Summary
We hebben twee methoden voor het bestuderen van effecten van visuele aanwijzingen op het gedrag in de afwezigheid van tactiele en chemische signalen. Een methode houdt in video-opnamen reacties van rivierkreeft met reflecterende wanden in een aquarium, de andere onderzoekt effecten van visuele input geleverd door een live-rivierkreeft achter een transparant partitie.
Abstract
Sociaal gedrag is afhankelijk van zintuiglijke input van de visuele, mechanische en olfactorische systemen. Een belangrijke kwestie betreft de relatieve rol van elke sensorische modaliteit in het begeleiden van gedrag. De rol van de visuele input is onderzocht door het isoleren van visuele stimuli van mechanische en chemosensory stimuli. In sommige studies (Bruski & Dunham, 1987:. Delgado-Morales et al., 2004) visuele inputs zijn verwijderd met blinddoeken of lage lichtintensiteit, en de effecten van de resterende zintuiglijke modaliteiten zijn opgehelderd. Een alternatieve benadering is om de effecten van visuele input studie in het ontbreken van een geschikte mechanische en chemosensory cues. Deze aanpak is gericht op identificeren van de exclusieve rol van de visuele input.
We hebben gebruik gemaakt van twee methoden om visuele stimuli te verstrekken aan rivierkreeft, zonder dat chemische en mechanische signalen. In een methode worden rivierkreeften gefilmd in een aquarium waar de helft van de muren zijn bedekt met spiegels om een reflecterende omgeving te bieden, en de andere helft zijn bedekt met een niet-reflecterende (matte afwerking) plastic. Dit geeft de rivierkreeft een keuze tussen reflecterende en niet-reflecterende omgevingen. De reflecterende omgeving biedt visuele aanwijzingen in de vorm van weerspiegelde beelden van de rivierkreeft als het beweegt gedurende de helft van de tank, deze visuele aanwijzingen ontbreken van de niet-reflecterende de helft van de tank. Een alternatieve methode is om videoband het gedrag van de rivierkreeft in een aquarium, gescheiden door een kleinere kamer aan elk uiteinde, met een kreeft in een kleine kamer het verstrekken van visuele signalen en een inert object in de tegenovergestelde kleine kamer het verstrekken van visuele input van een niet-bewegende, niet-rivierkreeft bron.
Onze gepubliceerde resultaten geven aan dat de reacties van rivierkreeft aan de reflecterende omgeving afhankelijk zijn van socialisatie en dominantie rang. Gesocialiseerd rivierkreeft bracht meer tijd in de reflecterende omgeving en bepaalde gedragingen vertonen vaker dan in de niet-reflecterende milieu; geïsoleerd rivierkreeft toonden geen dergelijke verschillen. Rivierkreeft die zijn gehuisvest in hetzelfde geslacht paren ontwikkelde een sociale rang van een van beide dominant of ondergeschikt. Reacties op reflectie verschilde tussen de dominante en ondergeschikte rivierkreeft (mei & Mercier, 2006; mei & Mercier, 2007). Dominante rivierkreeft besteed meer tijd aan de reflecterende kant, kwam reflecterende hoeken vaker en meer tijd in reflecterende hoeken ten opzichte van de niet-reflecterende zijde. Ondergeschikte rivierkreeft liep in omgekeerde vaker op de reflecterende kant dan op de niet-reflecterende zijde. Voorlopige gegevens duiden erop vergelijkbare effecten van visuele cues die door een kreeft in een kleine aangrenzende kamer (mei ea., 2008).
Protocol
1. Socialisatie
- Te blussen bestaande sociale rangen, wordt elke rivierkreeft ondergebracht voor 7 - 14 dagen in een aparte plastic container (30 cm lang x 17,5 cm breed x 13 cm diep), gevuld met gefilterd water belucht en een kleine plastic bloempot die dienst doet als een onderdak. Als u de transparante containers worden gebruikt, is een verdeler (bv. papier handdoek) geplaatst tussen de containers om ervoor te zorgen rivierkreeft zijn visueel geïsoleerd.
- Rivierkreeft in de "Isolated" groep blijven in afzondering voor een extra 3 - 14 dagen. Water is veranderd en rivierkreeft worden gevoed drie keer per week.
