Waiting
Login processing...

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

Behavior

חיטוט מעבר לגבולות ביצים זיהוי באמצעות ניסויים דחייה ביצה לאורך מעברי צבע פנוטיפי

Published: August 22, 2018 doi: 10.3791/57512
Automatic Translation
1, 2, 3, 2, 4, 5, 1
1Department of Biology, Long Island University-Post, 2Department of Animal Biology, School of Integrative Biology, University of Illinois, 3Departamento de Ecología, Genética y Evolución, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, 4Department of Zoology and Laboratory of Ornithology, Palacký University, 5Institute of Vertebrate Biology, Academy of Sciences of the Czech Republic

Summary

פרוטוקול זה מספק הנחיות להפעלת ביצה דחייה ניסויים: חלוקה טכניקות ציור ניסיוני ביצה מודלים כדי לחקות את הצבעים של ביצים טבעי ציפור, ביצוע עבודת שטח, וניתוח הנתונים שנאספו. פרוטוקול זה מספק שיטה אחידה עבור ניסויים דחייה ביצה דומות.

Abstract

טפילים שבוחרים מטילים את ביציהם ב קינים של נקבות אחרות, עוזב את ההורים המארחים לבקוע, גוזליהן. טפילים שבוחרים כיצד לומד לתפעל מחשבים מארחים לתוך לגדל את צאצאיהם ולגלות כיצד מארחים הטפילות לספק תובנות חשובות בתחום הביולוגיה coevolutionary. טפילים מיוחמת, כגון בקוקיות, cowbirds, להשיג יתרון אבולוציוני כי אין להם לשלם את העלויות של גידול את צאצאיהם. עם זאת, עלויות אלה בחר עבור המארח הגנות נגד בכל שלבי טפילים, כולל ביצים, שלהם צעירים, ומבוגרים התפתחותית. ביצה דחייה ניסויים הם השיטה הנפוצה ביותר המשמשות ללימוד מארח את ההגנות. במהלך ניסויים אלה, חוקר מקומות ביצה ניסיוני בקן המארח, מפקח על מה מחשבים מארחים מגיבים. צבע לעיתים קרובות מטופל, הצפי הוא כי הסבירות של אפליה ביצה ואת מידת dissimilarity בין המארח לבין ביצה ניסיוני קשורים באופן חיובי. נייר זה משמש מדריך עבור ניסויים ביצה דחייה של המתארת שיטות ליצירת צבעים עקביים ביצה לניתוח ממצאי ניסויים אלה. תשומת לב מיוחדת ניתנת שיטה חדשה הכוללת ביצים צבעוניות באופן ייחודי לאורך מעברי צבע בעל הפוטנציאל לחקור צבע הטיות בזיהוי המארח. ללא תקינה, זה בלתי אפשרי להשוות בין ממצאים בין מחקרים באופן משמעותי; פרוטוקול תקני בתוך שדה זה יאפשר יותר ויותר מדויק ותוצאות דומות לניסויים נוספים.

Introduction

טפילים שבוחרים מטילים את ביציהם ב קינים של מינים אחרים ייתכן ואז לגדל את צאצאם, לשלם את עלויות טיפול הורים1,2,3. מעשה זה של הונאה להערים על המחשב המארח של הטפיל, בילוש כדי לאתר את הטפיל מצד המארח מספק לחצים בררניים חזק על שני שחקנים. במקרים מסוימים של העופות הטפילות מיוחמת, הזיהוי של המחשב המארח של ביצי טפילים שונים בוחר עבור טפילים המחקים מארח ביצים, המייצרת ומירוץ החימוש האבולוציוני בין המחשב המארח וטפיל4. לומד הטפילות מיוחמת הוא חשוב כי זה מערכת מודל עבור חוקרים coevolutionary dynamics, קבלת ההחלטות ב- בר5. ביצה דחייה ניסויים הם אחת השיטות הנפוצות ביותר עבור העופות הטפילות שבוחרים את השדה ואת כלי חשוב המשתמשות האקולוגים לחקור אינטראקציות interspecific6.

במהלך הניסויים דחייה ביצה, חוקרים בדרך כלל להציג את הטבע או מודל ביצים ולא להעריך את התגובה של המחשב המארח הביצים ניסיוני על פני תקופה סטנדרטית. ניסויים אלה יכול לכלול החלפת ביצים אמיתי (כלומר להשתנות במראה) בין קינים7, או צביעה או ציור של משטחי אמיתי ביצים (לחלופין הוספת תבניות), חוזרים אותם קינים המקורי שלהם8, או יצירת מודל ביצים זה יש מניפולציות תכונות כגון צבע9, סיכוייכם10, גודל11, ו/או צורה12. התגובה מארח ביצים של המראה משתנה יכול לספק תובנות בעלות ערך לתוך התוכן מידע שהם משתמשים כדי להגיע של החלטת הדחייה ביצה13 ו שונה זה מושלם, צריך להיות שמעודדים תגובה14. קבלה אופטימלית הסף התיאוריה15 מדינות מארחים צריך לאזן את הסיכונים של בטעות לקבל ביצה טפילי (קבלה שגיאה) או בטעות הסרת משלהם ביצה (שגיאה של דחייה) על-ידי בדיקת ההבדל בין ביצים שלהם (או תבנית פנימית של הביצים האלו) את הביצים טפילית. בתור שכזה, סף קבלה קיים מעבר אשר מארחים להחליט שגירוי שונה גם לסבול. כאשר הטפילות סיכון נמוך, הסיכון של קבלת שגיאות הוא נמוך יותר מאשר כאשר הסיכון של טפיל הוא גבוה; לפיכך, החלטות בהקשר ספציפי, יעבור כראוי כמו סיכונים נתפס השינוי14,16,17.

התיאוריה סף קבלה אופטימלית מניח מארחים לבסס החלטות על רציף וריאציה של פנוטיפים המארח, טפיל. לכן, מדידת מארח התגובות פנוטיפים טפיל שונים יש צורך לבסס אוכלוסיה המארח (עם וריאציה פנוטיפי משלו) איך סובלני הוא מגוון פנוטיפים טפילי. עם זאת, כמעט כל מחקרים קודמים צריכים לסמוך על הביצה קטגורית צבע maculation וטיפולי (למשל, מימטי/הלא-מימטי). רק אם מארח הדקה פנוטיפים לא משתנים, אשר אינה ציפייה מעשית מבחינה ביולוגית, כל התגובות יהיה כמו ישירות (ללא קשר למידת חיקוי). אחרת, מודל "מימטי" ביצה ישתנו ב עד כמה דומה זה מארח ביצים בתוך ובין האוכלוסיות, שעשויה להוביל לבלבול בעת השוואת הממצאים18. התיאוריה מרמזת על מארח החלטות מבוססים על ההבדל בין הביצה טפיליות משלהם14, לא בהכרח צבע מסוים ביצה טפילית. לכן באמצעות סוג מודל ביצה בודדת אינה גישה אידיאלי כדי לבדוק השערות על סף החלטה מארח או יכולות אפליה, אלא אם ההבדל מורגש רק (להלן JND) בין ביצה סוג מודל צבע הביצה בודדים מארח משתנה של עניין. זה חל גם על מחקרים ניסיוניים להחליף או להוסיף ביצים טבעי לבחון תגובות מארח מגוון צבעים19טבעי. עם זאת, בעוד מחקרים אלה לאפשר וריאציה של פנוטיפים המארח, טפיל, הם מוגבלים על ידי וריאציה טבעי נמצאו תכונות6, במיוחד בעת שימוש ביצים conspecific7.

לעומת זאת, חוקרים להכין ביצים מלאכותי של צבעים מגוונים חופשיים מן האילוצים של וריאציה טבעי (למשל, הם יכולים לחקור את התגובות superstimuli20), ומאפשר להם לחקור את גבולות התפיסה מארח6. מחקרים אחרונים השתמשה טכניקות הרומן כדי למדוד את המארח תגובות על פני מגוון פנוטיפי, על ידי ציור ביצים ניסיוני שנועד להתאים ואפילו לעלות על הטווח הטבעי של וריאציה של קליפת הביצה9 וצבעי ספוט21. לומדת המחשב המארח התגובות ביצים עם צבעים לאורך מעברי צבע יכול לחשוף תהליכים קוגניטיביים שבבסיס משום תחזיות תיאורטיות, כמו ספי קבלה15 או חיקוי coevolved4, מבוססים על הבדלים רציף בין תכונות. לדוגמה, על-ידי שימוש בגישה זו, Dainson. et al. 21 הקים כי כאשר הניגוד כרומטית בין הקרקע הדקה הגיוון צבע ספוט גבוה יותר, רובין אמריקאי ציור migratorius נוטה לדחות את הביצים בצורה חזקה יותר. ממצא זה מספק תובנות על כיצד מארח זה מעבד מידע, במקרה זה דרך הבחינה, כדי להחליט אם להסיר ביצה טפילית. על-ידי התאמה אישית של תערובות צבע, החוקרים שניתן לטפל בדיוק רב הדמיון בין ביצה ניסיוני הצבע וצבע ביצה של המחשב המארח, בעוד האחדת גורמים אחרים מבלבלים כגון איתור תבניות10, ביצה בגודל22 וביצה בצורת23.

