Registrazione di risposte comportamentali alla riflessione in gamberi di fiume

Summary

Abbiamo sviluppato due metodi per lo studio degli effetti dei riferimenti visivi sul comportamento in assenza di segnali tattili e chimici. Un metodo comporta risposte videoregistrando di gamberi alle pareti riflettenti in un acquario, l'altro prende in esame gli effetti di input visivi forniti da un gambero vivo dietro un divisorio trasparente.

Abstract

Comportamento sociale dipende da input sensoriali sul piano visivo, olfattivo e sistemi meccanici. Una questione importante riguarda i ruoli di ogni modalità sensoriale nel guidare il comportamento. Il ruolo di input visivi è stata esaminata isolando stimoli visivi da stimoli meccanici e chemosensoriali. In alcuni studi (Bruski & Dunham, 1987:. Delgado-Morales et al, 2004) input visivi sono stati rimossi con gli occhi bendati o bassa intensità di luce, e gli effetti delle restanti modalità sensoriali sono state chiarite. Un approccio alternativo è quello di studiare gli effetti di input visivi, in assenza di qualsiasi indizio appropriato meccanica e chemosensoriali. Questo approccio mira a identificare il ruolo esclusivo di input visivi.

Abbiamo usato due metodi per fornire stimoli visivi di gamberi senza fornire segnali chimici e meccanici. In un metodo, gamberi sono videoregistrate in un acquario in cui sono coperti metà delle pareti in specchi per fornire un ambiente riflettente, e l'altra metà sono ricoperti da una non-riflettente (finitura opaca) di plastica. Questo dà il gambero di scegliere tra gli ambienti riflettenti e non riflettente. L'ambiente riflettente fornisce indicazioni visive sotto forma di immagini riflesse del gambero che si muove per tutta la metà del serbatoio; questi segnali visivi non sono presenti nel non riflettente la metà del serbatoio. Un metodo alternativo è quello di videotape il comportamento di gamberi di fiume in un acquario separate da una camera più piccola ad ogni estremità, con un gambero in una piccola camera che fornisce indicazioni visive e un oggetto inerte nella camera di fronte a piccoli fornendo input visivo da un non-movimento, non gamberi fonte.

I nostri risultati pubblicati indicano che le risposte di gamberi con l'ambiente riflettente dipende dalla socializzazione e dominanza rango. Gamberi socializzato passato più tempo nell'ambiente riflettenti ed esposti alcuni comportamenti più frequentemente ci rispetto al non-riflettente ambiente; gamberi isolato non ha mostrato differenze. Gamberi che sono stati alloggiati in coppie dello stesso sesso sviluppato un rango sociale di dominante o subordinato. Le risposte alla riflessione differiva tra gamberi dominanti e subordinati (maggio & Mercier, 2006; maggio & Mercier, 2007). Gamberi dominante passato più tempo sul lato riflettente, è entrato angoli riflettenti più frequentemente e ha trascorso più tempo in angoli di riflessione rispetto alla non-riflettenti laterali. Gamberi subordinato camminato al contrario più spesso sul lato riflettente che sul lato non riflettente. I dati preliminari suggeriscono effetti simili provocati dalle indicazioni visive fornite da un gambero in una piccola camera adiacente (Maggio et al., 2008).

