Waiting
Login processing...

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

Behavior

Sondering grænserne for æg anerkendelse ved hjælp af æg afvisning eksperimenter langs fænotypiske forløb

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

Denne protokol indeholder retningslinjer for kører æg afvisning eksperimenter: beskriver teknikker til maleri eksperimentelle æg modeller at efterligne farver af naturlige fugl æg, gennemføre feltarbejde, og analysere de indsamlede data. Denne protokol giver en ensartet metode for udførelse af sammenlignelige æg afvisning eksperimenter.

Abstract

Yngel parasitter lægger deres æg i andre hunnens reder, forlader værten forældre for at luge og bag deres unger. At studere hvordan yngel parasitter manipulere værter til at hæve deres unge og hvordan værter opdage parasitisme give vigtig indsigt i feltet i coevolutionary biologi. Yngel parasitter, som gøgen og cowbirds, få en evolutionær fordel, fordi de ikke har til at betale omkostningerne i forbindelse med opdræt af deres egne unge. Men disse omkostninger vælge for værten forsvar mod alle udviklingsstadier af parasitter, herunder æg, deres unge og voksne. Æg afvisning eksperimenter er den mest almindelige metode bruges til at studere vært forsvar. Under disse eksperimenter, en forsker lægger et eksperimenterende æg i en vært reden og overvåger, hvordan værter reagere. Farven er ofte manipuleret, og forventningen er, at sandsynligheden for æg forskelsbehandling og graden af forskellighed mellem vært og eksperimenterende ægget hænger positivt. Dette papir tjener som vejledning for udførelse af æg afvisning eksperimenter fra beskriver metoder til at skabe konsistent æg farver til at analysere resultaterne af disse eksperimenter. Særlig opmærksomhed til en ny metode involverer entydigt farvede æg langs farveovergange, der har potentiale til at udforske farve bias i vært anerkendelse. Uden standardisering er det ikke muligt at sammenligne resultaterne mellem undersøgelser på en meningsfuld måde; en standardprotokol inden for dette område vil gøre det muligt for stadig mere nøjagtige og sammenlignelige resultater for yderligere eksperimenter.

Introduction

Yngel parasitter lægge deres æg i reder af andre arter, der kan derefter hæve deres unge og betale omkostningerne i forbindelse med forældreomsorg1,2,3. Denne handling af bedrag at overliste vært parasitten og detektivevner ægprodukters parasit hos værten giver stærke selektive pres på begge skuespillere. I nogle tilfælde af aviær yngel parasitisme vælger værtens anerkendelse af uensartet parasitære æg for parasitter, der efterligner vært æg, som producerer en evolutionær våbenkapløb mellem vært og parasit4. Studerer yngel parasitisme er vigtig, fordi det er en modelsystem for at undersøge coevolutionary dynamics og beslutningsprocessen i de vildtlevende5. Æg afvisning eksperimenter er en af de mest almindelige metoder, der anvendes til at studere aviær yngel parasitisme i feltet og et vigtigt redskab, som økologer bruger til at undersøge artskrydsede interaktioner6.

I løbet af æg afvisning eksperimenter, forskerne typisk indføre naturlige eller model æg og vurdere værtens svar på disse eksperimentelle æg i en standardiseret periode. Sådanne eksperimenter kan involvere bytte rigtige æg, (der varierer i udseende) mellem reder7, eller farvning eller maleri overflader af rigtige æg (valgfrit tilføjelse mønstre) og returnere dem til deres oprindelige reder8eller generere model æg har manipuleret træk såsom farve9, spotting10, størrelse11, og/eller figur12. Host reaktion på æg af varierende udseende kan give værdifuld indsigt i oplysninger indhold de bruger til at nå et æg afvisning beslutning13 og hvor forskellige, æg skal være at fremkalde en reaktion14. Optimal accept tærskel teori15 hedder det, at værter skal afveje risikoen for fejlagtigt at acceptere en parasitisk æg (accept fejl) eller fejlagtigt fjerne deres egne æg (afvisning fejl) ved at undersøge forskellen mellem deres egne æg (eller en interne skabelon af disse æg) og parasit æg. Som sådan findes en accept tærskel, over hvilket værter beslutte en stimulus er for forskellige til at tolerere. Når parasitisme risiko er lav, er risikoen for accept fejl lavere end når risikoen for parasitisme er høj; således beslutninger er sammenhæng specifikke og vil skifte passende som opfattede risici ændring14,16,17.

Optimal accept tærskel teori antager, at værter basere beslutninger ved kontinuerlig variation i vært og parasit fænotyper. Det er derfor nødvendigt at fastslå, hvordan tolerant en værtsbefolkningen (med sin egen fænotypisk variation) er en række snyltende phenotypes måling vært svar til varierende parasit fænotyper. Men næsten alle forudgående undersøgelser har påberåbt sig kategorisk æg farve og maculation behandlinger (fxmimetiske/ikke-mimetiske). Kun hvis vært æggeskal fænotyper ikke variere, der ikke er en biologisk praktiske forventning, ville alle svar være direkte sammenlignelig (uanset graden af mimicry). Ellers, en "mimetiske" æg model varierer i hvor ens det er vært æg inden for og mellem befolkningsgrupper, som potentielt kan føre til forvirring, når man sammenligner resultaterne18. Teori foreslår, at værten beslutninger er baseret på forskellen mellem den parasitære æg og deres egen14, ikke nødvendigvis en bestemt parasit æg farve. Derfor, ved hjælp af et enkelt æg modeltype er ikke en ideel metode til at teste hypoteser om værten beslutning tærskler eller diskrimination evner, medmindre den bare mærkbar forskel (herefter JND) mellem æg modeltype og individuelle vært æg farve er den variabel af interesse. Dette gælder også for eksperimentelle undersøgelser, at bytte eller tilføje naturlige æg for at teste vært svar til en naturlig vifte af farver19. Men mens disse studier tillader for variation i vært og parasit fænotyper, er de begrænset af naturlige variation fundet i træk6, især når du bruger conspecific æg7.

