Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

تشريح وشقة-تصاعد للThreespine أبو شوكة الخيشومي الهيكل العظمي

Published: May 7, 2016 doi: 10.3791/54056
Automatic Translation
1, 1
1Department of Molecular and Cell Biology, University of California, Berkeley

Introduction

كمية لا تصدق من التنوع موجود في الهيكل العظمي رئيس من بين الفقاريات، وخاصة بين الأسماك. في كثير من الحالات وهذا التنوع يسهل استراتيجيات التغذية المختلفة 1-4، ويمكن أن تنطوي على تغييرات كبيرة على كل من الزخرفة القحفي الخارجية والداخلية. يقع الهيكل العظمي الخيشومي داخليا في الحلق من الأسماك ويحيط معظم الشدق. ويتكون الهيكل العظمي الخيشومي من 5 قطاعات المتجانسة بشكل متسلسل، والأمامي أربعة منها دعم الخياشيم. معا هذه القطاعات الخمسة تعمل كحلقة وصل بين الأسماك وطعامهم 5. تباين في العديد من الصفات بما في ذلك rakers الخيشومية والأسنان البلعومية، والعظام خيشومي المساهمة في البحث عن الطعام كفاءة على أنواع مختلفة من المواد الغذائية.

خضعت أبو شوكة إشعاع التكيف بعد أشكال المحيطية الأجداد المستعمر بحيرات المياه العذبة والجداول في جميع أنحاء نصف الكرة الشمالي. التحول في النظام الغذائيوقد نتج من العوالق الحيوانية الصغيرة في المحيط الى فريسة أكبر في المياه العذبة في الاختلاف غذائي كبير في 6 عدة سمات القحفي. في حين أن العديد من الدراسات التي تركز على الاختلافات القحفي الخارجية في أبو شوكة 7-13، والتغيرات القحفي هامة تتطور بشكل متكرر في الهيكل العظمي الخيشومي الداخلي. القدرة على خلق الهجينة الخصبة بين السكان أبو شوكة سمك شائك متميزة شكليا يوفر فرصة ممتازة لخريطة الأساس الجيني للتغيرات تطورت إلى هيكل عظمي الخيشومي.

واحدة سمة الغذائية ذات أهمية إيكولوجية هي الزخرفة من rakers الخيشومية والعظام الجلدية الدورية التي تبطن الجزء الأمامي والخلفي وجوه من عظام خيشومي وتستخدم لتصفية العناصر فريسة. الأسماك التي تتغذى عادة على بنود الفرائس الصغيرة تميل إلى أن تكون أطول وأكثر كثافة rakers الخيشومية متباعدة مقارنة الأسماك التي تتغذى على أكبر فريسة 14،15. تم الإبلاغ عن الاختلاف في rakers الخيشومية على حد سواء ثithin وبين الأنواع 14-19، وجوانب الخيشومية الجراف الزخرفة تسهم في محاريب التغذية واللياقة البدنية (16). وقد وثقت عقود من البحث على نطاق واسع عدد الخيشومية الجراف والتباين طول في أبو شوكة threespine 17-21. ومع ذلك، تركز هذه الدراسات عادة على الصف الأول من rakers الخيشومية. وقد أظهرت الأعمال الأخيرة نمطية في التحكم الجيني عدد الخيشومية الجراف عبر الهيكل العظمي الخيشومي 22،23 وعبر صف واحد في الجراف الخيشومية تباعد 23 وطول 24 تسليط الضوء على أهمية دراسة أكثر من صف واحد أو الجراف الخيشومية واحد لفهم الأساس الجيني التنموي للحد من الخيشومية الجراف.