- Om vast te stellen een sociale rang, zijn rivierkreeft geplaatst in paren van gelijk geslacht na de oorspronkelijke isolatie. Rivierkreeft worden gewogen, en lichaamslengte wordt gemeten (rostrum tot aan telson); paren zijn grootte afgestemd op binnen de 10% gewicht en lengte. Witte acryl verf wordt aangebracht op het schild van elke rivierkreeft om personen te identificeren. (Meestal een punt wordt toegepast op een lid en een lijn naar de andere.)
- Na een 30 minuten rustperiode, wordt elke rivierkreeft paar toegestaan om samen te werken in een schone, witte plastic container (48 cm lang x 25 cm breed x 13 cm diep), gevuld half-way met gefilterd, belucht het water (kamertemperatuur). Deze ontmoeting is ofwel opgenomen op VHS-tape met een camera is aangesloten op een videorecorder, of het is opgenomen op een computer met een webcam. Deze interactie kan dominantie gelederen te ontwikkelen.
- Na de initiële interactie, wordt elke rivierkreeft paar samen gehuisvest in een grotere plastic container (58 cm lang x 30 cm breed x 35 cm diep) voor een extra 3 - 14 dagen. Deze container ontvangt circulerend water uit een filtersysteem. Een enkele PVC buis (ca. 10 cm lengte) is voorzien voor onderdak.
2. Bouw van Test Aquarium en Controls
Methode die ik
- Om antwoorden op een reflecterende omgeving, een glas of plexiglas aquarium (52 cm lang x 25 cm breed x 30 cm hoog) wordt gebruikt (figuur 1) te onderzoeken.
- Een spiegel (25 cm lang x 20 cm hoog) is geplaatst aan de ene kant van het aquarium en beveiligd met een lijm of montage was. Twee spiegels (26 cm lang x 20 cm hoog) worden geplaatst aan de zijkanten, grenzend aan het einde spiegel, en zijn beveiligd met lijm of wax.
- De overige muren zijn bedekt met een matte afwerking glasfolie. Deze film verwijdert de reflectie, maar interfereert niet met de lichtomstandigheden. Een licht schuren om de film kan nodig zijn om ervoor te zorgen dat de film volledig niet-reflecterend.
Methode II
- Om te onderzoeken reacties op visuele stimuli door een live-rivierkreeft ("bron rivierkreeft"), een plexiglas aquarium met twee kamers einde wordt gebruikt (figuur 2). Het aquarium bevat een grote centrale compartiment (48 cm lang x 26 cm breed x 26 cm hoog) en twee kleinere compartimenten einde van gelijke grootte (12 cm lang x 26 cm breed en 26 cm hoog). Het einde compartimenten zijn gescheiden van het centrum compartiment door transparant plexiglas, die is afgedicht tegen water en chemische signalen te voorkomen passeren tussen de compartimenten.
- De omtrek van het hele aquarium is bedekt met een niet-reflecterende matte plastic, waardoor de twee obstakels aan elk uiteinde transparant.
- Als controle, een kubus gemaakt van boetseerklei (bv. Sculptee) wordt gebruikt om visuele input te leveren vanuit een inert object. De kubus (3,5 cm x 3,0 cm x 3,3 cm) is de geschatte volume van de bron rivierkreeft en is geschilderd een soortgelijke kleur rood.
3. Visual Training
Methode die ik
- Rivierkreeften zijn gefilmd in de spiegel / matte tank 3 - 14 dagen na de strijd om de dominantie status te bepalen.
- Rivierkreeft worden geplaatst, een ieder, in een Tupperware container met belucht, gefilterd water en een plastic bloempot gebruikt voor onderdak. Rivierkreeften worden genomen om het testen kamer en krijgen 30 minuten om te acclimatiseren voor het testen.
- De test aquarium, half-vol met spiegels en half bekleed met niet-reflecterende kunststof, is gevuld met belucht, gefilterd water tot een diepte van ongeveer 20 cm.
- Een digitale camera is aangesloten via audio / video kabels om een VHS-videocassette recorder en is geplaatst boven het aquarium hoog genoeg is om het hele aquarium te bekijken. Video's worden opgenomen op VHS-band. Als alternatief kan een webcam aangesloten op een computer worden gebruikt, en video's kunnen worden opgenomen met een film maken programma en die zijn opgeslagen op DVD.
- Een rivierkreeft van het paar wordt voorzichtig geplaatst in het midden van het aquarium met behulp van een bloempot, en de activiteit is opgenomen voor 20 minuten. Geen persoon is aanwezig in de zaal tijdens het opnemen, om interferentie te verminderen van vreemde visuele en auditieve input. Elke inspanning wordt gedaan om ervoor te zorgen dat de opname-omgeving rustig is.