כדי לעודד את נוספת metareplication ושכפול24 ביצה קלאסי ושהיו דחייה בעבודה, חשוב כי מדענים משתמשים אשר מתוקננים מעבר טקסונומי (מארח שונים מינים)7,22, שטח (אוכלוסיות מארח שונים)7,22,25,26 וזמן (עונות רבייה שונים)7,22,25,26 ,27, אשר נעשה רק לעתים רחוקות. מתודולוגיות שלא היו מתוקננת28 מאוחר יותר הוצגו להוביל לתוצאות artefactual29,30. נייר זה משמש סט של הנחיות עבור חוקרים המבקשים לשכפל את זה סוג של ניסוי דחייה ביצה זה בוחן את התגובות וריאציה רציף והוא מבליט מספר מושגים חשובים מתודולוגי: החשיבות של שליטה קינים, אפריורי השערות, metareplication, pseudoreplication, ואת צבע ניתוח ספקטרלי. למרות ניסויים דחייה ביצה שולטים במגרש של קו-אבולוציה מארח העופות-טפיל, פרוטוקולים מקיפה לא קיימת עדיין. לכן, קווים מנחים אלה יהיה משאב יקר-ערך כדי להגדיל את אינטר - ו אינטרה-lab הדיר כמו המבחן האמיתי של כל השערה טמון metareplication, כלומר, חוזר כל מחקרים על פני האמיניות, מרחב וזמן24, אשר והכוונה מתבצעת רק כאשר משתמשים בשיטות עקבי29,30,31.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה (IACUC) של אוניברסיטת לונג איילנד-Post.

1. לערבב אקריליק מצייר

  1. מערבבים צבע הקרקע הדקה, אשר הוא הצבע אחיד יכסה את כל פני השטח קליפת הביצה. המתכון הבא יגרום 50 גרם של צבע, אשר ימלא קצת יותר משתי שפופרות צבע אלומיניום 22 מ"ל.
    1. ליצור צבע כחול-ירוק, המייצג את קליפת ביצה כחול-ירוק (למשל, אליפטי רובין אמריקאי migratorius ט ), באמצעות 18.24 גר' קובלט טורקיז בהיר, 20.77 גר' titanium לבן גר' 6.52 קובלט ירוק, ו- 2.86 g של טורקיז קובלט ו- 1.61 g של umber שרוף.
    2. ליצור צבע חום, המייצג את קליפת ביצה חומה (למשל, של קליפת ביצה גאלוס גאלוס דומסטיקוס עוף), באמצעות 4.12 g של תחמוצת ברזל אדום, 9.75 גר' תפוז קדמיום, g 22.15 האור umber raw ו- g 13.97 טיטניום לבן.
    3. ליצור צבע בז, המייצג את קליפת ביצה בז (למשל, של קליפת ביצה japonica שליו שליו), באמצעות 10.60 גר' צבע ביצה חומה, g 8.28 בצבע כחול-ירוק, g 18.51 טיטניום לבן ו- 12.61 גר' אוכרה צהובה.
    4. יוצרות צבע לבן באמצעות טיטניום לבן ללא ערבוב.
  2. מערבבים צבע ספוט חום כהה המייצג את הנקודות על שליו japonica ג ביצים, באמצעות 8.38 גר' צבע ביצה חומה, 26.04 גר' umber שרוף 15.59 גר' מאדים שחור.
  3. לערבב צבעי ביניים פורש הדקה ערכת הצבעים של כחול-ירוק להזהיב, על ידי ערבוב צבעים כחול-ירוק וחום ביחד ושלל תרומתם קישור הדדי (לדוגמה, חלקים של כחול-ירוק עד צבע חום: 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5. 4:6, 3:7, 2:8, 1:9, ו- 0:10, ראה איור 1E).
    1. כדי להפיק יותר צבעי ביניים, פשוט מערבבים יחד אפילו כמויות אלה צבעי ביניים וחזור עד ליצירת מספר צבעים ייחודיים הרצוי. אפילו עירוב של כחול-ירוק וחום יפיקו צבע אפור נייטרלי, אבל הצבע הזה ניתן להגדרה באמצעות לבן או בז לפי הצורך. אם צבע מדויק יותר (למשל, של ביצה הוסט ספציפי) דרושה, השתמש בצבע מופחתים ערבוב מודלים כדי לחזות את השתקפות ספקטרלי של שילוב ייחודי של צבעים ולהשתמש התערובת בהפקת הנמוך ביותר (JND) הבדל ניכר רק אל רצוי צבע (ראה שלבים 3.3 – 3.7).
  4. לאחסן צבע שפופרות צבע אלומיניום mL 22 ריק.
    1. מקם את הצבע לתוך שקית פלסטיק כריך עם חלק קטן בפינה אחת לחתוך. חבר את הקצה של שקית הניילון לתוך הצינור וסוחטים הצבע לתוך הצינורית, הקשה על הצינור בעדינות כנגד השולחן.
    2. חותם הצינור משתמש הקצה דבק קיפול הסוף על עצמה לפחות 3-4 פעמים.

2. לצייר ביצה ניסיוני דוגמניות

  1. להשיג ביצה ניסיוני מודלים.
    1. הדפס דגם ביצים באמצעות תלת ממדית (מכאן והלאה, 3D) למדפסת או קנייה מפיץ28. גישה פשוטה זו מומלצת כי היא מייצרת ביצים שאינן בגודל אחיד, לעצב28.
      הערה: מודל ביצים אפשר גם להפוך לסוג של גבס, חימר, עץ או חומרים אחרים.
  2. להוסיף על המעיל אפילו של טיטניום לבן על כל ביצה כדי להכשיל את הצבע המשמש כבסיס.
  3. להחזיק כל ביצה באמצעות מלקחיים, לצבוע בצבע הרצוי באמצעות צבעי אקריליק איכותיים, מברשת נקייה כדי לצבוע כל ביצה בצורה ייחודית.
  4. להשתמש מייבש שיער מגניב הגדרת כדי להאיץ את תהליך הייבוש של כל ביצה הטרי.
  5. השתמש עם נייר זכוכית לחול. למטה יש בליטות שעשויים להיות על הביצה פעם הביצה הוא יבש לחלוטין.
    1. חזור על שלב 2.3 עד הביצה יש ציפוי מבטל אפילו צבע ללא בליטות. ביצים דורשים לא פחות משתי שכבות.
  6. להוסיף מקומות פנויים דגם הביצים בזהירות החלת אלה באמצעות מברשת צבע, spattering בקפידה את הצבע עם מברשת שיניים. רק שכבה אחת היא הכרחית.
    התראה: אם שכפול אולטרה סגול (UV) השתקפות רצוי, להחיל על שכבת אפילו UV צבע; עם זאת, לא מומלץ אלא אם כן הרשאה לשימוש צבעים אלה המתקבל מוסדיים המדינה/מחוזי, פדרלי המתיר משרדים.