هناك سمة الغذائية الثانية من أهمية بيئية والطبية على حد سواء هي الزخرفة الأسنان البلعومية. الأسنان في الأسماك يمكن أن يكون موجودا في كل من الفك عن طريق الفم وفي الهيكل العظمي الخيشومي، والمعروفة باسم الأسنان البلعومية. وتستخدم الأسنان عن طريق الفم في المقام الأول لصالقبض على ري في حين تستخدم الأسنان البلعومية لالمضغ وفريسة التلاعب 25-27. تشكل كلتا المجموعتين عبر آليات تنموية مشتركة وتعتبر تنمويا مثلي 28. يحدث نمطية للاهتمام حيث مسنن بعض الأنواع، مثل الزرد، وعدم الفم والبلعوم ظهري أسنان 29 في حين أن الأنواع الأخرى متعددة ceratobranchials مسننة، pharyngobranchials، وأحيانا قاعدة اللامي وhypobranchials 30. في أبو شوكة، وتوجد الأسنان البلعومية البطني على ceratobranchial الخامس وظهريا على الأمامي والخلفي pharyngobranchials 31. وتشير الحركيات على تغذية أبو شوكة سمك شائك ويستخدم الفك عن طريق الفم في المقام الأول لالتقاط الفريسة، وتسهيل شفط التغذية 9 ترك المضغ في الفك البلعوم. في البلطي، أقل التشكل البلعوم الفك يختلف بشكل كبير 32،33، ولقد ثبت من أن يكون متوائما والمترابطة مع مكانة الغذائية 34. متعددوقد تطورت التنوير القائل السكان أبو شوكة سمك شائك المياه العذبة زيادات حادة في البلعوم بطني الأسنان عدد 23،35،36. وقد أظهرت الأعمال الأخيرة أن الأساس الجيني التنموي من هذا المكسب الأسنان تطورت يختلف إلى حد كبير في اثنين من السكان المستمدة بشكل مستقل عن أبو شوكة المياه العذبة 36. وخلافا للأسنان الثدييات والأسماك وتجديد أسنانهم باستمرار طوال حياة البالغين 37. تطورت كل من هذه العالي السكان المياه العذبة ذو أسنان وصفه سابقا بمعدل استبدال الأسنان المتسارع، وتوفير نظام الفقاريات نادرة لدراسة الأساس الجيني للتجديد 36.

هناك سمة الغذائية الثالثة التي تطورت بشكل متكرر في أبو شوكة المياه العذبة أطول فوق الخيشومية وceratobranchial العظام، وخيشومي homologs قوس قطعي من الفك العلوي والسفلي، على التوالي 38. عظام خيشومي أطول تمنح لالشدق أكبر وعلى الأرجح هي التكيف ليسمح للمواد فريسة أكبر لتكون جonsumed. وعلاوة على ذلك، في الأسماك الأخرى، وعظام فوق الخيشومية مهمة لعلاج الاكتئاب لوحات الأسنان ظهري البلعوم 25. مثل الخيشومية rakers والأسنان البلعومية، وعظام خيشومي داخلية، وبالتالي، من الصعب تصور بسهولة أو كميا.

هنا نقدم بروتوكول مفصلة لتشريح وشقة جبل الهيكل العظمي-الخيشومي، مما يتيح التصور السهل وتقدير من مجموعة متنوعة من الصفات القحفي الهامة. بينما يصف هذا البروتوكول تشريح أبو شوكة سمك شائك، يعمل هذا الأسلوب نفسه في مجموعة متنوعة من الأسماك الأخرى.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وقد وافق جميع الأعمال الأسماك من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي من جامعة كاليفورنيا في بيركلي (البروتوكول رقم R330). تم تنفيذ القتل الرحيم باستخدام الغمر في 0.025٪ تريكين-S مخزنة مع 0.1٪ بيكربونات الصوديوم 39. يتم تنفيذ جميع الخطوات في درجة حرارة الغرفة.

1. إعداد

ملاحظة: تنفيذ الخطوات 1،1-1،5 في أنابيب مخروطية أو قارورة التلألؤ التي يمكن ختم بإحكام وتكون وضعت أفقيا. الأسماك لا تحتاج إلى أن تهتز باستمرار، ولكن في محاولة لخلط الحل كلما كان ذلك ممكنا من قلب بلطف أو تهز رف من الأنابيب أو قارورة لفضح جميع الاطراف من الأسماك إلى حل تلطيخ والسماح صمة عار على اختراق الأنسجة بالتساوي. لا تضع دفعة كبيرة من الأسماك على شاكر منصة، والوزن الثقيل من السائل سوف كسر شاكر.

