Name: Técnicas para investigar a anatomia do sistema Visual de formiga (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 56 s
Description: Aprenda técnicas de microscopia óptica e eletrônica para estudar a anatomia do sistema visual de formigas. Este método permite estimar parâmetros visuais como sensibilidade óptica e acuidade visual em insetos.

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Estamos gratos a Jochen Zeil, Paul Cooper e Birgit Greiner por compartilhar seus conhecimentos em anatomia de insetos e para várias das técnicas demonstrando descrevemos aqui. Estamos gratos aos funcionários talentosos e apoio do centro de microscopia avançada no ANU e a unidade de microscopia em MQU. Este trabalho foi apoiado por uma bolsa de pós-graduação para FRE e subsídios do Conselho australiano de pesquisa (DE120100019, FT140100221, DP150101172).

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<li>Wehner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Desert+ant+navigation%3A+how+miniature+brains+solve+complex+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Desert ant navigation: how miniature brains solve complex tasks.</a> J. Comp. Physiol. A. 189, 579-588 (2003).</li>
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<li>Warrant, E. J., Dacke, M. <a target="_blank" href="http://physiologyonline.physiology.org/content/31/3/182">Visual navigation in nocturnal Insects.</a> Physiology. 31, 182-192 (2016).</li>
<li>Taylor, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+dual+function+of+Orchid+bee+ocelli+as+revealed+by+x-ray+microtomography%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">The dual function of Orchid bee ocelli as revealed by x-ray microtomography.</a> Curr. Biol. 26, 1-6 (2016).</li>
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<li>Weiser, M. D., Kaspari, M. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.0307-6946.2006.00759.x/abstract">Ecological morphospace of New World ants.</a> Ecol. Entomol. 31, 131-142 (2006).</li>
<li>Bulova, S., Purce, K., Khodak, P., Sulger, E., O'Donnell, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Into+the+black+and+back%3A+the+ecology+of+brain+investment+in+Neotropical+army+ants+%28Formicidae%3A+Dorylinae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Naturwissen%22%5BJournal%5D)">Into the black and back: the ecology of brain investment in Neotropical army ants (Formicidae: Dorylinae).</a> Naturwissen. 103, 3-4 (2016).</li>
<li>Narendra, A., Reid, S. F., Hemmi, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+twilight+zone%3A+ambient+light+levels+trigger+activity+in+primitive+ants%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+R.+Soc.+B%22%5BJournal%5D)">The twilight zone: ambient light levels trigger activity in primitive ants.</a> Proc. R. Soc. B. 277, 1531-1538 (2010).</li>
<li>Narendra, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Caste-specific+visual+adaptations+to+distinct+daily+activity+schedules+in+Australian+Myrmecia+ants%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+R.+Soc.+B%22%5BJournal%5D)">Caste-specific visual adaptations to distinct daily activity schedules in Australian Myrmecia ants.</a> Proc. R. Soc. B. 278, 1141-1149 (2011).</li>
<li>Moser, J., et al. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/9853">Eye size and behaviour of day-and night-flying leafcutting ant alates.</a> J. Zool. 264, 69-75 (2004).</li>
<li>Stöckl, A. L., Ribi, W. A., Warrant, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptations+for+nocturnal+and+diurnal+vision+in+the+hawkmoth+lamina%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Adaptations for nocturnal and diurnal vision in the hawkmoth lamina.</a> J. Comp. Neurol. 524, 160-175 (2016).</li>
<li>Zeil, J. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/BF00605027">Sexual dimorphism in the visual system of flies: the compound eyes and neural superposition in Bibionidae (Diptera).</a> J. Comp. Physiol. A. 150, 379-393 (1983).</li>
<li>Dacke, M., Nordström, P., Scholtz, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Twilight+orientation+to+polarised+light+in+the+crepuscular+dung+beetle+Scarabaeus+zambesianus%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Twilight orientation to polarised light in the crepuscular dung beetle Scarabaeus zambesianus.</a> J. Exp. Biol. 206, 1535-1543 (2003).</li>