Derimod, forskere, at lave kunstige æg af varierede farver er fri for begrænsninger af naturlige variationer (f.eks.de kan undersøge svar til superstimuli20), at tillade dem at sonde grænserne for værten perception6. Nyere forskning har anvendt nye teknikker til at måle vært svar på tværs af en fænotypiske vifte af maleri eksperimentelle æg designet til at matche og overgå den naturlige udbredelsesområde af variation i æggeskal9 og staffagefarver21. Studerer vært svar til æg med farver langs forløb kan afdække underliggende kognitive processer, fordi teoretiske forudsigelser som accept tærskler15 eller coevolved mimicry4, er baseret på kontinuerlig forskelle mellem træk. For eksempel ved hjælp af denne fremgangsmåde, Dainson et al. 21 fastslået, at når kromatisk kontrast mellem æggeskal jorden farvningen og spot farvning er højere, den amerikanske Robin Turdus migratorius tendens til at afvise æg mere kraftigt. Dette resultat giver værdifuld indsigt om, hvordan denne vært behandler oplysninger, i dette tilfælde gennem spotting, for at afgøre, om at fjerne en parasit æg. Ved at tilpasse maling blandinger, kan forskere netop manipulere ligheden mellem en eksperimentel æg farve og værtens æg farve, mens standardisere andre forstyrrende faktorer såsom spotte mønstre10, ægget størrelse22 og æg figur23.

For at tilskynde yderligere replikation og metareplication24 af klassiske og nyere æg afvisning arbejde, er det vigtigt, at forskere bruger metoder, der er standardiseret på tværs af fylogeni (anden vært arter)7,22, plads (anden vært populationer)7,22,25,26 og tid (forskellige avl sæsoner)7,22,25,26 ,27, som blev gjort kun sjældent. Metoder, der ikke var standardiseret28 blev senere vist sig at føre til artefactual resultater29,30. Dette papir fungerer som et sæt retningslinjer for forskere søger at kopiere denne type af æg afvisning eksperiment, der undersøger svar til kontinuerlig variation og fremhæver en række vigtige metodiske begreber: vigtigheden af kontrol reder, forhånd hypoteser, metareplication, pseudoreplikation, og farve og spektralanalyse. Trods æg afvisning eksperimenter dominerer inden for aviær vært-parasit coevolution, eksisterer ingen omfattende protokol endnu. Disse retningslinjer vil derfor være en værdifuld ressource til at øge inter - og intra-lab repeterbarhed som den sande test af enhver hypotese ligger i metareplication, dvs., gentage hele undersøgelser over fylogeni, plads og tid24, som kan kun meningsfuldt gøres når du bruger konsekvent metoder29,30,31.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle metoder beskrevet her er blevet godkendt af institutionelle Animal Care og brug udvalg (IACUC) af Long Island Universitet-Post.

1. blanding akryl maling

  1. Bland æggeskal jorden farvelægningen, som er den farve, der dækker jævnt hele æggeskal overfladen. Følgende opskrift vil gøre 50 g af maling, som vil fylde lidt mere end to 22 mL maling aluminiumsrør.
    1. Generere en blå-grøn farve, der repræsenterer en blå-grøn æggeskal (fx, en amerikansk Robin T. migratorius æggeskal), ved hjælp af 18.24 g af kobolt turkis lys, 20.77 g af titanium hvid 6.52 g af kobolt grønne og 2,86 g af kobolt turkis og 1.61 g af brændt Umbra.
    2. Generere en brun farve, der repræsenterer en brun æggeskal (fx, en kylling Gallus gallus domesticus æggeskal), ved hjælp af 4,12 g rød jernoxid, 9,75 g cadmium orange, 22.15 g af rå Umbra lys og 13.97 g af titanium hvid.
    3. Generere en beige farve, der repræsenterer en beige æggeskal (fx, en vagtel Coturnix japonica æggeskal), ved hjælp af 10.60 g af brune æg farve, 8.28 g af blå-grøn farve, 18.51 g titanhvid og 12.61 g gul okker.
    4. Generere en hvid farve med titanium hvid uden blanding.
  2. Bland en mørk brun staffagefarve repræsenterer steder fundet på C. japonica vagtelæg, ved hjælp af 8.38 g brune æg farve, 26.04 g af brændt Umbra og 15.59 g af mars sort.
  3. Bland mellemliggende farver der spænder over æggeskal farveskalaen fra blå-grøn til brun, ved at blande blå-grøn og brun maling sammen og varierende deres bidrag indbygget (fx, dele af blå-grøn til brun maling: 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9 og 0:10, se figur 1E).
    1. For at generere flere mellemliggende farver, blot Bland selv mængder af disse mellemliggende farver og Gentag indtil at oprette det ønskede antal unikke farver. Selv blanding af blå-grønne og brune vil producere en neutral grå farve, men denne farve kan justeres ved hjælp af hvide eller beige som nødvendigt. Hvis der kræves en mere nøjagtig farve (f.eks.af en bestemt vært æg), bruge subtraktiv farve blanding modeller til at forudsige den spektrale reflektans af unikke kombinationer af maling og anvende blandingen producerer laveste bare mærkbar forskel (JND) til den ønsket farve (Se trin 3.3-3.7).
  4. Gemme maling i tomme 22 mL maling aluminiumsrør.
    1. Sted maling ind i en plastik sandwich taske med en lille del af et hjørne afskåret. Placer ende af posen ind i røret og presse maling ind i røret, trykker rør forsigtigt mod bordet.
    2. Forsegle rør ved hjælp af det selvklæbende kant og folde slutningen over sig mindst 3-4 gange.

