Summary
이 프로토콜은 생물에 자외선 반사 구조를 감지하는 분광 광도법의 사용을 설명합니다 (이 예에서 SailFin을 몰리 Poecilia latipinna) 및 추론 메이트 선택시 자외선 단서의 역할을 할 수 있도록 물고기에 대한 이분법 적 선택 테스트를 설명합니다.
Abstract
대부분의 생물은 사회적 상호 작용하는 동안 인간의 감성을 넘어 단서 및 신호를 사용합니다. 그들의 행동과 생태를 이해하려고 할 때 유기체가 자신의 세계를 인식하는 방법을 고려하는 것이 중요하다. 자외선 스펙트럼 감도 (UV; 300-400 nm의)는 새, 물고기, 파충류, 양서류, 심지어 포유류의 여러 속에서 발견된다. 이 프로토콜은 UV 반사 구조의 존재와 이들 큐 메이트 원하는 맥락에서 사회적 신호로서 이용되는지 여부를 테스트하기위한 방법에 대해 유기체를 검사하는 기술을 설명한다. 분광 광도계는 개인 및 양성 사이의 반사 강도 UV 반사율 변동의 존재를 검출하는데 사용된다. 이 기술의 예는 이분법 메이트 선택 테스트 외관 전체 스펙트럼 또는 블록 UV 파장을 전송하거나 필터에 의해 조작 할 수있는 이성의 개인 성적으로 받아들이는 개인을 노출하는 표시됩니다. 이시스템은, 여성,하지만 남자하지 SailFin을의 mollies (Poecilia latipinna)이 자신의 짝짓기 결정의 일부로서 UV 표시를 사용했던 결정에 대해 허용. 연구의 이러한 종류의 UV를 활용 생물의 범위에 대한 우리의 지식을 확장하여 UV 자신의 삶에 중요한 역할을하는 방법에 대한 통찰력을 제공하는 역할을한다.
Introduction
단서과 동물의 사회적 상호 작용에 사용되는 신호를 이해하는 것은 우리가 내 종 중 모두 표현형의 변화를 이해 할 수 있습니다. 이 변형은 개체군 발산 성 선택 및 분화와 같은 진화 과정에서 중요한 역할을한다. 종종, 그러나, 연구진은 인간의 감각 기관, 시각 또는 청각 영역 내에서 특히 가장 확실한 단서를 탐험 제한됩니다. 분광 광도법의 사용은, 그러나, 인간의 가시 스펙트럼을 넘어 다른 종의 사회적 상호 작용에 중요 할 수있다 파장에 우리의 조사를 확장하는 우리를 할 수 있습니다.
특히, 자외선에 의해 제공되는 단거리 통신 (UV; 300-400 ㎚) 감도 메이트 선택 일 동안 매우 유리할 가능성이있다. 조류 및 어류의 대부분 시각적 사냥 육식 동물, 예를 들어 UV 방사선을 검출 할 수 없다. 남성 정교하게 표시 시스템에서자외선 스펙트럼을 이용하기보다는 가시 스펙트럼 2,3-에서 검출 신호를 개발하여 메이트를 유치 할 수있는 능력을 유지하면서 하나의 유기체들 각각과 통신하는 가능성을 고려하지 못하면 암컷이 수컷 .. 포식의 위험을 감소시킬 다른 사용하여 이러한 "개인 통신 채널", 행동과 진화의 중요한 드라이버를 놓칠 수있다.
이 프로토콜은 SailFin을 몰리, Poecilia latipinna, 기존에 UV를 감지하거나 UV 마크를 활용하는 능력을 알려져 있지 않은 일부 다처제 물고기 메이트 선택을위한 UV 큐의 사용에 대한 조사를 간략하게 설명합니다. 이 물고기 종은 다른 자외선에 민감한 라이브 베어링 물고기 (4)에 가까운 계통 근접을 가지고 있으며, microspectroscopic 증거가있다 P. 이러한 P. 다른 몰리 종과 함께 latipinna, 멕시 카나와 P. 포모사 공동을 담당 시각 세포 (콘 클래스를 가지고UV 파장 5에 가장 민감 LOR 비전). 이 성적으로 동종 이형 종에서는, 여성의 선택은 남성 '밝은 색상과 확대 핀 6-9의 발전에 강한 역할을하고있다. 이 방법은 우리가 UV는 여성이 남성의 품질을 평가하는 추가 매체인지 여부를 탐색 할 수 있습니다.
