Summary
Bu protokol organizmalar üzerinde ultraviyole yansıtan yapıları tespit etmek için spektrofotometre kullanımını özetliyor (bu örnekte, Sailfin molly Poecilia latipinna) ve çıkarımlar eş seçimi sırasında ultraviyole ipuçları rolünü yapılmasına izin balıklar için dikotom seçmeli testler açıklanır.
Abstract
Birçok organizma sosyal etkileşimler sırasında insan duyarlılığı ötesinde ipuçlarını ve sinyalleri kullanır. Onların davranışlarını ve ekoloji anlamaya çalışırken organizmalar kendi dünyalarını nasıl algıladıklarını dikkate almak önemlidir. ultraviyole spektrum Duyarlılık (UV; 300-400 nm) kuşlar, balıklar, sürüngenler, amfibiler ve hatta memelilerin birden cins üzerinde bulunur. Bu protokol, UV yansıtan yapıların varlığı ve bu işaretler arkadaşı seçim bağlamında sosyal sinyalleri olarak kullanılır olup olmadığını test etmek için bir yöntem organizmaların incelenmesi için bir yöntem açıklanır. Bir spektrofotometre bireyler ve cinsiyetler arasındaki yansıtıcı yoğunluğu UV yansıma ve değişim varlığını tespit etmek için kullanılır. Bu tekniğin bir örneği iki seçenekli bir arkadaşı seçmeli test görünümünü tam spektrum veya blok UV dalga boylarını iletmek ya filtrelerle manipüle edilebilir karşı cinsle bireylere cinsel alıcı bireyler ortaya hangi sunulmuştur. BuSistem, kadın, ama erkek değil Sailfin mollies (Poecilia latipinna) çiftleşme kararlarının bir parçası olarak, UV işaretleri kullanarak edildi belirlenmesi için izin verdi. Bu tür çalışmalar UV kullanan organizmalar aralığında bilgimizi genişletmek ve UV hayatlarında bir rol oynar nasıl içgörü sağlamak için hizmet vermektedir.
Introduction
ipuçları ve hayvan sosyal etkileşimlerde kullanılan sinyalleri anlamak, içinde ve türler arasında hem de fenotipik varyasyon kavramak için izin verir. Bu varyasyon nüfus sapma, eşeysel seçilim ve türleşme olarak evrimsel süreçlerde önemli bir rol oynar. Genellikle, ancak araştırmacılar insan duyu sistemleri, görsel ya da işitsel alemlere özellikle de en belirgin ipuçları keşfetmeye sınırlıdır. spektrofotometre kullanımı, ancak, insan görünür spektrum dışında ve diğer türlerde sosyal etkileşimler önemli olabilir dalga boylarına içine bizim soruşturma genişletmek için bize izin verir.
Özellikle, ultraviyole sağladığı kısa menzilli iletişim (UV; 300-400 nm) hassasiyet arkadaşı seçimi 1 sırasında son derece avantajlı olma potansiyeline sahiptir. kuşlar ve balıklar çoğu görsel-avcılık yırtıcılar, örneğin, UV radyasyon tespit edemiyoruz. erkekler özenle gösterilecek sistemlerdeUV spektrumu istismar ziyade görünür spektrum 2,3 saptanabilir ipuçlarını geliştirerek arkadaşları çekmek yeteneklerini korurken bir organizmaların her biri iletişim olasılığı dikkate başarısız olursa dişilere, bu erkek .. avlanma riskini azaltacağını diğer kullanarak bu "özel iletişim kanalları", davranış ve evrim önemli sürücüleri gözden kaçabilir.
Bu protokol Sailfin molly, Poecilia latipinna, daha önceden UV tespit veya UV işaretlerini faydalanma olanağı tanıdığı bir çok eşli balık mate seçimi için UV ipuçlarının kullanımı soruşturma özetliyor. Bu balık türü, diğer UV duyarlı canlı taşıyan balıkların 4 yakın bir filogenetik yakınlığı vardır ve mikrospektroskopik kanıtlar vardır P. P. gibi diğer molly türleri ile birlikte latipinna, mexicana ve P. formosa, co sorumlu fotoreseptör hücreleri (kozalakları bir sınıf sahipUV dalga boyları 5 için en hassas olan lor vizyon). Bu cinsel dimorphic türlerde, dişi seçim erkeklerin parlak renkli ve genişlemiş kanatlar 6-9 evriminde güçlü bir rol oynamıştır. Bu metodoloji bize UV kadın erkek kalitesini değerlendirmek hangi ek bir ortam olup olmadığını araştırmak için izin verir.