  1. إصلاح إما الأسماك الطازجة الموت الرحيم أو الأسماك المخزنة في الإيثانول مع 10٪ محايد مخزنة الفورمالين (NBF) بين عشية وضحاها. بدلا من ذلك، استخدم 4٪ paraformألدهيد في حل برنامج تلفزيوني 1X بدلا من 10٪ بنك الفجيرة الوطني.
    ملاحظة: في حالة استخراج الحمض النووي، لقطة لجزء صغير من الذيلية أو الصدرية زعانف قبل تثبيت وتخزينها في الايثانول.
  2. التخلص من الإصلاح بشكل صحيح في غطاء الكيميائية واستبدالها مع ماء الصنبور (وهذا هو ~ 7.0 درجة الحموضة) لمدة 2 ساعة. تجنب استخدام المياه غير المتأينة لأنها يمكن أن تكون في كثير من الأحيان الحمضية، ويمكن أن يزيل الكلس العظام.
  3. إزالة المياه والأسماك وصمة عار مع 0.008٪ الصبغ الأحمر S في 1٪ KOH في الماء لمدة 24 ساعة. وبالنسبة للأسماك أقل من 20 ملم مدة قياسية، واستخدام 0.004٪ الصبغ الأحمر S. (جعل حل الأسهم 100X (0.8٪) من الصبغ الأحمر الأحمر S ومن ثم يمكن تخفيفه).
  4. إزالة وصمة عار (وضع في حاوية النفايات المناسبة في غطاء محرك السيارة) ومكان الأسماك في مياه الصنبور لبضع ساعة. تغيير الماء حسب الحاجة حتى شطف الماء هو واضح في الغالب.
  5. إزالة أسماك المياه والمكان إلى 50٪ الجلسرين، 0.25٪ KOH للمقاصة خفيفة وتشريح لاحق.
    ملاحظة: يتم تعديل هذا البروتوكول تلطيخ من الأساليب المذكورة سابقا 40،41.

ملاحظة: انظر الشكل رقم 1 لمراجعة رئيس ذات الصلة التشكل العظمي.

الشكل 1
ملطخة رئيس أبو شوكة التشكل العظمي الصبغ الأحمر رئيس أبو شوكة سمك شائك threespine المصورة مع مضان تحت مجموعة رودامين B مرشح: الشكل 1. هو المسمى التشكل المفيدة: أب = وصاد، Subop = subopercle، BSRS = branchiostegal أشعة، Preop = preopercle، Infraorb 1-3 = تحت الحجاج 1-3 (وتسمى أيضا circumorbitals أو suborbitals)، دنت = مضرس، PREMAX = عظم القواطع، ماكس = الفك العلوي ، ناس = الأنف، اللات. ethm = الغربالي الجانبي، Psph = parasphenoid، FRON = العظم الجبهي. للحصول على وصف أكثر تفصيلا لأبو شوكة سمك شائك الرأس هيكل عظمي، انظر أنكار (1974) 31. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر منهذا الرقم.

