Summary
פיתחנו שתי שיטות ללימוד ההשפעות של רמזים חזותיים על התנהגות בהיעדר רמזים משושי כימיים. שיטה אחת כרוכה התגובות בווידיאו של סרטנים על קירות רעיוני באקווריום, והשני בוחן את ההשפעות של תשומות חזותיים הניתנים על ידי סרטנים חי מאחורי מחיצה שקופה.
Abstract
התנהגות חברתית תלויה נתוני החושים, מערכות ראייה מכני חוש הריח. נושא אחד חשוב חששות התפקידים היחסיים של שיטת כל חושי המנחה התנהגות. תפקידה של תשומות חזותי נבדק על ידי בידוד גירויים חזותיים מן גירויים מכניים chemosensory. בכמה מחקרים (ברוסקי & Dunham, 1987:. דלגדו-מוראלס et al, 2004) תשומות חזותי הוסרו עם כיסויי העיניים או עוצמת אור נמוכה, ואת ההשפעות של שיטות חושית הנותרים כבר הובהר. גישה חלופית היא לחקור את ההשפעות של תשומות חזותית בהיעדר רמזים מכני chemosensory המתאים. גישה זו נועדה כדי לזהות את תפקידה הבלעדי של תשומות חזותית.
השתמשנו בשתי שיטות כדי לספק גירויים חזותיים סרטנים מבלי לספק רמזים כימיים מכניים. בשיטה אחת, סרטנים הם צילמו באקווריום שבו מחצית הקירות מכוסים במראות כדי לספק סביבת רעיוני, ואת החצי השני מכוסים פלסטיק (מט) לא רעיוני. זה נותן את סרטנים בחירה בין סביבות רעיוני ולא רעיוני. סביבת רעיוני מספק רמזים חזותיים בצורה של תמונות של סרטנים לידי ביטוי כפי שהוא נע לאורך מחצית הטנק, אלה רמזים חזותיים חסרים מהמחצית הלא רעיוני של הטנק. שיטה חלופית היא לצלם את ההתנהגות של סרטנים באקווריום מופרדות חדר קטן בכל קצה, עם סרטנים באחת תא קטן מתן רמזים חזותיים לבין אובייקט נייח בחדר קטן מול מתן קלט חזותי מתוך שאינו זז, לא סרטנים המקור.
התוצאות שפורסמו שלנו מצביעים על כך התגובות של סרטנים לסביבה רעיוני תלוי בדרגת החיברות דומיננטיות. סרטנים חיברות בילו זמן רב יותר בסביבה רפלקטיבית הציגו התנהגויות מסוימות בתדירות גבוהה יותר שם מאשר בסביבה לא רעיוני; סרטנים מבודד לא הראה הבדלים כאלה. סרטן הנהרות כי שוכנו בני אותו מין זוגות פיתחו דרגה חברתית של שליט או כפוף. תגובות השתקפות שונה בין סרטנים דומיננטי כפוף (מאי & מרסיה, 2006; מאי & מרסיה, 2007). סרטנים דומיננטי בילו זמן רב יותר על הצד רעיוני, נכנס לפינות רעיוני בתדירות גבוהה יותר ובמשך זמן רב יותר בפינות רעיוני לעומת הצד הלא רעיוני. סרטנים כפוף הלך בכיוון ההפוך לעתים קרובות יותר בצד רעיוני מאשר בצד הלא רעיוני. נתונים ראשוניים מצביעים על השפעות דומות של רמזים חזותיים הניתנים על ידי סרטנים בתא הסמוך קטן (מאי et al. 2008).
Protocol
1. סוציאליזציה
- כדי לכבות הדרגות החברתי הקיים, סרטנים לכל שוכן במשך 7-14 ימים במיכל פלסטיק נפרדת (30 ס"מ x 17.5 ס"מ x 13 ס"מ עומק), מלא במים, מסונן סודה ואת פלסטי קטן פרח סיר אשר משמש מחסה. אם מיכלים שקופים המשמשים, מחיצה (מגבת נייר למשל) ממוקמת בין המכולות על מנת להבטיח סרטנים הם מבודדים מבחינה ויזואלית.
