Recording Verhaltensreaktionen auf Reflection in Crayfish

Summary

Wir haben zwei Methoden zur Untersuchung von Auswirkungen der visuelle Hinweise auf das Verhalten in der Abwesenheit von taktilen und chemische Reize entwickelt. Eine Methode besteht videotaping Reaktionen der Krebse zu reflektierenden Wänden in einem Aquarium, der andere untersucht Auswirkungen der visuellen Eingänge durch eine Live-Krebse hinter einer transparenten Partition zur Verfügung gestellt.

Abstract

Soziales Verhalten ist abhängig von sensorischen Input aus dem visuellen, mechanischen und olfaktorischen Systeme. Eine wichtige Frage betrifft die relative Bedeutung der einzelnen Sinnesmodalität in Führungsverhalten. Die Rolle der visuellen Eingänge hat durch Isolierung visuelle Reize aus mechanischen und chemosensorischen Reize untersucht worden. In einigen Studien (Bruski & Dunham, 1987:. Delgado-Morales et al, 2004) visuellen Eingänge mit Augenbinden oder geringer Lichtintensität entfernt worden, und die Auswirkungen der übrigen sensorischen Modalitäten aufgeklärt worden. Ein alternativer Ansatz ist, um die Auswirkungen der visuellen Eingänge in Ermangelung einer entsprechenden mechanischen und chemosensorischen Hinweise zu studieren. Dieser Ansatz zielt auf die exklusive Rolle der visuellen Eingänge zu identifizieren.

Wir haben zwei Methoden verwendet, um visuelle Reize zu bieten Krebse, ohne chemische und mechanische Signale. In einem Verfahren werden Krebse in einem Aquarium, wo die Hälfte der Wände mit Spiegeln bedeckt sind, um eine reflektierende Umgebung bereitzustellen gefilmt, und die andere Hälfte in eine nicht-reflektierende (matte Oberfläche) aus Kunststoff abgedeckt. Dies gibt die Krebse die Wahl zwischen reflektierenden und nicht reflektierenden Umgebungen. Die reflektierende Umgebung bietet visuelle Hinweise in Form von Spiegelbildern der Krebse, wie es in der Hälfte der Tank bewegt, diese visuellen Hinweise sind aus der nicht-reflektierende Hälfte der Tank fehlt. Eine alternative Methode ist auf Videoband das Verhalten der Krebse in einem Aquarium durch eine kleinere Kammer an jedem Ende getrennt, mit einem Flusskrebs in einem kleinen Raum bietet visuelle und einem inerten Objekt in die entgegengesetzte kleine Kammer mit einer visuellen Input von einem nicht bewegten, Nicht-Krebse Quelle.

Unsere veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass Reaktionen der Krebse auf die reflektierende Umgebung auf Sozialisation und Dominanz Rang ab. Sozialisiert Krebse verbrachte mehr Zeit in der reflektierenden Umgebung und stellte bestimmte Verhaltensweisen häufiger als in der nicht-reflektierenden Umgebung, isoliert Krebse zeigten keine solchen Unterschiede. Crayfish, die in gleichgeschlechtlichen Paaren untergebracht wurden entwickelt, eine soziale Rang entweder dominant oder untergeordnet. Responses to Reflexion unterschieden zwischen dominanten und untergeordneten Krebse (May & Mercier, 2006; May & Mercier, 2007). Dominant Krebse verbrachte mehr Zeit auf der reflektierenden Seite trat reflektierende Ecken häufiger und verbrachte mehr Zeit in reflektierende Ecken im Vergleich zu den nicht-reflektierende Seite. Untergeordnete Krebse gingen in umgekehrter öfter auf der reflektierenden Seite als auf der nicht-reflektierende Seite. Vorläufige Daten weisen ähnliche Wirkungen von visuellen Hinweisen von einem Flusskrebs in einem kleinen Nebenraum (May et al., 2008) zur Verfügung gestellt.