  1. وضع الأسماك المسطحة (الشكل 2A) وإدراج الملقط حادة # 5 ساعات إلى جانب العين في ~ 45 درجة زاوية لثقب الغشاء الذي يغطي العين.
  2. قشر الغشاء بعيدا عن العين، على غرار تقشير غطاء اللبن (الشكل 2B).
  3. إدراج ملقط مفتوحة وراء العين، والاستيلاء على عقد من العصب البصري وراء العين، وإزالة العين (الشكل 2C). لا ثقب العين لأنها سوف تسرب الميلانين. إذا ثقب، الميلانين يمكن جرفت خلال خطوات لاحقة.
  4. كرر على الجانب الآخر.
  5. بدءا من الخلفي، ووضع واحدة صغيرة شفرة تشريح مقص تحت رفرف وصاد، وسحب مقص شفرة ظهريا فوق وصاد، ثم قطع الأنسجة اللينة من خلال لمحجر العين (الشكل 2D). قطع ظهري حتى العظم وصاد.
  6. قطع العظم الجبهي (الظهرية لمحجر العين) (الشكل 2E).
  7. قطع العظام parasphenoid خط الوسط حول رانه وسط تجويف العين (الشكل 2F).
  8. قطع وصاد كرر على الجانب الآخر.
  9. إدراج ملقط تحت وصاد وقشر ببطء وجهه بعيدا عن الجسم، وتقليم أي نوع من الأنسجة الناعمة لا تزال تعلق (الشكل 2G - H). الحرص على عدم تعطيل الصف الأول من rakers الخيشومية.
    1. بالملقط، فصل ceratohyals على كلا الجانبين من قاعدة اللامي خط الوسط في حين تقشير بعيدا وإزالة الهيكل العظمي القحفي الأمامي (الفك بأكمله بما في ذلك مضرس، قادمة الفك العلوي، والفك العلوي، والهيكل العظمي اللامية بأكمله بما في ذلك وصاد الجلد الخارجي، preopercle، subopercle، و أشعة branchiostegal وظهري الكامنة وعناصر غضروفي بطني، والجزء الأمامي من الجمجمة بما في ذلك الأنف، الغربالي الجانبي، والعظام تحت الحجاج، أنظر الشكلين 1 و 2I).
    2. العمود الفقري الحوض يمكن طيها للخروج من الجسم، ويمكن أن تكون بمثابة مؤشر للملقط لانتزاع عقد سو عندما الحالية. العمود الفقري قفل في مكانه. لفتح، وسحب بلطف العمود الفقري مع ملقط مباشرة بعيدا عن جسم السمكة، ثم ينحني برفق من الخلف للضغط على العمود الفقري شقة ضد الأسماك.
  10. إدراج مغلقة ملقط الخلفي وبطني إلى هيكل عظمي الخيشومي (أقل بقليل من أنبوب الأمعاء) وملقط السحب الأمامية، إغاظة بعيدا العضلات والأربطة المتبقية التي تعلق على هيكل عظمي الخيشومي (الشكل 2J - K).
  11. باستخدام نصائح من ملقط مغلقة، كشط بعيدا العضلات ربط ظهري هيكل عظمي الخيشومي إلى القحف بطني في الخلفية إلى الاتجاه الأمامي (الشكل 2L).
  12. كرر 2.9 و 2.10 على الجانب الآخر.
  13. فهم قاعدة أنبوب القناة الهضمية وسحب الأمامية لإزالة الخيشومي الهيكل العظمي والأمعاء أنبوب (الشكل 2M - N).
  14. فصل أنبوب الأمعاء عن طريق خفض الخلفي عمودي إلى نهاية ceratobranchial الخامس (الشكل 2O
  15. بعد إزالة أي شظايا العظام المتبقية من قحف المخ على الجانب الظهري من الهيكل العظمي الخيشومي، إدراج مقص في سلة خيشومي لاجراء خفض الظهري (قطع الأمامي إلى الخلفي) بين مجموعات ثنائية لوحات ظهري الأسنان (الشكل 3A - D). وتتركز ضمان قطع لتجنب إتلاف لوحات ظهري الأسنان.
  16. جعل اثنين من التخفيضات الجانبية الضحلة في لمعة الأمعاء مطاطي في نهاية الخلفي من الهيكل العظمي الخيشومي (نهاية الأمامي من أنبوب الأمعاء) للمساعدة في فتح هيكل عظمي الخيشومي (الشكل 3E).
  17. وضع الأسماك وكل قطعة نسيج في وعاء ووضع الهيكل العظمي الخيشومي إلى أنبوب microcentrifuge مع 50٪ الجلسرين، 0.25٪ KOH لمواصلة المقاصة لطيف، أو 100٪ الجلسرين إذا لم يكن يحتاج المقاصة أخرى. بحيث يمكن تتبع الجرار التسمية وأنابيب مع معرف فريد. كمية من العلاج المطلوب هو إلى حد كبير وظيفة من حجم الأسماك، والأسماك الكبار كبيرة (أكثر من 40 مترم في طول قياسي) تتطلب عادة المقاصة إضافية.

الشكل 2
الشكل 2: أبو شوكة الخيشومي الهيكل العظمي التشريح الصبغ الأحمر الملون الأسماك أبو شوكة سمك شائك threespine جاهزة للتشريح. وناقصة الصباغ العين من المقاصة واسعة النطاق. وتشير الأسهم الزرقاء اتجاه الحركة. (أ) عرض جانبي لرأس أبو شوكة سمك شائك، الأمامي هو الحق. (ب) إزالة الغشاء الذي يغطي العين. (ج) إزالة العين. (D) الظهرية قطع فوق وصاد. قطع العظم (E) أمامي. قطع (F) Parasphenoid. (G - I) إزالة الهيكل العظمي في الوجه. (J) إزالة اتصالات الأنسجة اللينة هيكل عظمي الخيشومي البطنية. (K - L) إزالة ظهري اتصالات هيكل عظمي خيشومي. (<قوي> M - N) إزالة الهيكل العظمي الخيشومي. (O) فصل أنبوب الأمعاء من الهيكل العظمي الخيشومي. نرى خطوات 2.1 خلال 2.16 لمزيد من التفاصيل. شريط مقياس = 5 ملم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