- סרטן הנהרות בקבוצת "מבודד" להישאר בבידוד במשך 3 נוסף - 14 ימים. מים הם השתנו סרטנים ניזונים 3 פעמים בשבוע.
- כדי ליצור דרגה חברתית, סרטנים ממוקמות בתוך אותו מין זוגות הבאים הבידוד הראשונית. סרטן הנהרות הם שקלו, ואורך גוף נמדד (הדוכן כדי telson); זוגות גודל בהתאמה ל -10% בתוך משקל ואורך. צבע אקרילי לבן מוחל על שריון של סרטנים כל לזהות אנשים. (בדרך כלל נקודה מוחל על חבר אחד וקו השני.)
- לאחר תקופת 30 דקות מנוחה, כל זוג סרטנים מותר אינטראקציה במיכל נקי פלסטיק לבן (48 ס"מ x 25 ס"מ x 13 ס"מ עומק), מלא בחצי הדרך עם מים מסוננים סודה (טמפרטורת החדר). מפגש זה מוקלט או עם מצלמה מחוברת טייפ קלטת וידאו על גבי קלטת VHS, או שזה נרשם על גבי מחשב עם מצלמת אינטרנט. אינטראקציה זו מאפשרת לפתח מדרג דומיננטיות.
- בעקבות האינטראקציה הראשונית, כל זוג סרטנים שוכן יחד במיכל פלסטיק גדול (58 ס"מ x 30 ס"מ x 35 ס"מ עומק) עבור 3 נוסף - 14 ימים. מכולה זו מקבלת מים במחזור ממערכת הסינון. צינור יחיד PVC (כ 10 ס"מ אורך) ניתן למצוא מחסה.
2. בניית אקווריום מבחן ובקרת
שיטה אני
- כדי לבחון את התגובות בסביבה רפלקטיבית, זכוכית או פרספקס האקווריום (52 ס"מ x 25 ס"מ x 30 ס"מ) משמש (איור 1).
- אחת במראה (25 ס"מ x 20 ס"מ) ממוקם בקצה אחד של האקווריום ומאובטחת עם דבק או שעווה גובר. שתי מראות (26 ס"מ x 20 ס"מ) ממוקמות בצדדים, הגובלים את המראה הסוף, מובטחות עם דבק או שעווה.
- הקירות הנותרים מכוסים בסרט חלון מט. סרט זה מסיר את השתקפות אך אינו מתערב בתנאי תאורה. מלטש אור לסרט ייתכן שתידרש על מנת להבטיח כי הסרט הוא לחלוטין בלתי רפלקטיבי.
שיטה II
- כדי לבחון את התגובות לגירויים חזותיים הניתנים על ידי סרטנים חי ("סרטנים המקור"), אקווריום פלסטיק עם שני חדרי בסוף משמש (איור 2). האקווריום מכיל תא מרכזי גדול (48 ס"מ x 26 ס"מ x 26 ס"מ) ושני תאים הקצה הקטן יותר של גודל שווה (12 ס"מ x 26 ס"מ רוחב ו -26 ס"מ גובה). מדורים סוף מופרדים בתא על ידי מרכז פרספקס שקוף, אשר חתום כדי למנוע מים לאותות כימיים מ עובר בין תאים.
- ההיקף החיצוני של האקווריום כולו מצופה בפלסטיק שאינו רעיוני מט, עוזב את שני מחסומים בכל קצה שקוף.
- כמו שליטה, קובייה בנוי פלסטלינה (למשל Sculptee) משמש כדי לספק קלט חזותי מאובייקט אינרטי. קוביית (3.5 ס"מ X 3.0 ס"מ X 3.3 ס"מ) הוא נפח המשוער של סרטנים המקור צבוע אדום צבע דומה.
3. חזותית הדרכה
שיטה אני
- סרטן הנהרות הם צילמו במראה / מיכל מט 3-14 ימים לאחר להילחם כדי לקבוע את מצב דומיננטיות.