<li>Greiner, B., Ribi, W. A., Warrant, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retinal+and+optical+adaptations+for+nocturnal+vision+in+the+halictid+bee+Megalopta+genalis%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tiss+Res%22%5BJournal%5D)">Retinal and optical adaptations for nocturnal vision in the halictid bee Megalopta genalis.</a> Cell Tiss Res. 316, 377-390 (2004).</li>
<li>Warrant, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nocturnal+vision+and+landmark+orientation+in+a+tropical+halictid+bee%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nocturnal vision and landmark orientation in a tropical halictid bee.</a> Curr. Biol. 14, 1309-1318 (2004).</li>
<li>Lattke, J. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLattke%2C+JE+%22Ants+Standard+Methods+for+Measuring+and+Monitoring+Biodiversity%22">Ants Standard Methods for Measuring and Monitoring Biodiversity</a>. , 155-171 (2000).</li>
<li>Ribi, W. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRibi%2C+WA+%22A+Handbook+in+Biological+Electron+Microscopy%22">A Handbook in Biological Electron Microscopy</a>. , 1-106 (1987).</li>
<li>Narendra, A., Ramirez-Esquivel, F., Ribi, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compound+eye+and+ocellar+structure+for+walking+and+flying+modes+of+locomotion+in+the+Australian+ant%2C+Camponotus+consobrinus%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Compound eye and ocellar structure for walking and flying modes of locomotion in the Australian ant, Camponotus consobrinus.</a> Sci. Rep. 6, 22331(2016).</li>
<li>Narendra, A., Greiner, B., Ribi, W. A., Zeil, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+and+dark+adaptation+mechanisms+in+the+compound+eyes+of+Myrmecia+ants+that+occupy+discrete+temporal+niches%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Light and dark adaptation mechanisms in the compound eyes of Myrmecia ants that occupy discrete temporal niches.</a> J. Exp. Biol. 219, 2435-2442 (2016).</li>
<li>Ribi, W. A., Zeil, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+visual+system+of+the+Australian+%26%2334%3BRedeye%26%2334%3B+cicada+%28Psaltoda+moerens%29%5BTitle%5D)+AND+%22Arthr.+Struct.+Dev%22%5BJournal%5D)">The visual system of the Australian &#34;Redeye&#34; cicada (Psaltoda moerens).</a> Arthr. Struct. Dev. 44, 574-586 (2015).</li>
<li>Ribi, W. A., Warrant, E. J., Zeil, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+organization+of+honeybee+ocelli%3A+regional+specializations+and+rhabdom+arrangements%5BTitle%5D)+AND+%22Arthr.+Struct.+Dev%22%5BJournal%5D)">The organization of honeybee ocelli: regional specializations and rhabdom arrangements.</a> Arthr. Struct. Dev. 40, 509-520 (2011).</li>
<li>Ribi, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colour+receptors+in+the+eye+of+the+digger+wasp%2C+Sphex+cognatus+Smith%3A+evaluation+by+selective+adaptation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tiss.+Res%22%5BJournal%5D)">Colour receptors in the eye of the digger wasp, Sphex cognatus Smith: evaluation by selective adaptation.</a> Cell Tiss. Res. 195, 471-483 (1978).</li>
<li>Ribi, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrastructure+and+migration+of+screening+pigments+in+the+retina+of+Pieris+rapae+L.+%28Lepidoptera%2C+Pieridae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tiss.+Res%22%5BJournal%5D)">Ultrastructure and migration of screening pigments in the retina of Pieris rapae L. (Lepidoptera, Pieridae).</a> Cell Tiss. Res. 191, 57-73 (1978).</li>
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<li>Streinzer, M., Brockmann, A., Nagaraja, N., Spaethe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+and+caste-specific+variation+in+compound+eye+morphology+of+five+honeybee+species%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Sex and caste-specific variation in compound eye morphology of five honeybee species.</a> PLoS ONE. 8, e57702(2013).</li>
<li>Somanathan, H., Warrant, E. J., Borges, R. M., Wallén, R., Kelber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resolution+and+sensitivity+of+the+eyes+of+the+Asian+honeybees+Apis+florea%2C+Apis+cerana+and+Apis+dorsata%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Resolution and sensitivity of the eyes of the Asian honeybees Apis florea, Apis cerana and Apis dorsata.</a> J. Exp. Biol. 212, 2448-2453 (2009).</li>
</ol>

