Waiting
Login processing...

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

Behavior

Sondera gränserna för ägg erkännande med ägg avvisande experiment längs fenotypiska övertoningar

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

Detta protokoll ger riktlinjer för att köra ägg avvisande experiment: beskriver tekniker för målning experimentella ägg modeller att emulera färgerna på naturliga fågelägg, bedriva fältarbete och analysera insamlade data. Detta protokoll ger en enhetlig metod för att genomföra jämförbara ägg avvisande experiment.

Abstract

Häckningsparasiter lägger sina ägg i andra honor Bon, lämnar värd föräldrarna för att kläckas och bak sina ungar. Studera hur häckningsparasiter manipulera värdar till att uppfostra sina ungar och hur värdar upptäcka parasitism ger viktiga insikter i fältet coevolutionary biologi. Häckningsparasiter, såsom gökar och kostarar, få en evolutionär fördel eftersom de inte har att betala kostnaderna för uppfödning sina egna ungar. Men väljer dessa kostnader för värd försvar mot alla utvecklingsstadier av parasiter, inklusive ägg, unga och vuxna. Ägg avvisande experiment är den vanligaste metoden som används för att studera värd försvar. Under dessa experiment, forskare placerar ett experimentell ägg i ett bo som värd och övervakar hur värdar svarar. Färg är ofta manipuleras och förhoppningen är att sannolikheten för ägg diskriminering och graden av olikhet mellan värd och experimentella ägg positivt är relaterade. Detta papper fungerar som en guide för att bedriva ägg avvisande experiment från som beskriver metoder för att skapa konsekventa ägg färger för att analysera resultaten av sådana experiment. Särskild uppmärksamhet ges till en ny metod som inbegriper unikt färgade ägg längs färgtoningar som har potential att utforska färg fördomar i värd erkännande. Utan standardisering är det inte möjligt att jämföra resultaten mellan studier på ett meningsfullt sätt; ett standardprotokoll inom detta område kommer att möjliggöra alltmer exakta och jämförbara resultat för ytterligare experiment.

Introduction

Häckningsparasiter lägger sina ägg i Bon av andra arter som sedan kan höja sina ungar och betala kostnaderna i samband med föräldrarnas omsorg1,2,3. Denna handling av bedrägeri för att överlista mottagande hos parasiten och detektivarbete för att upptäcka parasiten hos värden ger starkt selektiva påtryckningar på båda aktörer. I vissa fall av aviär Häckningsparasitism väljer värdens erkännande av olika parasitsjukdomar ägg för parasiter som efterliknar värd ägg, som producerar en evolutionär kapprustning mellan värd och parasit4. Det är viktigt eftersom det är ett modellsystem för att utreda coevolutionary dynamics och beslutsfattande i vilda5att studera Häckningsparasitism. Ägg avvisande experiment är en av de vanligaste metoderna som används för att studera aviär Häckningsparasitism i fältet och ett viktigt verktyg som ekologer använder att undersöka mellanartskonkurrens interaktioner6.

Under loppet av ägg avvisande experiment, forskare vanligtvis införa naturlig eller modell ägg och bedöma värdens svar på dessa experimentella ägg under en standardiserad. Sådana experiment kan innebära byta riktiga ägg (som varierar i utseende) mellan Bon7eller färgning eller måla ytorna på riktiga ägg (alternativt lägga mönster) och återvända dem till deras ursprungliga Bon8eller genererar modell ägg som har manipulerat egenskaper såsom färg9, spotting10, storlek11eller form12. Ägg av varierande utseende värd svar kan ge värdefulla insikter informationsinnehållet som de använder för att nå ett ägg avvisande beslut13 och hur olika som ägg måste vara att framkalla en svar14. Anges optimal acceptans tröskel teori15 att värdar ska balansera riskerna för misstag accepterar en parasitisk ägg (godtagande fel) eller av misstag ta bort sina egna ägg (avstötning fel) genom att undersöka skillnaden mellan sina egna ägg (eller en interna mall av dessa ägg) och parasitiska äggen. Som sådan, existerar ett tröskelvärde för godtagande bortom vilken värdar besluta ett stimulus är alltför olika för att tolerera. När parasitism risken är låg, är risken för acceptans fel lägre än när risken för parasitism är hög. således beslut är specifika sammanhang och kommer att skifta på lämpligt sätt som uppfattade risker ändring14,16,17.

Optimal acceptans tröskel teori antar att värdar grundar beslut vid kontinuerlig variation i värd och parasit fenotyper. Mäta värd Svaren till varierande parasit fenotyper därför nödvändigt att fastställa hur tolerant en värd befolkning (med sin egen fenotypisk variation) är att en rad parasitsjukdomar fenotyper. Praktiskt taget alla tidigare studier har emellertid åberopat kategoriska ägg färg och maculation behandlingar (t.ex., mimetiska/icke-mimetiska). Endast om värd äggskal fenotyper inte varierar, vilket inte är en biologiskt praktiska förväntan, vore alla svar direkt jämförbara (oavsett graden av mimicry). Annars kommer att en ”mimetiska” ägg-modell variera i hur lika det är att värd ägg inom och mellan populationer, vilket skulle kunna leda till förvirring när man jämför resultaten18. Teori föreslår att värd beslut baseras på skillnaden mellan parasitiska ägget och sin egen14, inte nödvändigtvis en viss parasitiska ägg färg. Därför använder en enda ägg modelltyp är inte en idealisk metod för att testa hypoteser på värd beslut tröskelvärden eller diskriminering förmågor, såvida inte den bara märkbar skillnaden (härefter JND) mellan ägg modelltyp och enskilda värden ägg färg är den variabeln av intresse. Detta gäller också experimentella studier som byta eller lägga till naturliga ägg för att testa värd Svaren till en naturlig rad färger19. Men medan dessa studier ger utrymme för variation i värd och parasit fenotyper, är de begränsade av naturlig variation finns i drag6, särskilt när användande hawaiimonark ägg7.

