Gravação de respostas comportamentais à Reflexão em Crayfish

Summary

Nós desenvolvemos dois métodos para estudar os efeitos de pistas visuais no comportamento, na ausência de pistas táteis e químicos. Um método envolve respostas filmagem de crustáceo em paredes reflexivo em um aquário, o outro examina os efeitos visuais de insumos fornecidos por um crustáceo vivo atrás de uma divisória transparente.

Abstract

Comportamento social depende de informações sensoriais a partir do visual, sistemas mecânicos e olfativo. Uma questão importante diz respeito ao papel relativo de cada modalidade sensorial em orientar o comportamento. O papel dos insumos visual tem sido examinado por isolar estímulos visuais a partir de estímulos mecânicos e chemosensory. Em alguns estudos (Bruski & Dunham, 1987:. Delgado-Morales et al, 2004) inputs visuais foram removidos com os olhos vendados ou intensidade de luz baixa, e os efeitos de remanescentes modalidades sensoriais foram elucidadas. Uma abordagem alternativa é estudar os efeitos das informações visuais na ausência de qualquer pistas apropriadas mecânica e quimio. Esta abordagem tem como objetivo identificar o papel exclusivo de insumos visual.

Temos utilizado dois métodos para fornecer estímulos visuais para lagostas sem fornecer pistas químicas e mecânicas. Em um método, lagostas são filmadas em um aquário onde a metade das paredes são cobertas de espelhos para proporcionar um ambiente reflexivo, ea outra metade são cobertos em um não-reflexivo de plástico (acabamento fosco). Isto dá o lagostim uma escolha entre ambientes reflexivo e não-reflexivo. O ambiente reflexivo fornece pistas visuais na forma de imagens refletidas do crustáceo como ele se move ao longo de meio do tanque, essas pistas visuais estão faltando a metade não-reflexivo do tanque. Um método alternativo é para filmar o comportamento de crustáceos no aquário separado por uma câmara menor em cada extremidade, com uma lagosta em uma pequena câmara fornecendo pistas visuais e um objeto inerte na câmara oposta pequena fornecendo input visual de um não-movimento, não lagostim-source.

Nossos resultados publicados indicam que as respostas de lagostas ao meio ambiente reflexivo depende da socialização e hierarquia de dominância. Lagostas socializados passou mais tempo no ambiente reflexivo e exibiu certos comportamentos mais freqüentemente do que em ambiente não-reflexivo; lagostas isolado não mostrou diferenças. Lagostas que estavam alojados em pares do mesmo sexo desenvolveu uma posição social de dominantes ou subordinadas. Respostas à reflexão diferiu entre lagostas dominantes e subordinados (May & Mercier, 2006; May & Mercier, 2007). Lagostas dominante passou mais tempo no lado reflexivo, entrou cantos reflexivo com mais freqüência e passam mais tempo em cantos reflexivo comparado ao lado não-reflexivo. Lagostins subordinados caminhou no sentido inverso com mais freqüência no lado reflexivo do que no lado não-reflexivo. Dados preliminares sugerem efeitos similares de pistas visuais fornecidos por um crustáceo em uma pequena câmara adjacente (May et al., 2008).