3. לכימות צבע

  1. הפעל את ספקטרומטר על-ידי לחיצה על לחצן ההפעלה.
  2. כרטיס SD הוספה לתוך חריץ לכרטיס SD ולקשר אותו למערכת על-ידי הקשת האדום לבטל לחצן, בחר "מערכת הקבצים" על-ידי לחיצה על כפתור מסכים ירוקים, בחר "למצוא כרטיסי SD" על ידי לחיצה על תפריט לחצן למעלה. לאחר מכן, לחץ על לחצן ביטול אדום שני פעמים, או על ידי לחיצה על כפתור הבית.
  3. לצרף את כבלי סיבים אופטיים ספקטרומטר ואור המקור.
    1. צרף לסוף מתויג "מקור אור" במודול אור וצרף הסוף מתויג "ספקטרומטר" במודול ספקטרומטר.
  4. הכנס את הטיפ בדיקה בקצה של החללית סיבים אופטיים.
    הערה: דוגמה בדיקה עצה להדפסה במדפסת תלת-ממד זמינה בתור קובץ קוד משלים. אובייקט זה ידרוש שרשור של בורג כנף של הבחירה שלך.
    1. ליצור מרחק (למשל, 5 מ מ) בין הדגימה והבדיקה מדידה שימקסם את האות לרעש יחס. ודא מרחק מדידה עקבית באמצעות סרגל גמיש.
      הערה: המרחק המדויק משתנה בשילוב ייחודי של כל ספקטרומטר בודדים של הסורג ואת רוחב חריץ רוחב סיב אופטי, מקור האור. לשמור על המרחק זהה עבור כל המדידות. כלל גמיש הוא זמין להורדה כקובץ קוד משלים.
    2. השתמש זווית וצירוף מדידה רגילה (90 מעלות), אלא אם כן המארח טבעי ביצים או מודל ביצים יש משטח מבריק, ובמקרה להשתמש בזווית של 45° וצירוף למדידה עקיפה. למדוד את כל הביצים, אמיתי, מלאכותיים, תוך שימוש באותה הזווית.
    3. לשטוף את הטיפ בדיקה עם 95% אתנול.
  5. להפעיל מקור האור על-ידי לחיצה על הכפתור למטה שלוש פעמים, בחר PX-המנורה על-ידי לחיצה על כפתור מסכים ירוקים, בחר התקנה על ידי לחיצה על הלחצן הימני הגלילה, בחר "בקרי תזמון" על ידי לחיצה על הלחצן הימני גלילה, לחץ על הגבעה לחצן שלוש פעמים ולאחר מכן בחר לרוץ חופשי על ידי לחיצה לחצן קבל.
    1. המתן לפחות 15 דקות לפני כל מדידה.
  6. לכייל ולהגדיר את ספקטרומטר. כדי לעשות זאת, הקש על כפתור הבית, ולאחר מכן בחר "כלים" על ידי לחיצה על המגילה שמאלה לחצן, בחר "שליטה ידנית" על ידי לחיצה על תפריט לחצן למעלה ובחר "לרכוש פרמטרים של" על ידי לחיצה על תפריט לחצן למעלה.
    1. הגדר שהקרון החלקה ל-5 על-ידי לחיצה על לחצן הגלילה ימינה, הזזת הסמן ימינה שניים לרווחים על-ידי לחיצה על לחצן הגלילה ימינה פעמיים ולאחר מכן הגדלת הגדרת שהקרון על ידי לחיצה על תפריט לחצן למעלה חמש פעמים. בחר "מסכים" על-ידי לחיצה על כפתור ירוק קבל פעם אחת להשלים.
    2. קבע ממוצעים עד 10 על-ידי לחיצה על תפריט לחצן ולאחר מכן הזזת ימינה בשני מקומות על-ידי לחיצה על לחצן הגלילה ימינה פעמיים ושינוי הערך בעשרות במקום על ידי לחיצה על תפריט לחצן למעלה פעם ועובר לגור אלה במקום על ידי הקשה על o הלחצן הימני את המגילה nce, להפחית את זה לאפס על-ידי הקשה אחת על תפריט לחצן. בחר "מסכים" על-ידי לחיצה על כפתור ירוק קבל פעם אחת להשלים.
    3. לחצו על כפתור הבית, בחר השתקפות על ידי לחיצה על תפריט לחצן למעלה ולאחר למקם את המכשיר בחוזקה על תקן לבן. אז לאחסן תקן התייחסות לבן על ידי לחיצה על תפריט לחצן למעלה. לאחסן תקן כהה על ידי לחיצה על הלחצן הימני הגלילה ולהציג את השתקפות על ידי לחיצה על תפריט לחצן.
  7. למדוד השתקפות של קליפת ביצה כל שש פעמים על ידי מדידת פעמיים ליד הקוטב בוטה (end רחב של הביצה), פעמיים על קו המשווה של הביצה, ו פעמיים ליד הקוטב חדה (end צר יותר). הקפידו לדווח אם הכתמים הם נמנעו או לא. התנהגות זו הן ביצים ניסיוני, כמו גם הביצים של המחשב המארח.
  8. השתמש פונקציה פולינום באופן מקומי משוקלל 0.25 nm החלקת span להחלקת רעש בפניות השתקפות, באמצעות צבע ניתוח תוכנה29. אם צבע ציונים, כגון בהירות, אינם הדיר באופן משמעותי בין האזורים של המודל ביצה (שלב 3.7), לצבוע מחדש את הביצה (שלבים 2.2 – 2.6); אחרת, ממוצע ביצה מודל צבע על פני הביצה.
  9. להחליט על הקבוצה המתאימה ביותר של רגישויות היחסי קולט אור על השאלה.
    הערה: זה עשוי להיות כלליים סגול רגיש או סגול רגיש ציפור, או פעם אחת ניתן לבחור דגם רגישויות היחסי30,31,32.
  10. לכמת קוונטית תופס33 עבור כל קולט אור, יחידה34 והן כפול קונוס35,36, על-ידי שילוב המוצר של השתקפות הדקה, רגישויות קולט אור הולם irradiance ספקטרום הקשת חזותי העופות (קרי, 300-700 nm).
    1. השימוש היחסי קוונטית לתפוס ההערכות להפקת הקואורדינטות33,מרחב צבע tetrahedral העופות37. להבטיח כי, בניגוד תופס קוונטית, אלה קוונטית היחסי תופס סכומים ל- 1.
  11. שימוש קוונטית תופס (שלב 3.10) כדי להעריך את discriminability, ב- JND, בין המארח קליפת ביצה צבע (ראה שלב 2.6.1) בצבעים הנתפסת של כל ביצה זרים באמצעות עצבית מוגבלת רעש חזותי דגם בגודל32 , 38 , 39.
    1. למדוד את הגיוון הדקה של המחשב המארח באמצעות ספקטרומטר באותו מקור אור למדידת הביצים מודל (שלב 3.7), במידת האפשר.
      הערה: שיקולים מעשיים או לוגיסטית עלולה להפוך זה בלתי אפשרי, ובמקרה למדוד תת-קבוצה של הביצים מארח קינים שונים להקים את הגיוון הדקה הממוצע מארח.
    2. השתמש שבריר ובר ארוך-גל-רגיש ספירלת 0.140.
    3. להסביר את השפע היחסי של קונוסים ואת האיבר העיקרי של חרוט כפול30.
      הערה: אם הביצה הצבעים רק על מעבר צבע המתאים לצבעי הדקה טבעי, JND בין המארח לבין ביצה ניסיוני יכול להכפיל או 1 או-1 כדי להבדיל בין הבדלים על מהערכים הקיצוניים (למשל, כחול-ירוק או חום, רואה צעדים 1.1.1–1.1.2). אם הביצה הצבעים נופלים על פני מספר מעברי צבע או למלא את החלל בצבע, מסכמים את צבע ונתנים ההבדלים בין ביצים באמצעות דיאגרמות צבעוניות אחידה perceptually41. הקואורדינטות סוג זה של תרשים מתאר את הכיוון ואת סדר הגודל של הצבע הנתפס ההבדלים בין ביצים ניסיוני, צבע ביצה מארח ואת אלה ניתן להשתמש בניתוח נוסף.