Protocol

1. Sozialisation

1. Zum Löschen bestehender sozialer Reihen, ist jede Krebse für 7 untergebracht - 14 Tage in einem separaten Kunststoffbehälter (30 cm lang x 17,5 cm breit x 13 cm tief), mit gefiltertem, kohlensäurehaltiges Wasser und eine kleine Kunststoff-Blumentopf, der als dient gefüllt Unterschlupf. Wenn transparenten Behältern verwendet werden, ist ein Teiler (zB Papierhandtuch) zwischen Behälter gelegt, um sicherzustellen, Krebse optisch isoliert sind.
2. Crayfish in der "Isolated" Gruppe isoliert zu bleiben für eine weitere 3 bis 14 Tagen. Wasser ist verändert und Krebse gefüttert werden 3 mal wöchentlich.
3. Um eine soziale Rang, sind Krebse in gleichgeschlechtliche Paare nach der ersten Isolierung gelegt. Crayfish werden gewogen und Körperlänge gemessen wird (Rostrums bis telson); Paare sind bis zu 10% Gewicht und Länge Größe abgestimmt. Weiße Acrylfarbe auf dem Panzer der einzelnen Krebse auf einzelne Personen zu identifizieren angewendet. (Normalerweise wird ein Punkt gesetzt werden soll ein Mitglied und eine Linie zu den anderen angewendet.)
4. Nach 30 min Ruhezeit ist jeder Krebse Paar darf in einem sauberen, weißen Kunststoff-Behälter (48 cm lang x 25 cm breit x 13 cm tief), gefüllt auf halbem Weg mit gefilterter, kohlensäurehaltiges Wasser (Raumtemperatur) zu interagieren. Diese Begegnung ist entweder auf VHS-Kassette mit einer Kamera an einen Videorecorder aufgezeichnet, oder es ist auf einem Computer mit einer Webcam aufgezeichnet. Dieses Zusammenspiel ermöglicht Dominanz Reihen zu entwickeln.
5. 14 Tage - Im Anschluss an die erste Begegnung, wird jedes Krebse Paar zusammen in eine größere Kunststoffbehälter (58 cm lang x 30 cm breit x 35 cm tief) für weitere 3 untergebracht. Dieser Container bekommt zirkulierende Wasser aus einer Filteranlage. Eine einzige PVC-Schlauch (ca. 10 cm Länge) ist für Schutz gestellt.

2. Bau von Test-Aquarium und Steuerungen

Methode I

1. Um Antworten auf eine reflektierende Umgebung, ein Glas oder Plexiglas Aquarium (52 ​​cm lang x 25 cm breit x 30 cm hoch) verwendet wird (Abbildung 1) zu untersuchen.
2. Ein Spiegel (25 cm lang x 20 cm hoch) ist an einem Ende des Aquariums gelegt und entweder mit Kleber oder Montage Wachs. Zwei Spiegel (26 cm lang x 20 cm hoch) sind auf den Seiten platziert, anliegende Ende Spiegel, und mit Kleber oder Wachs befestigt.
3. Die übrigen Wände sind in einem matten Finish Fenster-Folie abgedeckt. Dieser Film entfernt die Reflexion aber nicht mit Lichtverhältnisse stören. Ein leichtes Abschleifen, um den Film erforderlich sein, um sicherzustellen, dass der Film vollständig ist entspiegelt werden.

Methode II

4. Um zu untersuchen, Reaktionen auf visuelle Reize durch eine Live-Krebse ("source Krebse"), ein Plexiglas Aquarium mit zwei End-Kammern vorgesehen verwendet wird (Abbildung 2). Das Aquarium enthält eine große zentrale Kompartiment (48 cm lang x 26 cm breit x 26 cm hoch) und zwei kleinere Ende Fächern gleich groß (12 cm lang x 26 cm breit und 26 cm hoch). Das Ende Fächer sind aus der Fach-Center mit transparentem Plexiglas, die versiegelt, um Wasser und chemische Signale aus, die zwischen Fächern zu verhindern, ist getrennt.
5. Der äußere Umfang des gesamten Aquarium ist in einem nicht-reflektierenden matten Kunststoff beschichtet, so dass die zwei Barrieren an jedem Ende transparent.
6. Als eine Kontrolle, einen Kubus aus Modelliermasse hergestellt (zB Sculptee) wird verwendet, um visuelle Eindrücke aus einem inerten Objekt bereitzustellen. Der Würfel (3,5 cm x 3,0 cm x 3,3 cm) ist die ungefähre Volumen der Quelle Krebse und malte eine ähnliche Farbe rot.