Forskare som gör konstgjorda ägg av varierade färger är däremot fri från begränsningarna av naturlig variation (t.ex., de kan undersöka Svaren till superstimuli20), ger dem möjlighet att probe gränserna för värd perception6. Nyare forskning har använt roman tekniker för att mäta värd svaren inom en fenotypisk spektrum, genom målning experimentella ägg för att matcha och överträffa variation i äggskal9 och dekorfärger21naturliga utbredningsområde. Studera värd Svaren till ägg med färger längs övertoningar kan avslöja underliggande kognitiva processer eftersom teoretiska förutsägelser, såsom acceptans tröskelvärden15 eller coevolved härmning4, baseras på kontinuerlig skillnader mellan egenskaper. Exempelvis genom att använda detta tillvägagångssätt, Dainson et al. 21 fastställs att när kromatisk kontrasten mellan äggskal marken coloration och spot coloration är högre, den amerikanska Robin Turdus migratorius tenderar att avvisa ägg starkare. Detta konstaterande ger värdefulla insikter om hur den här värden bearbetar information, i detta fall genom spotting, för att besluta om att ta bort en parasitisk ägg. Genom att anpassa paint blandningar, kan forskarna just manipulera likheten mellan en experimentell äggets färg och värdens ägg färg, medan standardisera andra störfaktorer såsom stänkblödning mönster10, ägg storlek22 och ägg Figur23.

För att uppmuntra ytterligare replikering och metareplication24 klassiska och senaste ägg avvisande arbete, är det viktigt att forskare använder metoder som är standardiserade över fylogeni (annan värdarter)7,22, utrymme (annan värd populationer)7,22,25,26 och tid (olika avel säsonger)7,22,25,26 ,27, som skedde endast sällan. Metoder som inte var standardiserade28 visades senare leda till tingsliga resultat29,30. Detta papper fungerar som en uppsättning riktlinjer för forskare försöker replikera denna typ av ägg avvisande experiment som undersöker Svaren till kontinuerlig variation och belyser ett antal viktiga metodologiska begrepp: vikten av kontroll Bon, förhand hypoteser, metareplication, pseudoreplication, och färg och spektralanalys. Trots att ägg avvisande experiment dominerar fältet av aviär värd-parasit samevolution, finns ingen omfattande protokoll ännu. Dessa riktlinjer kommer därför att vara en värdefull resurs att öka inter - och intra-lab repeterbarhet som det verkliga testet av någon hypotes ligger i metareplication, dvs, upprepa hela studier över fylogeni, utrymme och tid24, som kan endast meaningfully göras när använder konsekventa metoder29,30,31.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla metoderna som beskrivs här har godkänts av den institutionella djur vård och användning kommittén (IACUC) av Long Island University-Post.

1. Blanda akryl färger

  1. Blanda äggskal marken färgning, vilket är den färg som jämnt täcker hela äggskal ytan. Följande recept blir 50 g av färg, som kommer att fylla lite mer än två 22 mL aluminium färg rör.
    1. Generera en blå-grön färg, som representerar en blågrön äggskal (t.ex., en amerikanska Robin T. migratorius äggskal), använder 18.24 g kobolt Turkos ljus, 20.77 g av titanium vit 6,52 g kobolt grön och 2.86 g kobolt turkos och 1,61 g av bränd Umbra.
    2. Generera en brun färg, som representerar en brun äggskal (t.ex., en kyckling Gallus gallus domesticus äggskal), använder 4.12 g röd järnoxid, 9,75 g kadmium orange, 22.15 g rå Umbra ljusets och 13.97 g titanium white.
    3. Generera en beige färg, som representerar en beige äggskal (t.ex., en vaktel Coturnix japonica äggskal), använder 10.60 g bruna ägg färg, 8,28 g blå-grön färg, 18.51 g titanium white och 12.61 g gul ockra.
    4. Generera en vit färg med titanium white utan att blanda.
  2. Blanda en mörkbrun fläck färg som representerar de ställen som finns på C. japonica vaktelägg, använda 8.38 g bruna ägg färg, 26.04 g av bränd Umbra och 15.59 g mars svart.
  3. Blanda mellanliggande färger spanning äggskal färgskalan från blå-grön till brun, genom att blanda blå-gröna och bruna färger tillsammans och varierande deras bidrag reciprocally (t.ex., delar av blå-grön till brun färg: 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9 och 0:10, se figur 1E).
    1. För att generera fler mellanliggande färger, helt enkelt blanda även mängder av dessa mellanliggande färger och upprepa tills att skapa önskat antal unika färger. Även blandningen av blå-grön och brun kommer att producera en neutral grå färg, men denna färg kan justeras med vit eller beige som behövs. Om det krävs en mer exakt färg (t.ex., på en specifik värd ägg), använda Subtraktiv färgblandning modeller att förutsäga spektrala reflektansen av unika kombinationer av färger och använda blandningen producerar lägst bara märkbar skillnad (JND) till den önskad färg (se steg 3.3 – 3,7).
  4. Lagra färgen i tom 22 mL aluminium färg rör.
    1. Placera färgen i en plast smörgås väska med en liten del av ena hörnet avskurna. Placera änden på plastpåsen i röret och pressa färgen in i röret, trycka röret försiktigt mot tabellen.
    2. Förslut röret med självhäftande kanten och vikning i slutet över sig minst 3 – 4 gånger.