- Na de testen, is de rivierkreeft verwijderd en de tank is leeg, gespoeld en opnieuw gevuld met water.
- Om tegenwicht experimentele omstandigheden, is het aquarium draaide zich om en plaatsde spiegels aan de andere kant van de kamer. Dit helpt om te compenseren voor onbekende factoren die zouden kunnen leiden dat kreeften aan een kant van het aquarium voorkeur.
- Het tweede lid van het paar wordt dan getest op dezelfde wijze als de eerste.
Methode II
- Zoals beschreven in methode I worden rivierkreeft gebracht aan het testen kamer en zijn gefilmd met dezelfde opname-apparatuur.
- Alle kamers (de middelste kamer en het testen van de twee eind kamers) zijn gevuld met belucht, gefilterd water tot een hoogte van ongeveer 20 cm.
- Een rivierkreeft, ongeveer dezelfde grootte als de rivierkreeft wordt getest, is geplaatst in het ene uiteinde kamer, en de controle kubus is geplaatst in de andere.
- Met behulp van de bloempot onderdak, is de rivierkreeft wordt getest voorzichtig geplaatst in het midden van het aquarium en is gefilmd gedurende 20 minuten.
- Na de testen, is het aquarium leeggemaakt, gespoeld en opnieuw gevuld met water.
- Voor het testen van de tweede lid van een paar, zijn de bron rivierkreeft en de controle kubus verplaatst naar de andere kant kamers, om het evenwicht omstandigheden tegen te gaan.
4. Analyse van de antwoorden op visuele stimuli
Methode die ik
- Dus dat de experimentator is blind voor de sociale status van de rivierkreeft, gedrag in de spiegel / matte aquarium is geanalyseerd voordat het analyseren van de bestrijding van het gedrag van proeven.
- De hoeveelheid tijd die de rivierkreeft besteedt aan beide zijden van het aquarium is opgenomen. De rivierkreeft wordt beschouwd als van de ene kant door te geven aan het volgende wanneer de coxae van de chelipeds langs de middellijn van de tank (figuur 3).
- De frequentie van het gedrag in bochten, draaien, kruisen, vries-en achteruit lopen (zie tabel 1 voor de beschrijvingen) worden ook opgenomen.
- Gedrag tentoongesteld op de reflecterende zijde van de tank worden vergeleken met het gedrag tentoongesteld op de niet-reflecterende zijde met behulp van een gepaarde T-toets voor elke sociale groep.
Methode II
- Zoals in methode I, zijn video-opnames van de rivierkreeft gedrag geanalyseerd voordat het analyseren van vechten proeven.
- De hoeveelheid tijd die de rivierkreeft besteedt aan beide kanten van het aquarium is opgenomen als beschreven in methode I.
- De frequentie van bochten, het einde geconfronteerd, draaien, kruisen, het fokken en achteruit lopen (tabel 1) zijn opgenomen.
- Gedrag uitgevoerd op de bron kreeften kant zijn in vergelijking met het gedrag uitgevoerd op de controle-kubus kant met behulp van een gepaarde T-toets voor elke sociale groep.
5. Analyse van de Gevechten
- Opnamen van de strijd van het gedrag tijdens de eerste 30 min van de koppeling worden bekeken en scoorde. Elke 30 min opname sessie bestaat uit een aantal ontmoetingen, waarin de rivierkreeft contact maken met hun klauwen en / of antennes. Binnen deze ontmoetingen worden de scharen meestal gebruikt voor het duwen, slaan of grijpen de tegenstander, en de antennes worden soms gebruikt voor het afbinden van de tegenstander. Een kreeft kan proberen om de tegenstander te draaien en hem vast te houden aan de vloer. Elke ontmoeting eindigt wanneer een rivierkreeften zich terugtrekt door omgekeerde lopen of door het opgooien van de staart te bereiken "escape zwemmen."
- Het aantal agonistische ontmoetingen is opgenomen, en de identiteit van de rivierkreeft (bepaald door de verf markering op de thorax), die trekt zich terug uit iedere ontmoeting wordt ook geregistreerd. De rivierkreeft dat de meerderheid van de ontmoetingen in elke 30 min sessie verliest wordt geacht de verliezer, en de andere kreeften is de winnaar.