Protocol

1. Socialização

1. Para extinguir existentes classes sociais, cada um crustáceo está alojado por 7 - 14 dias em um recipiente de plástico separados (30 cm de comprimento x 17,5 cm de largura x 13 cm de profundidade), preenchidos com água filtrada, gasosas e um vaso de flores de plástico que serve de abrigo. Se recipientes transparentes são usados, um divisor (toalha de papel, por exemplo) é colocado em recipientes para assegurar entre lagostas são visualmente isolado.
2. Lagostas no grupo "isolada" permanecem em isolamento por um adicional de 3 - 14 dias. Água é trocada e lagostas são alimentados 3 vezes por semana.
3. Para estabelecer uma posição social, lagostas são colocados em pares do mesmo sexo após o isolamento inicial. Lagostas são pesados, e comprimento do corpo é medido (rostro até telson); pares são de tamanho correspondente a 10% no peso e comprimento. Tinta acrílica branca é aplicada para a carapaça de cada crustáceo para identificar indivíduos. (Geralmente um ponto é aplicada a um membro e uma linha para o outro.)
4. Depois de um período de 30 minutos de descanso, cada par de lagostas é permitido para interagir em um recipiente limpo de plástico, branco (48 cm de comprimento x 25 cm de largura x 13 cm de profundidade), preenchidos no meio do caminho com água filtrada, arejada (temperatura ambiente). Este encontro é ou gravadas em fita VHS com uma câmera conectada a um gravador de cassetes de vídeo, ou é gravado em um computador com uma webcam. Essa interação permite que classifica o domínio para se desenvolver.
5. Após a interação inicial, cada par de lagostas é mantido em um recipiente de plástico maiores (58 cm de comprimento x 30 cm de largura x 35 cm de profundidade) para um adicional de 3 - 14 dias. Este recipiente recebe água de circulação a partir de um sistema de filtragem. Um tubo de PVC simples (aprox. 10 cm de comprimento) é fornecido para o abrigo.

2. Construção do Aquário de teste e Controles

Método que eu

1. Para examinar as respostas a um ambiente reflexivo, um aquário de vidro ou acrílico (52 cm de comprimento x 25 cm de largura x 30 cm de altura) é usado (Figura 1).
2. Um espelho (25 cm de comprimento x 20 cm de altura) é colocado em uma extremidade do aquário e fixado com cola ou cera ou de montagem. Dois espelhos (26 cm de comprimento x 20 cm de altura) são colocados nas laterais, confinando o espelho fim, e são fixados com cola ou cera.
3. As paredes restantes estão cobertas por uma película de vidro fosco. Este filme elimina a reflexão, mas não interfere com as condições de iluminação. A lixa de luz para o filme pode ser necessária para garantir que o filme é completamente não-reflexivo.

Método II

4. Para examinar as respostas a estímulos visuais fornecidos por um crustáceo vivo ("lagostas source"), um aquário de acrílico com duas câmaras final é utilizado (Figura 2). O aquário contém um compartimento central grande (48 cm de comprimento x 26 cm de largura x 26 cm de altura) e dois compartimentos menores final de igual tamanho (12 cm de comprimento x 26 cm de largura e 26 cm de altura). Os compartimentos final são separados do compartimento central por plexiglas transparente, o que é vedado para evitar água e sinais químicos de passar entre os compartimentos.
5. O perímetro exterior do aquário inteiro é revestido de um plástico fosco anti-reflexo, deixando as duas barreiras em cada extremidade transparente.
6. Como controle, um cubo construído com massa de modelar (por exemplo, Sculptee) é usado para fornecer input visual de um objeto inerte. O cubo (3,5 cm x 3,0 cm x 3,3 cm) é o volume aproximado do crustáceo é fonte e pintados de vermelho cor semelhante.

3. Formação Visual

Método que eu

1. Lagostas são filmadas no espelho / tanque fosco 3-14 dias após a luta para determinar o status de dominância.
2. Lagostas são colocados, cada um, em um recipiente Tupperware contendo água arejada, filtrada e um vaso de flores de plástico usadas para o abrigo. Lagostas são levados para a sala de testes e deu 30 min para se aclimatar antes do teste.
3. O aquário de teste, metade forrado com espelhos e meia-forrado com plástico anti-reflexo, é cheio de água, arejada filtrada para uma profundidade de aproximadamente 20 cm.
4. Uma câmera digital é conectado via cabos áudio / vídeo a um gravador de videocassete VHS e é colocado acima do aquário alto o suficiente para ver o aquário inteiro. Vídeos são gravados em fita VHS. Alternativamente, uma webcam conectada a um computador pode ser usado, e os vídeos podem ser gravados com um programa de cinema e armazenados em DVD.
5. Um crustáceo do par é colocado suavemente para o centro do aquário usando um vaso de flores, e sua atividade é registrada por 20 min. Nenhuma pessoa está presente na sala durante a gravação, para reduzir a interferência de estranhos inputs visuais e auditivas. Todo esforço é feito para garantir que o ambiente de gravação é tranqüila.
6. Após testes, o crustáceo é removido, eo tanque é esvaziado, lavado e enchido com água.
7. Para contrabalançar as condições experimentais, o aquário é virou-se para lugaros espelhos no lado oposto da sala. Isso ajuda a compensar fatores desconhecidos que podem causar lagostas a preferir um dos lados do aquário.
8. O segundo membro do par é então testada da mesma maneira como o primeiro.