2. målning experimentella ägg modeller

  1. Erhålla experimentella ägg modeller.
    1. Skriva ut modell ägg med hjälp av en tredimensionell (härefter, 3D) skrivare eller köp från en distributör28. Denna enkla metod rekommenderas eftersom det genererar ägg som är av enhetlig storlek och form28.
      Obs: Modell ägg kan också vara gammaldags från gips, lera, trä eller andra ämnen.
  2. Lägg ett jämnt skikt titan vit över varje ägg att hindra den underliggande färgen.
  3. Håll varje ägg med hjälp av tången, måla den önskade färgen med hjälp av hög kvalitet akryl färger och en ren pensel färg varje ägg unikt.
  4. Använd en hårtork på en cool inställning för att påskynda torkningen av varje nymålade ägg.
  5. Använd ett sandpapper för att slipa ner alla ojämnheter som kan finnas på ägget när ägget är helt torr.
    1. Upprepa steg 2,3 tills ägget har en jämn beläggning av färg utan klumpar. Ägg kräver inte mindre än två strykningar.
  6. Lägga till några fläckar i modell ägg genom noggrant tillämpa dessa med en pensel och noga stänker färg med en tandborste. Endast ett enda skikt är nödvändigt.
    FÖRSIKTIGHET: Om replikering ultraviolett (UV) reflektans önskas, applicera ett jämnt skikt UV paint; men rekommenderas detta inte såvida inte tillstånd att använda dessa färger erhålls från institutionella, statliga/regionala och federala tillåter kontor.