검출 및 P.에 UV 마크의 측정 광섬유 프로브를 여기에 자세히 설명되어 latipinna 분광 광도계. 또한, 수용 여성 mollies가 차등 UV-A를 포함한 전체 스펙트럼 빛을 전송하는 광학 필터를 통해 본 남성과 연관 여부 ([UV +] 320-700 ㎚) 및 자외선 차단 필터를 통해 본 남성 ([자외선] (400) - 700 nm의)이 논의된다. 이 방법은 UV와 행동에서의 역할과 관련된 다양한 질문에 대한 연구를, 물고기와 다른 생물에 UV 감도와 컬러 패턴을 발견 허용하는 다양한 응용 프로그램이 있습니다.
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Protocol
모든 실험은 오하이오 웨슬리 언 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 실시 하였다.
분광 광도계를 사용하여 물고기의 1. 녹화 UV 반사율
- 파장의 범위 알려진 흰색 표준 분광 광도계와 광원을 보정하는 장비 또는 소프트웨어의 권고에 따라 측정한다.
- 에틸 3- 아미노 벤조 에이트, 메탄 설폰 산염의 0.5 % 수용액에 넣어 물고기 마취 (MS-222)가 물고기가 응답 될 때까지 중탄산 나트륨을 동일한 양의 버퍼. 응답하면, 즉시 블랙, 비 반사 배경에 물고기를 배치합니다. 참고 : MS-222는 잠재적으로 독성, 장갑은 항상 착용해야한다.
- 분광계 광원의 이상을 초과 빛을 최소화하기 위해 어두운 방에있는 모든 측정을 수행.
- 유기체의 몸에 대해 유지 광섬유 프로브를 사용하여 측정 반사율. 하다일부 프로브 설계에 내장 된 바와 같이, 광섬유와 본체 사이의 일관성 45 ° 각도를 형성해야. 주 : 측정 일관성을 위해, 다수의 스캔 (2 - 5)에 걸쳐 평균하는 것이 바람직 할 수있다 바디 영역마다.
- 적절한 반사율 분석 소프트웨어와 함께 기록 반사율 데이터. 참고 : 통합 시간 = 2000 초, 평균 검사 = 2, 및 픽셀 다듬기 = 5. 데이터 복사 및 스프레드 시트에 붙여되었다 여기에 사용되는 소프트웨어로 설정했다.
- 존재 또는 UV 반사율 및 생물에서 표현형 변이의 범위의 유무를 결정하기 위해 여러 신체 영역에 반복합니다. 주 : 예비 스캔이있는 경우, 본문 부분이 지속적으로 UV 마크를 표시하는 판별 할 필요가있다.
- 완전히 회복 될 때까지 정상 아가미의 비트와 수영의 행동에 의해 입증, 잘 산소 유지 수족관에 물고기를 돌려줍니다. 참고 : 몸 피부 회복에 도움을 첨가 할 수있다에 상업 보호제는 점액 코팅을 복원 할 수 있습니다.
- 대표원하는 경우 남녀 모두를 포함, 여러 개인에서 먹는다.
- 모든 데이터가 X 축의 Y 축 및 파장에 대한 반사율, 산점도를 사용하여 플롯 데이터 복사 된 스프레드 시트. 자외선 영역에서의 피크 진폭 (300-400 나노 미터)가 물고기 UV 반사율의 존재를 나타낸다.
2. 이분법 적 결합 재판
주 : 초점 물고기, UV 필터, 불투명 필터를 대신하는 제어 관측을 수행. 불투명 필터가 제거 된 이들 실험에서, 초점 물고기 UV 광의 유무를 표시하지만, 잠재적 결합 파트너 결여 탱크의 일부를 노출한다. 이 실험에서 이분법 적 선택 시험의 유효성에 대한 자세한 내용은 참조하십시오 이러한 테스트도 가지고 있습니다하지만 파머와 Hankison (2015) 10, 11 단점.
- 초점 생물 등의 성적으로 받아들이는 개인을 사용합니다. 여성 P.를 사용하여 latipinna <48 시간 산후 5차 남성은 이전에 성적 동기 부여의 가능성을 개선하기 위해 테스트에 최소 24 시간 동안입니다.
- 이 선택 구획에 인접 중성 영역으로 하나의 초점 개인을 놓습니다. P.하십시오 두 개의 동일한 크기의 선택 구획에 의해 측면에 초점 개인에 대한 중앙 영역을 형성, 투명한 플렉시 유리 파티션에 의해 세 부분으로 나누어, latipinna는 75.7 L 테스트 수족관 (그림 1 30.5 cm X 30.5 cm X 75cm)를 사용합니다. 물이나 후각 단서 개별 탱크 섹션간에 공유되지 않았는지 확인합니다. 각 개인이 관찰 될 때까지 반복합니다.