3. الخيشومي الهيكل العظمي إعادة تلطيخ (إذا لزم الأمر)

  1. وصمة عار على قتامة هيكل عظمي خيشومي أو الأنسجة واضحة أكثر، وإزالة 50٪ الجلسرين، 0.25٪ محلول KOH وتغسل مع 1٪ KOH مرتين (واحد غسل خمس دقائق تبعه ثانيا غسل 24 ساعة في حين تهتز أفقيا على شاكر منصة).
  2. إزالة 1٪ KOH وإعادة صمة عار مع 0.008٪ الصبغ الأحمر S في 1٪ KOH لمدة 24 ساعة.
  3. إزالة وصمة عار واستبدالها مع 1٪ KOH لمدة 24 ساعة.
  4. إزالة حل KOH واستبدالها مع 50٪ الجلسرين، 0.25٪ KOH.

4. تصاعد الخيشومي الهيكل العظمي

  1. إزالة هيكل عظمي الخيشوميمن 50٪ الجلسرين، 0.25٪ KOH أو 100٪ الجلسرين ومكان بالقرب من قاع 22 مم × 60 مم غطاء زجاجي زلة مع الجانب الظهري مواجهة (الشكل 3F). إضافة بضع قطرات من الجلسرين 50٪، 0.25٪ KOH أو 100٪ الجلسرين على رأس الهيكل العظمي الخيشومي. إذا الانتقال من 50٪ الجلسرين، 0.25٪ KOH إلى 100٪ الجلسرين، تغيير الحل في أنبوب microcentrifuge ويهز ل> 5 دقائق قبل تركيب لكي تتوازن الأنسجة.
  2. طرح اثنين من كرات صغيرة من الصلصال ومكان على حد سواء من انزلاق الغطاء ليكون بمثابة الفواصل.
  3. وضع فضفاضة ساترة الثانية على أعلى مع ما يكفي من الضغط لشد الهيكل العظمي الخيشومي الأمامي (الشكل 3G).
  4. قشر فتح رفرف ظهري غادر بما في ذلك لوحات الأسنان الظهرية، تتسطح، والانزلاق بين لل coverslips (الشكل 3H).
  5. كرر تقنية مع رفرف ظهري الحق ودفع هيكل عظمي الخيشومي بأكمله بعيدا عن حافة ساترة (الشكل 3I).
    1. تغيرأصلا، عقد كل من اللوحات ظهري مفتوحة مع ملقط ووضع بعناية ساترة على، تسطيح الهيكل العظمي الخيشومي في اقتراح واحد على نحو سلس.
    2. بدلا من ذلك، جبل الهيكل العظمي الخيشومي رأسا على عقب في غطاء واحد زلة، التفلطح كل جانب الظهرية بها أفقيا حتى الجاذبية لا يسمح الهيكل العظمي الخيشومي ليغلق احتياطية. ثم يغطى مع الثاني 22 مم × 60 مم غطاء زجاجي زلة وعكس الإعدادية.
      ملاحظة: أساليب مختلفة التركيب تميل للعمل بشكل أفضل أو أسوأ من ذلك بالنسبة لكل فرد. حاول كل ونرى ما يشعر أكثر راحة.
  6. اضغط برفق على أعلى ساترة لشد كرات من الطين ما يكفي للحفاظ على هيكل عظمي الخيشومي شنت شقة، ولكن الحرص على عدم سحق العينة.
    1. وخلال عملية التركيب، قد ceratobranchials تدوير وتحجب صف من rakers. تصحيح هذا عن طريق تحريك ملقط بين لل coverslips وإعادة توجيه، وceratobranchials أو هيكل عظمي الخيشومي بأكمله.
  7. متجر محضرات شقة في صواني الشرائح في ريال عمانيدرجة الحرارة أوم. شنت في 100٪ الجلسرين، محضرات يمكن تخزينها بين coverslips سدها لمدة عشر سنوات على الأقل. ملقط نظيفة ومقص مع الأيزوبروبانول أو الايثانول ونصائح غطاء.