Método II

9. Como descrito no método I, lagostas são trazidos para a sala de testes e são filmadas usando o equipamento de gravação mesmo.
10. Todas as câmaras (a câmara de testes de média e as duas câmaras final) são preenchidos com água, arejada filtrada para uma altura de aproximadamente 20 cm.
11. A lagosta, aproximadamente o mesmo tamanho que o crustáceo está sendo testado, é colocado em uma câmara de final, eo cubo controle é colocado no outro.
12. Usando o abrigo vaso de flores, as lagostas que está sendo testado é suavemente colocado no centro do aquário e é filmado por 20 min.
13. Depois dos testes, o aquário é esvaziado, lavado e enchido com água.
14. Antes de testar o segundo membro de um par, a fonte e lagostas cubo de controle são movidas para as câmaras de extremidade oposta, para combater as condições de equilíbrio.

4. Análise de respostas a estímulos visuais

Método que eu

1. De modo que o experimentador é cego para o status social do crustáceo, o comportamento no espelho / aquário matte é analisado antes de analisar o comportamento de luta ensaios.
2. A quantidade de tempo gasta o lagostim em cada lado do aquário é gravado. O crustáceo é considerado a passar de um lado para o outro quando o coxas do chelipeds passar a linha média do tanque (Figura 3).
3. A freqüência dos comportamentos em curva, girando, cruzando, andando de congelamento e reversa (ver Tabela 1 para descrições) também são registrados.
4. Comportamentos exibidos no lado reflexivo do tanque são comparados com comportamentos exibidos no lado não-reflexivo usando um teste t pareado para cada grupo social.

Método II

5. Como no método I, fitas de vídeo de comportamento lagostas são analisados ​​antes de analisar ensaios luta.
6. A quantidade de tempo gasta o lagostim de cada lado do aquário é registrado como descrito no método I.
7. A freqüência de curvas, acabam enfrentando, transformando, cruzamento, criação de e reverter a pé (Tabela 1) são registrados.
8. Comportamentos realizados no lado lagostas fonte são comparados com os comportamentos realizados no lado de cubo de controle utilizando um teste t pareado para cada grupo social.

5. Análise de Lutas

1. Gravações de comportamento durante a luta de 30 minutos iniciais de emparelhamento são vistos e marcou. Cada sessão de gravação 30 min inclui vários encontros em que o crustáceo fazer contato com as suas garras e / ou antenas. Dentro destes encontros, o chelae são normalmente utilizados para empurrar, bater ou agarrar o adversário, e as antenas são por vezes usados ​​para bater o adversário. Um crustáceo pode tentar virar o seu oponente e segurá-lo para o chão. Cada encontro termina quando um crustáceo retiros andando reverter ou lançando a cauda para conseguir "escapar nadando."
2. O número de encontros agonísticos é gravada, ea identidade do lagostim (determinada pela tinta de marcação no tórax), que retira de cada encontro é também gravado. O crustáceo que perde a maioria dos encontros em cada sessão de 30 minutos é considerado o perdedor, e as lagostas outro é considerado vencedor.