4. עבודת שטח

  1. לקבוע את המין ללמוד.
    הערה: גורמים שיש להביא בחשבון כוללים (אך אינם מוגבלים) השפע של מינים המארח ו/או טפיל, האם הוא המארח תפיסתו42 או ניקוב43 rejecter, אשר תשפיע על הסוג של ביצה כדי לשמש (למשל, אל תשתמש קשה מודל מלאכותי ביצים לנקב מקרה חירום. המפלטים44).
  2. באופן שיטתי לחפש קינים באזור המחקר. בדוק. את רישומי הקינון הקודם יכול לספק מקום ההתחלה סבירה כמה מינים45.
    הערה: סמני גלוי או סימון בדגל עלול להגביר את הסיכון של טריפה46; לכן, שקול שימוש GPS כף יד במקום.
  3. לפקח האלה קינים מדי יום באמצעות שיטות הקלטה ישירה או וידאו כדי להקליט את הנוכחות של כל ביצה המארח עד תחילת הניסוי (שלב 4.4); לדוגמה, יום אחד לאחר השלמת מצמד.
    הערה: פיקוח יומי הזאת תימשך עד הניסוי הגיע למסקנה (שלב 4.6).
    1. להאזין לשיחות אזעקה שנעשו על ידי מבוגרים, לעזוב את האזור, אם הם ממשיכים במשך יותר מ-30 s. לא להתקרב לקן כאשר קיים לכל טורף nest פוטנציאליים, במיוחד אם זה טורף אוריינטציה ויזואלית (למשל, corvid).
    2. הגישה ולהשאיר קינים ממקומות שונים, קרי, חולף על קינים, אז יונקים טורפים יכול לעקוב רמזים כימי ישירות אל קינים.
      הערה: גישה זו ייתכן ישים בבתי גידול מסוימים, כלומר צפופה ריד-מיטות.
    3. תמיד למזער את ההפרעה פיזית את הקן, האזור סביב הקן.
    4. לא להתקרב קינים בתקופת בניית הקן, כי ציפורים רבות ינטוש את הקנים אם הם מופרעים לפני הטלת ביצים46.
  4. להוסיף בעדינות ביצה ניסיוני לקן של מחשב מארח על-ידי הזזה לתוך הצד של הגביע של הקן. לא תזרוק את גרסאות ניסיוניות כמו זה עלול לגרום נזק הביצים של המחשב המארח.
    הערה: להקצות טיפולים באופן אקראי.
    1. רשומה אם האב המארח נותר בקרבת מקום ובכך יש הזדמנות לחזות את מעשה הטפילות מלאכותי47. תיעוד ובקרה סטטיסטית עבור משתנה המציין אם המארח הסמיקו מן הקן47. התנהלות ההכרות ביצה תוך ההורה הוא משם.
    2. לאסוף ביצה מארח אם הטפיל בתוך המערכת מסיר ביצה המארח.
      הערה: זה לא יהיה נחוץ ב hosts איפה ביצה ההסרה אינה משפיעה על מארח התגובות ביצים ניסיוני22.
  5. מעסיקים קבוצת הבקרה קנים (קינים אשר ביקר, בדק וביצים ביצה מטפלים בזה אבל לא נסיוני נוסף או החליפו) כדי לקבוע את תעריפי עריקה הקן טבעי. הסר ביצה מארח הקן שליטה רק אם הם יוסרו קינים ניסיוני (ראה שלב 4.5.1).
    הערה: זה קריטי כי עריקה לא ניתן מענה ממוקד ביצים זרים מסוימים אבל יכול להיות תגובה עבור סוגים אחרים ביצה.
    1. לבחור המספר של שליטה קינים א-פריורי בהתבסס על גודל המדגם ידוע או צפוי מוערך אפקט. להקצות מכל קן nth כמו קן שליטה עד קביעת סטטיסטית אם הקן עריקות מארח בתגובה ניסיוני ביצים או לא ניתן להשיג (שלב 5.1).
      הערה: אם ביצה מארח מוסר, להסיר את אותו מספר של המארח ביצים כמו טיפול ניסיוני, החזק מארח אחד למחשב מארח ביצה ביד עבור 5 s ו למקומו זה ועמדו על קן באותו אורך כמו טיפול קינים. אם המחשב המארח ביצים לא יוסרו, החזק מארח אחד למחשב מארח ביצה ביד עבור 5 s ו למקומו זה, להישאר על הקן עבור משך הזמן שבוזבז קינים ניסיוני (למשל, 10 s).
  6. לתקן את הקן מספיק כדי לקבוע את התגובה על כל מחשב מארח של הקן, כולל פקדי. בדוק את הקן בתוך כמה שעות של מניפולציה ניסויית.
    הערה: במינים מסוימים, דחיות עלולה להתרחש באותו היום כמו טפיל ניסיוני; לכן, חשוב לבדוק את הקן בתוך כמה שעות של מניפולציה ניסויית על48.
    1. השתמש מראה טלסקופית הבודקות את הקן כדי להימנע ממגע ישיר עם הקן או את המצמד.
    2. הימנע תצפיות מזג אוויר קשה (גשם, חום או קור) כי זה יכול להגביר את הסכנה של nestlings, את הביצים46.
    3. לבצע בדיקות מדי יום עד המארח הגיב לביצה הציג או כמות מסוימת של זמן עבר.
      הערה: לפי המוסכמות, אם הביצה נשאר בקן במשך 5-6 ימים, המארח נחשב של מקבל22; עם זאת, אנשים מסוימים מארח להגיב יותר מאוחר49 והנטיות העדרו של התגובות הנ ל בהכרח ביצה דחייה שיעור הערכות. באופן אידיאלי, חוקרים צריכים לקבוע עליון 95% family-wise הסמך של השהיה כדי דחייה במערכת שלהם ועושים שימוש זה קריטריון שלהם.

5. ניתוחים סטטיסטיים

  1. השתמש במבחן המדויק של פישר במחקר אקראי לחלוטין (קרי, ניסיוני קינים שליטה לחלוטין וביניהם ואת ובכך לא שונות בהנחת תאריך, מצמד או כל פרמטר אחר ידוע להשפיע על הקן עריקה) להשוות את המספר עריקות בין שליטה (שלב 4.5) טיפולים קינים. אחרת, השתמש מודל לינארי מוכללת (GLM) עם covariates שעשוי להיות רלוונטי (ראה להלן), כמו גישה זהירה יותר בדרך כלל.
    1. אם קינים ניסיוני יש שיעור עריקה גבוה משמעותית מאשר שליטה קינים, הוסר קוד שתי ביצים, ביצים נטושה כמו 'דחה'.
      הערה: לפי המוסכמות המארח 'דחה' הביצה כאשר זה זיהה את הביצה טפילי, או להסירו או נטש אותו (עם כל הקן).
    2. אם המחירים עריקה לא שונים בין ניסיוני ולשלוט קינים, לכלול עריקות מהניתוח, מכיוון שהם אינם מארח בתגובה הטפילות וקוד תגובות כמו 'הוצאת'.
      הערה: לפי המוסכמות, 'הוצאת' מתייחס כאשר ביצה למעשה הוסר מן הקן שלה.
    3. להקליט את התאריך והשעה כאשר המארח דחה את הביצה. החלפת המשתנה התגובה בהתאם התגלית שלך על צעדים 5.1.1–5.1.2.
  2. דוח בדיקה מדוקדקת של פישר, יחס הסיכויים המשויכת שלו, שלה הסמך המתאים.
  3. להחליט על כל covariates משמעותי זה יתווסף מודלים (למשל, צעדים 5.4 – 5.5).
    1. ציין את קידוד (למשל, רציף, קטגורית או סידורי) של כל covariate.
    2. קוד הסודר ימים והוא מרכז תאריכים בנפרד בתוך שנים כדי להסיר את כל הפוטנציאל וחיסול עקב וריאציה המיוחס שנים או seasonality7,47,50,51.
    3. מרכז כל המעורבים באינטראקציה כדי לאפשר יותר קל פרשנות המונחים סדר התחתון שלהם בפלט דגם covariates.
      הערה: דרוג covariates מאפשרת השוואה ישירה של תופעות בין מחקרים, לפעמים יכול לשפר את מודל התכנסות.
  4. לחזות תגובות המארח (הוצאה או דחה vs לקבל) באמצעות מודל לינארי מוכללת (GLM) או מודל מעורב לינארי כללית (GLMM) עם פילוגי שגיאות בינומי, logit קישור פונקציה.
    הערה: בחירה בין GLM או GLMM תלוי הנתונים, ואם כולל אפקט אקראי (לדוגמה, מזהה הקן, השנה). גורמים אקראיים צריך לפחות 5 רמות סטיות אחרת הם ככל הנראה להיות לקוי מוערך52.
    1. דו ח מקדם הדטרמינציה (בדרך כלל R2) כדי להראות איזו פרופורציה של השונות הוסבר על ידי53,המודל הוא ליניארי54.
  5. לחזות כמה זמן לוקח את הציפור להגיב על ניסיוני הטפילות באמצעות GLM של התפלגות שגיאה בינומי שלילי (או התפלגות פואסון שגיאה אם הנתונים אינם overdispersed) ולהיכנס לקישור.
    הערה: החוקרים להפנות משך הזמן הדרוש עבור ציפור להגיב כמו "השהיית התגובה,' על-פי דיווחים בדייקנות ימים, כך יש לביצים דחה ביום של הניסוי של השהיה של אפס. מודל התגובה משתנים עם אפסים רבים מדי (> 50%) באמצעות ונפוח אפס או משוכה מודלים55.
  6. כלי אבחון כדי לבדוק אם המודל מנבא את הנתונים באופן משביע רצון ולהשתמש בדוח מודל סטטיסטי סיכום לכמת מה הפרופורציה של מודל סטיה הסביר56 , 57. הדו ח מקדם הדטרמינציה (בדרך כלל R2), ראה שלב 5.4.2.
    1. אמת מודלים בינומי שלילי באמצעות אימות גרפי על-ידי הפקת מגרש quantile-quantile והתוויית פירסון נגד הערכים מצויד.
      הערה: מודל מנוהל היטב יהיה לא ליניאריים או דפוסי לא צפוי55.
    2. אמת מודלים בינומי באמצעות בדיקות לאל-של-מתאים כגון בדיקות Hosmer-Lemeshow ואבחונים אחרים הזמינים בחבילה R, 'binomTools'58 המכיל את כל הסט של כלי אבחון.
  7. שקול שולט על covariates עקבית למטרות של עקביות ו comparability בין מחקרים.
    הערה: covariates נפוץ לכלול מצמד גודל22, הנחת תאריך59, לקנן בגיל מניפולציה49, אם המחשב המארח היה סמוקות מן הקן או לא-47. מחקרים רבים, במיוחד מוקדם, לא השתמש בכל covariates. מחברים לשקול בנוסף ניתוח ההשפעות של סוגי ביצים (או מדרגים שונים) ללא covariates כדי להפוך את התוצאות שלהם באופן כמותי להשוות מחקרים אלו חסר covariates.
    1. השתמש בגישה מידע-תיאורטי ודווח על התוצאה של חישוב ממוצע של דגמים פוטנציאליים רבים להסביר את התנהגות מארח60.
      הערה: לחלופין, להשתמש ניתוח רגרסיה הדרגתיים בתור מודל בחירת אלגוריתם61. החוקרים צריכים להשתמש קריטריון מוגדר מראש (למשל, מותאם R2, של ח'רפיש C.p, של הוסיפי מידע קריטריון, של שוורץ המזרחי או ערך-p) ומספקים הדגם המלא (עם covariates משותף) והן דגם מוקטן הסופי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

