'aquarium est enregistré comme décrit dans la méthode I.
7. La fréquence des virages, à la fin face, en tournant, en traversant, l'élevage et inverser la marche (Tableau 1) sont enregistrées.
8. Comportements réalisée sur le côté écrevisses sources sont comparés à des comportements effectués sur le côté cube de contrôle en utilisant un test t apparié pour chaque groupe social.

5. Analyse des combats

1. Enregistrements de comportement lutte durant la période initiale de 30 min de jumelage sont considérés et marqué. Chaque session de 30 min d'enregistrement comprend plusieurs rencontres dans lesquelles l'écrevisse prendre contact avec leurs griffes et / ou des antennes. Au sein de ces rencontres, le chelae sont généralement utilisés pour pousser, frapper ou saisir l'adversaire, et les antennes sont parfois utilisés pour fouetter l'adversaire. Un écrevisses peut tenter de renverser son adversaire et de le tenir à l'étage. Chaque rencontre se termine quand un des retraites écrevisses en marchant inverse ou en feuilletant la queue pour obtenir «échapper la natation."
2. Le nombre de rencontres agonistiques est enregistrée, et l'identité de l'écrevisse (déterminée par la peinture de marquage sur le thorax) qui recule de chaque rencontre est également enregistrée. Les écrevisses qui perd la majorité des rencontres dans chaque session de 30 min est considéré comme le perdant, et les écrevisses autre est considéré comme le gagnant.

6. Les résultats représentatifs

Pendant la période de la lutte de 30 minutes, toutes les paires présentent des comportements agonistiques. Ces comportements incluent tapant antenne, se fend, pousser, saisir, chelae frappante, et retournement de l'adversaire, tel que rapporté par ailleurs (par exemple, Mai & Mercier 2006, 2007). Finalement, l'un des écrevisses dans chaque paire constamment retraites et évite d'autres contacts. Les écrevisses reculant est considéré comme le perdant et est classée comme subalterne; l'écrevisse gagnante est classé comme dominante.

Rang peuvent également être surveillés pendant toute la période de logements jumelés en observant le comportement des écrevisses dans la cuve de rétention, qui ne contient qu'un seul tube en plastique pour les abris. L'écrevisse à dominante occupe invariablement l'abri, et l'écrevisse subordonnés ne fonctionne pas. L'écrevisse subordonnés marche souvent avec les chelae tenu rapprochées et à l'avant, et l'écrevisse dominante promenades généralement avec le chelae soulevées et plus espacés (Guiasu & Dunham, 1998). Lorsque la nourriture est ajoutée à la cuve de rétention, les écrevisses dominante prend habituellement la première nourriture. Dans nos études avec P. clarkii (par exemple, mai & Mercier 2006, 2007), il ya généralement pas reprises rang après trois jours de jumelage continue.

Dans de rares cas, un membre de la paire meurt avant la période de l'appairage est terminé. Ceci est plus susceptible de se produire si la période de jumelage estlongue (par exemple 14 jours) et si les écrevisses sont trop étroitement appariés selon la taille ou du poids. Ainsi, les décès peuvent être évités en permettant une différence d'environ 10% en poids. Si un membre d'une paire de matrices, les données de l'autre membre ne sont pas inclus dans l'étude.

Écrevisses dominantes et subordonnées montrent typiquement des réponses différentes à l'environnement de réflexion. Écrevisses dominante constamment passer plus de temps sur le côté réfléchi, mais écrevisses subalternes et isolées ne sont pas (Mai & Mercier, 2006, 2007). Écrevisses dominantes présentent également des virages et en tournant plus souvent sur le côté réfléchissant que sur le côté non réfléchissante, mais les isolats et les subordonnés ne sont généralement pas. Ces différences entre les écrevisses dominante et subordonnée, cependant, ne sont pas établies immédiatement, mais de développer au cours de la période d'appariement 3-14 jours (mai & Mercier, 2007).

Les données préliminaires indiquent que les écrevisses dominants et subordonnés réagissent différemment à des indices visuels fournis par un écrevisses vivantes (écrevisses source) après 3 jours de jumelage (May et al., 2008). Écrevisses dominante passer plus de temps sur le côté de l'aquarium avec l'écrevisse source et coin pour plus de ce côté, mais écrevisses subordonnés ne présentent pas de telles différences entre les deux parties.

Comportement	Descriptif
dans les virages	face au coin de l'aquarium et y rester pendant au moins 5 s avec les bouts des deux griffes de toucher les différents murs (figure 4)
fin face	face au mur à une extrémité de la cuve pendant au moins 5 s avec la pointe d'au moins une griffe de toucher le mur du fond (figure 5)
tourner	changer la direction du chemin à pied de la droite pour versa dans le sens antihoraire, ou vice (figure 6)
traversant	quitter le périmètre de l'aquarium et la marche au moins une longueur du corps à tout autre mur (Figure 7)
inversion de marche	marchant à reculons pour au moins une longueur de corps
le gel	arrêt brutal de tous les mouvements visibles, y compris celle des appendices et des antennes, pour au moins 5 s
cabrant	debout sur les jambes des quatrième et cinquième marche tout en soulevant la surface ventrale du thorax contre un mur et placer au moins une jambe de marcher sur le mur

Comportements Tableau 1. Exposées par P. clarkii dans le compartiment central de la cuve d'essai.