Algılama ve P. UV işaretlerinin ölçülmesi Bir fiber optik prob burada ayrıntılı ile latipinna bir spektrofotometre kullanılarak. Ayrıca, alıcı kadın mollies farklı şekilde UV-A dahil olmak üzere tam spektrumlu ışık ileten bir optik filtre aracılığıyla inceledi erkekler ile ilişkilendirmek ister ([UV +]; 320-700 nm) ve UV-bloke filtresinden inceledi erkek ([UV]; 400 - 700 nm) ele alınmıştır. Bu yöntem UV ve davranış rolünü içeren sorular çeşitli içine araştırma, balıklar ve diğer canlılar UV hassasiyeti ve renk desenleri keşfetmek izin verdiği için geniş uygulama alanı vardır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm deneyler Ohio Wesleyan Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu onayı ile yapılmıştır.
Bir Spektrometre kullanarak Fish 1. Kayıt UV Yansıtma
- dalga boyu aralığı üzerinde bilinen bir beyaz standart bir spektrofotometre ve bir ışık kaynağı kalibre alet veya yazılım tavsiyelerine göre ölçüldüler.
- etil 3-aminobenzoat metan sülfonik asit tuzunun% 0.5 çözeltisi içinde yerleştirilmesi ile balık anestezisi (MS-222) balıklar yanıt vermez hale gelene kadar sodyum bikarbonat eşit bir miktar ile tamponlanmış. tepkisiz kez hemen bir siyah, yansıtıcı olmayan bir arka plan üzerinde balık yerleştirin. Not: MS-222 potansiyel olarak toksik olup, eldivenler daima giyilmelidir.
- spektrometre ışık kaynağının ötesinde aşırı ışık en aza indirmek için karanlık bir odada tüm ölçümler almak.
- organizmanın vücut karşı tutulan bir fiber optik prob kullanılarak Ölçü yansıtma. YapmakBazı sonda tasarımlar içine inşa edilmiştir, fiber optik ve gövde arasında tutarlı bir 45 ° açı oluşturacak şekilde emin olun. Not: Ölçüm tutarlılığı için, birden fazla taramaları (2-5) karşısında ortalama arzu edilebilir vücut bölgesi başına.
- Uygun yansıma analiz yazılımı ile kayıt yansıma verileri. Not: entegrasyon süresi = 2.000 sn, ortalama taramalar = 2, ve piksel yumuşatma = 5. Veri kopyalanabilir ve bir elektronik tabloya yapıştırılan edildi: Burada kullanılan yazılım ayarlandı.
- varlığı veya UV yansıtma ve canlılar üzerinde fenotipik değişim aralığının olmadığını belirlemek için çok sayıda vücut bölgeleri tekrarlayın. Not: Ön taramalar varsa, vücut alanları sürekli UV işaretlerini göstermek hangi belirlemek için gerekli olabilir.
- Tamamen iyileşene kadar normal bir operkulum atım ve yüzme davranışları gösterdiği gibi, iyi oksijenli tutma akvaryuma balık dönün. Not: vücut deri kazanılmasında yardımcı eklenebilir için ticari bir koruyucu mukus kaplama geri.
- temsilciİstenirse her iki cinsiyette de dahil olmak üzere, birden fazla birey karşısında yemek.
- tüm veri X ekseni üzerinde Y ekseninde ve dalga boyu yansıma ile, bir scatterplot kullanarak, arsa verileri kopyalanmış olan tablo üzerinde. UV aralığında Genlik dorukları (300-400 nm) balık UV yansıma varlığını göstermektedir.
2. Dikotomöz Çiftleşme Denemeler
NOT: odak balık, UV filtreleri ve opak filtreler yerinde olduğu kontrol gözlemleri, gerçekleştirin. opak filtreler kaldırılır Bu çalışmaların içinde, odak balık UV ışığı varlığı ve yokluğu görüntüleniyor, ancak potansiyel çiftleşme ortakları eksik tankın parçaları maruz kalacağı. Bu deneyde dikotom seçmeli testlerin geçerliliği ile ilgili detaylar için bkz bu testler de var notu rağmen Palmer ve HANKISON (2015) 10, 11 sakıncaları.
- odak organizmalar gibi cinsel alıcı bireyler kullanın. Kadın P. kullanın latipinna <48 saat doğum sonrası 5 and erkekler önce cinsel motivasyon olasılığını artırmak için test için en az 24 saat süreyle izole edilmiştir.