יצירת מודלים צבעוני ביצה

השתקפות ספקטרום של תערובות צבע מותאם אישית וביצים טבעי מוצגים איור 1A-D. תערובות צבע שימוש במחקרים הטפילות שבוחרים כדאי מקרוב להתכתב עם מדידות השתקפות טבעי מבחינת הצורה ספקטרלי (צבע) ואת גודל (בהירות). אם זה מושגת, הצבע של הביצה ניסיוני כיצירה על ידי המארח צבע טבעי ביצה. כדי להעריך את זיהוי המארח, reflectances האלה צריך להיהפך מרחב צבעים העופות הרלוונטיים. כדי לעשות זאת, התוצר של ספקטרה השתקפות אלה, ניתן לשלב בקרינה סולארית, ורגישות קולט אור לחישוב קוונטי תופס33. תפיסת הצבע העופות היא שונה מאשר אצל בני אדם, ציפורים לראות צבעים בעזרת photoreceptors ארבעה, במקום שלושה. המלכוד הקוונטים של קולטנים אלה ארבעה יכולה להיהפך הקואורדינטות מרחב צבעים tetrahedral (איור 1E), כאשר כל קודקוד מייצג גירוי היחסי של קולט אור מסוים: אולטרה סגול, קצר, בינוני וארוך גל רגיש photoreceptors37. נקודות הציון בתוך המרחב הזה מספקות שיטה להשוואת צבעים והמגוון פנוטיפי של צבעים, אשר הוא מוגבל יחסית ביחס לצבע של ציפורים קליפות62. התוויית צבע הביצה ניסיוני במרחב צבע חשוב כי הקואורדינטות שלהם בתוך שטח זה יקבע אם הביצים האלה ייראה טבעי. איור 1 מדגימה את הצבעים של צבעים מותאמים אישית (נקודות צבעוניות, אותיות להתכתב עם ספקטרום השתקפות באיור איור 1A-D) אשר מתוארים הנייר הזה, איך הם משווים צבעים הדקה של העופות טבעי. גישה חדשנית זו מספקת הזדמנויות עבור עיצובים חדשניים ניסיוני, יכול לספק תובנות חדשות זיהוי ביצה המארח.

לכימות מארח תגובות לצבעי קליפת הביצה

במפורש או במרומז, מחקר קודם9 , כולם המאבחנים מארחים מגיבים תכונה dissimilarity, למשל, ההבדל בין ביצה טפילי, משלהם, באופן מוחלט או סימטרי (איור 2, מקווקו). הבדל זה משתנה בדרך כלל זהה (0) לאין שיעור שונים; עם זאת, רוב התכונות משתנות ממדים מרובים, אין שום סיבה פריורי להניח התגובות שלהם צריך להיות דומה על פני השטח פנוטיפי. מחקר שמפעילים את התכונות על פני טווח מלא פנוטיפי שלהם (איור 2, מוצק), באפשרותך לבדוק הנחה זו. עבור שני ציור spp., הנלי. et al. 9 נמצא כי בין ביצה חומה, כחול-ירוק, שניהם באותה מידה שונה של המחשב המארח עצמו, הביצה חום היה סביר יותר להיות דחוי. באמצעות מודלים ביצה עם קואורדינטות ידוע בתוך מרחב צבע העופות סטנדרטי (איור 1E), חוקרים יכולים לעבוד בטווח פנוטיפי טבעי או להרחיב את טווח פנוטיפי (למשל, לקראת כחול-ירוק או חום) לחקור את התגובה לארח לחקור את גבולות תפיסתי של זיהוי המארח. גישה כזו מספק הקשר (מבוסס על שטח פנוטיפי) כדי להבין את התגובות של המארחים.

לכימות מארח התגובות הדקה צבעי ספוט

מחקר האחרונות21 הראה כי robins אמריקאי נוטים יותר לדחות ביצים ניסיוני הבחין כאשר הם תופסים מאותן נקודות עם עור יותר כהה כמו מצבע כחול-ירוק של קליפת (איור 3). מארח זה מטילה ביצים unspotted, אבל שלהם טפיל cowbird בראון-ראש אטר Molothrus יש כתמים חומים, לכן, חוק החלטה זה נראה מסתגלת. ממצאים כאלה מחזקים ממצאים קודמים הראו robins אמריקאי לבסס החלטות על שני הקרקע צבע ונקודות13; עם זאת, על ידי מדידת התגובות שלהם מעבר צבע הדרגתי Dainson. et al. היו מסוגלים לקבוע כי robins אמריקאי להשתמש הניגוד כרומטית בין הקרקע לבין צבע ספוט ביצה דחייה החלטות21. עיצובים מוטוריים העסקת כזה וריאציה רציף הגיוון לאפשר לחוקרים לחקור את התפקיד של המארח חושית, מנגנונים תפיסתיים ביצה זיהוי באופן יסודי יותר.

Figure 1
איור 1: נציג וריאציה בגוונים טבעיים העופות, מלאכותיים הדקה. ממוצע של 10 השתקפות ספקטרלי מדידות של (A) הכחול-ירוק, בז (B), (ג) חום, לבן (D) ו תערובות צבע חום כהה (E) (קווים מלאים 1.2.1 כדי 1.2.5,) לצד השקיפות של ביצה אמיתית עם מראה דומה: רובין אמריקאי (א) ט migratorius, (B) שליו japonica ג, בראון (ג) ו- (ד) לבן ביצת תרנגולת המקומי גאלוס ג. חתול (קווים מקווקווים). הפסגה בהשתקפות אולטרה סגול (D) היא כתוצאה מהסרת הקוטיקולה67. הזחה תצלומים של ביצים אמיתי על הביצים מלאכותי ושמאלה שמאלה לשנות את קנה המידה (הסרגל שמעל "מלאכותית" מייצג 1 ס מ). הדימוי של ביצת שליו אמיתי (הבלעה B) שונה מתמונה שצולמה על ידי רוג'ר Culos זה הוא בעל רישיון CC מאת 4.0. אנחנו להמחיש ציפורים למבוגרים כמו שיבוץ תמונות (זכויות יוצרים של ציפור משבץ A-D בהתאמה: Tomáš העגומה, אינגריד Taylar תחת CC מאת 2.0, Sherool, Dejungen תחת CC-BY-SA-3.0). הצבעים נתפסת העופות מותוות גם בתוך החלל צבע tetrahedral העופות (E) עבור הצופה הממוצע של העופות רגיש אולטרה סגול. הקודקודים מייצגים את גירוי היחסי של אולטרה סגול (U), קצר (S), בינוני (ז), ארוך photoreceptors רגיש אורך הגל (L). הנקודות אפור מייצגות את הצבעים של ביצי העופות טבעי על פני גיוון מלא פילוגנטי66, מן הנתונים שפורסמו בעבר68, בעוד צבעוני הנקודות מייצגות את הצבעים של צבע מותאם אישית ניסוחים כאן (צעדים 1.1.1 ל- 1.2), ו נקודות קטנות מוצק מייצגים צבעי ביניים (שלב 1.3). אותיות נטוי לצד נקודות צבעוניות להפנות ספקטרלי reflectances המוצגת באיור זה בזמן (e) מפנה את כתמים כהים של ביצת שליו. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: נציג מארח דחיות ביצה ביצים עם הגיוון הדקה משתנה. באופן מסורתי, ההסתברות החזוי דחייה (מקווקו) עבור מחשב מארח מתבסס על המוחלט נתפס ההבדל בין ביצה וביצה זרים של המארחים (קרי, כמו הביצה זרות שונות יותר תגובות הביצה הזאת הם יותר סביר, לא משנה כיוון על ההבדל מרחב צבע). פרקטיקה זו מתעלמת וריאציה טבעי בצבע ביצה של המחשב המארח. עם זאת, זה כנראה robins האמריקאי הזה (N = 52) ידחה ביצים חומות יותר כחול-ירוק באותה מידה שונה ביצים (קו רציף), אשר מדגיש את החשיבות של בחינת מארח תגובות מעבר הדרגתי פנוטיפי9. איור זה שונה מן הנלי. et al. 9 ואלה נתונים65 מורשים תחת CC מאת 4.0. שיבוץ ביצים נציג של טווח הצבעים, אך העמדות שלהם מקורבים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.  