- סרטן הנהרות ממוקמות, כל אחד, לתוך מיכל פלסטיק המכיל סודה, מים מסוננים עציץ פלסטיק המשמשים מחסה. סרטן הנהרות נלקחים לחדר בדיקות ונתן 30 דקות להסתגל לפני הבדיקה.
- אקווריום המבחן, חצי מצופה מראות חצי מצופה פלסטיק שאינו רעיוני, הוא מלא מים, סודה מסונן עד לעומק של כ 20 ס"מ.
- מצלמה דיגיטלית מחובר באמצעות אודיו / וידאו כבלים טייפ קלטת VHS ו ממוקם מעל לאקווריום גבוה מספיק כדי להציג את האקווריום כולו. קטעי וידאו מוקלטים על גבי קלטת VHS. לחלופין, מצלמת אינטרנט המחוברת למחשב יכול לשמש, וקטעי וידאו ניתן להקליט סרט עם תוכנית ההחלטות ומאוחסן ב-DVD.
- אחת סרטנים של הצמד ממוקם בעדינות למרכז האקווריום באמצעות עציץ, ואת הפעילות שלו הוא הקליט עבור 20 דקות. אדם לא נמצא בחדר במהלך ההקלטה, כדי להפחית את התערבות תשומות ראייה ושמיעה זרים. נעשה כל מאמץ כדי להבטיח את סביבת ההקלטה שקט.
- לאחר בדיקה, סרטנים מוסר, ואת הטנק הוא התרוקן, ושטף ומילא עם מים.
- כדי לאזן תנאי הניסוי, האקווריום הוא הסתובב על המקוםהמראות בצד השני של החדר. זה עוזר כדי לפצות על גורמים לא ידועים שעלולים לגרום סרטנים להעדיף צד אחד של האקווריום.
- חבר השני של הצמד נבדק אז באותו אופן כמו הראשונה.
שיטה II
- כפי שתואר שיטה אני, סרטנים הם הביאו לחדר בדיקות הם צילמו באמצעות ציוד הקלטה זהה.
- כל החדרים (תא בדיקות באמצע ושני חדרי בסוף) מלאים מים, סודה מסוננים לגובה של כ 20 ס"מ.
- סרטנים, בערך באותו גודל כמו סרטנים נבדק, ממוקם בתא קצה אחד, ואת קוביית בקרה ממוקם השני.
- שימוש במקלט עציץ, סרטנים הנבדקת מונחת בעדינות למרכז האקווריום והוא בווידיאו במשך 20 דקות.
- לאחר בדיקה, האקווריום הוא מרוקן, שטוף ומילא עם מים.
- לפני בדיקות החבר השני בצמד, סרטנים המקור קוביית לשלוט מועברים לתאי סוף ההפוך, נגד התנאים איזון.
4. ניתוח לתגובות לגירויים חזותיים
שיטה אני
- אז זה הנסיין עיוור הסטטוס החברתי של סרטנים, התנהגות במראה / אקווריום מט מנותח לפני ניתוח הלחימה ניסויים התנהגות.
- משך הזמן סרטנים מבלה בכל צד של האקווריום הוא מוקלט. סרטנים נחשב לעבור מצד אחד למשנהו כאשר coxae של chelipeds לעבור את קו האמצע של הטנק (איור 3).
- התדירות של התנהגויות לפינה, מפנה, מעבר, הליכה מקפיא הפוכה (ראה לוח 1 עבור תיאורים) נרשמות גם.
- התנהגויות בתערוכות בצד רעיוני של הטנק הם לעומת התנהגויות בתערוכות בצד הלא רפלקטיבי באמצעות זיווג t-Test לכל קבוצה חברתית.
שיטה II
- כמו בשיטה אני, קלטות וידאו של התנהגות סרטנים מנותחים לפני ניתוח ניסויים להילחם.
- משך הזמן סרטנים מבלה משני צדי האקווריום נרשם כמתואר בשיטה הראשונה
- תדירות לפינה, מול סוף, מפנה, מעבר, גידול מעלה הפוכה הליכה (טבלה 1) נרשמות.
