В то время как Y-лабиринты являются очень мощными инструментами для исследования химической экологии у рептилий, их ограниченный дизайн может препятствовать другим путям исследования. Тем не менее, разнообразие других вариантов доступно11,12,20,21,22. Например, анализы на языке проще в выполнении и позволяют одновременно оценить поведение, проявляемое к массиву химических стимулов относительно контрольных запахов23,24,25,26. Испытания в открытом поле являются еще одним вариантом, когда очаговое животное свободно исследует вольер, пока не столкнется с источником химических сигналов, а его поведенческие реакции впоследствии оцениваются27,28. Комбинации этих подходов могут оценить дискриминационные способности рептилий в различных контекстах, таких как сочетание искусственных и естественных запахов наряду с рефугией29. Y-лабиринты также могут быть модифицированы для того, чтобы подвергать животных воздействию химических сигналов в воздухе отдельно или в сочетании с субстратными сигналами16,30,и пост-специальный вывод может быть использован для изменения сбора данных, если архивные видеоданные доступны31. Биоанализ должен быть разработан таким образом, чтобы упростить сбор данных и свести к минимуму противоречивые стимулы, особенно когда оценивается конкретный источник сигналов (например, химические сигналы21).
Исследователи поведения животных часто наблюдают и количественно оценивают фокусные реакции животных в новых, искусственных средах (например, в закрытом лабиринте с безликим ландшафтом), и следует позаботиться о том, демонстрирует ли данное животное естественное, исследовательское поведение по сравнению с избеганием, возбуждением или аналогичным проблемным поведением. Проблемное поведение животных в экспериментальных аппаратах в первую очередь связывают с неофобией: боязнь новизны32. Примером является поведение побега, когда очаговое животное прижимается к суставам или краям аппарата для достижения выхода. Другим примером является застенчивость, когда очаговое животное демонстрирует нежелание входить в лабиринт, степень которого может быть количественно определена латентностью входа в лабиринт. Аппарат (пере)дизайн может облегчить вовлечение фокусного животного, чтобы избежать этих смешанных эффектов дистресса. Наиболее распространенным подходом является повторное введение очагового животного в аппарат для устранения новизны окружающей среды до начала тестирования, а современные статистические модели (например, обобщенные линейные смешанные модели) позволяют использовать подсобных животных в нескольких испытаниях. Важным аспектом, имеющим отношение к экологическим соображениям в поведенческом тестировании, является то, что снижение неофобии связано с успехом инвазивных видов33. Таким образом, в зависимости от априорных знаний о рассматриваемом виде, неофобия может иметь переменное значение в качестве экспериментального проекта.
Получение поведенческих данных из видео накладывает множество ограничений, которые становятся основными узкими местами в экспериментальных временных линиях. Например, продолжительность данного испытания может экспоненциально увеличить время извлечения данных. Одним из обходных мешательей является анализ поведения только до тех пор, пока не будет достигнут пороговый уровень (например, общее время активности). Пороговое значение может быть основано на самом длинном видео, доступном для данного испытания. В качестве альтернативы может быть разработано машинное наблюдение (например, искусственный интеллект), хотя это отнимает много времени и ресурсов со значительными усилиями, необходимыми для контроля качества. Другой проблемой является управление данными: видео должно быть достаточного качества, чтобы обеспечить поведенческую оценку и оценку, что приводит к ограничениям хранения данных. В то время как облачное хранилище теперь доступно, скорость загрузки / выгрузки часто проблематична, особенно когда сбор данных происходит в удаленных полевых местоположениях. Дополнительные проблемы проявляются в ограничениях инструментов записи, которые влияют на целостность поведенческого наблюдения. Четкое наблюдение за фокусным поведением животных всегда необходимо, но видимости часто препятствуют неконтролируемые факторы (например, влага, насекомые, движение ветра). Кроме того, когда записи происходят с одной точки зрения (например, с высоты птичьего полета), поведение, происходящее в вертикальной плоскости (например, подъем головы14),трудно оценить. Решение состоит в том, чтобы обеспечить несколько углов камеры за испытание. Наконец, время суток значительно влияет на поведенческую запись. Ночной поведенческий анализ требует камеры с ночным режимом и минимальной световой проекцией, чтобы избежать обструктивных бликов на поверхности Y-лабиринта или привлечения насекомых, которые могут прервать подачу камеры. Учитывая вышесказанное, предвидение исследуемого участка или биологии вида может информировать о том, какие ограничения могут возникать с какой частотой, и, таким образом, информировать о желаемых размерах выборки.
Поведение тесно связано с физиологией, и была продемонстрирована полезность Y-лабиринтов для оценки поведенческой эндокринологии у различных видов. Тем не менее, в этой статье подчеркиваются некоторые различия в выполнении этих экспериментов в зависимости от целевого вида, исследовательского вопроса и доступных ресурсов. Поэтому выбор материалов и размеров каждой испытательной установки должен быть тщательно рассмотрен для потенциального последующего расширения исследований. В разделе 2 описываются изменения, внесенные в материалы, изложенные в разделе 1, которые были включены для будущих, более сложных поведенческих испытаний с тегусом. Увеличенная вертикальная глубина лабиринтов Эверглейдс позволит ответить на новые вопросы о химической экологии в дикой природе без чрезмерно затяжного проектирования и настройки, что еще больше продемонстрирует переводимость этого экспериментального аппарата.
При использовании вышеописанных методов в относительно отдаленных условиях (см. раздел 2) необходимо учитывать несколько ограничивающих факторов, и планирование проекта имеет первостепенное значение. В зависимости от статистической мощности, необходимой для предписанного эксперимента по лечению, и биологических сроков целевого вида (например, сезонности), будут затронуты ресурсы и рабочая сила, необходимые для проведения эксперимента. Кроме того, если желательно однократное или повторное использование очаговых животных, необходимо тщательное внимание к снижению потенциальных стрессоров. Каждый из этих факторов либо продлит сроки проекта, либо потребует увеличения рабочей силы, пространства и материалов. Например, в разделе 2 представлено использование пойманных в дикой природе самцов питонов в качестве фокусных животных, следующих за другой группой пойманных в дикой природе и гормонально манипулируемых самцов, для минимизации воздействия стресса требуется примерно 24 ч спокойного времени акклиматизации в ящиках для хранения. Хотя эти периоды акклиматизации увеличили время испытаний до более чем двух дней, стресс из-за неволи и обращения с ними влияет на поведение диких животных и должен быть сведен к минимуму для создания чистых наборов данных34,35.
Таким образом, Y-лабиринты являются мощными, адаптируемыми инструментами, которые могут быть использованы для исследования химической экологии разнообразной дикой природы в широко варьирующихся условиях, при условии, что существует бдительное априорное планирование. Необходимо тщательно рассмотреть вопросы и правильно спроектировать экспериментальную установку для данных таксонов и условий. Исследователи и менеджеры могут извлечь значительную выгоду из использования Y-лабиринтов для лучшего понимания хемосенсорной биологии животных, поскольку эти инструменты позволяют создавать гибкие экспериментальные проекты, которые обеспечивают большие объемы мелкомасштабных поведенческих данных, особенно в сочетании с инструментами удаленного мониторинга.