3. Visuelles Training

Methode I

1. 14 Tage nach dem Kampf um die Vorherrschaft Status zu bestimmen - Crayfish sind in den Spiegel / matte Tank 3 auf Video aufgezeichnet.
2. Crayfish platziert sind, jeweils in einen Tupperware Behälter belüftet, gefiltertem Wasser und einem Kunststoff-Blumentopf Unterschlupf genutzt. Crayfish sind den Testraum genommen und 30 min vor dem Test zu akklimatisieren.
3. Der Test Aquarium, mit Spiegeln und halb ausgekleidet mit nicht-reflektierende Kunststoff, mit Kohlensäure, gefiltertes Wasser bis zu einer Tiefe von ca. 20 cm gefüllt halb ausgekleidet.
4. Eine digitale Kamera ist über Audio / Video-Kabel an einen VHS-Videorecorder verbunden ist und über dem Aquarium hoch genug, um das gesamte Aquarium Ansicht platziert. Videos werden auf VHS-Kassette aufgezeichnet. Alternativ kann eine Webcam an einen Computer angeschlossen verwendet werden, und Videos können mit einem Film-Making-Programm erfasst und gespeichert werden auf DVD.
5. Ein Flusskrebs des Paares wird sanft in die Mitte des Aquariums mit einem Blumentopf gelegt, und ihre Aktivität wird für 20 min aufgezeichnet. Keine Person ist in den Raum während der Aufnahme, um Störungen durch fremde visuellen und auditiven Inputs zu reduzieren. Es wird alles unternommen, um sicherzustellen, dass die Aufnahme-Umgebung ruhig ist.
6. Nach der Prüfung ist die Krebse entfernt, und der Tank entleert, gespült und neu befüllt mit Wasser.
7. Um ein Gegengewicht experimentellen Bedingungen, ist das Aquarium um zu Ort gedrehtder Spiegel auf der gegenüberliegenden Seite des Raumes. Dies hilft, für unbekannte Faktoren, die die Krebse auf der einen Seite des Aquariums bevorzugen vielleicht kompensieren.
8. Das zweite Mitglied des Paares wird dann in der gleichen Weise wie die erste getestet.

Methode II

9. Wie in Methode I beschrieben sind, sind Krebse auf den Prüfraum gebracht und auf Video aufgenommen mit der gleichen Kontrollgeräts.
10. Alle Kammern (Mitte Prüfkammer und die beiden Ende Kammern) sind mit belüfteten, gefiltertes Wasser bis zu einer Höhe von ca. 20 cm gefüllt.
11. Ein Krebs, etwa die gleiche Größe wie die Krebse getestet wird, ist in einem Ende Kammer platziert und die Kontrolle Würfel ist in den anderen gelegt.
12. Mit dem Blumentopf Obdach, ist die Krebse getestet sanft in die Mitte des Aquariums platziert und wird für 20 min auf Video aufgezeichnet.
13. Nach der Prüfung ist das Aquarium entleert, gespült und neu befüllt mit Wasser.
14. Vor der Prüfung das zweite Mitglied eines Paares, sind die Quelle Krebse und Kontrolle Würfel zum gegenüberliegenden Ende Kammern bewegt, das Gleichgewicht Bedingungen zu begegnen.

4. Auswertung der Antworten auf visuelle Reize

Methode I

1. So, dass der Experimentator blind für den sozialen Status des Krebses, das Verhalten in den Spiegel / matte Aquarium ist vor der Analyse Kampfverhalten Studien analysiert.
2. Die Zeit, die Krebse verbringt auf jeder Seite des Aquariums wird aufgezeichnet. Die Krebse gilt als von einer Seite zur nächsten zu gelangen, wenn die coxae der chelipeds der Mittellinie des Behälters (Abbildung 3) weitergeben.
3. Die Häufigkeit der Verhaltensweisen Kurvenfahrten, Wenden, Kreuzung, Gefrier-und Reverse-Walking (siehe Tabelle 1 für Beschreibungen) werden ebenfalls erfasst.
4. Verhalten zeigte auf der reflektierenden Seite des Tanks sind Verhaltensweisen auf den nicht-reflektierenden Seite mit einem gepaarten t-Test für jede soziale Gruppe zeigte im Vergleich.