الشكل (3)
ويظهر تصاعد شقة الهيكل العظمي الخيشومي التلاعب وتركيب الهيكل العظمي الخيشومي: الرقم 3. وتشير الأسهم الزرقاء اتجاه الحركة. (A) الخيشومي هيكل عظمي ظهري حتى الجانب. (B - D) دوران وشق بين لوحات ظهري الأسنان. (E) قطع الجانبي في الأنسجة الرخوة لمزيد من فتح قاعدة أنبوب الأمعاء. (F) الخيشومي هيكل عظمي وضعت في أسفل ساترة جاهزة للتركيب. (G) ساترة الثانية وضعت على النصف الأمامي من الهيكل العظمي الخيشومي (فوق لوحات الأسنان الظهرية). (H - I)تركيب مسطحة الهيكل العظمي الخيشومي عن طريق فتح اللوحات لوحة ظهري الأسنان والانزلاق بين اثنين من زلات الغطاء. نرى خطوات 4.1 خلال 4.6 لمزيد من التفاصيل. شريط مقياس = 5 ملم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

هذه النتائج البروتوكول في الهيكل العظمي الخيشومي شنت تشريح ومسطحة (الشكل 4) حيث مجموعة متنوعة من الصفات الغذائية الهامة يمكن أن يكون كميا. من وجهة نظر الظهرية، كافة الصفوف من rakers الخيشومية، جميع لوحات البلعوم الأسنان، وتقريبا كل العظام خيشومي يمكن تصور بسهولة وكميا 22 - 24،35،36،38،42. تتفلور الصبغ الأحمر S أيضا على رودامين أو مرشح أحمر مشابه يسمح وضع العلامات مزدوج مع علامات أخرى (على سبيل المثال، المعدلة وراثيا GFP 42) وطريقة بديلة التصور. مضان يتلاشى بسرعة في ضوء، لذلك محضرات مخزن في الظلام إذا تم التخطيط التصوير الفلورسنت أو phenotyping. من وجهة نظر البطني، والخياشيم يمكن تصور وصبغتها كميا 43. محضرات يمكن تخزينها في 100٪ الجلسرين لسنوات.

4.jpg و"/>

وتظهر الممثل أبو شوكة سمك شائك هيكل عظمي الخيشومي مثالان من الهياكل العظمية خيشومي الملون ومسح: الرقم 4. (A) Brightfield صورة تظهر عظمة المسمى الأحمر. (ب) صورة فلوري في إطار مجموعة رودامين B التصفية. وصفت أمثلة rakers والأسنان والعظام مع CARETS، رؤوس سهام، والنجمة، على التوالي. الحانات النطاق = 2 مم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Potassium Hydroxide (KOH) EMD PX1480-1
Glycerol Sigma-Aldrich G7893-4L
10% Neutral Buffered Formalin (NBF) Azer Scientific NBF-4-G
Alizarin Red S EMD AX0485-3
Microscope Cover Glasses 22 mm x 60 mm VWR 16004-350
100 mm x 10 mm Glass Petri Dish Kimble Chase 23064-10010 To dissect samples on
Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit Ellsworth Adhesives 184 SIL ELAST KIT 0.5KG Can be poured into glass or plastic Petri dishes to make dissecting plates
Modeling Clay Sargent Art 22-4000 1 lb cream
Scintillation Vials (case of 500) Wheaton 986586 Borosilicate Glass with Screw Cap
Forceps-Dumont #5 Inox (Biologie tip) FST 11252-20 Dumostars are an alternative
Dissecting Scissors  FST 15003-08 Alternate sizes are available depending on size of sample
Dissecting Microscope Leica S6E with KL300 LED Many other models work nicely, having a flat base helps
Microcentrifuge Tubes 1.7 ml Denville C2170
Cardboard slide tray Fisher 12-587-10