3. kvantifiera färg

  1. Slå på spektrometern genom att trycka på strömbrytaren.
  2. Mata in SD-kortet i SD-kortplatsen och länka det till systemet genom att trycka på röda knappen, Avbryt Välj ”File System” genom att trycka på knappen grön acceptera, Välj ”hitta SD-kort” genom att trycka på menyn upp knappen. Efteråt, tryck på röda knappen Avbryt två gånger eller genom att trycka på hemknappen.
  3. Bifoga de fiberoptiska kablarna för spektrometer och ljus källa.
    1. Bifoga i slutet märkt ”ljuskälla” att ljusmodulen och bifoga slutet märkt ”Spectrometer” till modulen spektrometer.
  4. Infoga sondens spets i änden av fiber optic sonden.
    Obs: Ett exempel sondens spets utskrivbara på en 3D-skrivare är tillgänglig som en kompletterande kod-fil. Detta objekt kommer att kräva threading en tumskruv av ditt val.
    1. Upprätta ett avstånd (t.ex., 5 mm) mellan provet och mätning sonden som maximerar signal-brusförhållande. Säkerställa ett konsekvent mätavstånd använder en flexibel linjal.
      Obs: Det exakta avståndet varierar med varje enskild spektrometers unika kombination av gallerdurk och slit bredd, fiberoptiska bredd och ljuskälla. Underhålla samma avstånd för alla mätningar. En flexibel regel finns att hämta som en kompletterande kod-fil.
    2. Använd en sammanfallande normal mätning vinkel (90°), såvida inte de naturliga värdarna eller modell ägg har en glansig yta, i vilket fall använda 45° sammanfallande sneda mätning vinkel. Mäta alla ägg, riktiga och konstgjorda, med samma vinkel.
    3. Tvätta sondens spets med 95% etanol.
  5. Slå på ljuskällan genom att trycka ner-knappen tre gånger, Välj PX-lampan genom att trycka på knappen grön acceptera, Välj inställning genom att trycka på knappen Bläddra höger, Välj ”tidskontroller” genom att trycka på knappen Bläddra höger, klicka ner -knappen tre gånger och välj sedan lösspringande genom att trycka på den knappen acceptera.
    1. Vänta minst 15 minuter innan du tar eventuella mätningar.
  6. Kalibrera och konfigurera spektrometern. För att göra detta, tryck på home-knappen och välj sedan ”verktyg” genom att trycka på bläddrar du till vänster, Välj ”manuell kontroll” genom att trycka på menyn upp-knappen och välj ”förvärva parametrar” genom att trycka på menyn upp knappen.
    1. Ställer in boxcar utjämning till fem genom att trycka på knappen Bläddra höger, flytta markören till höger två utrymmen genom att trycka på knappen Bläddra höger två gånger och sedan öka boxcar inställning genom att trycka på menyn upp knappen fem gånger. Välj ”acceptera” genom att trycka på knappen grön acceptera när du är klar.
    2. Ställ in medelvärden till 10 genom att trycka på menyn intryckt och sedan flytta till höger två platser genom att trycka på knappen Bläddra höger två gånger och justera värdet i TEN placera genom att trycka på menyn upp-knappen en gång och flytta till de placera genom att trycka på Bläddra höger knapp o NCE och minska detta till noll genom att trycka på menyn ner knappen en gång. Välj ”acceptera” genom att trycka på knappen grön acceptera när du är klar.
    3. Tryck på hemknappen och välj reflektans genom att trycka på menyn upp knappen placera sonden ordentligt på den vita standarden. Sedan lagra en vit referensstandard genom att trycka på menyn upp knappen. Lagra en mörk standard genom att trycka på knappen Bläddra höger och Visa reflektansen genom att trycka på menyn intryckt.
  7. Mät varje äggskal reflektans sex gånger genom att mäta två gånger nära den trubbiga Polen (breda änden av ägget), två gånger på äggets ekvatorn, och två gånger nära de vassa Polen (smalare slutet). Glöm inte att rapportera om ställen undviks eller inte. Genomföra detta på såväl experimentella ägg som värdens ägg.
  8. Använd ett lokalt vägda polynom funktion med 0,25 nm smoothing span för att jämna buller i reflektans kurvor, använda färg analys programvara29. Om färg noter, som till exempel ljusstyrka, inte signifikant repeterbara mellan regionerna i ägg modellen (steg 3,7), måla ägget (steg 2.2 – 2,6); Annars, genomsnittlig ägg modell färgning i ägget.
  9. Besluta om den mest lämpliga uppsättningen relativa ljusmätare sensibiliteten för frågan.
    Obs: Detta kan vara en generisk ultravioletta känsliga eller violett känslig fågel eller väl kan välja att modellera relativ känslighet30,31,32.
  10. Kvantifiera quantum fångster33 för varje ljusmätare, både enstaka34 och dubbla koner35,36, genom att integrera produkten av äggskal reflektans, ljusmätare känslighet och en lämplig irradians spectrum aviär visuella spektrum (dvs, 300 – 700 nm).
    1. Använd relativa quantum fånga uppskattningar att generera koordinater inom de aviära tetraedriska färg utrymme33,37. Se till att, till skillnad från quantum fångster, dessa relativa quantum fångster summor till 1.
  11. Användning quantum fångster (steg 3.10) att uppskatta discriminability, i JND, mellan värd äggskal färg (se steg 2.6.1) och upplevda färger i varje främmande ägg med ett neuralt brus-begränsad visuell modell32 , 38 , 39.
    1. Mäta värdens egen äggskal färgning med hjälp av samma spektrometer och ljuskälla som används för att mäta modell äggen (steg 3,7), om möjligt.
      Obs: Praktiska eller logistiska överväganden gör detta omöjligt, i vilket fall mäta en delmängd av värd ägg från olika Bon att fastställa en genomsnittlig värd äggskal färgning.
    2. Använd en Weber bråkdel för lång-våg-känslig konen 0.140.
    3. Redogöra för det relativa överflödet av kottar och den viktigaste medlemmen av dubbel kon30.
      Obs: Om ägg färger som används är endast på en gradient motsvarar äggskal naturfärger, JND mellan värd och experimentella ägg kan multipliceras med antingen 1 eller -1 att skilja skillnader på antingen extrem (t.ex., det blå-gröna eller bruna, se steg 1.1.1–1.1.2). Om ägg färger används falla över flera lutningar eller fylla färgen utrymme, sammanfatta uppfattbar färgskillnaderna mellan ägg använder perceptuellt likformig kromaticitet diagram41. Koordinaterna inom denna typ av diagram som beskriver både riktning och storlek av upplevda färgskillnader mellan experimentell ägg och värd ägg färg och dessa kan användas i ytterligare analyser.