Methode II

5. Wie in Methode I werden Videobänder von Krebsen Verhalten vor der Analyse zu kämpfen Studien analysiert.
6. Die Zeit, die Krebse verbringt auf beiden Seiten des Aquariums wird aufgezeichnet, wie in Methode I beschrieben
7. Die Häufigkeit der Kurvenfahrt zugewandten Ende, Drehen, Kreuzung, Aufzucht-und Reverse-Walking (Tabelle 1) erfasst werden.
8. Verhalten auf dem Quell-Krebse Seite durchgeführt werden, um das Verhalten auf der Steuerungs-Cube-Seite mit einem gepaarten t-Test für jede soziale Gruppe durchgeführt verglichen.

5. Analysis of Fights

1. Aufnahmen des Kampfes Verhalten während der ersten 30 min der Paarung sind angesehen und bewertet. Jede 30 min Aufnahme-Session enthält mehrere Begegnungen, in denen die Krebse in Kontakt mit ihren Klauen und / oder Antennen. Innerhalb dieser Begegnungen sind die Scheeren in der Regel zum Schieben, Schlagen oder Festhalten des Gegners verwendet, die Antennen sind manchmal zum Schlagen des Gegners eingesetzt. Ein Flusskrebs kann versuchen, seine Gegner Flip und halten Sie ihn auf den Boden. Jede Begegnung endet, wenn ein Flusskrebs Retreats durch Reverse-Walking oder durch Umklappen der Schwanz zu erreichen "Flucht schwimmen."
2. Die Anzahl der agonistischen Begegnungen aufgezeichnet ist, und die Identität der Krebse (bestimmt durch die Farbmarkierung auf den Brustkorb), die sich zurückzieht und bei jeder Begegnung werden ebenfalls aufgezeichnet. Die Krebse, dass die Mehrzahl der Begegnungen in jeweils 30 min Session verliert, ist der Verlierer erachtet, und die anderen Krebse als Sieger.

6. Repräsentative Ergebnisse

Während der 30 Minuten Kampfzeit, weisen alle Paare agonistische Verhaltensweisen. Solche Verhaltensweisen sind Antenne Gewindeschneiden, Longieren, Stoßen, Greifen, Scheeren auffallend, und werfen die Gegner, wie berichtet an anderer Stelle (z. B. May & Mercier 2006, 2007). Schließlich einer Flusskrebse in jedem Paar konsequent Retreats und vermeidet weitere Kontaktaufnahme. Der Rückzug Krebse ist der Verlierer erachtet und als untergeordnet eingestuft; die Gewinner Krebse als dominant eingestuft.

Rang auch in der gesamten gepaart Gehäuse Zeitraum durch Beobachtung Krebse Verhalten in den Vorratsbehälter, die nur ein Kunststoffrohr enthält für Schutz überwacht werden. Die dominierende Krebse immer besetzt die Unterkunft und die untergeordneten Krebse nicht. Die untergeordneten Krebse oft Spaziergänge mit den Scheeren hielt eng zusammen und nach vorne, und die dominante Krebse normalerweise Spaziergänge mit den Scheeren angehoben und weiter auseinander (Guiasu & Dunham, 1998). Wenn neue Nahrung für die Fäkalientank hinzugefügt wird, die dominierende Krebse dauert in der Regel die Lebensmittel zuerst. In unseren Studien mit P. clarkii (z. B. May & Mercier 2006, 2007), gibt es normalerweise keine Rang Rückschläge nach drei Tagen ununterbrochener Paarung.