- İki seçenek bölmelere bitişik nötr alana tek bir odak birey yerleştirin. P. iki eşit büyüklükte seçim bölmeleri ile çevrili fokal birey için merkezi bir alan oluşturan şeffaf pleksiglas bölümleri ile üç bölüme ayrılmıştır; latipinna, bir 75.7 L testi akvaryum (Şekil 1 30.5 cm x 30.5 cm x 75 cm) kullanın. su veya koku ipuçları bireysel tankı bölümleri arasında paylaşılır emin olun. her bireyin dikkat edilmesi için tekrarlayın.
Şekil 1. Deneysel Akvaryum Kurulum üç bölüme ayrılmıştır bir dikdörtgen akvaryum. Fokal bireysel ve nesne çiftleri düzenlenen iki uç bölmeleri düzenlenen merkezi bir alan (Şekil ucunda nesne erkeklerle ortasında bir kadın gösterir). Değiştirilebilir filYa engellenen veya izin UV yansıma akvaryum erkek ve kadın bölümleri ayıran cam bölme üzerine yerleştirilmiş olabilir ters. Bu rakam Palmer ve HANKISON (2015) 10 modifiye edilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
- tam spektrumlu aydınlatma koşulları (kimin spektrum UV-A aralığı içine uzanan aydınlatma) altında, deney akvaryumun her uç bölmesi (seçim bölmesi) bir potansiyel çiftleşme ortağı izole. İki izole çiftleşme ortakları arasındaki temel fark UV ışığı yayan bloklar ya da bir filtre arkasında görünüp görünmeyeceğini böylece potansiyel çiftleşme ortakları, boyut, renklenme ve ekran özellikleri mümkün olduğunca birbirine çok benzer olduğundan emin olun.
NOT: Mümkün olan en iyi renk eşleşmesi, al etkinleştirmek için görünür spektrumda yansıma kaydetmek için tercih edilebilirBurada olsa eşleştirme göz tarafından yapıldı. - 15 dakika görsel izolasyon altında bireyleri (opak filtreleri) alıştırıldı. UV + sağlamak ve - filtreleri şu anda yerdesiniz. Aklimasyonu ardından, opak filtreleri kaldırabilirsiniz. Yan önyargıları (ne olursa olsun nesnenin tankın bir tarafı için doğal tercihi) mevcut değildir sağlamak için, rastgele UV + ve UV atamak - tankın kenarlarına her her deneme için.
- stopwatches kullanarak odak bireysel (yaklaşık iki standart vücut uzunlukları, bu durumda seçim bölmeleri yakın bölgelerde) belirli tercih bölgeleri içinde geçirdiği süreyi kaydedin. kadın balıklar için, bu erkek odak balık için iki erkek her yakınında geçirdiği süreyi ve bunun tersi olduğunu.
NOT: Olay kaydedici yazılımı da kayıt için kullanılabilir. Onbeş dakika denemeler tepkisiz olarak en az bir kez sonuçlardan dışı bırakılmıştır her tercih bölgesini ziyaret etmedi bu deneyde ve balık kullanılmıştır. - Tutanak ve balık boş UV + ve UV yakın harcadığınız zamanı analiz - balık çiftleşme seçimini etkileyebilecek belirli bir aydınlatma çevreye karşı içsel bir önyargı olmadığını sağlamak için bölmeleri. bireylerin belirli bir UV koşulu tercih olmadığını belirlemek için eşleştirilmiş t-testi kullanın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
1 Şekiller ve 2 bizim deneyler için kurmak çiftleşme tercih akvaryum ve UV ölçüm siteleri gösterir.
UV yansıma saptanması bu izin Ölçme S. latipinna Bu özellikler tek tek değişime ek olarak, özellikle de bunların organları (Şekil 3) yanları boyunca UV özelliklerine sahip değildirler. UV özellikleri bulundu kez test o kadın değil, erkek, P. ortaya onların çiftleşme kararlarında bu özellikleri kullanmak latipinna (Kadın: 15 t = 4.08, p = 0.001; Erkek: t 14 = 0.67, p = 0.517; Şekil 4). Bu her iki cinsiyette arkadaşı tercihi parçası gibi shoaling veya yiyecek arama gibi diğer sosyal etkileşimler, bu özelliklerin bir rolü olabileceği özellikleri P., sadece kadınlar tarafından kullanılan UV özellikleri sahip, ancak latipinna.