Os autores declaram não interesses concorrentes.

O conjunto de métodos indicados acima permitem uma investigação eficaz sobre o sistema óptico de formigas e outros insetos. Estas técnicas informam nossa compreensão da resolução de amostragem, sensibilidade óptica e potencial sensibilidade de polarização do olho a ser estudado. Esse conhecimento fornece uma base importante para a investigação fisiológica e comportamental em suas capacidades visuais. Além disso, enquanto os métodos detalhados aqui concentraram-se em sistemas visuais de formiga, estas técnicas podem ser u...

Visão é uma modalidade sensorial importante para a maioria dos animais. Visão é especialmente crucial no contexto de navegação para identificar objetivos, estabelecendo e aderindo às rotas e obter informações bússola1,2. Insetos detectam informação visual usando um par de olhos compostos e, em alguns casos, uma a três colocados dorsalmente simples olhos chamados ocelos3,4,5.
Os olhos das formigas são de particular interesse porque, enquanto as formigas são maravilhosamente diversificadas, eles conservar algumas características chaves em toda a espécie. Apesar da dramática variação no tamanho, anatomia e ecologia, a grande maioria das espécies é eussociais e vive em colônias; Como resultado, diferentes espécies enfrentam desafios visuais similares em termos de navegação e para trás entre um lugar central e recursos. Através de formigas a mesma bauplan olho básico pode ser observado nos animais que variam de 0,5-26 mm de comprimento, de exclusivamente diurnos a espécie estritamente noturno e de lento andar subterrâneo para saltar predadores visual6,7, 8,9,10. Todas estas diferenças de escalonamento em ecologia e comportamento dão origem a inúmeras permutações das estruturas básicas de olho mesmo para se adequar a diferentes ambientes, estilos de vida e corpo-tamanhos11,12. Como consequência, estudar a ecologia visual de formigas fornece um verdadeiro tesouro de possibilidades para o investigador determinado.
Compreender o sistema visual de insetos é essencial na obtenção de uma visão sobre suas capacidades comportamentais. Isto é evidente de estudos integrativo que combinam muito bem a anatomia com a ecologia e comportamento de um grande sucesso em alguns grupos de insetos (por exemplo, referências13,14,15,16, 17). embora o campo da formiga navegação e comportamento de formigas em geral tem sido muito bem sucedido, muito pouca ênfase foi colocada na visão de formiga fora algumas espécies selecionadas. Aqui, nós irá elaborar sobre as técnicas envolvidas no projeto de olho de formigas a investigar. Enquanto vamos nos concentrar em formigas, estas técnicas podem ser aplicadas, com pequenas modificações, para outros insetos, também.

<table><tbody><tr><td>Formiga</td><td>Myrmecia midas</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Estereomicroscópio</td><td>Leica M205 FA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Revestidor de pulverização catódica</td><td>Pro Sci Tech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Placa de Petri</td><td>ProSciTech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscópio de dissecação</td><td>Leica MZ6</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pino</td> <td>de insetoProSciTech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Esmalte incolor</td><td>Sem marca: de qualquer loja</td><td></td><td></td>de cosméticos</tr><tr><td>Lâmina</td> de vidro <td>ProSciTech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lâmina de barbear</td><td>ProSciTech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Foreceps</td><td>ProSciTech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lamínula</td><td>ProSciTech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscópio composto</td><td>Leica DM5000 B</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glutaraldeído</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Paraformalydeído</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cloreto de Potássio (KCl)</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>di-Sódio Hidrogenofosfato (Na2HPO4)</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Potássio di-Hidrogenofosfato (KH2PO4)</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sódio Cloreto (NaCl)</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tetróxido de ósmio</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acetona</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Araldite Resina epóxi</td><td>Sigma Aldrich</td> Pasteur pipeta Sigma Aldrich <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Toluidie Blue</td><td>Sigma Aldrich Hotplate</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Riechert HK120</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

técnicas para investigar a anatomia do sistema visual de formiga

Techniques for Investigating the Anatomy of the Ant Visual System

Este artigo descreve um conjunto de técnicas em microscopia de luz (LM) e microscopia de elétron (EM) que pode ser usada para estudar a anatomia interna e externa do olho de insetos. Estes incluem técnicas histológicas tradicionais otimizado para trabalhar em olhos de formiga e adaptado para trabalhar em conjunto com outras técnicas, como a microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Essas técnicas, embora muito útil, podem ser difícil para a microscopista iniciante, então grande ênfase foi colocada neste artigo sobre solução de problemas e otimização para espécimes diferentes. Podemos fornecer informações sobre técnicas de imagem para o espécime inteiro (foto-microscopia e SEM) e discutir as suas vantagens e desvantagens. Destaca-se a técnica utilizada na determinação de diâmetros de lente para o olho inteiro e discutir novas técnicas para melhoria. Por fim, discutimos as técnicas envolvidas na preparação de amostras para LM e TEM, corte, coloração e estas amostras de imagem. Vamos discutir os obstáculos que um pode vir do outro lado quando preparar amostras e melhor forma de navegar ao redor deles.

Os métodos descritos aqui permitem o estudo detalhado da simples e olhos compostos das formigas. A vista dorsal da cabeça usando técnicas de fotomicrografia de Z-pilha de imagem permite obter uma visão geral do layout do sistema visual (Figura 1). Esta é uma boa preparação para as dissecções e para determinar o ângulo de corte desejado. Esta técnica também é útil para a tomada de medidas tais como a largura da cabeça, comprimento do olho e diâmetros de lente ...