Protocol

1. Socializzazione

1. Per spegnere esistenti ceti sociali, ogni gambero è alloggiato per 7 - 14 giorni in un contenitore di plastica separato (30 cm di lunghezza x 17,5 cm di larghezza x 13 cm di profondità), riempito con filtrata, acque gassate e un piccolo vaso di fiori di plastica che funge da riparo. Se si utilizzano contenitori trasparenti, un divisore (tovagliolo di carta ad esempio) si posiziona tra i contenitori per assicurare gamberi sono visivamente isolati.
2. Gamberi nel gruppo "isolati" rimangono in isolamento per altri 3 - 14 giorni. L'acqua è cambiato e gamberi vengono nutriti 3 volte alla settimana.
3. Per stabilire un rango sociale, gamberi di fiume sono collocati in coppie dello stesso sesso dopo l'isolamento iniziale. Gamberi sono pesati, e la lunghezza del corpo si misura (rostro fino telson); coppie sono dimensioni corrispondenza entro il 10% di peso e lunghezza. Bianco vernice acrilica viene applicato al carapace di ogni gamberi per identificare gli individui. (Di solito un punto viene applicato a un membro e una linea all'altra.)
4. Dopo un periodo di 30 minuti di riposo, ogni coppia di gamberi è permesso di interagire in un ambiente pulito, contenitore di plastica bianco (48 cm di lunghezza x 25 cm di larghezza x 13 cm di profondità), riempiti a metà strada con filtrata, acqua gassata (temperatura ambiente). Questo incontro può essere registrato su nastro VHS con una telecamera collegata ad un videoregistratore, o è registrato su un computer con una webcam. Questa interazione permette di sviluppare ranghi dominio.
5. Dopo l'interazione iniziale, ogni coppia di gamberi è ospitato insieme in un contenitore di plastica più grandi (58 cm di lunghezza x 30 cm di larghezza x 35 cm di profondità) per un ulteriore 3 - 14 giorni. Questo contenitore riceve l'acqua circola da un sistema di filtrazione. Un unico tubo in PVC (circa 10 cm di lunghezza) è previsto per il riparo.

2. Costruzione di Acquario Test e controlli

Metodo che ho

1. Per esaminare le risposte ad un ambiente riflettente, un acquario di vetro o plexiglas (52 cm di lunghezza x 25 cm di larghezza x 30 cm di altezza) è usato (Figura 1).
2. Uno specchio (25 cm di lunghezza x 20 cm di altezza) è posta ad una estremità della vasca e fissato sia con colla o cera di montaggio. Due specchi (26 cm di lunghezza x 20 cm di altezza) sono poste ai lati, adiacente allo specchio fine, e sono fissati con colla o cera.
3. Le restanti pareti sono coperte in un film finestra finitura opaca. Questo film rimuove la riflessione, ma non interferisce con le condizioni di illuminazione. Una leggera carteggiatura del film può essere richiesto per assicurare che il film è completamente antiriflesso.

Metodo II

4. Per esaminare le risposte a stimoli visivi forniti da un gambero vivo ("gamberi sorgente"), un acquario in plexiglass con due camere finale è utilizzato (Figura 2). L'acquario contiene un ampio vano centrale (48 cm di lunghezza x 26 cm di larghezza x 26 cm di altezza) e due scomparti estremità più piccola di dimensioni uguali (12 cm di lunghezza x 26 cm di larghezza e 26 cm di altezza). I compartimenti fine sono separati dal vano centro di plexiglas trasparente, che è sigillato per evitare che l'acqua e segnali chimici di passare tra i compartimenti.
5. Il perimetro esterno del acquario è rivestito in modo non riflettente di plastica opaca, lasciando le due barriere ad ogni estremità trasparente.
6. Come controllo, un cubo costruito con argilla da modellare (ad esempio Sculptee) viene utilizzato per fornire input visivo da un oggetto inerte. Il cubo (3,5 cm x 3,0 cm x 3,3 centimetri) è il volume approssimativo del gambero sorgente ed è dipinta di un rosso simile a colori.

3. Visual Training

Metodo che ho

1. Gamberi sono videoregistrate nello specchio / serbatoio opaco 3-14 giorni dopo la lotta per determinare lo stato dominanza.
2. Gamberi sono posti, uno ciascuno, in un contenitore Tupperware contenente gassate, acqua filtrata e un vaso di fiori di plastica utilizzate per il riparo. Gamberi sono portati alla sala prove e dato 30 minuti per ambientarsi prima del test.
3. L'acquario di prova, a metà foderato con specchi e mezza foderato con antiriflesso in plastica, è pieno di gassate, acqua filtrata a una profondità di circa 20 cm.
4. Una fotocamera digitale è collegata tramite cavi audio / video ad un videoregistratore VHS ed è posto sopra l'acquario abbastanza alto per vedere l'acquario intero. I video sono registrati su nastro VHS. In alternativa, una webcam collegata ad un computer può essere utilizzato, e video possono essere registrati con un film-making programma e registrati su DVD.
5. Un gambero della coppia è posizionato delicatamente nel centro dell'acquario utilizzando un vaso di fiori, e la sua attività viene registrato per 20 min. Nessuna persona è presente in sala durante la registrazione, per ridurre le interferenze da estranei input visivi e uditivi. Ogni sforzo è fatto per assicurare che l'ambiente di registrazione è tranquilla.
6. A seguito di test, il gambero di fiume viene rimosso, e il serbatoio si svuota, sciacquati e riempito con acqua.
7. Per controbilanciare condizioni sperimentali, l'acquario è girato intorno a postogli specchi sul lato opposto della stanza. Questo aiuta a compensare i fattori ignoti che potrebbero causare gamberi a preferire una parte dell'acquario.
8. Il secondo membro della coppia è poi testato con le stesse modalità del primo.