2. maleri eksperimentelle æg modeller

  1. Hent eksperimentelle æg modeller.
    1. Udskrive model æg ved hjælp af en tre-dimensionelle (herefter, 3D) printer eller køb fra en distributør28. Denne simple fremgangsmåde anbefales, fordi det genererer æg, der er af ensartet størrelse og form28.
      Bemærk: Model æg kan også være lavet af gips, ler, træ eller andre stoffer.
  2. Tilføje et jævnt lag af titanhvid over hvert æg til at hindre den underliggende farve.
  3. Hold hvert æg med pincet, male den ønskede farve ved hjælp af høj kvalitet akryl maling og en ren pensel til at farve hvert æg entydigt.
  4. Brug en hårtørrer på en kølig indstilling til at fremskynde tørringen af hvert nymalede æg.
  5. Brug en sandpapir til at slibe ned nogen bump, der kan være på ægget, når ægget er helt tørt.
    1. Gentag trin 2.3 indtil ægget har en endda belægning af maling uden nogen klumper. Æg kræver ikke færre end to frakker.
  6. Tilføje nogen steder at model æg ved omhyggeligt at anvende disse med en pensel og omhyggeligt sprøjter malingen med en tandbørste. Kun en enkelt pels er nødvendige.
    Forsigtig: Hvis replikering ultraviolet (UV) reflektans ønskes, anvende et jævnt lag af UV maling; Dette er dog ikke anbefales, medmindre tilladelse til at bruge disse malinger er fremstillet af institutionelle, stat/provins og føderale tillader kontorer.

3. kvantificering farve

  1. Drej på spektrometret ved at trykke på power-knappen.
  2. Indsæt SD-kortet i SD card slot og link det til systemet ved at trykke på røde Annuller knap, Vælg "File System" ved at trykke på knappen grønne Accepter, vælge "Find SD kort" ved at trykke på menu knappen. Bagefter, tryk på røde knappen Annuller to gange eller ved at trykke på knappen hjem.
  3. Tillægger spektrometret og light optiske fiberkabler kilde.
    1. Fastgør den ende, mærket "Light Source" til lys modul og fastgør den ende, mærket "Spektrometer" til modulet spektrometer.
  4. Indsæt sonde tip på slutningen af fiber optik sonde.
    Bemærk: Et eksempel sonde tip kan udskrives på en 3D printer er tilgængelig som en supplerende kodefil. Dette objekt kræver threading en fingerskrue efter eget valg.
    1. Etablere en afstand (f.eks., 5 mm) mellem prøven og måling sonden, der maksimerer signal til støjforhold. Sikre en konsekvent måling afstand ved hjælp af en fleksibel lineal.
      Bemærk: Den nøjagtige afstand vil variere med hver enkelte spektrometer unikke kombination af risten og slit bredde, fiberoptiske bredde og lyskilde. Opretholde den samme afstand til alle målinger. En fleksibel regel er tilgængelige for download som en supplerende kodefil.
    2. Bruge en sammenfaldende normale måling vinkel (90°), medmindre den naturlige vært eller model æg har en blank overflade, i hvilket tilfælde bruge en vinkel på 45° sammenfaldende skrå måling. Måle alle æg, ægte og kunstige, ved hjælp af den samme vinkel.
    3. Vask sonde tip med 95% ethanol.
  5. Tænde lys kilden ved at trykke på ned-knappen tre gange, Vælg PX-lampen ved at trykke på knappen grønne Accepter, Vælg Setup ved at trykke på højre rulleknap, Vælg "Timing kontrol" ved at trykke på højre rulleknap, klik ned knappen tre gange, og vælg derefter gratis kører ved at trykke på den Accepter knap.
    1. Vent i mindst 15 min. før du tager nogen målinger.
  6. Kalibrere og konfigurere spektrometeret. For at gøre dette, skal du trykke på home knappen og derefter vælge "Værktøjer" ved at trykke på scroll venstre knap, Vælg "Manuel kontrol" ved at trykke på menu knappen, og vælg "Erhverve parametre" ved at trykke på menu knappen.
    1. Indstille boxcar gulvafslibning til fem ved at trykke på den højre rulleknap, flytte markøren til de lige to rum ved at trykke på scroll højre knap to gange, og derefter øge boxcar indstilling ved at trykke på menu knappen fem gange. Vælg "Accepter" ved at trykke på knappen grønne Accepter, når du er færdig.
    2. Sæt gennemsnit til 10 ved at trykke på menu-knappen nede og derefter flytte til højre to steder ved at trykke på scroll højre knap to gange og justere værdien i TEN sted ved at trykke på menu knappen en gang og flytte dem placere ved at trykke på scroll højre knap o NCE og reducere det til nul ved at trykke på menu knappen en gang. Vælg "Accepter" ved at trykke på knappen grønne Accepter, når du er færdig.
    3. Tryk på home knappen, Vælg Reflektionsgraden ved at trykke på menu knappen, og placere sonden fast på den hvide standard. Derefter gemme en referencestandard hvid ved at trykke på menu knappen. Gemme en mørk standard ved at trykke på højre rulleknap og se reflektionsgrad ved at trykke på menu-knappen nede.
  7. Mål hver æggeskal Reflektionsgraden seks gange ved at måle to gange nær den stump pole (brede ende af æg), to gange på æggets ækvator, og to gange nær den skarpe pole (smallere end). Sørg for at rapportere om steder undgås eller ej. Gennemføre dette på både eksperimentelle æg samt værtens æg.
  8. Brug et lokalt vejede polynomium funktion med en 0,25 nm gulvafslibning span for at udglatte støj i Reflektionsgraden kurver, ved hjælp af farve analyse software29. Hvis farve scoringer, såsom lysstyrke, ikke er væsentligt gentagelig mellem regioner af æg model (trin 3,7), genfremstille æg (trin 2.2-2.6); ellers, gennemsnitlig æg model farve på tværs af ægget.
  9. Træffe beslutning om det mest hensigtsmæssige sæt af relative fotoreceptor følsomhed for spørgsmålet.
    Bemærk: Dette kan være en generisk ultraviolet følsomme eller violet følsomme fugl, eller en gang kan vælge at modellere relative følsomheder30,31,32.
  10. Kvantificere quantum fangster33 for enkelte fotoreceptor, både enkelt34 og dobbelt kegler35,36, ved at integrere produktet af æggeskal Reflektionsgraden, fotoreceptor følsomheder og en passende irradians spektrum på tværs af aviær visuelle spektret (dvs., 300-700 nm).
    1. Brug relative quantum fange skøn til at generere koordinater inden for aviær tetrahedrale farve plads33,37. Sikre, at de i modsætning til quantum fangster, disse relative quantum fangster beløb til 1.
  11. Brug quantum fangster (trin 3.10) til at vurdere discriminability i JND, mellem vært æggeskal farve (Se trin 2.6.1) og de opfattede farver af hver udenlandske æg ved hjælp af en neurale støj-begrænset visuel model32 , 38 , 39.
    1. Måle værtens egen æggeskal farvelægningen ved hjælp af samme spektrometret og lyskilde anvendt til at måle model æg (trin 3,7), hvis det er muligt.
      Bemærk: Praktisk eller logistiske betragtninger kan gøre dette umuligt, i hvilket tilfælde måle en delmængde af værten æg fra forskellige reder til at etablere en gennemsnitlig vært æggeskal farvning.
    2. Bruge en Weber brøkdel for long-wave-følsomme kegle af 0,140.
    3. Højde for den relative forekomst af kogler og det vigtigste medlem af dobbelt kegle30.
      Bemærk: Hvis de æg farver anvendes kun på et forløb svarende til naturlig æggeskal farver, JND mellem vært og eksperimenterende æg kan multipliceres med enten 1 eller -1 at differentiere forskelle på enten extreme (fx, blå-grøn eller brun, se trin 1.1.1–1.1.2). Hvis æg farver anvendes falde over flere forløb eller fylde farverum, opsummere opfattelig farveforskelle mellem æg ved hjælp af perceptually uniform Kromacitet diagrammer41. Koordinater inden for denne type diagram beskriver både retning og omfanget af opfattede farveforskelle mellem eksperimentelle æg og vært æg farve og disse kan anvendes i yderligere analyser.