Este artigo descreve um conjunto de técnicas de luz e microscopia eletrônica de varredura para estudar a anatomia interna e externa do olho de insetos. Estes incluem várias técnicas tradicionais otimizadas para trabalhar em olhos de formiga, detalhados de solução de problemas e sugestões para otimização de espécimes diferentes e regiões de interesse.

Técnicas para investigar a anatomia do sistema Visual de formiga

This article outlines a suite of techniques in light microscopy (LM) and electron microscopy (EM) which can be used to study the internal and external eye ...

O objetivo geral deste conjunto de técnicas de microscopia é obter informações anatômicas detalhadas do sistema visual das formigas. Este método pode ajudar a abordar questões-chave no campo da ecologia visual, para estimar vários parâmetros visuais, como sensibilidade óptica, acuidade visual e tamanho do campo visual. A principal vantagem dessa técnica é que ela fornece uma visão abrangente de um determinado sistema visual.Também pode ser adaptado para uso com muitas espécies diferentes. Para fazer as réplicas da córnea, use formigas preservadas em etanol ou montadas em um alfinete, ou em plasticina. Se a cabeça for relativamente grande, as partes restantes do corpo podem ser removidas.Para começar, espalhe rapidamente o esmalte incolor e de secagem rápida sobre o olho, usando um palito, sem coçar o olho. Deixe o polidor endurecer em temperatura ambiente. Em seguida, use um alfinete de inseto fino para levantar suavemente a réplica da cápsula da cabeça ao redor do olho.E usando uma pinça agarre a parte da réplica que cobre a cabeça, mas não o olho. Em seguida, coloque a réplica em uma lâmina de vidro. Lá, use uma lâmina de barbear para aparar cuidadosamente o excesso de material a

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O primata não-humano é uma importante espécie de translação para a nossa compreensão do desenvolvimento e envelhecimento. A organização anatômica da retina de primatas pode fornecer importantes insights sobre condições normais e patológicas nos seres humanos.

A entrada para o cérebro: Dissecando o olho Primaz

Preparação de Desenvolvimento e Adultos Drosophila Brains e retina de imagens ao vivo

Neste protocolo, mostramos como condição aproveitado abelhas aos estímulos táteis e introduzir uma técnica de captura de movimento 2D para analisar a cinemática de multa escala padrão de amostragem antenal.

Condicionado tátil e Análise do Movimento de estratégias de amostragem antenais de abelhas (<em&gt; Apis mellifera</em&gt; L.)

Técnicas de visualização da retina citoarquitetura diretamente adjacente a eletrodos individuais dentro de um estimulador da retina.

Técnicas de Processamento de Olhos implantados com uma prótese de retina para análise histopatológica localizada

Aqui nós mostramos como quantificar o número ea distribuição espacial das zonas ativas sinápticas em fotorreceptores de Drosophila melanogaster, destacou com um marcador molecular geneticamente codificado, e sua modulação após a exposição prolongada à luz.

Analisando Synaptic Modulação da<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Fotorreceptores após exposição à luz prolongada

Apresentamos um protocolo para o condicionamento clássico de formigas aproveitados que permite aos pesquisadores estudar formação visual de aprendizagem e memória a um nível de análise não é possível com indivíduos movimentando-se livremente.

Visual condicionamento clássico em madeira formigas

Este protocolo descreve três etapas para preparar os lobos ópticos de larvas e adultos de Drosophila para imagem: 1) dissecções cerebrais, 2) imuno-histoquímica e 3) montagem. A ênfase é colocada na etapa 3, pois são necessárias orientações de montagem distintas para visualizar estruturas específicas do lóbulo óptico.

Dissecção, imuno-histoquímica e montagem de cérebros de larvas e adultos de Drosophila para visualização do lobo óptico

Este protocolo descreve o procedimento de dissecção, condição cultural e imagem ao vivo de um sistema de explant antena-cérebro para o estudo do conjunto do circuito olfativo.

Um sistema de explant para estudos de imagem de lapso de tempo da montagem do circuito olfativo em Drosophila

O protocolo aqui descreve a medição da organização espacial dos eixos visuais dos olhos de mosca-da-casa, mapeados por um dispositivo automático, utilizando o fenômeno pseudopupil e o mecanismo pupilar das células fotorreceptoras.

Gráfico automatizado do espaço visual dos olhos compostos housefly

Descrevemos aqui métodos para induzir e analisar a remodelação olfativa dependente da experiência dos glomérulos sinápticos do lobo antenal no cérebro juvenil de Drosophila .

Remodelação dependente da experiência da conectividade sináptica do neurônio sensorial olfativo do cérebro juvenil em um período crítico no início da vida

Aprenda técnicas de microscopia óptica e eletrônica para estudar a anatomia do sistema visual de formigas. Este método permite estimar parâmetros visuais como sensibilidade óptica e acuidade visual em insetos.

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