- התנהגויות שבוצעו בצד סרטנים הם מקור לעומת התנהגויות שבוצעו בצד לשלוט באמצעות קוביית מותאם t-Test לכל קבוצה חברתית.
5. ניתוח של קרבות
- הקלטות של התנהגות להילחם במהלך 30 דקות הראשונית של זיווג נתפסים והבקיע. כל 30 דקות הקלטה מושב כולל מספר מפגשים בהם סרטנים ליצור קשר באמצעות הטפרים שלהם ו / או אנטנות. במסגרת מפגשים אלה, chelae משמשים בדרך כלל עבור דחיפה, מכה או לתפוס את היריב, ואת האנטנות משמשות לפעמים להצליף היריב. אחת סרטנים עשויים לנסות להעיף היריב שלו להחזיק אותו על הרצפה. כל מפגש מסתיים כאשר אחד נסוג סרטנים על ידי הליכה לאחור או מעיפה את הזנב כדי להשיג "לברוח בשחייה."
- מספר מפגשים agonistic נרשם, וכן את זהותו של סרטנים (נקבע על ידי צבע סימון על החזה) כי נסוג מהמפגש כל נרשם גם. סרטנים כי מאבד את רוב המפגשים בפגישה כל 30 דקות נחשבת המפסיד, ואת סרטנים אחרים נחשבת המנצח.
6. נציג תוצאות
במהלך תקופת הלחימה 30 דקות, זוגות כל תערוכה התנהגויות agonistic. התנהגויות אלה כוללות הקשה אנטנה, וזינק, דוחף, אחיזה, chelae מרשימה ביותר, מעיפה את היריב, כפי שדווח במקום אחר (למשל מאי & מרסייה 2006, 2007). שבבוא העת אחד סרטנים בכל זוג בעקביות נסוג ונמנע נוספת ליצירת קשר. סרטנים נסוגים נחשבת המפסיד והיא מדורגת כמו הכפופים; סרטנים הזוכה היא מדורגת כמו דומיננטי.
דרגה יכולים גם להיות במעקב לאורך תקופת דיור לזווג ידי התבוננות התנהגות סרטנים באקווריום מחזיק, אשר מכיל רק צינור פלסטיק מחסה. סרטנים דומיננטיים תמיד תופסת את המקלט, ואת סרטנים הכפופים לא. סרטנים כפוף לעתים קרובות הולך עם chelae שנערך קרובים זה לזה לפנים, ואת סרטנים דומיננטי בדרך כלל הולך עם chelae העלה עוד יותר מזה (Guiasu & Dunham, 1998). כאשר המזון החדש מתווסף הטנק מחזיק, סרטנים דומיננטי בדרך כלל לוקח את האוכל הראשון. במחקרים שלנו עם פ כלארקיי (למשל מאי & מרסייה 2006, 2007), יש בדרך כלל אין היפוכי דרגה לאחר שלושה ימים של זיווג מתמשך.
במקרים נדירים, אחד מבני הזוג מת לפני תקופת ההתאמה תושלם. זו עשויה להתרחש אם תקופת השיוךארוך (למשל 14 ימים) ואם סרטנים הם מתאימים גם מקרוב על ידי גודל או משקל. לכן, ניתן למנוע מקרי מוות על ידי מתן כ הבדל של 10% במשקל. אם אחד מבני הזוג מת, הנתונים של חבר אחר לא נכללו במחקר.
סרטנים דומיננטי כפוף בדרך כלל להראות תגובות שונות בסביבה רעיוני. סרטנים דומיננטי באופן עקבי להשקיע זמן רב יותר על הצד רעיוני, אבל סרטנים כפוף ומבודדים לא (מאי & מרסייה, 2006, 2007). סרטנים דומיננטי גם התערוכה לפינה ולהפוך בתדירות גבוהה יותר בצד רעיוני מאשר בצד הלא רעיוני, אבל מבודד הכפופים בדרך כלל לא. הבדלים כאלה בין סרטנים דומיננטי כפוף, לעומת זאת, לא הוקם מיד אלא לפתח על פני תקופת ההתאמה 3-14 יום (מאי & מרסיה, 2007).