4. feltarbejde

  1. Bestemme arter at studere.
    Bemærk: Faktorer at overveje omfatter (men er ikke begrænset til) overfloden af værten og/eller parasit arter og om værten er en rækkevidde42 eller punktering43 rejecter, som vil påvirke typen æg der skal anvendes (f.eks.brug ikke hårdt kunstig model æg for punktering ejektor44).
  2. Systematisk søge efter reder i området undersøgelse. Kontrollér tidligere nesting poster, der kan give en rimelig udgangspunkt i nogle arter45.
    Bemærk: Synlige markører eller udflagning kan øge risikoen for prædation46; derfor overveje at bruge en håndholdt GPS i stedet.
  3. Overvåge disse reder dagligt bruger direkte eller video optagelse metoder til at registrere tilstedeværelsen af hver vært æg indtil begyndelsen af eksperimentet (trin 4.4); for eksempel, en dag efter kobling afslutning.
    Bemærk: Denne daglige overvågning vil fortsætte indtil eksperimentet er afsluttet (trin 4.6).
    1. Lytte til alarm opkald som voksne og forlade området, hvis de fortsætter i mere end 30 s. Tilgang ikke en rede, når enhver potentiel reden rovdyr er til stede, især hvis det er et visuelt orienterede rovdyr (fx, corvid).
    2. Tilgang og forlade reder fra forskellige steder, dvsgå forbi reder, så pattedyr rovdyr kan følge kemiske signaler direkte til reder.
      Bemærk: Denne tilgang kan være umuligt i visse levesteder, nemlig tætte rørbede.
    3. Altid minimere den fysiske forstyrrelser i reden og området omkring reden.
    4. Får ikke tæt på reder i reden-bygning periode, fordi mange fugle vil opgive rederne, hvis de er forstyrret før æglægning46.
  4. Forsigtigt tilføje et eksperimenterende æg til en vært reden ved at skubbe det ind i siden af Redens cup. Drop ikke de eksperimentelle modeller, da det kan beskadige den vært æg.
    Bemærk: Tildele behandlinger tilfældigt.
    1. Post Hvis host forælder forbliver tæt og dermed har mulighed for at vidne handlingen af kunstige parasitisme47. Post og statistisk kontrol for en variabel, der angiver, om værten var skyllet fra reden47. Gennemføre æg introduktioner, mens forælderen er væk.
    2. Indsamle en vært æg, hvis parasit i systemet fjerner en vært æg.
      Bemærk: Dette kan ikke være nødvendigt i værter hvor æg fjernelse ikke påvirker vært svar til eksperimentelle æg22.
  5. Anvender et sæt af kontrol reder (reder, som er besøgt, kontrolleret og æg håndterede, men ikke eksperimentelle æg er tilføjet eller byttet) til at bestemme de naturlige rede desertering priser. Fjerne en vært æg fra kontrol reden, kun hvis de fjernes fra de eksperimentelle reder (Se trin 4.5.1).
    Bemærk: Dette er afgørende for desertering ikke kan være en reaktion, der er målrettet mod visse udenlandske æg men kan være et svar til andre æg typer.
    1. Vælge antallet af kontrol reder forhånd baseret på de kendte eller forventede stikprøvestørrelser og anslåede virkning. Tildele hver nth reden som en kontrol reden, indtil statistiske bestemmelse om reden desertions er en host reaktion på eksperimentelle æg eller ikke kan opnås (trin 5.1).
      Bemærk: Hvis en vært æg er fjernet, fjernes det samme antal vært æg i den eksperimentelle behandling, holde en vært æg i hånden for 5 s og derefter erstatte det, og forbliver på reden i den samme periode som behandling reder. Hvis værten æg ikke er fjernet, holde en vært æg i hånden for 5 s og derefter erstatte det, forbliver på reden for den tid brugt på eksperimentelle reder (f.eks.10 s).
  6. Gense reden nok til at bestemme svar på hver værts nest, herunder kontrol. Check reden inden for et par timer af den eksperimentelle manipulation.
    Bemærk: I nogle arter, afvisninger kan forekomme på samme dag som eksperimentelle parasitisme; Derfor er det vigtigt at kontrollere reden inden for et par timer af eksperimentelle manipulation48.
    1. Bruge en teleskopisk spejl når du tjekker reden til at undgå den direkte kontakt med enten reden eller koblingen.
    2. Undgå observationer i hårdt vejr (regn, varme eller kolde), da dette kan øge faren for unger og æg46.
    3. Udføre daglige kontrol, før værten har reageret på den indførte æg eller et bestemt beløb af tid er gået.
      Bemærk: Ved konventionen, hvis ægget forbliver i reden i 5-6 dage, værten anses en acceptor22; men nogle vært personer reagerer endnu senere49 og udeladelse af sådanne svar fordomme nødvendigvis æg afvisning sats skøn. Ideelt set bør forskere bestemme den øvre 95% family-wise konfidensintervallet latenstid til afvisning i deres system og bruge dette som deres kriterium.

5. statistiske analyser

  1. Bruge en Fisher eksakt test i et helt randomiseret studie (dvs, eksperimenterende og kontrol reder er perfekt afbrudt og derfor ikke frembyder læggedato, kobling eller enhver anden parameter, der er kendt for at påvirke reden desertering) at sammenligne antallet af desertions mellem kontrol (trin 4.5) og behandlinger reder. Ellers brug en generaliserede lineære model (GLM) med potentielt relevante kovariater (se nedenfor), som en generelt mere forsigtig tilgang.