6. Resultados representante

Durante o período de luta de 30 minutos, todos os pares exibem comportamentos agonísticos. Tais comportamentos incluem escutas antena, lunging, empurrar, agarrar, chelae impressionante, e lançando o adversário, como relatado em outros lugares (por exemplo, May & Mercier 2006, 2007). Eventualmente, um crustáceo de forma consistente em cada par retiros e evita mais contato. O lagostim retirada é considerado o perdedor e é classificado como subordinado; o lagostim vencedora é classificada como dominante.

Posição também pode ser monitorado durante todo o período de habitação emparelhado pela observação do comportamento lagostas no tanque de exploração, que contém apenas um tubo de plástico para o abrigo. O lagostim dominante invariavelmente ocupa o abrigo e os lagostins subordinados não. Os lagostins subordinados frequentemente caminha com os chelae realizado juntos e sair na frente, e os lagostins dominante normalmente anda com os chelae levantadas e mais distantes (Guiasu & Dunham, 1998). Quando o alimento novo é adicionado ao tanque de retenção, o lagostim dominante geralmente leva o primeiro alimento. Em nossos estudos com P. clarkii (por exemplo, May & Mercier 2006, 2007), normalmente há nenhuma reversão classificação após três dias de emparelhamento contínua.

Em casos raros, um membro do par morre antes do período de acoplamento está concluído. Isto é mais provável de ocorrer se o período de emparelhamento élongo (por exemplo, 14 dias) e se as lagostas são muito estreitamente alinhados por tamanho ou peso. Assim, as mortes podem ser evitadas, permitindo que cerca de uma diferença de 10% em peso. Se um membro de um par morre, os dados do membro, não foram incluídas no estudo.

Lagostas dominantes e subordinados em geral apresentam respostas diferentes para o ambiente reflexivo. Lagostas dominante consistentemente passar mais tempo no lado reflexivo, mas lagostas subordinado e isolados não (May & Mercier, 2006, 2007). Lagostas dominante também apresentam curvas e tornando mais freqüentes no lado reflexivo do que no lado não-reflexivo, mas isola e subordinados, normalmente, não. Tais diferenças entre as lagostas dominantes e subordinados, no entanto, não são estabelecidas de imediato, mas desenvolver ao longo do período de emparelhamento 14/03 dias (maio & Mercier, 2007).

Evidências preliminares indicam que as lagostas dominantes e subordinados respondem de forma diferente a estímulos visuais fornecidos por um crustáceo vivo (lagostas fonte) após 3 dias de emparelhamento (May et al., 2008). Lagostas dominante passar mais tempo ao lado do aquário com o crustáceo fonte e canto por mais tempo daquele lado, mas lagostins subordinados não apresentam tais diferenças entre os dois lados.

Comportamento	Descrição
curvas	de frente para o canto do aquário e permanecer lá por pelo menos 5 s com as pontas dos dois garras tocando paredes diferentes (Figura 4)
final enfrentando	frente para a parede em uma extremidade do tanque, pelo menos, 5 s com a ponta de pelo menos uma garra tocando a parede final (Figura 5)
transformando	mudando a direção do caminho a pé no sentido horário para sentido anti-horário versa ou vice (Figura 6)
cruzamento	deixando o perímetro do aquário e andar pelo menos um comprimento do corpo a qualquer outra parede (Figura 7)
reverter a pé	andar para trás por pelo menos um comprimento do corpo
congelação	interrupção abrupta de todo o movimento visível, incluindo o de apêndices e antenas, por pelo menos 5 s
criação de	de pé sobre as pernas quarto e quinto andar enquanto a elevação da superfície ventral do tórax contra a parede e colocar pelo menos uma perna andando na parede

Tabela 1. Comportamentos exibidos por P. clarkii no compartimento central do tanque de teste.

Figura 1. Esquemática do aquário utilizado em Half Método I. do aquário é forrado com espelhos, enquanto a outra metade é forrado com plástico anti-reflexo.