4. fältarbete

  1. Bestämma arten att studera.
    Obs: Faktorer att överväga inkluderar (men begränsas inte till) överflödet av den mottagande och/eller parasit arten och om värden är42 grepp och en punktering rejecter43 , vilket kommer att påverka vilken typ av ägg som skall användas (t.ex., Använd inte hårt konstgjorda modell ägg för punktering ejektorer44).
  2. Systematiskt söka efter Bon i studieområdet. Kontrollera tidigare häckande register som kan ge en rimlig utgångspunkt i vissa arter45.
    Obs: Synliga markörer eller flaggning kan öka risken för predation46; därför överväga att använda en handhållen GPS istället.
  3. Övervaka de Bon som dagligen använder direkt eller video inspelning metoder för att registrera närvaro av varje värd ägg tills i början av experimentet (steg 4.4); till exempel, en dag efter koppling.
    Obs: Denna daglig övervakning kommer att fortsätta tills experimentet har ingått (steg 4,6).
    1. Lyssna efter larm samtal från vuxna och lämna området om de fortsätter för mer än 30 s. Inte närma en boet när det finns några potentiella boet predator, speciellt om det är ett visuellt orienterade rovdjur (t.ex., corvid).
    2. Strategi och lämna Bon från olika platser, dvsgå förbi Bon, så däggrovdjur inte kan följa kemiska signaler direkt till Bon.
      Obs: Denna metod kan vara omöjligt i vissa livsmiljöer, nämligen tät vass-sängar.
    3. Alltid minimera fysiska störningen till boet och området runt boet.
    4. Får inte komma nära Bon under bobygget period, eftersom många fåglar kommer att överge Bon om de är störd innan äggläggningen46.
  4. Försiktigt lägga till ett experimentellt ägg en värds boet genom att skjuta den in i sidan av boets cup. Tappa inte de experimentella modellerna eftersom det kan skada värdens ägg.
    Obs: Tilldela behandlingar slumpmässigt.
    1. Posten om den mottagande föräldern kvar i närheten och har således möjlighet att bevittna akten av konstgjorda parasitism47. Posten och statistiskt kontroll för en variabel som anger om värden var spolas från den bo47. Genomföra ägg introduktioner medan föräldern är borta.
    2. Samla en värd ägg om parasiten i systemet tar bort en värd ägg.
      Obs: Detta kan inte vara nödvändigt i värdar där ägg borttagning inte påverkar värd Svaren till experimentella ägg22.
  5. Anställa en uppsättning kontroll Bon (Bon som besöks, kontrolleras och ägg hanteras men inga experimentella ägg läggs eller bytte) att fastställa de naturliga boet desertering. Ta bort en värd ägg från kontroll boet endast om de tas bort från de experimentella Bon (se steg 4.5.1).
    Obs: Detta är avgörande eftersom desertering inte får ett svar som riktade till vissa utländska ägg men kan vara ett svar för andra ägg typer.
    1. Välj antalet kontroll Bon förhand baseras på de kända eller förväntade urvalsstorlekarna och Beräknad effekt. Tilldela varje nth boet som en kontroll boet tills statistisk bestämning av om boet deserteringar är en värdrespons experimentella ägg eller inte kan erhållas (steg 5.1).
      Obs: Om en värd ägg tas bort, ta bort samma antal värden ägg som i experimentell behandling, en värd ägg i handen för 5 s och sedan ersätta det, och förblir på nest för den samma tidsperiod som behandling Bon. Om värd ägg inte avlägsnas, håll en värd ägg i handen för 5 s och sedan ersätta det, förblir vid boet för den tid som tillbringas på experimentell Bon (t.ex., 10 s).
  6. Återbesök på boet nog att bestämma svaret på varje värds nest, inklusive kontroller. Kontrollera boet inom några timmar av experimentella manipulation.
    Obs: I vissa arter, avslag kan inträffa på samma dag som experimentella parasitism; Det är därför viktigt att kontrollera boet inom några timmar efter de experimentella manipulation48.
    1. Använda en teleskopisk spegel när du kontrollerar boet för att undvika direkt kontakt med antingen boet eller kopplingen.
    2. Undvika observationer i hårt väder (regn, värme eller kyla) eftersom detta kan öka faran för Boungarna och de ägg46.
    3. Utföra dagliga kontroller tills värden har svarat på den introducerade ägg eller en viss tid har gått.
      Obs: Av konvention om ägget förblir i boet under 5 – 6 dagar, värden anses en acceptor22; dock vissa värd individer svarar ännu senare49 och utelämnande av sådan Svaren biaskällor nödvändigtvis ägg avvisande rate uppskattningar. Helst bör forskare avgöra övre 95% family-wise konfidensintervallet av latens till avslag i deras system och använda detta som deras kriterium.

5. statistiska analyser

  1. Använda en Fishers exakta test i en perfekt randomiserad studie (dvs, experimentell och kontroll Bon varvas perfekt och därmed inte skiljer värpdag, koppling eller någon annan parameter som känt för att påverka boet desertering) att jämföra antalet deserteringar mellan kontroll (steg 4,5) och behandlingar Bon. Använd annars en generell linjär modell (GLM) med potentiellt relevanta kovariater (se nedan), som allmänt försiktigare.
    1. Om experimentell Bon har en betydligt högre desertering takt än kontroll Bon, kod båda bort ägg och övergivna ägg som 'förkastade'.
      Obs: Konventionen värden 'avvisat' ägget när det har erkänt parasitiska ägget och antingen bort det eller övergav det (med hela boet).
    2. Om desertering priser inte skiljer sig mellan experimentell och styra Bon, utesluta deserteringar från analysen, eftersom de inte är en värdrespons till parasitism och kod svaren som 'utkastade'.
      Obs: Av konventionen, 'utkastade' avser när ett ägg faktiskt tagits bort från boet.
    3. Anteckna datum och tid när värden har avvisat ägget. Recode variabeln svar beroende på din slutsats angående steg 5.1.1–5.1.2.
  2. Rapport Fishers exakta test, dess associerade oddskvot och dess lämpliga konfidensintervall.
  3. Besluta om någon meningsfull kovariater som kommer att läggas till förutsägande modeller (t.ex., steg 5,4 – 5.5).
    1. Ange den kodning (t.ex., kontinuerlig, kategoriska eller ordningstal) av varje kovariat.
    2. Kod datum som ordningstal dagar och center datum separat inom år ta bort eventuella blanda ihop på grund av variation tillskrivas år eller säsongsvariationer7,47,50,51.
    3. Centrera alla kovariater som deltar i en interaktion för att möjliggöra enklare tolkning av deras nedre order villkor i modell utgång.
      Obs: Skalning kovariater tillåter enkel jämförelse av effekter mellan studier och ibland kan förbättra modell konvergens.
  4. Förutsäga värden svaren (mata ut eller avvisa vs acceptera) med en generell linjär modell (GLM) eller en generaliserad linjär blandad modell (GLMM) med en binomial fel distribution och logit länk funktion.
    Obs: Valet mellan en GLM eller GLMM beror på data, och om inklusive en slumpmässig effekt (t.ex., boet ID, år). Slumpmässiga faktorer bör ha minst 5 nivåer annars varianserna är sannolikt att vara dåligt Beräknad52.
    1. Rapport determinationskoefficienten (vanligtvis R2) att visa hur stor andel av variansen förklarades av en linjär modell53,54.
  5. Förutsäga hur lång tid det tar fågeln att svara på experimentell parasitism med en GLM med en minusavvikelse som binomial fördelning (eller en Poissonfördelning för fel om data inte är overdispersed) och logga in länken.
    Obs: Forskare hänvisar till hur lång tid det tar för en fågel att svara 'svarstid till svar,' som redovisas med precision till dagar, så att ägg Förkastat dagen i experimentet har en fördröjning på noll. Modell svar variabler med alltför många nollor (> 50%) med noll-uppblåst eller hindret modeller55.
  6. Använda diagnostiska verktyg för att kontrollera om modellen förutsäger data tillfredsställande och rapporten modell sammanfattande statistik att kvantifiera hur stor andel av variansen modell förklarade56 , 57. rapportera determinationskoefficienten (vanligtvis R2), se steg 5.4.2.
    1. Validera negativ binomial modeller använder grafiska validering genom att producera en quantile-quantile tomt och rita Pearson restvärden mot monterade värdena.
      Obs: En välskött modell har ingen avvikare eller oväntade mönster55.
    2. Validera binomiala modeller använder godhet-av-fit tester såsom Hosmer-Lemeshow tester och andra diagnostik som är tillgängliga i R-paketet, 'binomTools'58 som innehåller hela uppsättning diagnostiska verktyg.
  7. Överväga kontroll för konsekvent kovariater för konsekvens och jämförbarhet mellan studier.
    Obs: Gemensamma kovariater skulle omfatta koppling storlek22, om datum59, kapsla ålder vid manipulation49, och om värden var spolas från boet eller inte47. Många, särskilt tidigt, studier använde inte någon kovariater. Författare bör dessutom analysera har effekterna av ägg typer (eller olika lutningar) utan kovariater för att göra sina resultat kvantitativt jämförbart med dessa studier saknas kovariater.
    1. Använda information-teoretiskt tillvägagångssätt och rapportera resultatet av många möjliga modeller förklarar värd beteende60i genomsnitt.
      Obs: Använd alternativt stegvis regressionsanalys som en modell val algoritm61. Forskare bör använda en fördefinierad kriterium (t.ex., justerat R2, Mallows' Cp, Akaike's Information kriterium, Schwarz's BIC eller p-värde) och ger både den fullständiga modellen (med gemensamma kovariater) och en slutlig reducerad modell.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Generera färgglada ägg modeller