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cooper, W. J., Westneat, M. W. Form and function of damselfish skulls: rapid and repeated evolution into a limited number of trophic niches. BMC Evol. Biol. 9 (24), (2009).
  2. Albertson, R. C., Kocher, T. D. Genetic and developmental basis of cichlid trophic diversity. Heredity. 97 (3), 211-221 (2006).
  3. Martin, C. H., Wainwright, P. C. Trophic novelty is linked to exceptional rates of morphological diversification in two adaptive radiations of cyprinodon pupfish. Evolution. 65 (8), 2197-2212 (2011).
  4. Wainwright, P. C., et al. The evolution of pharyngognathy: A phylogenetic and functional appraisal of the pharyngeal jaw key innovation in labroid fishes and beyond. Syst. Biol. 61 (6), 1001-1027 (2012).
  5. Sibbing, F. Food capture and oral processing. Cyprinid Fishes. , 377-412 (1991).
  6. Bell, M., Foster, S. The Evolutionary Biology of the Threespine Stickleback. , Oxford University Press. New York. (1994).
  7. Kimmel, C. B., et al. Evolution and development of facial bone morphology in threespine sticklebacks. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102 (16), 5791-5796 (2005).
  8. Mcgee, M. D., Wainwright, P. C. Convergent evolution as a generator of phenotypic diversity in threespine stickleback. Evolution. 67 (4), 1204-1208 (2013).
  9. McGee, M. D., Schluter, D., Wainwright, P. C. Functional basis of ecological divergence in sympatric stickleback. BMC Evol. Biol. 13, 277 (2013).
  10. McGuigan, K., Nishimura, N., Currey, M., Hurwit, D., Cresko, W. A. Quantitative genetic variation in static allometry in the threespine stickleback. Integr. Comp. Biol. 50 (6), 1067-1080 (2010).
  11. Caldecutt, W. J., Bell, M. A., Buckland-Nicks, J. A. Sexual dimorphism and geographic variation in dentition of threespine stickleback, Gasterosteus aculeatus. Copeia. 2001 (4), 936-944 (2001).
  12. Berner, D., Moser, D., Roesti, M., Buescher, H., Salzburger, W. Genetic architecture of skeletal evolution in european lake and stream stickleback. Evolution. 68 (6), 1792-1805 (2014).
  13. Jamniczky, H. a, Barry, T. N., Rogers, S. M. Eco-evo-devo in the study of adaptive divergence: examples from threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus). Integr. Comp. Biol. 55 (1), 166-178 (2015).
  14. Magnuson, J., Heitz, J. Gill raker apparatus and food selectivity among mackerels, tunas, and dolphins. Fish. Bull. 69 (2), 361-370 (1971).
  15. Kahilainen, K. K., et al. The role of gill raker number variability in adaptive radiation of coregonid fish. Evol. Ecol. 25 (3), 573-588 (2011).
  16. Arnegard, M. E., et al. Genetics of ecological divergence during speciation. Nature. 511 (7509), 307-311 (2014).
  17. Gross, H. P., Anderson, J. M., Gross, H. P., Anderson, J. Geographic variation in the gillrakers and diet of European threespine sticklebacks, Gasterosteus aculeatus. Copeia. 1984 (1), 87-97 (1984).
  18. Hagen, D., Gilbertson, L. Geographic variation and environmental selection in Gasterosteus aculeatus L in the Pacific Northwest, America. Evolution. 26 (1), 32-51 (1972).
  19. McPhail, J. D. Ecology and evolution of sympatric sticklebacks (Gasterosteus): morphological and genetic evidence for a species pair in Enos Lake, British Columbia. Can. J. Zool. 62 (7), 1402-1408 (1984).
  20. Schluter, D., McPhail, J. D. Ecological character displacement and speciation in sticklebacks. Am. Nat. 140 (1), 85-108 (1992).
  21. Robinson, B. Trade offs in Habitat-specific foraging efficiency and the nascent adaptive divergence of sticklebacks in lakes. Behaviour. 137 (7), 865-888 (2000).
  22. Glazer, A. M., Cleves, P. A., Erickson, P. A., Lam, A. Y., Miller, C. T. Parallel developmental genetic features underlie stickleback gill raker evolution. Evodevo. 5 (1), (2014).
  23. Miller, C. T., Glazer, A. M., et al. Modular skeletal evolution in sticklebacks is controlled by additive and clustered quantitative trait loci. Genetics. 197 (1), 405-420 (2014).