그림 1. 실험 수족관 설치 세 부분으로 나누어 직사각형 수족관 :. 초점 개인과 개체 쌍을 개최 두 끝 구획을 유지 중앙 영역 (그림은 끝에 객체 남성과 중간에 여성을 보여줍니다). 교환 FIL어느 차단 또는 허용 자외선 반사율이 수족관의 남성과 여성의 섹션을 나누어 유리 파티션 위에 배치 할 수 TERS. 이 그림은 파머와 Hankison (2015) 10에서 수정됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
- 풀 스펙트럼 조명 조건 (그 스펙트럼 UV-A 범위로 확장 조명)에서 테스트 수족관의 각 끝 구획 (선택 함) 하나의 잠재적 인 짝짓기 파트너를 찾아냅니다. 두 개의 격리 된 결합 파트너 사이의 주요 차이점은 그들이 자외선 광을 투과 블록 또는 필터 뒤에 표시할지 여부되도록 잠재적 인 짝짓기 파트너, 크기, 착색 및 디스플레이 특성에 최대한 가깝게 서로를 닮아 있는지 확인합니다.
주 :이 최상의 컬러 매칭 알 수 있도록 가시 광선 영역의 반사율을 기록하는 것이 바람직 할 수있다여기에 비록 일치가 눈에 의해 수행되었다. - 15 분 동안 시각 격리에서 개인 (불투명 필터) 적응. 그 자외선 +를 확인하고 - 필터가이 시간에 장소에 있습니다. 순응 후, 불투명 한 필터를 제거합니다. 그 측면 바이어스가 (에 관계없이 객체의 탱크의 한면에 대한 고유의 환경 설정) 존재하지 않습니다 보장하기 위해 무작위로 UV +와 UV를 할당 - 탱크의 측면을 각 각 재판.
- 스톱워치를 이용하여 초점 개인 (약 2 표준 본체 길이,이 경우, 선택 구획 근방) 특정 환경 영역에서 소비되는 시간을 기록한다. 여성 물고기의 경우,이 남성 초점 물고기에 대한이 두 남성의 각 근처에 소비 시간의 양, 그리고 바이스 마찬가지입니다.
주 : 이벤트 레코더 소프트웨어는 기록에 사용될 수있다. 15 분의 시험은 응답하지 않는 것으로 한 번 이상 결과에서 제외 된 각각의 환경 설정 영역을 방문하지 않은 실험과 생선에 사용되었다. - 기록 물고기 비어 UV + 및 UV 부근 보내는 시간 분석 - 물고기의 상대 선택에 영향을 줄 수있는 특정 조명 환경쪽으로 고유 바이어스가되지 않도록 구획. 개인이 특정 UV 조건을 선호하는 경우 결정하기 위해 쌍 t-테스트를 사용합니다.
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Representative Results
1 및도 2는 실험에 대한 설정 짝짓기 환경 수족관 및 UV 측정 사이트를 보여줍니다.
UV 반사율 판정이 허용 측정 P. latipinna 이러한 특성의 개인차에 더하여, 특히 몸 (도 3)의 측면을 따라, UV 특성을 보유 할. UV 특성이 발견되면, 테스트는 여성이 아닌 남성, P. 밝혀 그들의 짝짓기 결정에 이러한 특성을 사용 latipinna (여성 15 t = 4.08, P = 0.001; 남성 : t (14) = 0.67, P = 0.517; 그림 4). 그건 남녀가 짝 환경의 일부는 천수 또는 꼴과 같은 다른 사회적 상호 작용, 이러한 특성의 역할을 나타낼 수 있으므로 특성이 P.에서, 단지 여성에 의해 사용되는 UV 특성을 가지고 있지만, latipinna.
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UV 반사율을 측정 한 Poecilia의 latipinna 그림 2. 위치는. 지역은 처음에 걸쳐 거의 모든 신체 영역에서 가져온 반사율 샘플 예비 반사율 시험에서 측정 하였다. 1-3, DF (지느러미)와 CF (꼬리 지느러미) 그림 3과 같이 바디 영역을 참조하십시오이 그림은 파머와 Hankison (2015) 10에서 수정됩니다.. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3. 남성의 평균 스펙트럼과 여성 Poecilia는 latipinna. 그래프는 평균의 표시pectral 반사율은 5 개 지역 (사이드 지역, 꼬리 지느러미, 등 지느러미) SE에서 측정. 상자 내부의 영역은 UV 스펙트럼의 반사율을 나타낸다. 이 그림은 파머와 Hankison (2015) 10에서 수정됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
남성과 여성의 그림 4. 평균 준 시간. 그래프는 여성과 남성 제어 및 실험 시험 중에 UV +와 UV- 필터를 통해 본 남성 구획 근처에 보낸 평균 시간 SE를 표시합니다. 이 그림은 파머와 Hankison (2015) 10에서 수정됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
측정법은 P.에 UV 표시를 식별 성공 latipinna. P.의 두 남녀 latipinna는 측면을 따라 UV 표시를 가지고있다. 또한, 일부 남성은 자신의 등 지느러미에 UV 표시를했다, 특성은 이전에 여성 짝짓기 환경 설정 7에 중요한 것으로 나타났습니다.