ראיות ראשוניות עולה כי סרטנים דומיננטי כפוף מגיבים באופן שונה רמזים חזותיים הניתנים על ידי סרטנים חי (סרטנים מקור) לאחר 3 ימים של זיווג (מאי et al. 2008). סרטנים דומיננטי לבלות זמן רב יותר על הצד של האקווריום עם סרטנים המקור בפינה למשך זמן ארוך יותר בצד זה, אבל סרטנים כפוף אינם מציגים הבדלים כאלה בין שני הצדדים.
| התנהגות | תאור |
| לפינה | מול בפינה של האקווריום ואת הנותרים יש לפחות 5 s בקצות הציפורניים הן נוגעות קירות שונים (איור 4) |
| סוף מול | עם הפנים לקיר בקצה אחד של המיכל לפחות 5 s עם קצה טופר אחד לפחות נוגע בקיר סוף (איור 5) |
| מפנה | שינוי כיוון מסלול הליכה בכיוון השעון להיפך נגד כיוון השעון או להפך (איור 6) |
| מעבר | עוזב את המערכת של האקווריום והליכה לפחות אחד אורך הגוף אל הקיר אחרת (איור 7) |
| הליכה לאחור | הליכה אחורה לכל אורך לפחות גוף אחד |
| הקפאה | הפסקה פתאומית של התנועה מכל גלוי, כולל זה של הנספחים ואת האנטנות, לפחות 5 s |
| מתרומם | עומד על הרגליים בהליכה הרביעי והחמישי תוך הרמת משטח הגחון של בית החזה הקיר ומיקום לפחות רגל אחת הליכה על הקיר |
טבלה 1. התנהגויות הוצגו על ידי פ כלארקיי בתא המרכזי של טנק הבדיקה.
באיור 1. סכמטי של אקווריום המשמש חצי שיטה א 'של האקווריום הוא מצופה מראות, בעוד המחצית השנייה הוא מצופה פלסטיק שאינו רעיוני.
איור 2. סכמטי של אקווריום המשמש שיטה השנייה. הטנק הזה מורכב אזור מרכז, שם סרטנים מבחן ממוקם, ושני חדרי סוף, מחולק מחסום פרספקס ללא פגע. סרטנים חיים ממוקם בתא קצה אחד, ואת קוביית ממוקם בתא הקצה השני כביקורת.
איור 3. סכמטי של האקווריום מבחן עם קו האמצע מתואר כקו מקווקו אנכי. סרטנים עובר מצד אחד לשני, כאשר coxae של chelipeds לעבור את קו האמצע.
איור 4. תרשים המציין את מיקום סרטנים תוך לפינה. שים לב כי קצות chelae הן נוגעות בקירות שונים.
איור 5. תרשים המציין את מיקום סרטנים בעוד הפנים לקיר סוף. שים לב chelae הן נוגעות קיר אותו.
איור 6. המפנה תרשים סכמטי המצביעים. Reversing את כיוון התנועה מהווה תפנית. מסתבר יכולה להתרחש בפינה (למשל כיוון 1 כיוון 2 ו - 4 מכיוון לכיוון 5) או על הצד (לא מוצג). כניסה לפינה ומשאיר אותו באותו כיוון (למשל כיוון 1 לכיוון 3) לא לפנות.
Figurדואר 7. סכמטי המציג התנהגות המעבר. מעבר מתרחשת כאשר סרטנים העלים קיר אחד ונוסע על קיר אחר, במרחק של אורך לפחות גוף אחד מהקיר הקרוב ביותר (חץ).