    1. Hvis eksperimentelle reder har en betydeligt højere desertering end kontrol reder, kode begge fjernet æg og forladte æg som 'afvist'.
      Bemærk: Ved konventionen værten har 'afvist' ægget når det har anerkendt den parasitære æg og enten fjernet det eller opgivet det (med den hele reden).
    2. Hvis desertering satser ikke er forskellige mellem eksperimentelle og styre reder, udelukke deserteringer fra analysen, fordi de ikke en host reaktion på parasitisme og kode svar som 'skubbet'.
      Bemærk: Ved konventionen, 'skubbet' refererer til når et æg er faktisk blevet fjernet fra sin rede.
    3. Registrere datoen og klokkeslættet for Hvornår værten har afvist ægget. Recode respons variabel afhængig af din konklusion på trin 5.1.1–5.1.2.
  2. Rapportere det Fisher eksakt test, dets tilknyttede oddsratio og dens passende konfidensinterval.
  3. Træffe afgørelse om enhver meningsfuld kovariater, der vil blive tilføjet til prognosemodeller (fx, trin 5.4-5.5).
    1. Angive den kodning (fx, kontinuerlig, kategorisk eller ordenstal) for hver covariate.
    2. Kode stammer som ordenstal dage og center datoer separat i år at fjerne enhver potentiel forvirre på grund af variation kan henføres til år eller sæsonbetinget7,47,50,51.
    3. Center alle kovariater involveret i en interaktion til at give mulighed for lettere fortolkningen af deres lavere orden i model output.
      Bemærk: Skalering kovariater giver mulighed for enkel sammenligning af virkninger mellem studier og undertiden kan forbedre model konvergens.
  4. Forudsige vært svar (hverken udsende eller Afvis vs acceptere) ved hjælp af en generaliserede lineære model (GLM) eller en generaliserede lineære blandede model (GLMM) med en binomial fejl distribution og logit link funktion.
    Bemærk: Valget mellem en GLM eller GLMM afhænger af dataene, og hvis herunder en tilfældig effekt (f.eks.reden ID, år). Tilfældige faktorer bør have mindst 5 niveauer ellers afvigelser er sandsynligvis at være dårligt anslået52.
    1. Rapport determinationskoefficienten (normalt R2) til at vise, hvor stor en andel af variansen blev forklaret af en lineær model53,54.
  5. Forudsige, hvor lang tid det tager fuglen til at reagere på eksperimentelle parasitisme ved hjælp af en GLM med en negativ binomial fejl distribution (eller en Poisson fejl distribution hvis dataene ikke er overdispersed) og logge link.
    Bemærk: Forskere henviser til længden af tid, det tager for en fugl til at reagere som 'ventetid til svar, «, som er indberettet med præcision til dage, således at æggene afvist på dagen af forsøget har en ventetid på nul. Model svar variabler med for mange nuller (> 50%) ved hjælp af nul-oppustet eller Hurdle modeller55.
  6. Bruge diagnostiske værktøjer til at kontrollere, hvis model forudsiger data tilfredsstillende og betænkningen model sammenfattende statistik at kvantificere hvad andel af variansen model forklarede56 , 57. rapport determinationskoefficienten (normalt R2), se trin 5.4.2.
    1. Validere negative binomial modeller ved hjælp af grafiske validering ved at producere en fraktil-fraktil plot og afbildning af Pearson residualer mod de monterede værdier.
      Bemærk: En veldrevet model vil have ingen outliers eller uventede mønstre55.
    2. Validere binomial modeller ved hjælp af godhed af fit test såsom Hosmer-Lemeshow test, og anden tilgængelig i pakken Rasmussen, 'binomTools'58 indeholdende hele sæt af diagnostiske værktøjer diagnose.
  7. Overveje at kontrollere for konsekvent kovariater med henblik på konsistens og sammenlignelighed mellem undersøgelser.
    Bemærk: Fælles kovariater ville omfatte kobling størrelse22, æglæggende dato59, reden på manipulation49, alder og om værten var skyllet fra reden eller ikke47. Mange, især tidligt, undersøgelser bruge ikke nogen kovariater. Forfattere bør overveje Derudover analysere virkningerne af æg typer (eller forskellige gradienter) uden kovariater for at gøre deres resultater kvantitativt sammenlignes med disse undersøgelser mangler kovariater.
    1. Bruge en oplysninger-teoretisk tilgang og rapportere resultatet af gennemsnit mange potentielle modeller forklarer værten adfærd60.
      Bemærk: Alternativt bruge trinvis regressionsanalyse som en model udvalg algoritme61. Forskere skal bruge et foruddefineret kriterium (fx, justeret R2, sin Cp, Akaikes oplysninger kriterium, Schwarz's BIC eller p-værdi) og give både den fulde model (med fælles kovariater) og en endelig nedsat model.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Farverige æg CompanyCurrencyConversion