Figura 2. Esquemática do aquário usado no método II. Este tanque é composto por uma área central, onde as lagostas teste é colocado, e duas câmaras final, dividido por uma barreira de Plexiglas intacta. A lagosta ao vivo é colocado em uma câmara de final, e um cubo é colocado na câmara de outro lado como controle.

Figura 3. Esquemática do aquário de teste com a linha média descrita como uma linha pontilhada vertical. O lagostim passa de um lado para o outro quando o coxas do chelipeds passar a linha média.

Figura 4. Diagrama indicando a posição do crustáceo nas curvas. Note-se que as pontas de ambos os chelae estão tocando paredes diferentes.

Figura 5. Diagrama indicando a posição do crustáceo, enquanto enfrenta a parede final. Note-se que ambos os chelae estão tocando a mesma parede.

Figura 6. Girando Diagrama esquemático indicando. Invertendo a direção do movimento constitui uma volta. Transforma pode ocorrer em um canto (por exemplo, direção de 1 a 2 e direção de direção de 4 a direção 5) ou no lado (não mostrado). Entrar na curva e deixá-lo na mesma direção (por exemplo, direção de 1 a direção 3) não é uma volta.

Figure 7. esquemático mostrando o comportamento de passagem. Cruzamento ocorre quando o crustáceo sai de uma parede e viaja para a outra parede, a uma distância de pelo menos um comprimento do corpo da parede mais próxima (seta).

Fotografia figura 8. Retratando criação de comportamento. O crustáceo fica no último andar duas pernas e levanta o corpo contra uma parede, fazer contato com pelo menos uma perna curta.

Discussion

A observação de que lagostas dominante passam mais tempo em um ambiente reflexivo sugere que eles reconhecem uma imagem refletida como uma mesma espécie, e que pistas visuais são suficientes para provocar um comportamento abordagem. Resultados semelhantes usando uma lagosta viva em vez de uma imagem refletida apoiar tal interpretação. Lagostins subordinados e isolados não demonstram tal preferência para o ambiente reflexivo, nem lagostins subordinados parecem preferir um crustáceo vivo ao longo de um cubo. Assim, as respostas a estímulos visuais dependem de hierarquia de dominância. Ainda não está claro se lagostas são atraídas especificamente por uma imagem de lagostas ou pelo movimento. No entanto, é possível explorar o papel das entradas visuais e de identificar pistas visuais usando espelhos e imagens fornecidas através de uma partição transparente.

Resultados anteriores indicam que lagostas dominantes e subordinados responder às superfícies reflexivas em essencialmente da mesma maneira depois de apenas uma sessão de emparelhamento 30 min, e que as diferenças de comportamento surgem com 3-14 dias de emparelhamento por causa de mudanças no comportamento das lagostas perder (May & Mercier, 2007). Assim, os comportamentos se observa em resposta a estímulos visuais depende tanto o resultado do encontro e da duração de socialização. Ganhando ou perdendo encontros agonísticos é conhecido por afetar o sucesso de encontros futuros, com a vitória aumentando a probabilidade de ganhar de novo, e perder aumentando a probabilidade de perder subseqüentes (Hsu & Wolf, 1999). Os mecanismos subjacentes plasticidade comportamental exibido por perder lagostas em resposta a pistas visuais podem estar relacionados a alterações no sistema nervoso que acompanham o reforço da posição subordinada (May & Mercier, 2006; 2007).

Os experimentos aqui descritos podem ser modificadas para avaliar a complexidade dos estímulos sensoriais necessários para provocar um comportamento abordagem. Isto poderia ser conseguido alterando vários aspectos da pistas visuais fornecidos por trás de uma divisória transparente e combinando tais pistas visuais com fatores químicos e táteis. Água condicionada poderiam ser adicionados ao aquário mirror / matte para adicionar um componente químico. Alternativamente, os buracos podem ser adicionados à barreira transparente no tanque câmara final para permitir a transferência de sinais químicos do crustáceo fonte viva.

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