Metodo II

9. Come descritto nel metodo io, gamberi sono portate a sala prove e sono videoregistrato utilizzando la stessa attrezzatura di registrazione.
10. Tutte le camere (la camera di prova centrale e le due camere fine) sono pieni di gassate, acqua filtrata ad una altezza di circa 20 cm.
11. Un gambero di fiume, approssimativamente la stessa dimensione del gambero in fase di test, è posto in una camera fine, e il cubo di controllo è collocato nell'altro.
12. Utilizzando il rifugio vaso di fiori, i gamberi in fase di test viene delicatamente collocato nel centro dell'acquario ed è videoregistrato per 20 min.
13. A seguito di test, l'acquario è svuotato, sciacquato e riempito con acqua.
14. Prima di provare il secondo membro di una coppia, i gamberi di origine e di controllo del cubo sono spostati verso le camere a lato opposto, per contrastare le condizioni di equilibrio.

4. Analisi delle risposte a stimoli visivi

Metodo che ho

1. In modo che lo sperimentatore è cieco per lo status sociale del gambero, il comportamento nello specchio / acquario opaco viene analizzato prima di analizzare la lotta prove comportamento.
2. La quantità di tempo che il gambero di fiume passa su entrambi i lati dell'acquario viene registrato. Il gambero di fiume è considerato di passare da un lato all'altro quando il coxae del chelipeds passare la linea mediana del serbatoio (Figura 3).
3. La frequenza dei comportamenti in curva, tornitura, attraversare, a piedi congelamento e reverse (vedi Tabella 1 per le descrizioni) sono anche registrati.
4. Comportamenti esibiti sul lato riflettente del serbatoio vengono confrontati con comportamenti esibiti sul lato non riflettente con un paired t-test per ogni gruppo sociale.

Metodo II

5. Come nel metodo I, videocassette di comportamento gamberi vengono analizzati prima di analizzare le prove combattere.
6. La quantità di tempo che il gambero di fiume passa su entrambi i lati dell'acquario viene registrata come descritto nel metodo I.
7. La frequenza della curva, alla fine di fronte, girando, incrocio, allevamento e indietro a piedi (Tabella 1) sono registrati.
8. Comportamenti eseguiti sul lato gamberi di origine sono rispetto ai comportamenti eseguiti sul lato cubo di controllo utilizzando un paired t-test per ogni gruppo sociale.

5. Analisi dei Combattimenti

1. Le registrazioni del comportamento lotta durante i primi 30 minuti di accoppiamento sono visti e ha segnato. Ogni sessione di 30 minuti di registrazione include vari incontri in cui il gambero di fiume in contatto con i loro artigli e / o antenne. All'interno di questi incontri, le chele sono di solito utilizzate per spingere, colpire o afferrare l'avversario, e le antenne sono a volte utilizzati per montare l'avversario. Un gambero può tentare di capovolgere il suo avversario e tenerlo a terra. Ogni incontro si conclude quando uno si ritira gamberi di fiume a piedi invertire o girando la coda per ottenere il "fuga di nuoto".
2. Il numero di incontri agonistico è registrato, e l'identità del gambero (determinata dalla vernice marcatura sul torace) che si ritira da ogni incontro è anche registrato. I gamberi che perde la maggior parte degli incontri in ogni sessione 30 min è considerato il perdente, e il gambero altro è considerato il vincitore.