Reflektionsgraden spektre af brugerdefinerede maling blandinger og naturlige æg er vist i figur 1A-D. Maling blandinger anvendes i yngel parasitisme undersøgelser bør nøje svarer med naturlige Reflektionsgraden målinger spektral form (farve) og størrelsesorden (lysstyrke). Hvis der er opnået, bør farven på den eksperimentelle æg opfattes af værten som en naturlig æg farve. For at vurdere vært anerkendelse, bør disse reflectances omdannes til et relevant aviær farverum. For at gøre dette, et produkt af disse Reflektionsgraden spektre, kan solar irradians og fotoreceptor følsomhed integreres for at beregne quantum fangster33. Aviær farveopfattelse er anderledes end i mennesker, fordi fuglene ser farver ved hjælp af fire i stedet for tre fotoreceptorer. Quantum fangsten fra disse fire receptorer kan blive omdannet til koordinater i en tetrahedrale farverum (figur 1E), hvor hver vertex repræsenterer den relative stimulering af en specifik fotoreceptor: ultraviolet, kort, mellemlang og lang bølgelængde-følsomme fotoreceptorer37. Koordinater inden for dette rum indeholder en metode til sammenligning af farver og fænotypiske mangfoldighed af farver, som er relativt begrænset med hensyn til farven på fugle æggeskaller62. Plotte eksperimentelle æg farve i et farveområde er vigtigt, fordi deres koordinater i rummet, vil afgøre, hvis disse æg forekommer naturligt. Figur 1 illustrerer farver af brugerdefinerede maling (farverige prikker, breve svarer med reflektionsgrad spectra vist i figur 1A-D) der er beskrevet i denne hvidbog og hvordan de kan sammenlignes med naturlig fugle æggeskal farver. Denne nye fremgangsmåde giver muligheder for nye eksperimentelle design og kan give ny indsigt i vært æg anerkendelse.

Kvantificere vært svar til æggeskal farver

Eksplicit eller implicit, alle undtagen én9 tidligere undersøgelse har påtaget sig at værter reagere på træk forskellighed, fx, forskellen mellem en parasit æg og deres egne, i en absolut eller symmetrisk mode (figur 2, knust). Denne forskel varierer normalt fra identiske (0) til uendeligt forskellige; Men, de fleste træk varierer langs flere dimensioner, og der er ingen en priori grund til at antage deres svar bør være ens på tværs af de fænotypiske plads. Forskning, der manipulerer træk på tværs af deres fulde fænotypiske rækkevidde (figur 2, fast), kan teste denne antagelse. For to Turdus spp., Hanley et al. 9 fandt, at mellem en brun og blå-grønne æg, begge lige så forskellig fra værtens egne, den brune æg var mere tilbøjelige til at blive afvist. Ved hjælp af æg modeller med kendte koordinater i en standard aviær farverum (figur 1E), kan forskere arbejde inden for de naturlige fænotypiske eller udvide fænotypiske området (f.eks.mod blå-grønne eller brune) for at udforske vært svar og sonde perceptuelle grænserne for værten anerkendelse. En sådan fremgangsmåde giver en kontekst (baseret på fænotypiske plads) for at forstå værter svar.