ontent "fo: keep-together.within-page =" 1 ">
UV yansıma ölçülmüştür Poecilia latipinna Şekil 2. yerler. Bölgeler ilk genelinde yaklaşık şekilde vücudun tüm bölgelerine alınan yansıma örnekleriyle ön yansıtma çalışmalarda tespit edilmiştir. 1 - 3, DF (dorsal yüzgeç) ve CF (kuyruk yüzgeci) Şekil 3'te gösterilen vücut bölgelerine bakın Bu rakam Palmer ve HANKISON (2015) 10 dan değiştirilir.. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3. Erkek ortalama Spectra ve Kadın Poecilia latipinna. Grafikler, ortalama s göstermekspektral yansıma beş noktada (yan alanları, kuyruk yüzgeci, sırt yüzgeci) SE ölçülen. kutu iç bölgeler, UV spektrumunda bir yansıtma temsil etmektedir. Bu rakam Palmer ve HANKISON (2015) 10 modifiye edilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Kadın ve Erkeklerde Şekil 4. Ortalama Doç Times. Grafikler kadın ve erkek deney ve kontrol deneyleri sırasında UV + ve UV filtreler aracılığıyla inceledi erkek bölümlerinde yakın harcanan ortalama süre SE göstermektedir. Bu rakam Palmer ve HANKISON (2015) 10 modifiye edilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Spektrofotometri P. UV işaretlerini tanımlamada başarılı oldu latipinna. P. Her iki cinsiyette latipinna onların kenarlarında UV işaretleri sahiptirler. Buna ek olarak, bazı erkekler onların sırt yüzgeçleri UV işaretler vardı, özellikleri önceden kadın çiftleşme tercihleri 7 önemli olduğu bulunmuştur.
Biz UV işaretlerinin varlığını tespit etmek için bir mekanizma olarak UV spectrofotometrisi kullanmanızı öneririz. Ayrıntılı test çiftleşme tercih (burada ayrıntılı olarak) de dahil olmak üzere sosyal etkileşimler, rolünü belirlemek olabilir. Alternatif olarak, UV özellikleri shoaling, bireysel, cinsiyet, ya da türlerin tanınması, ya da intrasexual etkileşimleri 3, 12-15 etkileyebilir.
daha iyi, özellikle sosyal davranışı ile ilgili organizmaların UV özelliklerini anlamak spektrofotometrinin yararlarına rağmen, b ne tam davranışları anlamak için gerekli bazı kritik adımlar ve bazı sınırlamalar vardırE sonucuna vardı. Özellikle organizmalar gözlemlemek "parlaklık" veya parlaklıkta değişikliklere neden olabilir UV engelleme gibi, yan seçim tanklarda hiçbir test bireylerle kontroller dahil ederek ortamlar - Bütün deneyler odak bireyler UV + veya UV tercih var olup olmadığını test etmelidir. Parlaklık yakından P. ile ilgili türlerde dişi tercih etkilemek gösterilmiştir olsa da parlaklık ve tercih testlerinin rolünü detaylandıran latipinna 16-18 ek veri bir önceki çalışmada 19 ele alındı ve parlaklık değişikliklerine dayalı olmadığını tercih sağlamada önemli bir adım olabilir. Alternatif olarak, aydınlatma akı (zaman birimi başına genel parlaklık) farklılıklar bu endişe 2,20 biridir sistemlerde ışık koşullarında bile daha fazla kontrol sağlayan, dengelenebilir.
Buna ek olarak, dostum seçim testleri için, seçim bireylerin mümkün olduğunca yakından uyumlu olmalıdırboyut ve (çekiciliği aka) renklenme böylece seçim daha güçlü UV + veya UV tercihini yansıtır -. Tek bir birey UV + ve UV hem de altında inceledi izin alternatif teknikler - Bazı organizmaların 21 için yararlı olabilir. (- Aynı anda koşullar aynı birey UV + ve UV altında görülüyor gibi) bu çalışmalar, bireysel davranış herhangi bir farklılığın kontrolü için izin verebilir. Bizim deney tasarımı bizim balıklar arasındaki davranış farklılıkları görmedik iken, bu yönü diğer organizmalar veya deneysel tasarımlar için önemli olabilir. Buna ek olarak, tek bir test ile, UV filtreleri 2, ya da geçiş filtreleri orta yol tarafı geçiş sırasında tek tek kadın tekrar test çalışmalar, ayrı ayrı yan eğilimleri kontrol için hem de yararlı olacaktır. spektrofotometri ve çiftleşme tercih denemeleri organizmanın fenotip bu yönlerini ortaya çıkarabilir ederken son olarak, protokol burada yapmakes tam UV özellikleri anlamını ve ne bireyleri fokal ifşa olabilir belirleme yeteneğine sahip değildir. Fitness denemeleri UV özellikleri geliştirme, miras, (gıda veya yırtıcı hayvanların öngörülebilirlik gibi) çevre koşullarından nasıl etkilendiğini anlamak için, ya da diğer faktörler daha anlam ve UV özellikleri rolünün anlaşılmasında yararlı olacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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
- Endler, J. A., Zaret, T. M. Natural and sexual selection on color patterns in poeciliid fishes. Evolutionary ecology of neotropical freshwater fishes. , Anonymous Springer Netherlands. 95-111 (1984).