우리는 UV 마크의 존재를 검출하기위한 메커니즘으로서 UV 분광 광도계의 사용을 권장. 또한 테스트는 짝짓기 환경 설정 (여기에 설명 된대로)를 포함하여 사회적 상호 작용에서의 역할을 결정할 수있다. 또한, UV 특성 천수, 개인, 성별, 종 인식, 또는 intrasexual 상호 작용 3, 12 ~ 15에 영향을 미칠 수 있습니다.
더 나은 특히 자신의 사회적 행동과 관련된 생물의 UV의 특성을 이해 측정법의 유용성에도 불구하고, ㄴ 수있는 완전히 행동을 이해하는 데 필요한 몇 가지 중요한 단계, 그리고 몇 가지 제한 사항이 있습니다전자는 결론을 내렸다. 특히 생물 관찰 "밝기"또는 휘도의 변화가 발생할 수 있습니다 UV 차단 바와 같이, 측면의 선택 탱크없이 테스트 개인과 컨트롤을 포함하여 환경 - 모든 실험은 초점 개인이 UV + 또는 UV에 대한 선호가 있는지 여부를 테스트해야합니다. 휘도 P. 밀접한 관련 종의 암컷 선호도에 영향을 도시되지는 않았지만 밝기 및 환경 테스트의 역할을 자세히 latipinna 16-18 추가 데이터는 이전의 연구 (19)에서 해결하고 밝기의 변화에 따라되지 않도록 환경을 제공하는 데 중요한 단계가 될 수 있습니다. 대안 적으로, 조명 광속 (단위 시간당 전체 밝기)의 차이는이 문제 2,20이다 시스템의 조명 조건의 더욱 제어를 허용 등화 될 수있다.
또한 메이트 선택 시험, 개인이 선택 가능한 한 밀접하게 정합되어야한다크기 (매력 일명) 착색 그래서 선택은 더 강하게 UV + 또는 UV에 대한 선호도를 반영 -. 한 개인이 UV +와 UV 모두에서 볼 수 있도록 대체 기술 - 일부 생물 (21)에 대해 유용 할 수 있습니다. (- 동시에 조건 같은 개인이 UV +와 UV에서 볼로)이 연구는 개인의 행동의 차이의 제어를 허용 할 수있다. 우리는 우리의 실험 설계에서 우리의 물고기들 사이의 행동 차이를 보이지 않았지만,이 측면은 다른 생물이나 실험 설계에 중요 할 수있다. 또한, 각각의 테스트를 통해 UV 필터 2, 또는 필터 스위치 중도의 양쪽을 전환하여 각각의 암컷 재검사 연구 개별 측 바이어스 제어 모두에 유용하다. 분광 광도법과 짝짓기 환경 시험은 생물체의 표현형의 이러한 측면을 드러 낼 수있는 동안 마지막으로, 프로토콜은 여기에서ES 완전히 자외선 특성의 의미 및 그들이 개인 초점하는 공개 수를 결정하는 기능이 없다. 체력 시험은 UV 특성을 개발, 상속, (예를 들면 음식이나 육식 동물의 예측과 같은) 환경 조건에 의해 영향을받는 방법을 이해하기 위해, 또는 다른 요인이 더 의미 및 UV 특성의 역할을 이해하는데 유용 할 것이다.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Spectrophotometer, P1000 | Ocean Optics | newer models are availabe | |
| DT 1000 xenon UV light source | Ocean Optics | newer models are availabe | |
| Ocean Optics Overture Software | Ocean Optics | newer software is available | |
| R200-Angle-UV bifurcated fiber-optic probe (Guided Wave) | Ocean Optics | newer models are availabe | |
| Certified reflectance standard, white | labsphere | ||
| 75.7 L Aquarium, divided | Experimental Builder | ||
| Full Spectrum Bulb | Nature's Sunlight | ||
| UV blocking sheet | GAM UV Sheet |
References
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