In seltenen Fällen, stirbt ein Mitglied des Paares vor der Paarung Zeitraum abgeschlossen ist. Dies ist eher auftreten, wenn die Paarung beträgtlangen (z. B. 14 Tage) und wenn die Krebse sind zu dicht gefolgt von Größe oder Gewicht abgestimmt. So können Todesfälle, indem etwa 10% Unterschied im Gewicht vermieden werden. Wenn ein Mitglied eines Paares stirbt, sind die Daten aus den anderen Mitgliedstaaten nicht in die Studie eingeschlossen.

Dominant und untergeordneten Krebse in der Regel zeigen unterschiedliche Reaktionen auf die reflektierenden Umgebung. Dominant Krebse konsequent verbringen mehr Zeit auf der reflektierenden Seite, aber untergeordnet und isoliert Krebse nicht (May & Mercier, 2006, 2007). Dominant Krebse zeigen auch in Kurven und Wenden häufiger auf der reflektierenden Seite als auf der nicht-reflektierende Seite, aber isoliert und Untergebenen in der Regel nicht. Solche Unterschiede zwischen dominanten und untergeordneten Krebse, sind jedoch nicht sofort, sondern etablierte entwickeln sich über 3-14 Tage Paarung Zeitraum (Mai & Mercier, 2007).

Vorläufige Daten zeigen, dass dominante und untergeordnete Krebse reagieren unterschiedlich auf visuelle Signale von einer Live-Krebse (Quelle Krebse) nach 3 Tagen Paarung (May et al., 2008) zur Verfügung gestellt. Dominant Krebse verbringen mehr Zeit auf der Seite des Aquariums mit der Quelle Krebse und Ecke länger auf dieser Seite, aber untergeordnete Krebse zeigen keine solchen Unterschiede zwischen den beiden Seiten.

Verhalten	Beschreibung
Kurvenlicht	Blick auf die Ecke des Aquariums und blieb dort für mindestens 5 s mit den Spitzen der beiden Krallen berühren verschiedene Wände (Abbildung 4)
Ende nach	Gesicht zur Wand an einem Ende des Behälters für mindestens 5 s mit der Spitze von mindestens einer Kralle berührt die Stirnwand (Abbildung 5)
Drehung	Änderung der Wanderweg Richtung gegen den Uhrzeigersinn oder umgekehrt Uhrzeigersinn (Abbildung 6)
Kreuzung	Verlassen des Umfangs des Aquariums und zu Fuß mindestens eine Körperlänge bis eine andere Wand (Abbildung 7)
Reverse Fuß	Rückwärtsgehen für mindestens eine Körperlänge
Einfrieren	abrupte Beendigung aller sichtbare Bewegung, einschließlich der Anhänge und Antennen, für mindestens 5 s
Aufbäumen	Stehen auf dem vierten und fünften Laufbeinen beim Heben der ventralen Fläche des Thorax gegen eine Wand und Platzierung mindestens einen Fuß Bein an der Wand

Tabelle 1. Behaviors von P. ausgestellt clarkii in der mittleren Kammer des Tests Tank.

Abbildung 1. Schematische Darstellung des Aquariums in Method I. Hälfte des Aquariums verwendet wird mit Spiegeln ausgekleidet, während die andere Hälfte mit nicht-reflektierende Kunststoff ausgekleidet ist.

Abbildung 2. Schematische Darstellung des Aquariums in Methode II verwendet. Dieser Tank ist von einem mittleren Bereich, wo der Test Krebse platziert ist, und zwei End-Kammern, die durch eine intakte Barriere Plexiglas verteilt zusammen. Eine Live-Krebse ist in einem Ende Kammer platziert und ein Würfel ist in das andere Ende Kammer als Kontrolle gestellt.

Abbildung 3. Schematische Darstellung des Test-Aquarium mit der Mittellinie als eine vertikale gestrichelte Linie dargestellt. Die Krebse geht von einer Seite zur anderen, wenn die coxae der chelipeds der Mittellinie passieren.

Abbildung 4. Diagramm, welches die Position des Krebses bei Kurvenfahrten. Beachten Sie, dass die Spitzen der beiden Scheeren berühren verschiedene Wände.