6. Rappresentante Risultati

Durante il periodo di lotta di 30 minuti, tutte le coppie di mostrare comportamenti agonistici. Tali comportamenti comprendono intercettazioni antenna, affondo, spingere, afferrare, chele sorprendente, e lanciando l'avversario, come riportato altrove (ad esempio maggio & Mercier 2006, 2007). Alla fine uno gamberi in ogni coppia in modo coerente ed evita ulteriori ritiri di contatto. I gamberi in ritirata è considerato il perdente ed è classificato come subordinato, il gambero di fiume vincente è classificato come dominante.

Rango può essere monitorato per tutto il periodo di custodia abbinato osservando il comportamento gambero nel serbatoio, che contiene un solo tubo di plastica per il riparo. Il gambero dominante occupa sempre il rifugio, e il gambero subordinato non lo fa. Il gambero subordinato cammina spesso con le chele tenute vicine e davanti, e il gambero dominante passeggiate tipicamente con le chele sollevate e più distanti (Guiasu & Dunham, 1998). Quando il cibo viene aggiunto al serbatoio, il gambero di fiume dominante di solito prende il primo alimento. Nei nostri studi con P. clarkii (es. maggio & Mercier 2006, 2007), di solito non ci sono inversioni di rango dopo tre giorni di accoppiamento continuo.

In rari casi, un membro della coppia muore prima del periodo di abbinamento viene completato. Questo è più probabile che si verifichi se il periodo di accoppiamento ètempo (ad esempio 14 giorni) e se il gambero di fiume sono troppo strettamente abbinati alle dimensioni o peso. Così, le morti possono essere evitate, consentendo circa una differenza del 10% in peso. Se un membro di una coppia muore, i dati l'altro membro non sono inclusi nello studio.

Gamberi dominanti e subordinati tipicamente mostrano risposte diverse per l'ambiente riflettente. Gamberi dominante sempre più tempo sul lato riflettente, ma gamberi subordinato e isolato non (maggio & Mercier, 2006, 2007). Gamberi dominanti mostrano anche in curva e di svolta più di frequente sul lato riflettente che sul lato non riflettente, ma isola e in genere non subordinati. Tali differenze tra gamberi dominanti e subordinati, tuttavia, non sono stabiliti immediatamente, ma sviluppare durante il periodo di accoppiamento 3-14 giorni (maggio & Mercier, 2007).

La prova preliminare indica che gambero dominanti e subordinati rispondono in modo diverso agli stimoli visivi forniti da un gambero vivo (gamberi fonte) dopo 3 giorni di accoppiamento (Maggio et al., 2008). Gamberi dominante passare più tempo sul lato della vasca con i gamberi fonte e l'angolo più a lungo su quel lato, ma gamberi subordinato non presentano differenze tra le due parti.

Comportamento	Descrizione
in curva	di fronte l'angolo dell'acquario e rimanere lì per almeno 5 s con le punte di entrambi gli artigli di toccare le pareti diverse (Figura 4)
fine di fronte	di fronte al muro su un lato della vasca per almeno 5 s con la punta di almeno un artiglio toccare la parete di fondo (Figura 5)
svolta	cambiare la direzione del tracciato a piedi dal senso orario per versa in senso antiorario o viceversa (Figura 6)
incrocio	lasciando il perimetro della vasca e camminare almeno una lunghezza del corpo a qualsiasi altra parete (Figura 7)
inverso a piedi	camminando all'indietro per almeno una lunghezza del corpo
congelamento	brusca interruzione di tutti i movimenti visibili, tra cui quella di appendici e antenne, per almeno 5 s
allevamento up	in piedi sulle gambe quarto e quinto a piedi mentre si solleva la superficie ventrale del torace contro un muro e mettendo almeno una gamba camminando sul muro

Comportamenti Tabella 1. Esposte da P. clarkii nel compartimento centrale del serbatoio di prova.

Figura 1. Schematica di acquario usato in Mezza I. Metodo dell'acquario è rivestita di specchi, mentre l'altra metà è foderato con antiriflesso in plastica.