Reflektans spectra anpassade måla blandningar och naturliga ägg visas i figur 1A-D. Paint blandningar används i Häckningsparasitism studier bör nära motsvara naturliga reflektans mätningar i form av spektral form (färg) och magnitud (ljusstyrka). Om det uppnås, bör färgen på experimentell ägget uppfattas av värden som en naturlig ägg färg. För att bedöma värd erkännande, bör dessa reflectances omvandlas till en relevant aviär färgrymd. För att göra detta, produkten av dessa reflektans spectra, kan solar irradians och ljusmätare känslighet integreras för att beräkna quantum fångster33. Aviär färgseende är annorlunda än hos människan, eftersom fåglarna se färger med fyra, snarare än tre fotoreceptorer. Quantum fångsten från dessa fyra receptorer kan omvandlas till koordinater i en tetraedrisk färgrymd (figur 1E), där varje vertex representerar den relativa stimuleringen av en specifik ljusmätare: ultraviolett, kort, medellång och lång våglängd-känsliga fotoreceptorer37. Koordinater inom detta utrymme ger en metod för att jämföra färger och fenotypiska mångfald av färger, vilket är relativt begränsad med avseende på färg på fåglarna äggskal62. Plottning experimentella ägg färg i en färgrymd är viktigt eftersom deras koordinater inom detta utrymme kommer att avgöra om dessa ägg förefaller naturligt. Figur 1 visar färgerna i anpassade färger (färgglada prickar, bokstäverna motsvarar med reflektans spektra visas i figur 1A-D) som beskrivs i detta dokument och hur de jämför naturliga fåglarnas äggskal färger. Detta nya synsätt ger möjligheter för nya experimentella konstruktioner och kan ge nya insikter i värd ägg erkännande.

Kvantifiera värd Svaren till äggskal färger

Uttryckligen eller underförstått, alla utom en9 tidigare studie har antagit att värdar svarar på drag olikhet, t.ex., skillnaden mellan en parasitisk ägg och sina egna, i en absolut eller symmetriska mode (figur 2, streckad). Denna skillnad varierar vanligtvis från identiska (0) till oändligt mycket olika; dock de flesta egenskaper varierar längs flera dimensioner och det finns ingen en priori anledning att anta deras svar bör vara liknande hela fenotypiska utrymmet. Forskning som manipulerar drag över deras fullständiga fenotypiska sortimentet (figur 2, solid), kan testa detta antagande. För två Turdus spp., Hanley et al. 9 fann att bruna ägget mellan brun och blå-gröna ägg, båda lika olika från värdens egen, var mer benägna att avvisas. Genom att använda ägg modeller med kända koordinater inom en standardmässig aviär färgrymd (figur 1E), kan forskare arbeta inom intervallet naturliga fenotypiska eller förlänga fenotypiska intervallet (t.ex., mot blå-grön eller brun) för att utforska värdrespons och sond perceptuella gränserna för värd erkännande. Ett sådant tillvägagångssätt ger ett sammanhang (utifrån fenotypiska utrymme) för att förstå värdars svaren.