Kvantificere vært svar til æggeskal staffagefarver

En nylig undersøgelse21 viste, at amerikanske robins er mere tilbøjelige til at afvise plettede eksperimentelle æg, når de opfatter disse steder som brunere end den blå-grøn farve af æggeskal (figur 3). Denne vært lægger uplettet æg, men deres parasit brown-headed cowbird Molothrus ater har brune pletter og derfor denne beslutning regel forekommer adaptive. Sådanne resultater styrke tidligere resultater, der har vist, at amerikanske robins basere beslutninger på begge jorden farve og steder13; men ved at måle deres svar på tværs af en farve gradient Dainson et al. har kunnet fastslå, at amerikanske robins bruge kromatisk kontrasten mellem jorden og staffagefarve i ægget afvisning beslutninger21. Eksperimentelle design ansætte sådan kontinuerlig variation i farve sætte forskerne at udforske rollen som vært sensorisk og perceptuel mekanismer i æg anerkendelse mere grundigt.

Figure 1
Figur 1: repræsentative variation i naturlige aviær og kunstige æggeskal farver. Gennemsnittet af ti spektrale Reflektionsgraden målinger af (A) blå-grønne, (B) beige, (C) brun, (D) hvid og (E) mørk brun maling blandinger (1.2.1 til 1.2.5, ubrudte linjer) ved siden af en reel æg reflektionsgrad med en lignende udseende: (A) amerikanske robin T. migratorius, (B) vagtler C. japonica, en (C) brun og (D) hvid indenlandske kylling æg Gallus domesticus af g. (stiplet linje). Peak i UV relfektans i (D) er på grund af fjernelse af neglebånd67. Inset fotografier af rigtige æg på de venstre og kunstige æg til venstre for at skalere (bar over "kunstige" repræsenterer 1 cm). Billede af den virkelige vagtelæg (inset B) blev ændret fra et fotografi taget af Roger Culos , der er licenseret under CC af 4.0. Vi illustrere voksne fugle som indsat billeder (billede kreditter af fugl mellemværker A-D henholdsvis: Tomáš Grim, Ingrid Taylar under CC af 2.0, Sheroolog Dejungen under CC-BY-SA-3.0). De aviær opfattede farver er også afbildet i (E) aviær tetrahedrale farverum for den gennemsnitlige ultraviolet-følsomme aviær viewer. Vertices repræsenterer relative stimulering af den ultraviolette (U), kort (S), medium (M) og lange (L) bølgelængde-følsomme fotoreceptorer. Grå prikker repræsenterer farver af naturlige aviær æg i fuld fylogenetiske mangfoldighed66, fra tidligere udgivne data68, mens de farverige prikker repræsenterer farverne i brugerdefinerede maling formuleringer her (trin 1.1.1 til 1.2), og lille solid prikker repræsenterer mellemliggende farver (trin 1.3). Kursiv bogstaver ved siden af farverige prikker reference spektral reflectances vist i denne figur, mens (e) refererer til de mørke pletter fra en vagtelæg. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: repræsentative vært æg afvisninger af æg med variabel æggeskal farvning. Traditionelt, forudsagt (stiplet) afvisning sandsynligheden for en vært er baseret på den absolutte opfatter forskellen mellem værter æg og udenlandske æg (dvs.som udenlandsk ægget er mere forskellige svar til at ægget er mere tilbøjelige, uanset den retning af forskellen i farverum). Denne praksis ignorerer naturlige variation i værtens egne æg farve. Men det er mere sandsynligt de amerikanske robins (N = 52) vil afvise brune æg end lige så ulige blå-grønne æg (solid line), som fremhæver betydningen af at undersøge vært svar på tværs af en fænotypiske gradient9. Dette tal blev ændret fra Hanley et al. 9 og disse data65 er licenseret under CC af 4.0. Inset æg er repræsentative for farveområdet, men deres positioner er omtrentlige. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.  

Figure 3
Figur 3: repræsentant vært æg afvisning af æg med variabel spot farvning. Den kromatiske kontrast (JND) mellem spot-farver malet på eksperimentel model æg og jorden farve af disse modeller forudsagt vært svar (0 = accept, 1 = udslyngning) i den amerikanske robin. Dette tal er blevet ændret fra Dainson et al. 21. inset æg repræsenterer variationen i stedet farve bruges, men deres positioner er omtrentlige. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Selv om æg afvisning eksperimenter er den mest almindelige metode til at studere yngel parasit-vært coevolution66, mangler samordnet indsats for at standardisere materialer, teknikker eller protokoller. Dette er især problematisk for meta-analyser. Ingen meta-analyse, at vores viden om værten æg afvisning hidtil har kontrolleret for metodologiske uoverensstemmelser blandt undersøgelser67,68, herunder hvad der betragtes som mimetiske eller ikke-mimetiske. Dette udgør et stort problem, fordi mimetiske (af menneskelige standarder) æg kan blive afvist af værter oftere end tilsyneladende ikke-mimetiske dem69, som viser, at menneskelige farve klassificeringen er utilstrækkelig og uegnet til slutninger med hensyn til aviær kognition18. Derudover meta-analyser ignorere det faktum, at nogle undersøgelser, endda af den samme vært arter, håndteret desertions anderledes, enten tælle dem som svar22 eller udelukke dem fra analyser7,67, 68. Derudover misclassifying æg modeller som enten ikke-mimetiske eller mimetiske æg, kan føre til fejlagtige sammenligninger mellem undersøgelser at begge brugt disse klassificeringer for forskellige æg model typer70. Forskelle mellem undersøgelser1,70 kan afspejle både forskelle i undersøgelsen design (fx, model æg typer) eller forskelle mellem befolkninger, både til en ukendt grad; Dette forhindrer klar fortolkning af forskellene og udelukker afvise null og alternative hypoteser. Denne protokol indeholder en standardiseret tilgang til æg afvisning eksperimenter, og lægger vægt især på farve og kvantificere farven æg modeller. Følgende eller tilpasning (og korrekt rapportering) denne protokol bør fremme den metodologiske standardisering nødvendige for produktive videnskabelig debat, inter undersøgelse sammenligninger og fremtidige skrider frem i dette forskningsfelt.