6. Representatieve resultaten
Tijdens de periode van 30 minuten vechten, alle paren vertonen agonistische gedrag. Dergelijke gedragingen zijn antenne te tikken, longeren, duwen, grijpen, scharen opvallend, en flipping de tegenstander, zoals elders gemeld (bv. mei & Mercier 2006, 2007). Uiteindelijk een rivierkreeft in elk paar consequent retraites en voorkomt verder contact. De zich terugtrekkende rivierkreeft wordt geacht de verliezer en wordt gerangschikt als ondergeschikt, het winnende rivierkreeft is gerangschikt als dominant.
Rang kan ook worden gevolgd gedurende de gekoppelde woningen periode door het observeren van het gedrag van rivierkreeft in de tank, die op een plastic buis bevat voor onderdak. De dominante rivierkreeft neemt altijd de schuilplaats, en de ondergeschikte rivierkreeft niet. De ondergeschikte rivierkreeft vaak wandelingen met de scharen gehouden dicht bij elkaar en naar voren, en het dominante rivierkreeft typisch wandelingen met verhoogde de scharen en verder uit elkaar (Guiasu & Dunham, 1998). Wanneer nieuwe voedsel wordt toegevoegd aan de tank, de dominante rivierkreeft duurt meestal het voedsel eerst. In onze studies met P. clarkii (bijv. mei & Mercier 2006, 2007), zijn er meestal geen rang omkeringen na drie dagen continu koppelen.
In zeldzame gevallen, een lid van het paar overlijdt voordat de koppeling periode is voltooid. Dit is meer kans op als de koppeling periodelang (bijv. 14 dagen) en als de kreeften te sluiten nauw bij elkaar door grootte of gewicht. Zo kan sterfgevallen worden voorkomen door ongeveer een 10% verschil in gewicht. Als een lid van een paar sterft, worden de gegevens van de andere lid niet opgenomen in de studie.
Dominante en ondergeschikte rivierkreeft meestal tonen verschillende reacties op het reflecterende omgeving. Dominante rivierkreeft steeds meer tijd besteden aan de reflecterende kant, maar ondergeschikt en geïsoleerd rivierkreeft niet (mei & Mercier, 2006, 2007). Dominante rivierkreeft vertonen ook in bochten en het draaien vaker op de reflecterende kant dan op de niet-reflecterende kant, maar isoleert en de ondergeschikten meestal niet. Dergelijke verschillen tussen dominante en ondergeschikte rivierkreeft, zijn echter niet direct vastgesteld, maar de ontwikkeling over de 3 tot 14 dagen koppeling periode (mei & Mercier, 2007).
Voorlopige gegevens wijzen erop dat de dominante en ondergeschikte rivierkreeft verschillend reageren op visuele signalen door een live-rivierkreeft (bron rivierkreeft) na drie dagen van de koppeling (mei ea., 2008). Dominante rivierkreeft besteden meer tijd aan de kant van het aquarium met de bron rivierkreeft en de hoek langer aan die kant, maar daaraan ondergeschikt rivierkreeft vertonen geen dergelijke verschillen tussen beide partijen.
| Gedrag | Beschrijving |
| bochten | met uitzicht op de hoek van het aquarium en de resterende daar ten minste 5 s met de toppen van de beide klauwen te raken verschillende muren (figuur 4) |
| uiteinde naar | tegen de muur aan de ene kant van de tank voor ten minste 5 s met het puntje van ten minste een klauw raken de eindwand (figuur 5) |
| draai | veranderen van het wandelpad richting van de klok mee om tegen de klok in of vice versa (Figuur 6) |
| kruising | het verlaten van de omtrek van het aquarium en lopen ten minste een lichaamslengte aan een andere muur (figuur 7) |
| achteruit lopen | achteruit lopen voor ten minste een lichaamslengte |
| invriezen | abrupte stopzetting van alle zichtbare beweging, waaronder die van appendages en antennes, gedurende ten minste 5 s |
| opfok up | staat op de vierde en vijfde wandelen benen terwijl het opheffen van het ventrale oppervlak van de thorax tegen een muur en het plaatsen van ten minste een been lopen op de muur |
Tabel 1. Gedrag vertoond door P. clarkii in het centrale compartiment van de test tank.
Figuur 1. Schema van aquarium van methode I. De helft van het aquarium is bekleed met spiegels, terwijl de andere helft is bekleed met niet-reflecterende kunststof.
Figuur 2. Schematische voorstelling van aquarium van methode II. Deze tank bestaat uit een centrum, waar de test rivierkreeft is geplaatst, en twee end kamers, gescheiden door een intact plexiglas barrière. Een live rivierkreeft is geplaatst in het ene uiteinde kamer, en een kubus wordt geplaatst in het andere eind kamer als een controle.