Kvantifiera värd Svaren till äggskal dekorfärger

En senare studie21 visade att amerikanska robins är mer benägna att avvisa fläckig experimentella ägg när de uppfattar dessa fläckar som brunare än blå-gröna färgen på äggskalet (figur 3). Här värden lägger obefläckad ägg, men deras parasit av brunhuvad kostare Molothrus ater har bruna fläckar och därför beslut regeln verkar adaptiv. Sådana slutsatser stärka tidigare fynd som visat att amerikanska robins basera beslut på båda marken färg och ställen13; genom att mäta deras svar över en färg toning Dainson et al. kunde dock fastställa att amerikanska robins använder kromatisk kontrasten mellan marken och dekorfärg i ägg avvisande beslut21. Experimentell design anställa så kontinuerlig variation i färgning ge forskarna möjlighet att utforska roll värd sensoriska och perceptuella mekanismerna i ägg erkännande mer noggrant.

Figure 1
Figur 1: representativa variation i fågelinfluensa och konstgjorda äggskal naturfärger. Den genomsnitt tio spektral reflektans mätningar av (A), den blå-gröna, (B) beige, (C) brun och (D) vit (E) mörk brun färg blandningar (1.2.1 till 1.2.5, heldragna linjer) tillsammans med reflektansen av en riktig ägg med ett liknande utseende: (A) amerikanska robin T. migratorius, (B) vaktel C. japonica, en (C) brown och (D) vit inhemska hönsägg Gallus g. domesticus (streckade linjer). Toppen i ultravioletta reflektans i (D) är på grund av borttagning av den nagelband67. Infälld fotografier av riktiga ägg på vänster och konstgjorda ägg till vänster för att skala (fältet ovanför ”konstgjord” motsvarar 1 cm). Bilden av den riktiga vaktelägg (infällt B) ändrades från ett fotografi taget av Roger Culos som är licensierat under CC av 4.0. Vi illustrera vuxna fåglar som infällda bilder (foto krediter fågel inläggningar A-D respektive: Tomáš Grim, Ingrid Taylar under CC BY 2.0, Sherooloch Dejungen under CC-BY-SA-3.0). Aviär upplevda färger är också ritade inom (E) aviär tetraedriska färgrymden för den genomsnittliga ultraviolet-känsliga aviär tittaren. Hörnen representerar den relativa stimulering av ultraviolett (U), kort (S), medelstora (M) och lång (L) våglängd-känsliga fotoreceptorer. Grå punkter representerar färgerna i naturliga aviär ägg över den full fylogenetiska mångfald66, från tidigare publicerade data68, medan de färgglada prickarna representerar färgerna i anpassade måla formuleringar här (steg 1.1.1-1,2), och små fasta punkter representerar mellanliggande färger (steg 1.3). Kursiva bokstäver bredvid färgglada prickar referera spektral reflectances visas i denna figur, medan (e) refererar till mörka fläckar från en vaktelägg. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: representativa värden ägg avslag ägg med variabel äggskal coloration. Traditionellt, förutspådde (streckad) avvisande sannolikheten för en värd är baserad på den absoluta uppfattas skillnaden mellan värddatorerna ägg och utländska ägg (dvs.som utländska ägget är mer olika Svaren till det ägg är mer sannolikt, oavsett den riktningen av skillnaden i färgrymd). Denna praxis ignorerar naturlig variation i värdens egen ägg färg. Dock är det mer sannolikt att amerikanska robins (N = 52) avvisar bruna ägg än lika olika blågrön ägg (heldragen linje), som belyser vikten av att undersöka värd svar över en fenotypisk lutning9. Denna siffra ändrades från Hanley et al. 9 och dessa data65 är licensierade under CC av 4.0. Infälld ägg är representativa för färgintervallet, men deras positioner är ungefärliga. Klicka här för att se en större version av denna siffra.  

Figure 3
Figur 3: representativa värden ägg förkastande av ägg med variabel plats coloration. Den kromatiska kontrasten (JND) mellan dekorfärgerna målade på experimentell modell ägg och marken färgen på dessa modeller förutspådde värdrespons (0 = acceptans, 1 = utmatning) i den amerikanska robin. Denna siffra har ändrats från Dainson et al. 21. infälld ägg representera variationen i spot färgning används, men deras positioner är ungefärliga. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Även om ägget avvisande experiment är den vanligaste metoden att studera barnaskara parasit-host samevolution66, samordnade ansträngningar för att standardisera material, tekniker, eller protokoll saknas. Detta är särskilt problematiskt för meta-analyser. Ingen metaanalys, att vår kunskap, värd ägg avslag hittills har kontrollerat för metodologiska skillnader bland studier67,68, inklusive vad som anses vara mimetiska eller icke-mimetiska. Detta utgör ett stort problem eftersom mimetiska (efter mänskliga mått) ägg kan avvisas av värdar oftare än till synes icke-mimetiska kära69, som visar att människors färg klassificering är både otillräckliga och olämpliga för slutsatser angående aviär kognition18. Dessutom metaanalyser ignorera det faktum att vissa studier, även av samma värdart och hanteras deserteringar annorlunda, antingen räkna dem som Svaren22 eller utesluta dem från analyser7,67, 68. Dessutom misclassifying ägg modeller som antingen icke-mimetiska eller mimetiska ägg, kan leda till vilseledande jämförelser mellan studier att båda använde dessa klassificeringar för olika ägg modell typ70. Skillnader mellan studier1,70 kan avspegla såväl skillnader i studiedesign (t.ex., modelltyper ägg) eller skillnader mellan populationer, både till en okänd grad; Detta förhindrar tydlig tolkning av skillnader och hinder att förkasta null och alternativa hypoteser. Detta protokoll ger en standardiserad metod för ägg avvisande experiment, och betonar särskilt färgläggning och kvantifiera färgen på ägget modeller. Följande eller anpassning (och korrekt rapportering) detta protokoll bör främja metodologiska standardiseringen krävs för produktiv vetenskaplig debatt, mellan studie jämförelser och framtida fortskrider inom detta forskningsområde.