Figure 1. Schéma d'aquarium utilisé dans Half I. Méthode de l'aquarium est bordée de miroirs, tandis que l'autre moitié est bordée de non-réfléchissant plastique.

Figure 2. Schéma d'aquarium utilisée dans la méthode II. Ce réservoir est composé d'une zone centrale, où les écrevisses d'essai est placé, et deux chambres d'extrémité, divisée par une barrière intacte plexiglas. Un écrevisses vivantes est placé dans une chambre d'extrémité, et un cube est placé dans la chambre de l'autre extrémité comme un contrôle.

Figure 3. Schéma de l'aquarium de test avec la ligne médiane dépeint comme une ligne verticale en pointillés. L'écrevisse passe d'un côté à l'autre lorsque les coxae des chélipèdes passer la ligne médiane.

Figure 4. Diagramme indiquant la position de l'écrevisse dans les virages. Notez que les pointes des deux chelae touchent différents murs.

Figure 5. Diagramme indiquant la position de l'écrevisse en faisant face à la paroi du fond. Notez que les deux chelae touchent le même mur.

Figure 6. Schéma indiquant tourner. Inversion du sens de mouvement constitue un tour. Met peut se produire dans un coin (par exemple, la direction de 1 à 2 direction et de direction de 4 à 5 en direction) ou sur le côté (non représentée). Entrer dans le virage et le laisser dans la même direction (par exemple 1 direction à la direction 3) n'est pas un tour.

Figure 7. Schéma montrant le comportement de passage. Traversée survient lorsque les écrevisses laisse un mur et se déplace vers un autre mur, à une distance d'au moins une longueur de corps du mur le plus proche (flèche).

Photographie Figure 8. Dépeignant cabrant comportement. L'écrevisse se dresse sur les deux dernières pattes locomotrices et soulève le corps contre un mur, prise de contact avec au moins une jambe de marche.

Discussion

L'observation que les écrevisses dominante passer plus de temps dans un environnement de réflexion suggère qu'ils reconnaissent une image reflétée comme conspécifiques, et que les repères visuels sont suffisantes pour susciter des comportements approche. Des résultats similaires en utilisant un écrevisses vivantes au lieu d'une image réfléchie soutenir une telle interprétation. Écrevisses subalternes et isolées ne montrent pas une telle préférence pour l'environnement réfléchissant, ni subordonnées écrevisses semblent préférer une écrevisse en direct sur un cube. Ainsi, les réponses aux indices visuels dépendent du rang de domination. Il n'est pas encore clair si les écrevisses sont attirées spécifiquement par une image d'écrevisses ou par le mouvement. Néanmoins, il est possible d'explorer le rôle des stimuli visuels et d'identifier les indices visuels en utilisant des miroirs et des images fournies à travers une cloison transparente.

Les résultats précédents indiquent que les écrevisses dominants et subalternes de répondre aux surfaces réfléchissantes essentiellement de la même manière, après seulement une session de 30 min d'appariement, et que les différences de comportement apparaissent avec 3 - 14 jours de l'appariement en raison des changements dans le comportement de l'écrevisse à perdre (mai et Mercier, 2007). Ainsi, l'on observe les comportements en réponse à des signaux visuels dépendent à la fois le résultat de la rencontre et sur la durée de la socialisation. Gagner ou perdre des rencontres agonistiques est connu pour affecter le succès des futures rencontres, avec la victoire qui augmente la probabilité de gagner à nouveau, et de perdre l'augmentation subséquente de la probabilité de perdre (Hsu & Wolf, 1999). Les mécanismes sous-jacents plasticité comportementale exposées par perdre écrevisses en réponse à des signaux visuels pourraient être liées à des changements dans le système nerveux qui accompagnent le renforcement de l'état de subordination (mai & Mercier, 2006; 2007).

Les expériences décrites ici peuvent être modifiés pour évaluer la complexité des signaux sensoriels nécessaires pour susciter des comportements approche. Ceci pourrait être réalisé en modifiant divers aspects de la condition des indices visuels derrière une cloison transparente et en combinant ces repères visuels à des facteurs chimiques et tactiles. Eau conditionnée pourraient être ajoutées à l'aquarium miroir / mat pour ajouter un composant chimique. Alternativement, les trous pourraient être ajoutées à la barrière transparente dans le réservoir de chambre d'extrémité pour permettre le transfert des signaux chimiques de la source d'écrevisses vivantes.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Single chamber test tank	Brock University Machine Shop
End-chamber test tank	Brock University Machine Shop
Isolation container	Rubbermaid		30 cm x 17.5 cm x 13 cm holes in lid to allow air and light to pass through when lid is on
Fighting chamber			48 cm x 25 cm x 13 cm
Social housing chamber			58 cm x 30 cm x 35 cm
small plastic flower pot			to serve as shelter
Coolpix 4500 camera	Nikon Instruments
T120 video cassette recorder	RCA
Computer			Windows Movie Maker or other video acquiring software
webcam	Logitech
modelling clay	Sculptee		to make control cube
red latex paint	FolkArt		to make control cube
waterbase varnish	FolkArt		to make control cube