Figuur 3. Schematische voorstelling van testen aquarium met de middellijn afgebeeld als een verticale stippellijn. De rivierkreeft gaat van de ene naar de andere kant als de coxae van de chelipeds langs de middellijn.
Figuur 4. Diagram geeft de positie van de rivierkreeft in de bochten. Merk op dat de uiteinden van de beide scharen zijn verschillende muren te raken.
Figuur 5. Diagram geeft de positie van de rivierkreeft, terwijl tegenover de eindwand. Merk op dat beide scharen zijn het dezelfde muur aan te raken.
Figuur 6. Schematische weergave aangeeft draaien. Het omkeren van de richting van de beweging vormt een beurt. Bochten kan optreden in een hoek (bijvoorbeeld richting een richting 2 en 4 uit de richting richting 5) of aan de zijkant (niet afgebeeld). Het invoeren van de bochten en het verlaten van het in dezelfde richting (bijvoorbeeld richting een van richting 3) is niet een beurt.
Figure 7. schematische weergave kruising gedrag. Crossing treedt op wanneer de rivierkreeft verlaat een muur en reist naar een andere muur, op een afstand van ten minste een lichaamslengte van het dichtstbijzijnde muur (pijl).
Figuur 8. Foto beeltenis van steigeren gedrag. De rivierkreeft staat op de laatste twee lopen benen en tilt het lichaam tegen een muur, contact te maken met minstens een been lopen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De waarneming dat de dominante rivierkreeft meer tijd doorbrengen in een reflecterende omgeving suggereert dat ze een spiegelbeeld herkennen als een soortgenoten, en dat visuele aanwijzingen voldoende zijn om het gedrag van aanpak te lokken. Soortgelijke resultaten met behulp van een live-rivierkreeft in plaats van een spiegelbeeld ondersteunen een dergelijke uitlegging. Ondergeschikte en geïsoleerd rivierkreeft tonen niet zo'n een voorkeur voor het reflecterende omgeving, noch ondergeschikt rivierkreeften lijken een live-rivierkreeft meer dan een kubus voorkeur. Zo reacties op visuele aanwijzingen zijn afhankelijk van dominantie rang. Het is nog niet duidelijk of kreeften worden aangetrokken in het bijzonder door een rivierkreeft beeld of door beweging. Toch is het mogelijk om de rol van de visuele input te verkennen en visuele signalen met behulp van spiegels en beelden die over de een transparante partitie te identificeren.
Eerdere resultaten geven aan dat de dominante en ondergeschikte kreeften te reflecterende oppervlakken reageren in wezen dezelfde manier na een 30 minuten pairing-sessie, en dat verschillen in gedrag met drie emerge - 14 dagen na de koppeling als gevolg van veranderingen in het gedrag van de verliezende rivierkreeft (mei & Mercier, 2007). Zo, het gedrag observeert men in reactie op visuele aanwijzingen zijn afhankelijk van zowel de uitkomst van de ontmoeting en de duur van de socialisatie. Winnen of verliezen agonistisch ontmoetingen is bekend dat het succes van toekomstige ontmoetingen beïnvloeden, met het winnen van het vergroten van de kans op het winnen van weer, en het verliezen van het vergroten van de kans op latere verliest (Hsu & Wolf, 1999). De onderliggende mechanismen van gedragsverandering plasticiteit tentoongesteld door het verlies van rivierkreeft in reactie op visuele signalen kan worden gerelateerd aan veranderingen in het zenuwstelsel, dat versterking van de ondergeschikte status van begeleiden (mei & Mercier, 2006; 2007).
De experimenten hier beschreven kan worden aangepast aan de complexiteit van de zintuiglijke prikkels nodig zijn om gedrag te ontlokken aanpak te beoordelen. Dit kan worden bereikt door het veranderen van de verschillende aspecten van de visuele signalen die achter een transparant partitie en door het combineren van deze visuele signalen met chemische en tactiele factoren. Geconditioneerde water kan worden toegevoegd aan de spiegel / mat aquarium aan een chemische component toe te voegen. Als alternatief zou gaten worden toegevoegd aan de doorzichtige barrière op het eind kamer tank te zorgen voor de overdracht van chemische signalen van de live source rivierkreeft.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Geen belangenconflicten verklaard.
Acknowledgments
Onderzoek wordt ondersteund door 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).