Figura 2. Schematica di acquario nel metodo II. Questo serbatoio è composto da una zona centrale, dove si trova il gambero di prova, e due camere fine, divisi da una barriera intatta plexiglas. Un gamberi vivi è posto in una camera fine, e un cubo è posizionato nella camera di altra estremità come controllo.

Figura 3. Schematica di acquari di prova con la linea mediana dipinta come una linea tratteggiata verticale. I gamberi passa da un lato all'altro quando il coxae del chelipeds passare la linea mediana.

Figura 4. Diagramma che indica la posizione del gambero in curva. Si noti che le punte di entrambi chele si toccano le pareti diverse.

Figura 5. Diagramma che indica la posizione del gambero, mentre di fronte alla parete di fondo. Da notare che entrambe le chele si toccano lo stesso muro.

Figura 6. Girando Schema indicazione. L'inversione della direzione del movimento costituisce una svolta. Si trasforma può verificarsi in un angolo (ad esempio direzione 1 in direzione 2 e da 4 a direzione direzione 5) o sul lato (non mostrato). Entrando in curva e lasciandola nella stessa direzione (ad esempio direzione 1 in direzione 3) non è una svolta.

Figure 7. schematica che mostra un comportamento che attraversano. Attraversando si verifica quando il gambero di fiume lascia una parete e si sposta in un muro, ad una distanza di almeno una lunghezza del corpo dalla parete più vicina (freccia).

Fotografia Figura 8. Raffigurante allevamento fino comportamento. I gamberi si trova negli ultimi due gambe, piedi e solleva il corpo contro un muro, prendere contatto con almeno una gamba camminando.

Discussion

L'osservazione che gambero dominante trascorrere più tempo in un ambiente riflettente suggerisce di riconoscere un immagine riflessa come conspecifici, e che segnali visivi sono sufficienti a suscitare comportamenti approccio. Risultati simili utilizzando un gambero vivo invece di una immagine riflessa sostenere una simile interpretazione. Gamberi subordinato e isolato non mostrano una preferenza per l'ambiente riflettente, né gamberi subordinato sembrano preferire un gambero in diretta su un cubo. Così, le risposte agli stimoli visivi dipendono rango dominanza. Non è ancora chiaro se gamberi sono attratti in particolare da un'immagine gamberi o dal movimento. Tuttavia, è possibile esplorare il ruolo di input visivi e per identificare segnali visivi con specchi e immagini forniti in una partizione trasparente.

Risultati precedenti indicano che gambero dominanti e subordinati rispondere alle superfici riflettenti essenzialmente nello stesso modo dopo solo una sessione di 30 min accoppiamento, e che le differenze nel comportamento emergono con 3-14 giorni di accoppiamento a causa dei cambiamenti nel comportamento del gambero perdere (maggio e Mercier, 2007). Così, i comportamenti si osserva in risposta a segnali visivi dipendono sia l'esito dell'incontro e sulla durata di socializzazione. Vincere o perdere incontri agonistico è noto a pregiudicare il successo di incontri futuri, con la vittoria aumentando la probabilità di vincere di nuovo, e perdendo sempre più la probabilità di successive perde (Hsu & Wolf, 1999). I meccanismi alla base della plasticità comportamentale esibito da perdere gamberi in risposta a segnali visivi potrebbe essere correlato a cambiamenti nel sistema nervoso che accompagnano il rafforzamento dello status subordinato (maggio & Mercier, 2006, 2007).

Gli esperimenti qui descritti possono essere modificati per valutare la complessità degli stimoli sensoriali necessari per suscitare comportamenti approccio. Ciò potrebbe essere realizzato modificando vari aspetti di riferimenti visivi fornito dietro un divisorio trasparente e combinando questi segnali visivi con fattori chimici e tattile. Acqua condizionata potrebbe essere aggiunto allo specchio / opaco acquario per aggiungere un componente chimico. In alternativa, i fori potrebbero essere aggiunte alla barriera trasparente nel serbatoio camera fine di consentire il trasferimento di segnali chimici dai gamberi fonte vivo.

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