Abbildung 5. Diagramm, welches die Position des Krebses, während vor der Stirnwand. Beachten Sie, dass beide Scheeren berühren die gleiche Wand.

Abbildung 6. Schematische Darstellung anzeigt, drehen. Die Umkehrung der Richtung der Bewegung stellt eine Wende. Schaltet sich in einer Ecke (zB Richtung 1 in Richtung 2 und aus Richtung 4 in Richtung 5) oder an der Seite (nicht dargestellt) auftreten. Eingabe der Kurvenfahrt und verlassen sie in die gleiche Richtung (zB Richtung 1 in Richtung 3) ist nicht eine Wende.

Figure 7. Schematische Darstellung der Kreuzung Verhalten. Crossing tritt auf, wenn die Krebse lässt eine Wand und fährt auf einer anderen Wand, in einem Abstand von mindestens einer Körperlänge von der nächsten Wand (Pfeil).

Abbildung 8. Photograph Darstellung Aufbäumen Verhalten. Die Krebse steht auf den letzten zwei Fuß Beine und hebt den Körper gegen eine Wand, die Kontaktaufnahme mit mindestens einem Fuß Bein.

Discussion

Die Beobachtung, dass dominante Krebse mehr Zeit damit verbringen, in einer reflektierenden Umgebung lässt vermuten, dass sie ein Spiegelbild zu erkennen, wie ein Artgenosse, und das visuelle Hinweise genügen, um Ansatz Verhalten zu entlocken. Ähnliche Ergebnisse mit einem lebenden Krebse statt eines reflektierten Bildes unterstützen eine solche Auslegung. Untergeordnete und isoliert Krebse zeigen nicht eine solche Vorliebe für die reflektierenden Umgebung, noch untergeordnete Krebse erscheinen, ein Live-Krebse über einen Würfel bevorzugen. So hängen Reaktionen auf visuelle Hinweise auf Dominanz Rang. Es ist noch nicht klar, ob Krebse und zwar durch einen Flusskrebs Bild oder durch Bewegung angezogen werden. Dennoch ist es möglich, die Rolle der visuellen Eingänge zu erkunden und visuelle Signale mit Hilfe von Spiegeln und Bildern über eine transparente Trennwand versehen zu identifizieren.

Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass dominante und untergeordnete Krebse zu reflektierenden Flächen reagieren im wesentlichen auf die gleiche Weise nach nur 30 min Paarung Sitzung, und dass die Unterschiede im Verhalten mit 3 emerge - 14 Tage der Paarung aufgrund der Veränderungen im Verhalten der unterlegenen Flusskrebsen (May & Mercier, 2007). So hängt das Verhalten beobachtet man in Reaktion auf visuelle Signale auf beiden das Ergebnis der Begegnung und der Dauer der Sozialisation. Gewinnen oder Verlieren agonistischen Begegnungen ist bekannt für den Erfolg der künftigen Begegnungen beeinflussen, mit dem Gewinn erhöht sich die Wahrscheinlichkeit des Gewinnens wieder und verlieren zunehmend die Wahrscheinlichkeit des späteren verliert (Hsu & Wolf, 1999). Die zugrunde liegenden Mechanismen Verhaltensplastizität ausgestellt durch den Verlust Krebse in Reaktion auf visuelle Signale können zu Veränderungen im Nervensystem, die Verstärkung des untergeordneten Status zu begleiten (May & Mercier, 2006; 2007) bezogen werden.

Die hier beschriebenen Experimente können modifiziert werden, um die Komplexität der sensorischen Signale erforderlich, um Ansatz Verhalten auslösen zu bewerten. Dies könnte durch die Veränderung verschiedener Aspekte der visuellen Hinweisen hinter einer durchsichtigen Trennwand und durch die Kombination von visuellen Hinweisen wie mit chemischen und taktilen Faktoren vorgesehen erreicht werden. Aufbereitete Wasser kann zum Spiegel / matte Aquarium gegeben werden, um eine chemische Komponente hinzuzufügen. Alternativ könnte Löcher, um die transparente Barriere am Ende Kammer Tank gegeben werden, um für die Übertragung von chemischen Signale aus der Live-Quelle Krebse erlauben.

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