צילום באיור 8. המתארות מתרומם התנהגות. סרטנים עומד על שתי רגליים האחרון הליכה ומרים את הגוף כנגד קיר, ליצור קשר עם רגל אחת לפחות הליכה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
ההבחנה סרטנים דומיננטיים לבלות זמן רב יותר בסביבה רעיוני עולה כי הם מזהים תמונה כפי שהיא משתקפת conspecific, וכי רמזים חזותיים מספיקים כדי לעורר התנהגות גישה. תוצאות דומות באמצעות סרטנים לחיות במקום התמונה המשתקפת תמיכה פירוש כזה. סרטנים כפוף מבודד לא מראים כגון העדפה הסביבה רעיוני, ואין סרטנים כפוף נראה סרטנים מעדיפים לחיות על קוביה. לפיכך, התגובות רמזים חזותיים תלוי בדרגת דומיננטיות. זה עדיין לא ברור אם סרטנים נמשכים במיוחד על ידי דימוי סרטנים או על ידי תנועה. עם זאת, אפשר לחקור את התפקיד של תשומות חזותיים כדי לזהות רמזים חזותיים באמצעות מראות ודימויים הניתנים על מחיצה שקופה.
תוצאות קודמות עולה כי סרטנים דומיננטי כפוף להגיב משטחים משקפים באופן מהותי אותו רק לאחר פגישה 30 דקות זיווג, וכי ההבדלים בהתנהגות לצאת עם 3-14 ימי השיוך בשל שינויים בהתנהגות של סרטנים המפסיד (מאי & מרסיה, 2007). לפיכך, התנהגות בוחנים בתגובה רמזים חזותיים תלויה התוצאה של המפגש הן על משך הזמן של סוציאליזציה. מנצח או מפסיד מפגשים agonistic ידוע להשפיע על ההצלחה של מפגשים עתידיים, עם הזוכה להגדיל את הסיכוי לזכות שוב, לאבד את הגדלת ההסתברות מאבד הבאים (הסו & Wolf, 1999). המנגנונים פלסטיות התנהגותית הוצגו על ידי לאבד סרטנים בתגובה רמזים חזותיים עשויים להיות קשורים לשינויים במערכת העצבים שמלווים חיזוק המעמד הנחות (מאי & מרסייה, 2006, 2007).
הניסויים שתוארו כאן יכול להיות שונה על מנת להעריך את המורכבות של אותות חושיים הנדרש כדי לעורר התנהגות גישה. זו יכולה להיות מושגת על ידי שינוי היבטים שונים של רמזים חזותיים הניתנים מאחורי מחיצה שקופה על ידי שילוב של סימנים חזותיים כאלה עם גורמים כימיים מישוש. מים אילף ניתן להוסיף לאקווריום מראה / מט כדי להוסיף מרכיב כימי. לחלופין, חורים ניתן להוסיף המכשול שקוף במיכל קאמרית סוף, כדי לאפשר העברת אותות כימיים סרטנים מקור חיים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
אין ניגודי אינטרסים הכריז.
Acknowledgments
המחקר נתמך על ידי NSERC.
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 |
References
- Bruski, C. A., Dunham, D. W. The importance of vision in agonistic communication of the crayfish Orconectes rusticus. I: an analysis of bout dynamics. Behav. 103, 83-107 (1987).
- Delgado-Morales, G., Hernandez-Falcon, J., Ramon, F. Agnostic behavior in crayfish:the importance of sensory inputs. Crustaceana. 77 (1), 1-24 (2004).
- Guiasu, R. C., Dunham, D. W. Inter-form agonistic contests in male crayfishes, Cambarus robustus (Decapoda, Cambaridae). Invert. Biol.. 117 (2), 144-154 (1998).
- May, H. Y., Mercier, A. J. Responses of crayfish to a reflective environment depend on dominance status. Can. J. Zool. 84 (8), 1104-1111 (2006).
- May, H. Y., Mercier, A. J. Joffre Duration of socialization influences responses to a mirror: responses of dominant and subordinate crayfish diverge with time of pairing. J. Exp. Biol. 210, 4428-4436 (2007).
- Responses of Crayfish to a Visual Stimulus Provided by a Conspecific. May, H. Y., Luebbert, J., Mercier, A. J. 34th Annual East Coast Nerve Net, 2008 Apr 4-6, Woods Hole, MA, , Marine Biological Laboratory. Woods Hole, MA. (2008).