Eftersom äggskal coloration bestäms av endast två pigment, protoporfyrin IX visas brun och biliverdin IXα visas blå-gröna62,71,72, äggskal färger bara upptar en liten del av aviär vision 62. denna variation kan replikeras genom noggrant formulera akrylfärger som matchar äggskal naturfärger och detta kommer att leda till en bättre förståelse av värd erkännande mekanismer. Till exempel Turdus värdar är mer benägna att avvisa bruna ägg än blå-gröna ägg, trots absolut uppfattas färg skillnaden mellan dessa utländska ägg och deras egna (figur 2). Svaren till ägg färgade längs färgtoningar varierar avsevärt, belysa vikten av korrekt producera och reproducera färger som används i ägg avvisande experiment. Även variation i spot färgning kan resultera i slående skillnader i värd svar (figur 3)21. Genom att använda detta tillvägagångssätt, forskare kan mer systematiskt undersöka gränserna för värd erkännande och avslöja den relativa betydelsen av kromatisk och luminans vägar att informera värd beslut.

Trots de fördelar som ger denna metod för att kvantifiera värd svaren inom en fenotypisk rad, är det inte lämpad för att testa varje hypotes. När avslaget priser är nödvändiga för att testa hypoteser, särskilt för Inter befolkningen jämförelser, skulle använder en eller flera konsekvent ägg modelltyper vara ett mindre kostsamma och krävande tillvägagångssätt. Till exempel kan presentera specifika ägg modell typer företrädare för specifika parasitiska ägg polymorfismer, ge insikt i Val av historiska och samtida tryck73. Beräkning av avvisande priser är omöjligt när varje ägg är en unik färg; kvantifiera värd svaren inom en rad potentiella parasitiska ägg färger kan dock ge insikt i frågor relaterade till beslut tröskelvärden och diskriminering förmåga. Detta tillvägagångssätt ger specifikt, ett verktyg för forskare att mäta värdens ägg diskriminering förmågor. Detta protokoll beskriver färg recept för att standardisera färgen på ägget modeller som används för antingen tillvägagångssätt. Oavsett vilken metod som valts, bör dessutom forskare rapporterar den målar de används för att färga sina ägg modeller och bör kvantifiera dessa färger noggrant. Detta bör stärka Inter studie jämförelser och meta-analys.

Ägg avvisande studier med kontinuerlig färg, mönster, storlek eller form drag har revolutionerat området aviär värd-parasit kapprustning studier i kombination med den nu standard användningen av aviär visuell perception modellering69, 74. det finns nu bevis att vissa värdar inte bara använda den absoluta perceptuella skillnaden mellan eget och främmande ägg i ägg erkännande, men istället basera avslagsbeslutet vid riktning av dessa skillnad längs den fenotypiska lutningen av aviär äggskal färg9. Framtida forskning bör använda tillvänjning/dishabituation eller operant utbildning studier för att bedöma om värdar för aviär häckningsparasiter kan uppfatta och diskriminera mellan naturliga och konstgjorda ägg färger i icke-ägg erkännande sammanhang. Dessutom kunde dessa samma experiment avslöja huruvida nuvarande-, historiska-, och icke-värdar kan skilja naturliga från konstgjorda äggskal, som skulle belysa roll sensoriska mekanismer i coevolutionary armar-tävlingar. Slutligen på lämpligt sätt införliva och replikera UV komponenterna av aviär ägg färgning och maculation in i ägget avvisande studier är en nödvändig utmaning att övervinna genom att framtida forskning75; Detta kommer att vara nödvändigt att bedöma om UV-baserade ägg färg signaler representerar en perceptuellt salient eller unika cue för ägg erkännande och avslag i värdar för aviär häckningsparasiter. Genom att använda detta konsekvent protokoll, forskare kan skapa nya experiment och mer enkelt tolka och jämföra deras resultat6,29,30,31.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ocean optik har finansierat sida avgifter för detta manuskript.

Acknowledgments

MEH finansierades av HJ Van Cleave professuren vid University of Illinois, Urbana-Champaign. Dessutom för finansiering vi tackar programmet Human Frontier Science (till M.E.H. och T.G.) och Europeiskasocialfonden och statens budget i Tjeckien, projekt nr. CZ.1.07/2.3.00/30.0041 (att T.G.). Vi tackar Ocean optik för kostnadstäckning för publikation.

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

Beteende fråga 138 aviär perception Häckningsparasitism färgseende kognition äggskal färg avvisande experiment
Sondera gränserna för ägg erkännande med ägg avvisande experiment längs fenotypiska övertoningar
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