- Cummings, M. E., Rosenthal, G. G., Ryan, M. J. A private ultraviolet channel in visual communication. Proc. R. Soc. Lond. [Biol]. 270 (1518), 897-904 (2003).
- Siebeck, U. E., Parker, A. N., Sprenger, D., Mäthger, L. M., Wallis, G. A Species of Reef Fish that Uses Ultraviolet Patterns for Covert Face Recognition. Curr. Biol. 20 (5), 407-410 (2010).
- Hrbek, T., Seckinger, J., Meyer, A. A phylogenetic and biogeographic perspective on the evolution of poeciliid fishes. Mol. Phylogenet. Evol. 43 (3), 986-998 (2007).
- Körner, K. E., Schlupp, I., Plath, M., Loew, E. R. Spectral sensitivity of mollies: comparing surface- and cave-dwelling Atlantic mollies, Poecilia mexicana. J. Fish Biol. 69 (1), 54-65 (2006).
- Farr, J. A., Travis, J. Fertility Advertisement by Female Sailfin Mollies, Poecilia latipinna (Pisces: Poeciliidae). Copeia. 1986 (2), 467-472 (1986).
- Ptacek, M. B., Travis, J. Mate Choice in the Sailfin Molly, Poecilia latipinna. Evolution. 51 (4), 1217-1231 (1997).
- Ptacek, M. Mating signal divergence, sexual selection and species recognition in mollies (Poeciliidae: Poecilia: Mollienesia). Proceedings from the Second International Symposium on Livebearing Fishes. Grier, H. J., Uribe, M. C. , New Life Publications. Homestead, FL. 71-87 (2005).
- MacLaren, R. D. The effects of male proximity, apparent size, and absolute size on female preference in the sailfin molly, Poecilia latipinna. Behavior. 143 (12), 1457-1472 (2006).
- Palmer, M. S., Hankison, S. J. Use of ultraviolet cues in female mate preference in the sailfin molly, Poecilia latipinna. Acta Ethol. 18 (2), 153-160 (2014).
- Wagner, W. E. Measuring female mating preferences. Anim. Behav. 55 (4), 1029-1042 (1998).
- Rémy, A., Grégoire, A., Perret, P., Doutrelant, C. Mediating male-male interactions: the role of the UV blue crest coloration in blue tits. Behav. Ecol. Sociobiol. 64 (11), 1839-1847 (2010).
- Guillermo-Ferreira, R., Therézio, E. M., Gehlen, M. H., Bispo, P. C., Marletta, A. The Role of Wing Pigmentation, UV and Fluorescence as Signals in a Neotropical Damselfly. J. Insect Behav. 27 (1), 67-80 (2013).
- Ord, T. J., Stamps, J. A., Losos, J. B. Convergent evolution in the territorial communication of a classic adaptive radiation: Caribbean Anolis lizards. Anim. Behav. 85 (6), 1415-1426 (2013).
- Siebeck, U. E., Witzany, G. Communication in the Ultraviolet: Unravelling the Secret Language of Fish. Biocommunication of Animals. , Anonymous Springer Netherlands. 299-320 (2014).
- Modarressie, R., Rick, I. P., Bakker, T. UV matters in shoaling decisions. Proc. Biol. Sci. 273 (1588), 849-854 (2006).
- Lim, M. L. M., Li, J., Li, D. Effect of UV-reflecting markings on female mate-choice decisions in Cosmophasis umbratica, a jumping spider from Singapore. Behav. Ecol. 19, 61-66 (2008).
- Rick, I. P., Bakker, T. Color signaling in conspicuous red sticklebacks: do ultraviolet signals surpass others? BMC Evol. Biol. 8, 189 (2008).
- Siebeck, U. E. Communication in coral reef fish: the role of ultraviolet colour patterns in damselfish territorial behaviour. Anim. Behav. 68 (2), 273-282 (2004).
- Cummings, M. E., De Leòn, F. J. G., Mollaghan, D. M., Ryan, M. J. Is UV ornamentation an amplifier in swordtails? Zebrafish. 3, 91-100 (2006).
- Macìas Garcia, c, de Perera, T. Ultraviolet-based female preferences in a viviparous fish. Behav. Ecol. Sociobiol. 52 (1), 1-6 (2002).