Figure 3
איור 3: נציג מארח דחייה ביצה ביצים עם צבע ספוט משתנה. הניגוד כרומטית (JND) בין את צבעי הספוט מצויר על דגם ניסיוני ביצים ואת צבע הקרקע של מודלים אלה לחזות את התגובה לארח (0 = קבלה, 1 = הוצאה) רובין אמריקאי. דמות זו שונתה מ. Dainson et al. 21. שיבוץ ביצים מייצגים וריאציה של צבע ספוט נעשה שימוש, אך העמדות שלהם מקורבים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

למרות ביצה דחייה ניסויים הם השיטה הנפוצה ביותר ללמוד קו-אבולוציה שבוחרים טפיל-פונדקאי66, ולאחד מאמצים למיגור לתקנן חומרים, טכניקות, או פרוטוקולים חסרים. . זה בעייתי במיוחד עבור meta-ניתוחים. אין מטא אנליזה, לידע שלנו, המארח ביצה דחייה עד כה יש מבוקר עבור מתודולוגי סתירות בין מחקרים67,68, כולל מה נחשב מימטי או הלא-מימטי. זה מייצג בעיה רצינית כי ביצים מימטי (בסטנדרטים אנושיים) עלולות להידחות על ידי המארחים לעתים קרובות יותר מאשר לכאורה שאינם מימטי אלה69, אשר מראה כי הצבעים האנושיים סיווג לקוי וגם מתאים מסקנות לגבי קוגניציה העופות18. בנוסף, מטא-ניתוחים להתעלם מן העובדה כי בחלק מהמחקרים, אפילו של בני אותו מין המארח, מטופל עריקות באופן שונה, לספור אותם כמו תגובות22 או להוציא אותם מן הניתוחים7,67, 68. יתר על כן, misclassifying ביצה דגמים שאינם מימטי או מימטי ביצים, יכול להוביל מסולף השוואות בין מחקרים כי שניהם השתמשו סיווגים אלה עבור דגם ביצה שונים סוגי70. ההבדלים בין המחקרים1,70 עשוי לשקף שני הבדלים תכנון המחקר (למשל, מודל ביצה סוגים) או הבדלים בין האוכלוסיות, שניהם במידה לא ידוע; זה מונע פרשנות ברורה של ההבדלים, מונע לדחות השערות null ואלטרנטיבית. פרוטוקול זה מספק גישה סטנדרטית ביצה על דחייה ניסויים, ומדגיש במיוחד צביעה וכימות הצבע של מודלים ביצה. הבאים או מסתגלים (וגם דיווח כראוי) פרוטוקול זה צריך לקדם את התקינה מתודולוגיים הדרושים עבור ויכוח מדעי פרודוקטיבי, השוואות בין לימוד מתקדמת עתידי בתחום זה של מחקר.

מאז הדקה הגיוון נקבע על ידי פיגמנטים רק שני protoporphyrin התשיעי הופעת חום, biliverdin IXα המופיעים כחול-ירוק62,71,72, צבעים הדקה לכבוש רק קטע קטן של חזון העופות 62. וריאציה זו ניתן לשכפל דרך גיבוש בקפידה צבעי אקריליק התואמים צבעים טבעיים הדקה, זה יוביל הבנה טובה יותר של מנגנוני זיהוי המארח. לדוגמה, ציור המארחים הסבירות לדחיית חום ביצים מאשר ביצים כחול-ירוק, למרות המוחלט נתפס צבע ההבדל בין הביצים החוץ שלהם הבעלים (איור 2). התגובות ביצים צבעוניות לאורך מעברי צבע להשתנות במידה ניכרת, הדגשת החשיבות במדויק בהפקת ו לשחזר את הצבעים המשמשים בניסויים דחייה ביצה. אפילו וריאציה של צבע ספוט עלולה להביא הבדלים מרשים המארח התגובה (איור 3)21. באמצעות גישה זו, החוקרים יכולים לחקור את הגבולות של זיהוי המארח ולחשוף החשיבות היחסית של כרומטית יותר שיטתי ולארח זוהר מסלולים סיפור החלטות.

למרות היתרונות שמספקת גישה זו לכימות מארח תגובות על פני מגוון פנוטיפי, זה אינו מתאים לבדיקת כל השערה. כאשר המחירים דחייה נחוצים לבדיקת השערות, במיוחד להשוואות בין האוכלוסייה, שימוש בסוגי דגם עקבי ביצה אחת או יותר יהיה בגישה פחות יקר ותובעני. לדוגמה, הצגת ביצה ספציפיים דגם נציג סוגים של פולימורפיזמים ספציפיים ביצה טפילי, יכול לספק תובנה הבחירה היסטוריים ומודרניים לחצים73. חישוב המחירים דחייה בלתי אפשרי כאשר כל ביצה בצבע ייחודי; עם זאת, לכימות מארח תגובות על פני מגוון של צבעים ביצה טפיליות פוטנציאלי יכול לספק תובנות שאלות קשור ההחלטה ספי ויכולות אפליה. באופן ספציפי, גישה זו מספקת כלי לחוקרים למדוד יכולות אפליה ביצה של מחשב מארח. פרוטוקול זה מתווה מתכונים צבע כדי לסייע לתקנן את הצבע של מודלים הביצה משמש גם הגישה. יתר על כן, בין הגישה שנבחרה, חוקרים צריך לדווח את הציורים הם השתמשו לצביעת הדגמים שלהם ביצה, צריך לכמת צבעים אלה בזהירות. זה אמור לשפר בהשוואות בין המחקר של מטא-אנליזה.

מחקרים דחייה ביצה עם צבע רציף, דפוס, גודל, ו/או צורה תכונות מהפכה בענף העופות מארח-טפיל מחקרים מרוץ החימוש בשילוב עם השימוש הרגיל עכשיו העופות התפיסה החזותית דגמי69, 74. עכשיו יש ראיות כי מחשבים מארחים מסוימים אינם רק שימוש ההבדל תפיסתי מוחלטת בין הביצים שלו וזרים בזיהוי ביצה, אך במקום זאת לבסס החלטות דחייה על הכיוון של ההבדלים האלה לאורך מעבר הצבע פנוטיפי של העופות צבע קליפת הביצה9. למחקר עתידי צריך להשתמש לימודי הכשרה habituation/dishabituation או operant כדי להעריך אם המארחים של טפילים שבוחרים העופות יכול תופסים ולהבחין בין ביצה ומלאכותי צבעים בהקשרים שאינם-ביצה זיהוי. יתר על כן, הניסויים אותו יכול לחשוף אם הנוכחי-, ההיסטורי, ומארח הלא ניתן להבדיל הטבעי של קליפת ביצה מלאכותית, המבליטים את התפקיד של מנגנוני חישה זרועות coevolutionary-גזעים. לבסוף שלמאחה בעזרתם של שכפול שרכיבי ה-UV של העופות ביצה הגיוון, maculation ביצה לדחייה במחקרים הוא אתגר הצורך להתגבר על ידי למחקר עתידי75; זה יהיה צורך להעריך אם אותות צבע מבוסס-UV ביצה מייצגים רמז perceptually בולטות או ייחודי עבור זיהוי ביצה ודחייה נוסך טפילים שבוחרים העופות. באמצעות פרוטוקול זה עקבי, חוקרים יכולים ליצור ניסויים חדשים, יותר בקלות לפרש ולהשוות את הממצאים6,29,30,31.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אופטיקה האוקיינוס מסבסדת את דף בגין כתב היד הזה.

Acknowledgments

MEH מומן על ידי HJ ואן קליב פרופסור באוניברסיטה של אילינוי, באורבנה-שמפיין. בנוסף, למימון אנו מודים האנושי גבול המדע לתוכנית (M.E.H. ות. ג) הקרן החברתית האירופאית ואת תקציב המדינה של הרפובליקה הצ'כית, פרויקט. לא. CZ.1.07/2.3.00/30.0041 (ל. ת. ג). אנו מודים האוקיינוס אופטיקה לכיסוי עלויות הפרסום.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Replicator Mini + Makerbot
Professional Acrylic Paint Cobalt Turquoise Light Winsor & Newton 28382
Professional Acrylic Paint Titanium White Winsor & Newton 28489
Professional Acrylic Paint Cobalt Green Winsor & Newton 28381
Professional Acrylic Paint Cobalt Turquoise Winsor & Newton 28449
Professional Acrylic Paint Burnt Umber Winsor & Newton 28433
Professional Acrylic Paint Red Iron Oxide Winsor & Newton 28486
Professional Acrylic Paint Cadmium Orange Winsor & Newton 28437
Professional Acrylic Paint Raw Umber Light Winsor & Newton 28391
Professional Acrylic Paint Yellow Ochre Winsor & Newton 28491
Professional Acrylic Paint Mars Black Winsor & Newton 28460
Paint Brush Utrecht 206-FB Filbert brush
Paint Brush Utrecht 206-F Flat brush
Hair Dryer Oster 202
Fiber optic cables Ocean Optics Inc. OCF-103813 1 m custom bifurcating fiber optic assembly with blue zip tube (PVDF), 3.8mm nominal OD jeacketing and 2 legs
Spectrometer Ocean Optics Inc. Jaz Spectrometer unit with a 50 um slit width, installed with a 200-850 nm detector (DET2B-200-850), and grating option # 2.
Battery and SD card module for spectrometer Ocean Optics Inc. Jaz-B
Light source Ocean Optics Inc. Jaz-PX A pulsed xenon light source
White standard Ocean Optics Inc. WS-1-SL made from Spectralon
OHAUS Adventurer Pro Scale OHAUS AV114C A precision microbalance
Gemini-20 portable scale AWS Gemini-20 A standard scale
Empty Aluminum Paint Tubes (22 ml) Creative Mark NA
Telescopic mirror SE 8014TM
GPS Garmin Oregon 600
220-grit sandpaper 3M 21220-SBP-15 very fine sandpaper
400-grit sandpaper 3M 20400-SBP-5 very fine sandpaper
color analysis software: ‘pavo’, an R package for use in, R: A language and environment for statistical computing v 1.3.1 https://cran.r-project.org/web/packages/pavo/index.html
UV clear transparent Flock off! UV-001 A transparent ultraviolet paint
Plastic sandwich bags Ziploc Regular plastic sandwich bags from Ziploc that can be purchased at the supermarket.
Kimwipes Kimberly-Clark Professional 34120 11 x 21 cm kimwipes
Toothbrush Colgate Toothbrush

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Davies, N. B., Brooke, M. deL. An experimental study of co-evolution between the cuckoo, Cuculus canorus, and its hosts. I. Host egg discrimination. Journal of Animal Ecology. 58 (1), 207-224 (1989).
  2. Feeney, W. E., Welbergen, J. A., Langmore, N. E. Advances in the study of coevolution between avian brood parasites and their hosts. Annu Rev Ecol Evol Syst. 45, 227-246 (2014).
  3. Kilner, R. M., Madden, J. R., Hauber, M. E. Brood parasitic cowbird nestlings use host young to procure resources. Science. 305 (5685), 877-879 (2004).
  4. Dawkins, R., Krebs, J. R. Arms races between and within species. Proc R Soc Lond B. 205, 489-511 (1979).
  5. Wyllie, I. The cuckoo. , B.T. Batsford Ltd. London. (1981).
  6. Hauber, M. E., et al. The value of artificial stimuli in behavioral research: making the case for egg rejection studies in avian brood parasitism. Ethology. 121 (6), 521-528 (2015).
  7. Samas, P., Hauber, M. E., Cassey, P., Grim, T. Host responses to interspecific brood parasitism: a by-product of adaptations to conspecific parasitism? Front Zool. 11 (1), 34 (2014).
  8. Bán, M., Moskát, C., Barta, Z., Hauber, M. E. Simultaneous viewing of own and parasitic eggs is not required for egg rejection by a cuckoo host. Behav Ecol. 24 (4), 1014-1021 (2013).
  9. Hanley, D., et al. Egg discrimination along a gradient of natural variation in eggshell coloration. Proc R Soc B. 284 (1848), 20162592 (2017).
  10. Moskat, C., et al. Discordancy or template-based recognition? Dissecting the cognitive basis of the rejection of foreign eggs in hosts of avian brood parasites. J Exp Biol. 213 (11), 1976-1983 (2010).
  11. Marchetti, K. Egg rejection in a passerine bird: size does matter. Anim Behav. 59, 877-883 (2000).
  12. Zölei, A., Hauber, M. E., Geltsch, N., Moskát, C. Asymmetrical signal content of egg shape as predictor of egg rejection by great reed warblers, hosts of the common cuckoo. Behaviour. 149 (3-4), 391-406 (2012).
  13. Rothstein, S. I. Mechanisms of avian egg recognition: which egg parameters elicit responses by rejecter species? Behav Ecol Sociobiol. 11 (4), 229-239 (1982).
  14. Davies, N. B., Brooke, M. deL., Kacelnik, A. Recognition errors and probability of parasitism determine whether reed warblers should accept or reject mimetic cuckoo eggs. Proc R Soc B. 263 (1), 925-931 (1996).
  15. Reeve, H. K. The evolution of conspecific acceptance thresholds. Am Nat. 133 (3), 407 (1989).
  16. Mermoz, M. E., Haupt, C., Fernández, G. J. Brown-and-yellow marshbirds reduce their acceptance threshold of mimetic brood parasite eggs in the presence of non-mimetic eggs. J Ethol. 34 (1), 65-71 (2015).
  17. Hauber, M. E., Moskát, C., Bán, M. Experimental shift in hosts' acceptance threshold of inaccurate-mimic brood parasite eggs. Biol Lett. 2 (2), 177-180 (2006).
  18. Grim, T. Mimicry vs. similarity: which resemblances between brood parasites and their hosts are mimetic and which are not? Biol J Linn Soc. 84 (1), 69-78 (2005).
  19. Lahti, D. C. The limits of artificial stimuli in behavioral research: the Umwelt gamble. Ethology. 121 (4), 529-537 (2015).
  20. Alvarez, F. Attractive non-mimetic stimuli in Cuckoo Cuculus canorus eggs. Ibis. 141, 142-144 (1999).
  21. Dainson, M., Hauber, M. E., López, A. V., Grim, T., Hanley, D. Does contrast between eggshell ground and spot coloration affect egg rejection? Sci Nat. 104, 54 (2017).
  22. Grim, T., et al. Constraints on host choice: why do parasitic birds rarely exploit some common potential hosts? J Anim Ecol. 80 (3), 508-518 (2011).
  23. Underwood, T. J., Sealy, S. G. Influence of shape on egg discrimination in American robins and gray catbirds. Ethology. 112, 164-173 (2006).
  24. Johnson, D. H. The importance of replication in wildlife research. J Wildl Manage. 66 (4), 919-932 (2002).
  25. Stokke, B. G., et al. Predictors of resistance to brood parasitism within and among reed warbler populations. Behav Ecol. 19 (3), 612-620 (2008).
  26. Soler, J. J., Martínez, J. G., Soler, M., Pape Møller, A. Coevolutionary interactions in a host-parasite system. Ecol Lett. 4, 470-476 (2001).
  27. Thorogood, R., Davies, N. B. Reed warbler hosts fine-tune their defenses to track three decades of cuckoo decline. Evolution. 67, 3545-3555 (2013).
  28. Robert, M., Sorci, G. Rapid increase of host defence against brood parasites in a recently parasitized area: the case of village weavers in Hispaniola. Proc R Soc B. 266, 941-946 (1999).
  29. Lahti, D. C. Evolution of bird eggs in the absence of cuckoo parasitism. Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (50), 18057-18062 (2005).
  30. Lahti, D. C. Persistence of egg recognition in the absence of cuckoo brood parasitism: pattern and mechanism. Evolution. 60 (1), 157-168 (2006).
  31. Grim, T., Stokke, B. G. In the light of introduction: Importance of introduced populations for the study of brood parasite-host coevolution. Biological invasions and animal behaviour. Weis, J. S., Sol, D. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. 133-157 (2016).
  32. Igic, B., et al. Using 3D printed eggs to examine the egg-rejection behaviour of wild birds. PeerJ. 3, e965 (2015).
  33. Maia, R., Eliason, C. M., Bitton, P., Doucet, S. M., Shawkey, M. D. pavo: an R package for the analysis, visualization and organization of spectral data. Methods Ecol Evol. 4 (10), 906-913 (2013).
  34. Hart, N. S., Vorobyev, M. Modelling oil droplet absorption spectra and spectral sensitivities of bird cone photoreceptors. J Comp Physiol A. 191 (4), 381-392 (2005).
  35. Govardovskii, V. I., Fyhrquist, N., Reuter, T., Kuzmin, D. G., Donner, K. In search of the visual pigment template. Vis Neurosci. 17, 509-528 (2000).
  36. Vorobyev, M., Osorio, D., Bennett, A. T. D., Marshall, N. J., Cuthill, I. C. Tetrachromacy, oil droplets and bird plumage colours. J Comp Physiol A. 183 (5), 621-633 (1998).
  37. Endler, J. A., Mielke, P. W. Comparing entire colour patterns as birds see them. Biol J Linn Soc. 86 (4), 405-431 (2005).
  38. Hart, N. S. The visual ecology of avian photoreceptors. Prog Retin Eye. 20 (5), 675-703 (2001).
  39. Hart, N. S. Vision in the peafowl (Aves: Pavo cristatus). J Exp Biol. 205 (24), 3925-3935 (2002).
  40. Hart, N. S., Partridge, J. C., Cuthill, I. C., Bennett, A. T. D. Visual pigments, oil droplets, ocular media and cone photoreceptor distribution in two species of passerine bird: the blue tit (Parus caeruleus L.) and the blackbird (Turdus merula L). J Comp Physiol A. 186 (4), 375-387 (2000).
  41. Stoddard, M. C., Prum, R. O. Evolution of avian plumage color in a tetrahedral color space: a phylogenetic analysis of new world buntings. Am Nat. 171 (6), 755-776 (2008).
  42. Vorobyev, M., Osorio, D. Receptor noise as a determinant of colour thresholds. Proc R Soc Lond B. 265 (1394), 351-358 (1998).
  43. Siddiqi, A., Cronin, T. W., Loew, E. R., Vorobyev, M., Summers, K. Interspecific and intraspecific views of color signals in the strawberry poison frog Dendrobates pumilio. J Exp Biol. 207, 2471-2485 (2004).
  44. Olsson, P., Lind, O., Kelber, A. Bird colour vision: behavioural thresholds reveal receptor noise. J Exp Biol. 218, 184-193 (2015).
  45. Pike, T. W. Preserving perceptual distances in chromaticity diagrams. Behav Ecol. 23, 723-728 (2012).
  46. Underwood, T. J., Sealy, S. G. Behavior of warbling vireos ejecting real and artificial cowbird eggs. Wilson J Ornithol. 123 (2), 395-400 (2011).
  47. Rohwer, S., Spaw, C. D. Evolutionary lag versus bill-size constraints: a comparative study of the acceptance of cowbird eggs by old hosts. Evol Ecol. 2 (1), 27-36 (1988).
  48. Martin-Vivaldi, M., Soler, M., Møller, A. P. Unrealistically high costs of rejecting artificial model eggs in cuckoo Cuculus canorus hosts. J Avian Biol. 3 (2), 295-301 (2002).
  49. Samaš, P., Heryán, J., Grim, T. How does urbanization affect dispersal in Eurasian blackbirds (Turdus merula)? Sylvia. 49, 21-38 (2013).
  50. Baicich, P. J., Harrison, C. J. O. A guide to the nests, eggs, and nestlings of North American birds. , Academic Press. San Diego. (1997).
  51. Hanley, D., Samaš, P., Heryán, J., Hauber, M. E., Grim, T. Now you see it, now you don't: flushing hosts prior to experimentation can predict their responses to brood parasitism. Sci Rep. 5 (1), 9060 (2015).
  52. Grim, T., Samaš, P., Hauber, M. The repeatability of avian egg ejection behaviors across different temporal scales, breeding stages, female ages and experiences. Behav Ecol Sociobiol. 68 (5), 749-759 (2014).
  53. Hanley, D., et al. Dynamic egg color mimicry. Ecol Evol. 6 (12), 4192-4202 (2016).
  54. Hanley, D., Samaš, P., Hauber, M. E., Grim, T. Who moved my eggs? An experimental test of the egg arrangement hypothesis for the rejection of brood parasitic eggs. Anim Cogn. 18 (1), 299-305 (2015).
  55. Samaš, P., et al. Ecological predictors of reduced avian reproductive investment in the southern hemisphere. Ecography. 36 (7), 809-818 (2013).
  56. Bolker, B. M. Linear and generalized linear mixed models. Ecol Stat Contemp theory Appl. , 309-334 (2015).
  57. Nakagawa, S., Johnson, P. C. D., Schielzeth, H. The coefficient of determination R2 and intra-class correlation coefficient from generalized linear mixed-effects models revisited and expanded. J R Soc Interface. 14 (134), 20170213 (2017).
  58. Nagelkerke, N. J. D. A note on a general definition of the coefficient of determination. Biometrika. 78 (3), 691-692 (1991).
  59. Zuur, A. F., Ieno, E. N., Walker, N., Saveliev, A. A., Smith, G. M. Mixed effects models and extensions in ecology with R. Stat Biol Heal. , Springer. New York. New York, NY. (2009).
  60. Grafen, A., Hails, R. Modern statistics for the life sciences. , Oxford University Press. Oxford. (2002).
  61. Zuur, A. F., Ieno, E. N., Elphick, C. S. A protocol for data exploration to avoid common statistical problems. Methods Ecol Evol. 1 (1), 3-14 (2010).
  62. Christensen, R. H. B., Hansen, M. K. binomTools: Performing diagnostics on binomial regression models. , https://cran.r-project.org/src/contrib/Archive/binomTools/ (2011).
  63. Lotem, A., Nakamura, H., Zahavi, A. Constraints on egg discrimination and cuckoo-host co-evolution. Anim Behav. 49 (5), 1185-1209 (1995).
  64. Burnham, K. P., Anderson, D. R. Model selection and multimodel inference: a practical information-theoretic approach. 60, Springer. New York, NY. (2002).
  65. Whittingham, M. J., Stephens, P. A., Bradbury, R. B., Freckleton, R. P. Why do we still use stepwise modelling in ecology and behaviour? J Anim Ecol. 75 (5), 1182-1189 (2006).
  66. Hanley, D., Grim, T., Cassey, P., Hauber, M. E. Not so colourful after all: eggshell pigments constrain avian eggshell colour space. Biol Lett. 11 (5), 20150087 (2015).
  67. Fecheyr-Lippens, D. C., et al. The cuticle modulates ultraviolet reflectance of avian eggshells. Biol Open. 4, 753-759 (2015).
  68. Hanley, D., Grim, T., Cassey, P., Hauber, M. E. Data from: Not so colourful after all: eggshell pigments constrain avian eggshell colour space. Dryad Digital Repos. , https://doi.org/10.5061/dryad.2q3r2 (2015).
  69. Hanley, D., et al. Data from: Egg discrimination along a gradient of natural variation in eggshell coloration. Dryad Digital Repos. , https://doi.org/10.5061/dryad.mm3kr (2017).
  70. Grim, T. Equal rights for chick brood parasites. Ann Zool Fennici. 44 (March), 1-7 (2007).
  71. Medina, I., Langmore, N. E. The costs of avian brood parasitism explain variation in egg rejection behaviour in hosts. Biol Lett. 11 (7), 20150296 (2015).
  72. Soler, M. Long-term coevolution between avian brood parasites and their hosts. Biol Rev. 89 (3), 688-704 (2014).
  73. Cassey, P., Honza, M., Grim, T., Hauber, M. E. The modelling of avian visual perception predicts behavioural rejection responses to foreign egg colours. Biol Lett. 4 (5), 515-517 (2008).
  74. Hale, K., Briskie, J. V. Response of introduced European birds in New Zealand to experimental brood parasitism. J Avian Biol. 38 (2), 198-204 (2007).
  75. Igic, B., et al. Detecting pigments from colourful eggshells of extinct birds. Chemoecology. 20, 43-48 (2010).
  76. Igic, B., et al. A shared chemical basis of avian host-parasite egg colour mimicry. Proc R Soc Lond B. 279 (1731), 1068-1076 (2012).
  77. Yang, C., et al. Coevolution in action: disruptive selection on egg colour in an avian brood parasite and its host. PLoS One. 5 (5), 1-8 (2010).
  78. Stoddard, M. C., Stevens, M. Avian vision and the evolution of egg color mimicry in the common cuckoo. Evolution. 65 (7), 2004-2013 (2011).
  79. Honza, M., Polačiková, L. Experimental reduction of ultraviolet wavelengths reflected from parasitic eggs affects rejection behaviour in the blackcap Sylvia atricapilla. J Exp Biol. 211 (15), 2519-2523 (2008).

Tags

התנהגות גיליון 138 התפיסה העופות הטפילות מיוחמת ראיית הצבע קוגניציה צבע קליפת הביצה דחייה ניסוי
חיטוט מעבר לגבולות ביצים זיהוי באמצעות ניסויים דחייה ביצה לאורך מעברי צבע פנוטיפי
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Canniff, L., Dainson, M.,… More

Canniff, L., Dainson, M., López, A. V., Hauber, M. E., Grim, T., Samaš, P., Hanley, D. Probing the Limits of Egg Recognition Using Egg Rejection Experiments Along Phenotypic Gradients. J. Vis. Exp. (138), e57512, doi:10.3791/57512 (2018).

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