Da æggeskal farve bestemmes af kun to pigmenter, protoporphyrin IX vises brune og biliverdin IXα vises blå-grøn62,71,72, æggeskal farver kun fylder en lille del af aviær vision 62. denne variation kan replikeres gennem omhyggeligt formulere akryl maling, der svarer til naturlig æggeskal farver, og dette vil føre til en bedre forståelse af vært anerkendelsesmekanismer. For eksempel, Turdus værter er mere tilbøjelige til at afvise brune æg end blå-grønne æg, trods absolut opfattet farveforskel mellem disse udenlandske æg og deres egne (figur 2). Svar til æg farvet langs farveovergange varierer betydeligt, fremhæver betydningen af præcist producere og gengiver farverne æg afvisning forsøgsdyr. Selv variation i stedet farvning kan resultere i slående forskelle i host reaktion (figur 3)21. Ved hjælp af denne fremgangsmåde, forskere kan mere systematisk sonde grænserne for værten anerkendelse og afdække den relative betydning af kromatisk og luminans veje i at informere vært beslutninger.

På trods af de fordele, som denne tilgang giver for kvantificering vært svar på tværs af en fænotypiske sortiment, er det ikke egnet til test hver hypotese. Når afvisning satser er nødvendige for at teste hypoteser, især for Inter befolkning sammenligninger, ville ved hjælp af en eller flere sammenhængende æg modeltyper være en mindre omkostningskrævende og krævende tilgang. For eksempel, kan præsentere specifikke æg model typer repræsentant for specifikke parasitære æg polymorfier, give indsigt i valg af historiske og moderne pres73. Beregning af afvisning satser er umuligt, når hvert æg er en unik farve; kvantificere vært svar på tværs af en vifte af potentielle parasitære æg farver kan imidlertid give indsigt i spørgsmål vedrørende afgørelse tærskler og diskrimination evner. Specifikt, giver denne tilgang et værktøj for forskere at måle en vært æg forskelsbehandling evner. Denne protokol beskriver maling opskrifter til at hjælpe med at standardisere farve æg modeller anvendes til enten tilgang. Desuden, uanset metode, forskere bør rapportere malinger de bruges til at farve deres æg modeller og bør kvantificere disse farver omhyggeligt. Det bør fremme indbyrdes undersøgelse sammenligninger og meta-analyse.

Æg afvisning undersøgelser med kontinuerlig farve, mønster, størrelse og figur træk har revolutioneret inden for aviær vært-parasit våbenkapløb undersøgelser i kombination med nu standard brugen af aviær visuel perception modellering69, 74. der er nu beviser at nogle værter ikke kun bruge den absolutte perceptuelle forskel mellem egne og udenlandske æg i ægget anerkendelse, men i stedet basere beslutninger på retningen af disse forskel langs den fænotypiske graduering af aviær æggeskal farve9. Fremtidig forskning bør bruge tilvænning/dishabituation eller operant uddannelse undersøgelser for at vurdere, om værter for aviær yngel parasitter kan opfatte og diskriminere mellem naturlige og kunstige æg farver i ikke-æg anerkendelse sammenhænge. Desuden, disse samme eksperimenter kunne afsløre om strøm-, historiske-, og ikke-værter kan skelne naturlige fra kunstige æggeskal, der fremhæver rollen af sensoriske mekanismer i coevolutionary våbenkapløb. Endelig tilstrækkeligt indarbejde og kopiere UV komponenter af aviær æg farve og maculation ind i ægget afvisning undersøgelser er nødvendige udfordring at overvinde ved fremtidig forskning75; det vil være nødvendigt at vurdere, om UV-baserede æg farve signaler repræsenterer en perceptually iøjnefaldende eller unikke cue for æg anerkendelse og afvisning i værter for aviær yngel parasitter. Ved hjælp af denne konsekvente protokol, forskere kan oprette nye eksperimenter og mere nemt fortolke og sammenligne deres resultater6,29,30,31.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ocean optik har finansieret side afgifterne for dette håndskrift.

Acknowledgments

MEH blev finansieret af HJ Van kløver professorat ved University of Illinois, Urbana-Champaign. Derudover støtte vi takker den Human Frontier Science Program (til M.E.H. og T.G.) og den Europæiske Socialfond og statens budget for Den Tjekkiske Republik, projekt nr. CZ.1.07/2.3.00/30.0041 (til T.G.). Vi takker Ocean optik til at dække udgifter.

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

Adfærd spørgsmålet 138 aviær perception yngel parasitisme farvesyn kognition æggeskal farve afvisning eksperiment
Sondering grænserne for æg anerkendelse ved hjælp af æg afvisning eksperimenter langs fænotypiske forløb
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