  24. Glazer, A. M., Killingbeck, E. E., Mitros, T., Rokhsar, D. S., Miller, C. T. Genome assembly improvement and mapping convergently evolved skeletal traits in sticklebacks with Genotyping-by-Sequencing. G3. 5, 1463-1472 (2015).
  25. Wainwright, P. Functional morphology of the pharyngeal jaw apparatus. Fish Physiol. Fish Biomech. , 77-102 (2006).
  26. Hulsey, C. D., Fraser, G. J., Streelman, J. T. Evolution and development of complex biomechanical systems: 300 million years of fish jaws. Zebrafish. 2 (4), 243-257 (2005).
  27. Lauder, G. Functional design and evolution of the pharyngeal jaw apparatus in euteleostean fishes. Zool. J. Linn. Soc. 77, 1-38 (1983).
  28. Fraser, G. J., et al. An ancient gene network is co-opted for teeth on old and new jaws. PLoS Biol. 7 (2), e1000031 (2009).
  29. Stock, D. Zebrafish dentition in comparative context. J. Exp. Zool. B. Mol. Dev. Evol. 308, 523-549 (2007).
  30. Liem, K., Greenwood, P. A functional approach to the phylogeny of the pharyngognath teleosts. Am. Zool. 21 (1), 83-101 (1981).
  31. Anker, G. C. Morphology and kinetics of the head of the stickleback, Gasterosteus aculeatus. Trans. Zool. Soc. London. 32 (5), 311-416 (1974).
  32. Meyer, A. Morphometrics and allometry in the trophically polymorphic cichlid fish, Cichlusomu citrinelfum: Alternative adaptations and ontogenetic changes in shape. J. Zool., Lond. 221, 237-260 (1990).
  33. Huysseune, A. Phenotypic plasticity in the lower pharyngeal jaw dentition of Astatoreochromis alluaudi (Teleostei: Cichlidae). Arch. Oral Biol. 40 (11), 1005-1014 (1995).
  34. Muschick, M., Indermaur, A., Salzburger, W. Convergent Evolution within an adaptive radiation of cichlid fishes. Curr. Biol. 22 (24), 2362-2368 (2012).
  35. Cleves, P. A., et al. Evolved tooth gain in sticklebacks is associated with a cis-regulatory allele of Bmp6. Proc. Natl. Acad. Sci. 111 (38), 13912-13917 (2014).
  36. Ellis, N. A., et al. Distinct developmental and genetic mechanisms underlie convergently evolved tooth gain in sticklebacks. Development. (142), 2442-2451 (2015).
  37. Tucker, A. S., Fraser, G. J. Evolution and developmental diversity of tooth regeneration. Semin. Cell Dev. Biol. 25-26, 71-80 (2014).
  38. Erickson, P. A., Glazer, A. M., Cleves, P. A., Smith, A. S., Miller, C. T. Two developmentally temporal quantitative trait loci underlie convergent evolution of increased branchial bone length in sticklebacks. Proc. R. Soc. B. 281, (2014).
  39. Leary, S., et al. AVMA Guidelines for the Euthanasia of Animals. , American Veterinary Medical Association. Schaumburg, IL. (2013).
  40. Bell, M. A. Evolutionary phenetics and genetics. Evol. Genet. Fishes. , 431-528 (1984).
  41. Taylor, W. R., Van Dyke, G. C. Revised procedures for staining and clearing small fishes and other vertebrates for bone and cartilage study. Cybium. 9 (2), 107-119 (1985).
  42. Erickson, P. A., et al. A 190 base pair, TGF-β responsive tooth and fin enhancer is required for stickleback Bmp6 expression. Dev. Biol. 401 (2), 310-323 (2015).
  43. Miller, C. T., et al. cis-Regulatory changes in Kit ligand expression and parallel evolution of pigmentation in sticklebacks and humans. Cell. 131 (6), 1179-1189 (2007).
  44. Aigler, S. R., Jandzik, D., Hatta, K., Uesugi, K., Stock, D. W. Selection and constraint underlie irreversibility of tooth loss in cypriniform fishes. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 111 (21), 7707-7712 (2014).
  45. Pasco-Viel, E., et al. Evolutionary trends of the pharyngeal dentition in Cypriniformes (Actinopterygii Ostariophysi). PLoS One. 5 (6), e11293 (2010).

Tags

علم وظائف الأعضاء، العدد 111، والهيكل العظمي الخيشومي والأسنان البلعومية، الخيشومية الجراف والعظام خيشومي، القحفي، أبو شوكة سمك شائك،
تشريح وشقة-تصاعد للThreespine أبو شوكة الخيشومي الهيكل العظمي
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ellis, N. A., Miller, C. T.… More

Ellis, N. A., Miller, C. T. Dissection and Flat-mounting of the Threespine Stickleback Branchial Skeleton. J. Vis. Exp. (111), e54056, doi:10.3791/54056 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter