Behavior

Ved hjælp af FishSim Animation Toolchain at undersøge fisk adfærd: en Case Study om Mate-valg kopiering i Sailfin jensoehrberg

Published: November 8, 2018 doi: 10.3791/58435

Stefanie Gierszewski¹, Derek Baker^1,2, Klaus Müller³, Jan-Marco Hütwohl³, Klaus-Dieter Kuhnert³, Klaudia Witte¹

¹Research Group of Ecology and Behavioral Biology, Institute of Biology, University of Siegen, ²University of Calgary, ³Institute of Real-Time Learning Systems, University of Siegen

Summary

Ved hjælp af roman FishSim Animation Toolchain, præsenterer vi en protokol for non-invasiv visuelle manipulation af den offentlige information i forbindelse med mate-valg kopiering i sailfin mollies. FishSim Animation Toolchain er en nem-at-bruge ramme for design, animation og præsentation af computer-animerede fisk stimuli for adfærdsmæssige eksperimenter med live test fisk.

Abstract

I det sidste årti, er beskæftiger computer animationer for dyreadfærd forskning steget på grund af dens evne til ikke-invasivt manipulere udseendet og funktionaliteten af visuelle stimuli, i forhold til at manipulere med levende dyr. Vi præsenterer her, FishSim Animation Toolchain, software rammer udviklet for at give forskere en nem-at-bruge metode for at gennemføre 3D computer animationer i adfærdsmæssige eksperimenter med fisk. Toolchain tilbyder skabeloner for at oprette virtuelle 3D stimuli af fem forskellige fiskearter. Stimuli kan tilpasses i både udseende og størrelse, baseret på fotografier taget af levende fisk. Flere stimuli kan blive animeret af optagelse svømning stier i et virtuelt miljø ved hjælp af en video spilleenhed. For at øge standardiseringen af de simulerede adfærd, kan stien forudoptaget svømning afspilles med forskellige stimuli. Flere animationer kan senere organiseret i afspilningslister og præsenteret på skærme under eksperimenter med levende fisk.

I et case study med sailfin mollies (Poecilia latipinna) giver vi en protokol om, hvordan man foretage en mate-valg kopiering eksperiment med FishSim. Vi udnyttede denne metode til at skabe og animere virtuelle hanner og virtuelle model hunner, og derefter forelagt disse levende fokale hunner i et binært valg eksperiment. Vores resultater viser, at computeranimation kan bruges til at simulere virtuelle fisk i en mate-valg kopiering eksperiment at undersøge rollen for kvindelige fælderne steder som et tegn på kvalitet for en model kvinde i mate-valg kopiering.

Anvendelse af denne metode er ikke begrænset til mate-valg kopiering eksperimenter men kan bruges i forskellige eksperimentelle design. Stadig, dets anvendelighed afhænger af de visuelle funktioner i undersøgelse arter og først har brug for validering. Generelt computer animationer tilbyder en høj grad af kontrol og standardisering i eksperimenter og være forsynet med potentiale til at 'reducere' og 'Erstat' live stimulus dyr samt for at "forfine" eksperimentelle procedurer.

Introduction

For nylig, udnytte moderne teknikker til oprettelse af kunstige stimuli, såsom computer animationer og virtuel virkelighed, har vundet popularitet i forskning¹. Disse metoder giver flere fordele sammenlignet med klassiske eksperimenterende tilgange med live stimulus dyr¹^,². Computeranimation gør det muligt for ikke-invasiv manipulation af udseende (størrelse, farve) og opførsel af virtuelle stimulus forsøgsdyr. For eksempel var kirurgisk fjernelse af sværdet i mandlige grøn swordtails (Xiphophorus helleri) til at teste mate præferencer i hunner³ , unødvendig ved hjælp af computeranimation i en senere undersøgelse af denne art⁴. Derudover kan computer animationer oprette fænotyper, der er kun sjældent stødt i karakteren⁵. Morfologiske funktioner af virtuelle dyr kan endda ændres at arter⁴naturlige udbredelsesområde. Især er det muligt systematisk manipulation af adfærd en væsentlig fordel ved computeranimation, da det er næsten umuligt med levende dyr⁶^,⁷.

Forskellige teknikker, der findes til dato for at skabe computer animationer. Simpel todimensionale (2D) animationer typisk stammer fra et billede af en stimulus, bevæger sig i kun to dimensioner og kan oprettes med fælles software som MS PowerPoint⁸ eller Adobe After Effects⁹. Tre-dimensionelle (3D) animationer, som kræver mere avancerede 3D grafik modellering software, aktiverer stimulus skal flyttes i tre dimensioner, øge mulighederne for realistiske og komplekse fysiske bevægelse⁶^,⁷ ^, ¹⁰ ^, ¹¹ ^, ¹². selv virtual reality designs, der simulerer en 3D-miljø, hvor levende dyr navigere har været brugt¹³^,¹⁴. I en nylig gennemgang Chouinard-Thuly et al. ² drøfte disse teknikker én efter én og fremhæve fordele og ulemper på deres gennemførelse i forskning, som navnlig afhænger af omfanget af undersøgelsen og den visuelle kapacitet af test-dyr (Se "Diskussion"). Derudover Powell og Rosenthal¹⁵ give råd om hensigtsmæssige forsøgsdesign og hvilke spørgsmål kan løses ved at ansætte kunstige stimuli i dyreadfærd forskning.

Siden oprettelse computeranimation kan være vanskelig og tidskrævende, opstod behovet for software til at lette og standardisere processen for animation design. I denne undersøgelse, introducerer vi den gratis og open-source FishSim Animation Toolchain¹⁶ (kort: FishSim; https://bitbucket.org/EZLS/fish_animation_toolchain/), en tværfaglig tilgang, der kombinerer biologi og datalogi for at imødekomme disse behov. Svarende til tidligere offentliggjorte værktøj anyFish¹⁷^,¹⁸, udvikling af toolchain fulgt det mål at give forskere en nem-at-bruge metode for at gennemføre animerede 3D stimuli i eksperimenter med fisk. Vores software består af et sæt af værktøjer, der kan bruges til: (1) skabe 3D virtuelle fisk (FishCreator), (2) animere svømning stier af den virtuelle fisk med en video game controller (FishSteering), og (3) organisere og præsentere optaget animationer på skærme til live fokale fisk (FishPlayer). Vores toolchain giver forskellige funktioner, der er især nyttig ved afprøvning i en situation, binære valg, men også gælder for andre eksperimentelle design. Desuden muligt animationen af to eller flere virtuelle fisk giver mulighed for simulation af shoaling eller frieri. Animationer er ikke bundet til en bestemt stimulus men kan afspilles med andre stimuli gør det muligt at ændre udseendet af en stimulus men holde sin adfærd konstant. Open source karakter af toolchain samt, at det er baseret på robot operativsystem ROS (www.ros.org), giver høj modularitet af systemet og næsten uendelige muligheder for at inkludere eksterne feedback enheder (som registeransvarlige eller en tracking system) og tilpasse toolchain til ens egne behov i forskning. Ud over sailfin molly, fire andre arter er i øjeblikket anvendelige: den nordatlantiske molly Poecilia mexicana, guppy Poecilia reticulata, Trepigget Hundestejle Gasterosteus aculeatus og en cichlide Haplochromis spp. Nye arter kan oprettes i en 3D-grafik modelling tool (fx, Blender, www.blender.org). At eksemplificere arbejdsproces med FishSim og give en protokol om, hvordan man foretage en mate-valg kopiering eksperiment med computeranimation udført vi et case study med sailfin mollies.

Mate valg er en af de vigtigste beslutninger dyr gøre i deres livshistorie. Dyr har udviklet forskellige strategier for at finde de bedste parring partnere. De kan stole på personlige oplysninger, når de evaluerer potentiale parring partnere uafhængigt, eventuelt efter forudbestemte genetiske præferencer for en bestemt fænotypisk træk¹⁹^,²⁰. De kan dog også observere mate valg af artsfæller og derved udnytte offentlige oplysninger²¹. Hvis observatøren derefter beslutter sig for at vælge den samme makker (eller den samme fænotype) som den observerede conspecific — "model"-valgt tidligere, dette kaldes mate-valg kopiering (herefter forkortet MCC)²²^,²³. Mate-valg kopiering er en form for social læring og dermed en ikke-uafhængig mate-valg strategi²⁴, som er blevet observeret i begge hvirveldyr²⁵^,²⁶^,²⁷^,²⁸^, ²⁹ og hvirvelløse dyr³⁰^,³¹^,³². Hidtil, MCC var overvejende studerede i fisk og er fundet både under laboratorium betingelser³³^,³⁴^,³⁵^,³⁶^,³⁷^,³⁸ og i den vilde³⁹^,⁴⁰^,⁴¹^,⁴². Mate-valg kopiering er særligt værdifulde for en person, hvis to eller flere potentielle parring partnere er tilsyneladende ens i kvalitet, og en "god" mate valg — i form af maksimering fitness — er vanskeligt at foretage⁴³. Kvaliteten af en kvindelig model selv kan påvirke om fokale hunner kopiere sine valg eller ikke⁴⁴^,⁴⁵^,⁴⁶^,⁴⁷. Henholdsvis er "god" eller "dårlige" model kvindelige kvalitet blevet tilskrevet til sin bliver mere eller mindre oplevet i mate valg, for eksempel med hensyn til størrelse og alder⁴⁴^,⁴⁵^,⁴⁶, eller af hendes væsen en conspecific eller en heterospecific⁴⁷. I sailfin mollies, der kopieres makker valg af artsfæller³⁹^,⁴⁸^,⁴⁹^,⁵⁰^,⁵¹, blev det konstateret, at fokale hunnen selv kopiere afvisning af en mandlig⁵². Da MCC anses for at spille en vigtig rolle i udviklingen af fænotypisk træk samt artsdannelse og hybridisering²¹^,²³^,⁵³^,⁵⁴, konsekvenserne af kopiering en " falske"valg kan være fantastisk at reducere fitness kopimaskine⁵⁵. Hvis en person beslutter at kopiere valg af en anden person, er det vigtigt at vurdere, om den observerede model er en pålidelig kilde til oplysninger, dvs., at modellen, selv gør en "god" valg på grund af ham eller hende er godt erfarne i mate valg. Her er spørgsmålet: hvilke visuelle funktioner kan karakterisere en pålidelig model til at kopiere fra i sailfin molly hunner?

En tydelig visuel funktion i kvindelige sailfin mollies og andre Poeciliids er fælderne stedet (også kendt som "anal spot', 'yngel patch' eller 'graviditet spot'). Denne mørkt pigmenteret område i deres anal region stammer fra melanization af vævet foring æggestokkene sac⁵⁶. Størrelse og forekomsten af fælderne stedet er variabel på tværs af conspecific hunner og kan yderligere individuelt ændres under progression af æggestokkene cyklusser⁵⁶^,⁵⁷. Fælderne steder kan tjene til at tiltrække hanner og lette gonopodial orientering for indre befrugtning⁵⁸ eller som et middel til reklame frugtbarhed⁵⁹^,⁶⁰. I betragtning af forbindelsen mellem fælderne stedet og en kvindens reproduktive status, vi forudsagde at fælderne stedet fungerer som et tegn på model kvindelige kvalitet ved at give oplysninger om hendes gældende reproduktive at observere fokale hunner. Vi undersøgte to alternative hypoteser. Først, hvis fælderne stedet er en generel tegn til modenhed, som forudsagt af Farr og Travis⁵⁹, det betegner en formentlig pålidelige og erfarne model i forhold til en umoden model (uden spot). Her, er fokale hunner mere tilbøjelige til at kopiere valget af en model med en plet, men ikke som en model uden en spot. Sekund, hvis fælderne stedet markerer ikke modtagelighed på grund af allerede udvikle yngel, som forudsagt af Sumner et al. ⁶⁰, modellen er formentlig mindre pålidelige, da ikke-modtagelig kvinder ville blive betragtet som mindre kræsne. I dette tilfælde kopieres fokale hunner ikke deres valg men modeller uden spot. Hidtil har har rollen som fælderne stedet for MCC i sailfin molly hunner aldrig været testet, eller eksperimentelt manipuleret.

Vi brugte FishSim til at udføre et MCC eksperiment ved at præsentere virtuelle stimulus hanner og virtuelle model hunner på computerskærme i stedet for levende stimulus og model fisk som bruges i den klassiske forsøgsmetoden⁴⁹^,⁵⁰ ^,⁵¹^,⁶¹. Den generelle anvendelighed af vores software er tidligere blevet valideret for at teste hypoteser om mate valg i sailfin mollies¹². Her, vi har testet om fravær eller tilstedeværelse af en fælderne spot i virtuelle model hunner påvirker mate valg for at observere levende fokale hunner. Vi vil først fokale hunner acclimate til test tank (figur 1.1) og lad dem vælge mellem to forskellige virtuelle stimulus hanner i en styrmand-valg test (fig. 1.2). Bagefter, i observationsperioden, den forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlige blev præsenteret sammen med en virtuel model kvinde (figur 1.3). I en efterfølgende andet mate-choice test valgte fokale kvinder igen mellem de samme hanner (fig. 1.4). Vi analyserede om fokale hunner havde kopieres makker valget af den observerede model kvindelige ved at sammenligne sin mate-valg beslutning i første og andet mate-choice test. Vi udførte to forskellige eksperimentelle behandlinger hvor vi visuelt manipuleret kvaliteten af den virtuelle model kvindelige. I observationsperioden præsenteret vi enten den forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlige (1) sammen med en virtuel model kvinde med en fælderne spot ("spot" behandling); eller (2) sammen med en virtuel model kvinde uden en fælderne spot ("ingen spot" behandling). Derudover en kontrol uden nogen model kvinde testede vi om fokale kvinder valgte konsekvent når ingen offentlige oplysninger blev givet.

Figur 1. Generel oversigt over de vigtigste eksperimentelle skridt for en MCC eksperiment ved hjælp af virtuelle fisk stimuli. (1) akklimatisering periode. (2) første mate-valg test: live fokale kvinde vælger mellem virtuelle stimulus hanner. (3) observationsperiode: focal kvinde ure den forudgående ikke-foretrukne mandlige sammen med en virtuel model kvinde med fælderne spot. (4) andet mate-valg test: den fokale kvindelige igen vælger mellem virtuelle stimulus hanner. I dette eksempel kopieres hun valget af modellen. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Udførte eksperimenter og håndteringen af fiskene var i overensstemmelse med den tyske Animal Welfare lovgivning (Deutsches Tierschutzgesetz), og godkendt af den interne dyrevelfærd officer Dr. Urs Gießelmann, Universitet i Siegen og regionale myndigheder ( Kreisveterinäramt Siegen-Wittgenstein; Autorisationsnummer: 53.6 55-05).

1. virtuelle fisk Design

Bemærk: Finde en liste over den nødvendige hardware og software på listen supplerende materialer. En detaljeret beskrivelse af den generelle funktionalitet af FishSim og yderligere tips og tricks kan findes i brugerhåndbog (https://bitbucket.org/EZLS/fish_animation_toolchain/).

Forberedelse af kvindelige krop teksturer med og uden fælderne spot
1. Start GIMP og Klik på filen >> åbne at åbne den kvindelige krop tekstur billede "PLF_body_6. png"fra den mappe modeller i Register"fishsim_animation_toolchain". Bruge dette billede som en reference for alle nye oprettede kvindelige krop teksturer med fælderne spot. Vælg den mørke fælderne spot område af reference billede med gratis markeringsværktøjet og klippe det (Klik på redigere >> skære).
  Bemærk: GIMP (findes på www.gimp.org) er et gratis billede redigering værktøj, svarende til Adobe Photoshop, som kan bruges til at manipulere digitale billeder og grafik.
2. Åbne en anden kvindelige krop teksturfilen i GIMP (fx "PLF_body_7.png") og overføre den spot område på den anden krop tekstur ved at indsætte (Edit >> Sæt ind i) forudgående skære spot område som et nyt flydende lag. Justere placeringen af fælderne stedet i de andet billede og Flet lag ved at klikke på lag >> anker lag.
  Bemærk: Sikre, at området i fælderne stedet har samme størrelse og samme placering på hver virtuel model kvinder (figur 2)!
3. Eksport (redigere >> eksporterer som) den nye "spot" tekstur under et nyt navn (f.eks. PLF_body_7_S. png) i mappen modeller . Luk åbne alle panoramavinduer i GIMP.
  Bemærk: Gør ikke nogen andre ændringer (f.eks., skalering) til tekstur filer siden de er specifikt redigeret for at være senere kortlagt på 3D fisk.
4. Oprette en anden krop tekstur uden en fælderne sted, ved hjælp af den samme oprindelige kvindelige krop tekstur fil en anden gang (f.eks., "PLF_body_7.png"). Nu dække allerede eksisterende fælderne steder i den oprindelige fil ved hjælp af GIMP.
5. Åbn den kvindelige krop tekstur i GIMP og vælg klon værktøj. Vælg mønster i de omkringliggende maveregionen (uden mørke pigmentering) ved at trykke på Ctrl + venstre-klik og Vælg dette for at dække eksisterende mørke pigmentering ved at male over det med kloneværktøjet (figur 2).
6. Eksportere den nyoprettede "ikke spot" tekstur under et nyt navn (f.eks. PLF_body_7_NS.png) i mappen modeller . Luk GIMP.

Figur 2: Exemplar billeder af kvindelige krop teksturer inden (original) og efter manipulation til "spot" og "ingen spot" behandling ved hjælp af billedredigering værktøj GIMP. Den stiplede cirkel markerer det område, der blev manipuleret. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Justere holdning og indstilling "scene" for animation
1. Starte FishSim ved at vælge FishSim -ikonet i Kvikstart på venstre side af skrivebordet. Konfigurere opløsningen for præsentationen skærme og klik på Start.
  Bemærk: Det anbefales at foretage følgende justeringer (trin 1.2.2\u20121.2.4) på skærmen af en af præsentation skærme (hvis skærm dimensioner og beslutninger er forskellige).
2. Tryk på F1 på tastaturet for at ændre fra visningstilstand til redigeringstilstand (Skift mellem visning og redigering tilstand ved gentagne gange at trykke på F1).
  Bemærk: Skift til redigeringstilstand muliggør redigering værktøjslinjen øverst i vinduet. Scenen, som det ses i visningstilstanden skildrer, hvad vil blive præsenteret på skærmen under forsøgene.
3. Justere synspunkt for at matche dimensionerne af præsentation skærme ved at justere kameravinklen. Rotere kameraet ved at holde venstre museknap nede og flytte markøren. Panorere kameraet ved at holde højre museknap og flytte cursoren. Zoom ind og ud ved at holde den midterste museknap (eller begge museknapper) og flytte markøren.
4. Klik på kamera-indstillinger på værktøjslinjen redigering (kameraikon) og klik på Kopier til statisk cam for at angive synspunktet. Klik på fil >> gemme scene til at gemme den justerede scene som den nye standard scene. For denne, tilsidesætte fil "default_scene.scene" i mappen scener af FishSim biblioteket.
  Bemærk: Standard scene vises ved hver start af FishSim samt den begyndende scene i FishPlayer. I FishPlayer fungerer standard scene også som en pause under eksperimenter (figur 3A). Justere scenen der skal gøres én gang.

Figur 3: Screenshots af en scene i FishSim. (A) den tomme standard scene uden en fisk, (B) en scene viser en mand alene, (C) en scene viser den samme mand sammen med en model kvinde med en plet, og (D) en scene viser den identiske mandlige og den kvindelige identisk model uden en spot. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Design af en virtuel mandlige stimuli til præsentation ved mate-choice prøver
Bemærk: Forberede virtuelle mandlige stimuli, som senere skal animerede og præsenteret for levende fokale hunner under mate-choice prøver.
1. Hvis ikke allerede åbne, begynder FishSim. Tryk på F1 for at komme ind i redigeringstilstand.
2. Klik på fil >> belastning fisk model fra drop-down menuen og load den standard mandlige sailfin molly skabelon "default_PLM.x" ved at vælge det fra mappen modeller.
3. Venstre skal du dobbeltklikke på den indlæste fisk at vælge den. Det vil blive fremhævet i et mesh. Klik på gear-ikonet i værktøjslinjen for at åbne fisk værktøjssæt. En boks vil poppe op med redigeringsmuligheder bruges til at tilpasse den virtuelle mandlige. Jasket Vis mesh for et bedre overblik over fisken.
4. Ændre navn til mandlige.
  Bemærk: Navnet på mandlige er vigtigt og repræsenterer den "rolle" det afspilles senere under animationen. Dette navn skal være ens for alle nyoprettede virtuelle mandlige, der skal bruges senere under forsøgene.
5. Ændre skalaen (dimensioner) af mandlige ved at ændre værdierne for x, y og z, hvis nødvendigt, og klik på Anvend.
6. Redigere den mandlige tekstur ved at klikke på teksturer i Redigere værktøjskasse. Klik på en funktion af fisk (krop, dorsale, caudale) til at ændre den.
  Bemærk: Vælg en tekstur til boks vil poppe op med alle .png-filer, der kan bruges som teksturer. Teksturer vises med navne som angivet i mappen modeller .
7. Klik på en tekstur, vises på listen (til højre), og det vil direkte vises og erstatte den forudgående tekstur på fisken.
8. Når den ønskede mandlige er oprettet, skal du klikke på Anvend under Config i Redigere værktøjskassen, og klik på Gem fisk til disk. Gem den nye mandlige som "Male_A.fish" i mappen modeller .
9. Derudover gemmer hele scenen (fil >> Gem scene) herunder at én mand i mappen scener . Her anbefales det at bruge navnet "Male_A_alone.scene" (figur 3B).
10. Klik på fil >> belastning scene hen til ladning den tomme standard scene og gentage trin 1.3.2 til 1.3.9 oprette så mange forskellige virtuelle hanner efter behov og gemme hver nyoprettede mandlige under et unikt navn i mappen modeller og som nye .scene-fil i mappen scene .
Design af virtuelle model kvindelige fisk til præsentation i observationsperioden
1. Klik på fil >> belastning scene at indlæse standard scene. Følg trin 1.3.1 og klik på fil >> belastning fisk model hen til ladning den kvindelige standardskabelon "default_PLF.x" fra mappen modeller .
2. Venstre skal du dobbeltklikke på den indlæste kvinde at markere den og åbne fisk værktøjssæt. Ændre navn til "kvinde". Skalere hunnen, hvis det er nødvendigt som beskrevet i trin 1.3.5.
  Bemærk: Navn og skalering bør være identisk for alle kvinder med henblik på dette eksperiment.
3. Erstatte standard kvindelige krop tekstur med den tidligere oprettet "spot"-krop tekstur (vises i boksen til højre) som beskrevet i trin 1.3.6 til 1.3.7.
4. Klik på Anvend under Config i Redigere værktøjskasse, derefter gemme fisk disken ved at klikke på Gem og Opret en fil "Female_1S.fish" (S = spot).
5. Klik på fil >> belastning scene at indlæse standard scene. Gentag trin 1.4.1 til 1.4.4 at oprette mindst én (eller så mange som nødvendigt) identisk model kvindelige men uden den fælderne spot og navngiv den "Female_1NS.fish" (NS = ingen spot). Gem hver fisk i mappen modeller .
  Bemærk: For observationsperioden af MCC eksperiment skal scener herunder en mandlig og en kvindelig være oprettet og gemt.
6. Klik på fil >> belastning scene hen til ladning den tomme standard scene. Klik på fil >> belastning fisk model til at indsætte en virtuel mandlige "Male_A.fish" fra mappen modeller . Klik på fil >> belastning fisk model igen for at tilføje den virtuelle model kvindelige "Female_1S.fish" på scenen. Ændre placeringen af hver fisk ved at ændre deres x-, y- og z-koordinater, således at deres organer ikke overlapper hinanden.
  Bemærk: Slette en fisk fra scenen ved at dobbeltklikke på det og trykke på Slet på tastaturet.
7. Gemme den scene, herunder mandlige og kvindelige model ved at klikke på fil >> gemme Scene som "Male_A_with_Female_1S.scene" (figur 3 c).
8. Gentag trin 1.4.6 til 1.4.7 oprette tre ekstra scener for: (1) Male_A med Female_1NS (Se figur 3D), (2) Male_B med Female_1S og (3) Male_B med Female_1NS.

2. animation af virtuelle fisk Stimuli

Bemærk: Hver type af animation til eksperimentet skal forberedes kun én gang ved hjælp af en eksemplarisk mandlige scene og en eksemplarisk observation scene (mandlige og kvindelige animerede sammen). Under animere processen, en swimming sti for hver fisk oprettes der senere kan afspilles af enhver fisk, så længe navnet er identisk (Se trin 1.3.4).

Virtuelle mandlige animationer til præsentation ved mate-choice prøver
Bemærk: Forbered to animationer af en virtuel mand: (1) en swimming sti med en varighed på 7,5 min., og (2) en swimming sti med en varighed på 5 min.
1. Tilslut gaming controlleren (f.eks. Sony spille Station 3) i USB-porten på den computer, der fungerer.
2. Åbn FishSim og klik på fil >> belastning scene at indlæse scene af én mand fra mappen scener, fx "Male_A_alone.scene". Start FishSteering ved at klikke på ikonet FishSteering .
3. Konfigurere indstillingerne for controller i et separat vindue.
  Bemærk: FishSim og FishSteering køre samtidigt og fisk kan enten være styrende i visningstilstand, som vist under eksperimenter eller i redigeringstilstand ved at trykke på F1.
4. For at animere de (mandlige) fisk, skal du vælge det fra drop-down menuen i panelet styretøj . Modelnavne her svarer til betegnelsen i Redigere værktøjskasse (Se trin 1.3.4).
5. Klik på Start, markedsføring og brug controlleren til læg fisken på nogen udgangsposition i den virtuelle tank. Klik på Stop markedsføring.
6. Starte optagelsen fiskens svømning stien ved at klikke på Start optagelse. Brug controlleren til at flytte fisk omkring scene.
  Bemærk: Varigheden af optagelsen er givet i det nederste højre hjørne af panelet styretøj.
7. Klik på Stop optagelse. Klik på Gem for at gemme stien svømning som en .bag-fil (en "post") på drev (f.eks. på skrivebordet). Vælg navnet på filen til at repræsentere varigheden af posten, f.eks., "7_30_min_male_alone.bag".
  Bemærk: Når optagelsen stoppes, er det ikke muligt at redigere det samlede varighed igen.
8. Redigere optagelse for at tilføje bevægelse af den mandlige rygfinne at efterligne mandlige frieri opførsel under mate-choice prøver. Vælg rygfinnen fra drop-down menuen i funktionen Rediger (kun én funktion kan redigeres på et tidspunkt).
9. Vælg Start redigering og komplet swimming sti vil afspilles. Tryk på L1-knappen på controlleren til at hæve rygfinnen på bestemte punkter i tid. Klik på Gem for at gemme den redigerede version af stien svømning som en ny . taske-fil.
10. Gentag trin 2.1.8 og 2.1.9 men Vælg gonopodium tilføje sin bevægelse. Gemme den endelige version til senere brug i FishPlayer. Tæt FishSteering.
  Bemærk: Det anbefales at gemme pose-filer for hver redigering trin under et entydigt navn. Af dette er det altid muligt at vende tilbage til en tidligere version af animationen, hvis noget i redigeringsprocessen går galt.
Virtuelle mandlige og model kvindelige animation til præsentation under observationsperioden
Bemærk: Forberede en animation med en virtuel mandlige og kvindelige virtuelle model i frieri, således seksuelt interagere med hinanden, med en samlet varighed på 10 min.
1. Åbent FishSim. Tryk på F1 for at komme ind i redigeringstilstand, og klik på fil >> belastning scene at indlæse en scene med mandlige og kvindelige, fx "Male_A_with_Female_1S.scene". Start FishSteering.
2. Vælg mandlige og kvindelige skiftevis at placere dem (ved at klikke på Start/Stop markedsføring) i den virtuelle tank.
3. For optagelse, Vælg den kvindelige fisk først fra drop-down menuen i panelet styretøj og oprette en swimming sti med varighed på 10 min. efter trin 2.1.5 og 2.1.6.
  Bemærk: Svømning stien af kun én fisk ad gangen kan registreres. Efter animere den første fisk, kan svømning stien til den anden fisk medtages ved hjælp af funktionen Rediger , mens den tidligere styrede fisk vil afspilles sammen med for hele varigheden af animationen.
4. Klik på Stop optagelsen og gemme stien svømning på kørsel, fx som "10_00_min_male_with_female.bag". Derefter redigere successivt hannens svømning sti, rygfinnen bevægelse og gonopodium bevægelse som beskrevet i trin 2.1.8 til 2.1.10. Gemme den endelige version til senere brug i FishPlayer.

3. forberedelse Animation afspilningslister for MCC eksperiment

Bemærk: Brug FishPlayer til at præsentere animationer på to skærme til live fokale hunner. Arranger playlist for hver dataskærm separat hen til simulere proceduren for MCC eksperiment (figur 1). Værktøjet består af en hoved-rude viser den optage playlist for hver skærm (figur 4) og et separat animation vindue for hver præsentation skærm.

Generel funktionalitet og arrangement af scener og poster
1. Luk alle vinduer og åbne FishPlayer ved at klikke på det tilsvarende ikon. Konfigurere opsætning for brug med to skærme til præsentation (venstre og højre) og klik på Start.
  Bemærk: Den standard scene skabt taktfast 1.2.4 (gemt i scenes/default_scene.scene) vil altid indlæses og vises på begge skærme som den begyndende scene og under en pause kommandoen.
2. Føje poster til afspilningslisten til hver skærm separat. Klik på Tilføj belastning scene for at tilføje scene af fx mandlige A, fra mappen scener i mappen FishSim . Klik på Tilføj spille post for at tilføje en post fra drive, fx 7,5 min rekord for en mand alene.
  Bemærk: Scenen og følgende post vil derefter være forbundet af softwaren og den virtuelle mandlige afbildet i scene vil være animerede som defineret i den tilsvarende post.
3. Klik på Tilføj pause for at tilføje en pause kommandoen over en bestemt varighed (minutter/sekunder) viser standard scenen uden fisk som en pause til fiskeopdræt håndtering mellem poster.
  Bemærk: Pause varighed bør generelt afhænger af fristerne for fisk håndtering. Klik på en post og trække for at ændre dets rækkefølge på listen. Markerede poster er markeret med rødt. Slette en post fra afspilningslisten ved at markere posten og klikke på slette udvælgelse.
4. Klik på Afspil/Stop for at starte og stoppe en præsentation. Stop vil altid slutte den komplette afspilningsliste, f.eks., der er ingen måde at holde pause i midten af en afspilningsliste, når kører.
  Bemærk: Spillelister vil altid starte fra den første post og køre fra top til bund. Derfor, den rigtige rækkefølge af alle poster skal indstilles, før eksperimentet og ikke kan ændres bagefter uden at stoppe præsentationen. En timer i bunden af vinduet viser varigheden og faktiske tid af den aktuelle afspilningsliste.
Playlist arrangement for de to behandlinger og kontrol af MCC eksperiment
Bemærk: Med hensyn til arrangementet post MCC eksperiment er opdelt i to dele: (1) den første mate-choice test, og (2) observationsperiode efterfulgt af andet mate-choice test. Derfor, for hver behandling og kontrol, afspilningslister skal være arrangeret i to forskellige ordrer.
1. Når du kører forsøget, først, forberede en afspilningsliste til styrmand-choice test.
2. For det andet, ved at den kører eksperiment, ændre arrangement af afspilningslisten for den efterfølgende observationsperiode og andet mate-valg testen som virtuelle mand blev foretrukket af den fokale kvindelige i den første mate-choice test.
Specifikke playlist arrangement til "spot" behandling
1. For den første mate-valg test i behandling 1, bestille afspilningslisten præcis som afbilledet i figur
2. Efter den første mate-choice test, holde pause til at beregne hvilke virtuelle mand foretrak (Se trin 5.9 nedenfor). Derefter omarrangere spillelister for observationsperiode, hvor offentlige oplysninger gives til den fokale kvindelige ved at vise den forudgående ikke-foretrukne mandlige sammen med model kvinde.
3. Arrangere afspilningslisten for observation og den følgende andet mate-valg test ifølge figur 5.
4. Observationsperioden, link 10-min rekord (mandlige og model kvinde sammen) med en scene viser den forudgående foretrak mandlige alene.
  Bemærk: I dette tilfælde vises kun svømning stien af hannen, og fordi den mangler i scenen, den virtuelle model kvindelige vil være fraværende.
5. Spillelisten med de ikke-foretrukne mandlige, link 10-min rekord på scenen, herunder den forudgående ikke-foretrukne mandlige sammen med model kvinde. Vælge de scener, herunder en model kvinde med en fælderne spot (S) for denne behandling.
  Bemærk: I modsætning til 3.3.2, her, den identiske post vil være genafspillet men nu model hunnen er synlige.

Figur 4: Screenshot viser FishPlayer afspilningslister for de venstre og højre skærme i den første del (dvs., den første mate-valg test) af MCC eksperiment. Playlist poster sorteres efter behov for den første mate-valg test i behandling 1. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 5: Screenshot viser FishPlayer afspilningslister for de venstre og højre skærme i den anden del (observationsperiode og andet mate-valg test) af MCC eksperiment. Playlist poster sorteres efter behov for observationsperioden og andet mate-valg testen i behandling 1. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Specifikke playlist arrangement til "ingen spot" behandling
1. For behandling 2, bestille afspilningslister som beskrevet for behandling 1 (tal 4 og 5), men i stedet bruge den scene, herunder virtuelle model kvinde uden en fælderne spot (NS) under observation.
Specifikke playlist arrangement for kontrolelementet til valg konsistens
Bemærk: I kontrolelementet til valg konsistens er playlist poster for mate-valg test identiske med behandlinger 1 og 2 (figur 4). I observationsperioden, men offentlige oplysninger ingen til fokale hunner og dermed ingen model kvinde er synlige.
1. Bestil afspilningslister, som vist i figur 5 men kombinere scener for hver mand alene sammen med posten 10-min.
  Bemærk: I dette tilfælde kun svømning stien til den mandlige fisk vil blive vist, og fordi den mangler i scenen, model kvindelige vil være fraværende på begge sider.

4. eksperimentel opsætning

Sted to computer skærme hver på modsatte ender af en test tank. Justere skærme til at dække de fleste af glasvægge af tanken, test og har 1,5 cm afstand mellem skærmene og tank vægge. Levere belysning til tank fra oven.
Dække tank bunden med et tyndt lag af grus og fylde det med vand egnet til levende fisk til højden af skærmene. Markere et valg zone med en lodret streg i dybde 20 cm fra hver ende på ydersiden af beholderen. Har en akryl glas cylinder og to stopure på hånden.
Slut skærme til strømforsyningen og drift computeren, placeres mindst 1 m fra test tank, fx på en lille tabel (figur 6).

Figur 6: eksperimentel opsætning for MCC eksperiment med computeranimation. Den operationelle computer opretter forbindelse til to præsentation skærme (skærm 1 og 2), hvor genafspilning animationer til live fokale hunner inde i test tanken. For illustration, er begge LCD-skærme vinklet til at vise en animeret scene. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

5. kører MCC eksperiment

Bemærk: Følg forsøgsmetoden nedenfor for at udføre en prøveversion af behandling 1, behandling 2 eller kontrolelementet MCC eksperiment ved hjælp af en live fokale kvinde (Se figur 1).

Åbne FishPlayer på den computer, operativsystemet og arrangere afspilningslisterne styrmand-valg test som fx beskrevet for behandling 1 (figur 4). Check at monitorer til præsentation kører, og at de viser den tomme standard scene.
Placer en levende fokale kvinde inde i test tanken. Lad hende svømme frit og acclimate til tanken og præsentationen af de tomme tanke på begge skærme for en periode på 20 min.
Efter akklimatisering, placere den fokale kvinde i en klar akryl cylinder midt i test tank til at sikre en lige stor afstand til begge skærme og køre afspilningslister på begge skærme samtidigt ved at klikke spille, startende med den første mate-valg test.
Bemærk: Fokale hunnen er tilladt at se både virtuelle stimulus hanner fra inde i cylinderen for omkring 2,5 min.
Før timeren når 02:30 min, gå langsomt til den eksperimentelle tank og frigive den fokale kvinde fra cylinderen ved forsigtigt at løfte det op lige ud af vandet, fx på 02:15 min.
Bemærk: Her, det præcise tidspunkt afhænger af afstanden fra den operationelle computer til test tank og bør fastsættes under forudgående prøvekørsler. Det er vigtigt at handle langsomt og forsigtigt undgå at stresse fiskene. Da fisk kan handle meget hurtigt, det anbefales at allerede har et stopur ved hånden under frigivelse af den kvindelige for at direkte kan måle association tid (Se trin 6.1).
Vende tilbage til den operationelle computer. Observere fokale hunnen og har to stopure på hånden til foranstaltning association tid med hvert virtuelle stimulus handyr (Se trin 6.1).
Bemærk: Fokale hunnen er tilladt at svømme frit og vælge mellem begge hanner i 5 min.
Stop måling association tid når timeren når 07:30 min. Posten pause vil derefter køre for 1,5 min. Brug pausen som håndtering tid til, igen, Placer den fokale kvindelige inde i cylinderen og skrive ned tid for hver virtuelle mand på et dataark.
Bemærk: Efter pause, den anden 07:30 minutter element starter og fokale hunnen kan se begge hanner til 02:30 minutter. Mandlige holdning er nu skiftet mellem venstre og højre til at styre for et muligt side bias i fokale hunner (Se trin 6.3).
Før timeren når 11:30 min, frigive den fokale kvinde fra cylinderen. Foranstaltning association tid for de næste 5 min.
Stop måling association tid når timeren når 16:30 min. Pause posten vil køre i 1 min. Brug denne håndtering tid for at placere den fokale kvindelige inde i cylinderen.
Nedskrive association gange for den anden måling. For hver mand, opsummere association gange af begge halvdele af den første mate-valg test (før og efter hanner blev tændt). Beregne om fokale hunnen havde en side bias og hvilken mand blev foretrukket af den fokale kvindelige (Se trin 6.1 til 6.3).
Bemærk: Det er ikke noget problem, hvis pausen er færdig før beregningen er færdig, da går videre til det næste trin skal spilleliste til at nå sin afslutning og stoppe.
Omarrangere spillelister (gør ikke lukke FishPlayer!) som vist i figur 5 (afhængigt af den aktuelle behandling), således at forudgående foretrak mandlige vil blive animeret alene i løbet af observationsperioden og den forudgående ikke-foretrukne mandlige vil blive animeret den virtuelle model kvindelige.
Bemærk: Ændringer til afspilningslisterne, er ikke synlige for den fokale kvindelige.
Klik på spil for at fortsætte med den anden del af forsøget, og posterne vil afspilles fra top til bund, start med 10-min observationsperiode.
Bemærk: I observationsperioden, fokale hunnen forbliver inde i cylinderen men er i stand til at se begge præsentationer.
Efter observationsperiode, en pause på 0,5 min. starter. Før timeren når 10:30 min, frigive den fokale kvinde fra cylinderen og starte det andet mate-valg test med den 5-min post for hver mand. Måle association gange for de næste 5 min.
Stop måling association tid når timeren når 15:30 min. Pause posten vil derefter køre til 1,5 min. sted den fokale kvindelige inde i cylinderen og nedskrive de målte tid for hver virtuelle mand.
Bemærk: Efter pause, den næste 7:30 min post vil begynde og fokale hunnen kan se begge hanner (hvis position er igen skiftet mellem venstre og højre) til 2,5 min.
Før timeren når 19:30 min, frigive den fokale kvinde fra cylinderen og måle association tid i de sidste 5 min.
Stop måling association tid når timeren når 24:30 min og opsige eksperimentet. Nedskrive association gange for både virtuelle hanner og gå videre med analysen.

6. data måling

Måle association tid under første og anden del (før og efter stimuli er tændt) for hver mate-choice test, når den fokale kvinde får lov til at vælge mellem de to hanner.
Bemærk: Begynde at måle, når kvindelige krydser linjen begrænser valg zone med sit hoved og laag. Stop måling når hendes hoved og laag er uden for zonen valg.
Opsummere association tid målt til hver mand i første og anden del af et mate-valg test og fastslå, hvilken mand var foretrukne.
Bemærk: Den foretrukne mandlige bestemmes som den fokale kvinde brugte mere end 50% af den samlede tid hun i begge valg zoner inden for en mate-choice test. For analyse, forening tid oversættes ofte til præference scores (relative mate-valg værdi), der defineres som den tid en fokal kvinde med en mandlig divideret med den tid, hun tilbragte hos både handyr i zonerne mate-valg.
Beregne om fokale hunner vise en side bias under den første mate-valg test og udelukke forudindtaget hunner fra den endelige analyse.
Bemærk: Fokale kvinder anses for at være side-partisk hvis de brugte mere end 90% af den samlede tid (begge halvdele af den første mate-valg test) i den samme valg zone, selv efter den mandlige holdning blev tændt. Hendes valg for en mandlig betragtes derefter som side forudindtaget og retssagen er afsluttet.
Mål hver fokale kvinde standard længde (SL).
Bemærk: For at forhindre, at fisk at være stresset under eksperimenter, er altid målinger efter afslutning af en eksperimentelle forsøg.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Efter protokollen brugte vi FishSim til at oprette computer animationer af virtuelle sailfin molly hanner og hunner. Vi brugte yderligere toolchain præsentere animationer for at live fokale hunner i en binære valg situation til at udføre et MCC eksperiment efter eksperimentel procedure beskrevet i figur 1 og trin 5 i protokollen.

For at afgøre, om fokale hunner kopieres valget af virtuelle model kvinde, målte vi en fokal kvindelig association tid for hver mand inden for den første og andet mate-valg test under forsøgene. Flere parametre der typisk analyseres ved hjælp af foreningen tid opnået i først og andet mate-valg test for hver behandling og kontrol til valg konsistens. Hvordan dataene analyseres er bundet ikke til en specifik statistiske test, men kan gøres på forskellige måder (f.eks., parametrisk/ikke-parametrisk test, gentagne foranstaltninger ANOVA, statistiske modeller) og kan afhænge af den endelige datastruktur. For vores analyse af data, vi anvendte R 3.2.2⁶². Vi uploadet den rå oplysningerne i vores eksperiment samt R-kode vi bruges vores analyse til Figshare (doi: 10.6084/m9.figshare.6792347).

I den aktuelle undersøgelse lavet vi 15 forskellige virtuelle model hunner med en fælderne spot for behandling 1 og identiske 15 model hunner uden en spot for behandling 2. Alle model hunner havde en virtuel standard længde (SL) i 50 mm. Den relative fælderne spot område var 4,7% af kroppens samlede overflade (undtagen finner; målt med ImageJ v1.51j8) for alle kvinder i behandling 1. Yderligere, vi skabt 30 forskellige virtuelle stimulus hanner præsenteret under mate-choice test, giver mulighed for 15 unikke mandlige stimuli bindinger. Stimulus mænd havde en virtuel SL mellem 41-45 mm. Vi udførte 15 forsøg for hver behandling og kontrol til valg konsistens. Vi har testet et samlet antal på 55 live fokale hunner efterkommer fra vilde sailfin mollies fanget på Mustang ø i nærheden af Corpus Christi, TX, USA i 2014. Alle fokale hunnerne var modne voksne og var kun testet en gang. To hunner skulle være udelukket på grund af tekniske problemer under testen. En kvinde blev udelukket due understrege, da hun ikke acclimate til testsituation og var bange for at indtaste enten valg zone. Kontrol for side bias i fokale fisk (protokol trin 6.3) kræves for at vi yderligere udelukke syv hunner fra den endelige analyse på grund af deres side skævhed i den første mate-choice test. Helt, analyserede vi alt n = 15 fokale kvinder for hver behandling og kontrol. Fokale hunner havde en gennemsnitlig SL 32 ± 5 mm i behandling 1, 33 ± 5 mm i behandling 2 og 33 ± 3 mm i kontrolelementet til valg konsistens. Vi sammenlignede den standard længde (SL) af fokale hunner på tværs af behandlinger og kontrol ved hjælp af en Kruskal Wallis rang summen test for uafhængige data afslører, at SL ikke afviger mellem behandlinger og kontrol (Kruskal Wallis rang summen test: n = 45, df = 2, χ²= 0,329, p = 0.848).

Den vigtigste parameter målt i et MCC eksperiment er den fokale kvindelige association tid for hver mand (protokol trin 6.1). Foreningen er en indirekte måling af kvindelige makker præference i fisk⁶³^,⁶⁴^,⁶⁵^,⁶⁶ og en veletableret foranstaltning til at bestemme mate valg i sailfin mollies, når ingen direkte kontakt er leveret¹²^,⁴⁸^,⁶¹^,⁶⁷^,⁶⁸. For hver behandling og kontrol brugt vi første gang association tid til at analysere om vælger motivation afveg mellem mate-choice prøver. At vælge motivation er defineret som en fokal kvindelig samlede tidsforbrug i begge valg zoner inden for en mate-choice test. Dog, en ændring i at vælge motivation ikke nødvendigvis afspejler et skift i præference for enten mand. Hvis du vælger motivation er væsentligt anderledes mellem de to mate-choice prøver er det obligatorisk at bruge præference scores i stedet for absolutte association tid, for yderligere analyse for at sikre sammenlignelighed inden for og mellem behandlinger (se protokollen trin 6.2 ). I vores undersøgelse, at vælge motivation af fokale hunner før og efter observation af en virtuel model kvinde seksuelt interagere med en mandlig ikke afviger i behandling 1 (Wilcoxon underskrevet rank test: n = 15, V = 44, p = 0.379) og i kontrolelementet til valg konsistens ( Wilcoxon underskrevet rank test: n = 15, V = 42, p = 0,33). At vælge motivation var dog betydeligt højere efter observation af en virtuel model kvinde uden fælderne spot seksuelt interagere med en mand i behandling 2 (Wilcoxon underskrevet rank test: n = 15, V = 22, p = 0,03).

Den vigtigste faktor for om MCC opstod er en betydelig stigning i tid brugt/præference noder for den forudgående ikke-foretrukne mandlige fra første til andet mate-valg test²². Overført til en naturlig situation, øger en stigning i tid brugt med den forudgående ikke-foretrukne mandlige, derfor sandsynligheden for, at en kvinde vil parre sig med at male. Derfor, den vigtigste analyse sammenlignet enten de absolutte gange eller præference noder for den forudgående ikke-foretrukne mandlige mellem de to mate-choice prøver. Denne analyse der skal gøres separat for hver behandling og kontrol. Da i vores undersøgelse, at vælge motivation afveg i behandling 2, brugte vi præference scores for i første omgang ikke-foretrukne stimulus mand, i stedet for absolutte association tid, til at fastslå, om disse scorer ændret mellem det første og andet mate-valg test når offentlige oplysninger blev givet, i forhold til kontrol behandling, hvor offentlige oplysninger var fraværende.

For dette passer vi en lineær blandet effekt (LME) model med funktionen lme fra 'nlme' pakke⁶⁹ med præference score for den forudgående ikke-foretrukne mandlige (pref_NP) som den afhængige variabel. Vi indgår mate-valg test (Mtest: M1, M2) og behandling (behandling: spot, ingen spot, kontrol) som faste faktorer samt fokale kvindens standard længde (SL) som en covariate. For at tage hensyn til gentagne foranstaltninger design, blev fokale kvindelige identitet (ID) inkluderet som en tilfældig faktor. Vi var især interesseret i om effekten af mate-valg test var forskellig blandt behandlinger; derfor indgår vi en interaktion mellem mate-valg test og behandling i vores model. Vi har gennemført to ortogonale sammenligninger til "behandling" ved hjælp af funktionen kontraster⁷⁰. Vi satte kontraster af model (1) at sammenligne kontrol mod gennemsnittet af alle behandlinger i hvilken enhver virtuelle model kvinde blev præsenteret under observation [kontrol >> (spot, ingen spot)], og (2) at sammenligne behandlingen viser en virtuel model kvindelige med spot mod der uden en spot (spot >> ingen spot). Et plot af de standardiserede residualer af en faktor mod monteret værdierne afslørede heteroscedasticity af de resterende afvigelser for "Mtest". Derfor indgår vi et vægte funktion ved hjælp af klassen varIdent af funktionen lme at give mulighed for forskellige afvigelser for hvert niveau af "Mtest"⁷¹^,⁷². Vi brugte R pakke 'phia'⁷³ til en post hoc analyser med Holm-Bonferroni korrektion af betydelig interaktion vilkår. Vi inspicerede model antagelser (Q/Q-plots, residualer, residualer mod monteret værdier) for alle modeller visuelt⁷⁴. Vi sammenlignede yderligere fordelingen af residualer mod en normalfordeling, ved hjælp af Shapiro-Wilk normalitet tests. De givne p-værdier blev betragtet som væsentlig hvis p ≤ 0,05.

Resultaterne af denne analyse fremgår af figur 7A og tabel 1 og 2. Vi fandt en betydelig interaktion mellem M2 og kontrasten "[kontrol >> (spot, ingen spot)]" for præference snesevis af den forudgående ikke-foretrukne mandlige (LME: df = 42, t =-2.74, p = 0,009). Men præference scorer var ikke påvirket af fokale kvindelige SL. Yderligere post hoc analyse af samspil sigt viste en betydelig forskel på præference snesevis af den forudgående ikke-foretrukne mandlige i M2 i behandling 1 (spot: df = 1, χ² = 30.986, p < 0,001) og behandling 2 (ingen spot: df = 1, χ² = 19.957, p < 0,001), men ikke for kontrol (χ²-test: df = 1, χ² = 2.747, p = 0.097). Her, viser vores resultater, at, som forudsagt for MCC, præference noder for den forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlige steget betydeligt fra M1 M2 efter fokale hunner havde været præsenteret med simuleret mate valget af en virtuel model kvinde. Vi fandt denne effekt i begge behandlinger, men ikke i kontrolelementet til valg konsistens. I stedet, i kontrolelementet hvor ingen model kvinde var til stede i observationsperioden, fokale kvinder var konsekvente i deres mate valg for en mand.

Faktorer	Lavere	Skøn	Øvre	SE	DF	t-værdi	p-værdi
(Skæring)	0.046	0.339	0.632	0,145	42	2,336	0,024
M2	0.207	0.296	0,384	0.044	42	6.750	< 0,001
Styre → (spot, ingen spot)	-0.041	-0.012	0.017	0.014	41	-0.852	0,4
Spot → ingen spot	-0.093	-0.043	0,008	0,025	41	-1,715	0.094
SL	-0.012	-0.003	0,006	0,004	41	-0.747	0.459
M2 x [kontrol → (spot, ingen spot)]	-0.148	-0.085	-0.023	0.031	42	-2,743	0,009
M2 x (spot → ingen spot)	-0.067	0.042	0,15	0,054	42	0.777	0.441

Tabel 1. LME vurderinger af virkningerne på præference noder for den forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlige. Præference score for den forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlige stimulus var den afhængige variabel i hele. Givet er skøn ± standardafvigelse og nedre/øvre konfidensintervaller, frihedsgrader, t-værdier og p-værdier for hver fast faktor. Opfange skøn repræsenterer grand gennemsnittet af alle behandlinger. Ortogonale sammenligninger af behandlinger er givet. Hvis behandlinger er kombineret i parentes, anvendes middelværdier af disse behandlinger i sammenligningerne. Skæring reference kategori for faktor "M2" er "M1". Signifikant p-værdier (p < 0,05) er trykt med fed skrift. M1 = styrmand-choice test, M2 = andet mate-choice test, SL = standard længde af fokale hunner. 90 observationer med n = 15 fokale hunner pr. behandling.

Tilfældig faktor	Varians	SD
ID ((skæring))	1.464x10^-10	1.21x10^-5
Resterende	1.859x10^-2	0.1364

Tabel 2. LME varians komponenter til fokale kvindelige ID. Varians og standardafvigelse for de tilfældige effekt "focal kvindelige ID" og residualerne er givet.

Figur 7: resultater af den virtuelle MCC eksperimentere manipulere model kvindelige kvaliteten af visuelle fravær eller tilstedeværelse af en fælderne spot. (A) præference scorer for den (tidligere) ikke-foretrukne virtuelle stimulus mandlige i M1 og M2 for både behandlinger og kontrol. (B) ændring af præference fra M1 M2 (kopiering score) for den forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlige i behandlingerne og i kontrol. Den stiplede linje viser ingen ændring i præference, positive værdier viser en stigning i præference og negative værdier viser et fald i præference. Grå prikker i A og B skildrer rå data hver fokale kvindelige. (C) antal mate-valg tilbageførsler i M2 for hver behandling og kontrol. M1 = styrmand-choice test, M2 = andet mate-choice test, ns = ikke signifikant, * = p < 0,05, ** = p < 0,01, *** = p < 0,001. N = 15 for både behandlinger og kontrol. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Du kan få yderligere oplysninger om, hvorvidt en kopiering virkning kan være mere eller mindre stærkt afhængig af den respektive behandling ved var en sammenligning mellem at kopiere noder og antallet af mate-valg tilbageførsler mellem de forskellige behandlinger og kontrol gennemført. Derfor, analyserede vi yderligere om kopiering noder for den forudgående ikke-foretrukne mandlige var forskellige på tværs af behandlinger. Kopiering score for en mandlig beskriver ændringen i kvindelige præference for en mand fra først til den anden mate-choice test. Kopiering score er defineret af den præference score af en mandlig i andet mate-valg test minus score af den samme mand i den første mate-choice test. Kopiering scores variere mellem -1 og + 1 og kan enten være positive eller negative værdier som negative værdier beskrive et fald i præference og positive værdier en forøgelse af præference for at mandlige. Her, vi passer et LME med kopiering score (copy_NP) som den afhængige variabel, behandling som en fast faktor, fokale kvindelige SL som en covariate og fokale kvindens spot område som en tilfældig faktor. Her, vi har udført de samme to ortogonale sammenligninger til "behandling" som beskrevet ovenfor.

Som vi viser i figur 7B og tabel 3 og 4, fandt vi en betydeligt højere kopiering score for den forudgående ikke-foretrukne mandlige i behandlinger med en virtuel model kvinde i forhold til kontrol (LME: df = 20, t =-2.833, p = 0.01), men ingen signifikant forskellen mellem behandlinger (LME: df = 20, t = 0.618, p = 0.544). Kopiering scorer var ikke påvirket af fokale kvindelige SL.

Faste faktorer	Lavere	Skøn	Øvre	SE	DF	t-værdi	p-værdi
(Skæring)	-0.889	-0.081	0.727	0.389	21	-0.208	0.837
Styre → (spot, ingen spot)	-0.153	-0.088	-0.023	0.031	20	-2.833	0,01
Spot → ingen spot	-0.079	0.033	0.146	0,054	20	0.618	0.544
SL	-0.013	0.011	0,035	0.011	20	0.991	0,333

Tabel 3. LME vurderinger af virkningerne på kopiering noder for den forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlige. Kopierer score for den forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlige stimulus var den afhængige variabel i hele. Givet er skøn ± standardafvigelse og nedre/øvre konfidensintervaller, frihedsgrader, t-værdier og p-værdier for hver fast faktor. Opfange skøn repræsenterer grand gennemsnittet af alle behandlinger. Ortogonale sammenligninger af behandlinger er givet. Hvis behandlinger er kombineret i parentes, anvendes middelværdier af disse behandlinger i sammenligningerne. Signifikant p-værdier (p ≤ 0,05) er trykt med fed skrift. SL = standard længde af fokale hunner. 45 observationer med n = 15 fokale hunner pr. behandling.

Tilfældig faktor	Varians	SD
spot_area ((skæring))	0.028	0.166
Resterende	0.075	0,275

Tabel 4. LME varians komponenter for kvindelige spot fokusområde. Varians og standardafvigelse for de tilfældige effekt "spot_area" og residualerne er givet.

Derudover testede vi om antallet af focal hunner, der tilbageføres deres indledende mate præference i M2 afveg på tværs af behandlinger. Mate-valg tilbageførsel er defineret som om der sker en ændring i præference for en mand (fra mindre end 50% til mere end 50% af tiden i begge valg zoner) fra først til den anden mate-choice test. Mate-valg tilbageførsel regnes som et "ja" (præference for en mandlig har ændret) eller et "nej" (præference for en mandlig ikke ændre). Her, vi udførte en post hoc parvis G-test ved hjælp af R pakke 'RVAideMemoire'⁷⁵ med korrektion for flere test. Som vi viser i figur 7C, 11 ud af 15 fokale hunner vendt deres mate valg i behandling 1 og ti kvinder vendt deres mate valg i behandling 2. På den anden side blev kun to tilbageførsler observeret i kontrolelementet. Dermed antallet af focal hunner, der tilbageføres deres indledende mate valg til fordel for den forudgående ikke-foretrukne mandlige i M2 var væsentligt større i begge behandlinger i forhold til kontrol (post hoc parvise G-test: Spot vs kontrol, p = 0,002; ingen spot vs kontrol, p = 0,003), men ikke signifikant forskellig mellem behandlinger 1 og 2 (Post-hoc parvise G-test: spot vs. ingen spot, p = 0,69).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Fælderne stedet i sailfin molly hunnerne var tidligere beskrevet for at tjene som et middel til fertilitet annonce mod conspecific hanner⁵⁹^,⁶⁰. Hvorvidt en fælderne stedet kan også levere oplysninger til conspecific hunner i forbindelse med mate valg havde ikke testet indtil videre. I den foreliggende sag undersøgelse undersøgte vi en fælderne spot potentielle rolle som en offentlig informationskilde for observere conspecific hunner i forbindelse af MCC. Vores undersøgelse viser, at fælderne stedet synes ikke at være et tegn på model kvindelige kvalitet for live fokale hunner, når det besluttes at kopiere mate valget af en virtuel model kvinde for en virtuel mand. Fokale hunner kopieres valget af en virtuel model kvinde til en forudgående ikke-foretrukne virtuelle mandlig uanset om model kvinde havde en fælderne spot eller ej. Vi fandt ingen forskel i at kopiere noder eller antallet af mate-valg tilbageførsler mellem de to behandlinger, der angiver, at kopiering effekten også var lige så stærk som om model kvinde havde en fælderne spot eller ej. Da ingen offentlig information var forudsat i kontrolelementet (ingen model kvinde nuværende), fokale kvinder var konsekvente i deres mate valg. Dette understøtter, at den observerede ændring af præference inden for behandlinger kan forklares ved tilstedeværelsen af virtuelle model kvindelige kun, at give tilstrækkelige offentlige oplysninger kopieres makker valg af andre.

Selvom den generelle tilstedeværelsen og omfanget af fælderne stedet anses for at være knyttet til den kvindelige reproduktive cyklus, med stedet som største før fødsel og mindste eller fraværende efter fødslen⁶⁰, systematisk visuelle observationer af den udvikling af fælderne steder hos enkelte kvinder er stadig mangler. Desuden variation i fælderne spot størrelse kan være høj mellem individuelle hunner med steder også er helt fraværende i ældre, gravide kvinder⁶⁰. Selvom sailfin molly hunnerne er mest modtagelig kort efter fødsel⁵⁹^,⁷⁶, er de i stand til at gemme sæd til flere måneder⁵⁷. Kvinder bør derfor altid være kræsen for den bedste kvalitet mate. Med hensyn til vores case study om MCC og afprøvede hypoteser konkludere vi, at en fælderne spot ikke er en gyldig indikator for model kvindelige kvalitet at observere conspecific hunner. Information om den reproduktive tilstand af en model kvindelig, at en observerende kvinde kan muligvis få synes ikke at være vigtigt i beslutningen om at kopiere hendes valg eller ej, i det mindste blandt sailfin mollies.

Især viser vores undersøgelse en meget standardiseret procedure for visuel manipulation af offentlige oplysninger i MCC eksperimenter ved hjælp af computeranimeret fisk. I modsætning til en tidligere undersøgelse af Benson⁷⁷, der injiceres levende fisk med tatoveringsblæk til at manipulere fælderne steder, giver vores metode en fuldstændig ikke-invasiv alternativ til visuelle manipulation. Vi beskrives i enkeltheder proceduren til at skabe og animere virtuelle sailfin mollies i FishSim. Yderligere viste vi, hvordan computeranimation kan bruges til at vedtage forsøgsmetoden af en klassisk MCC eksperimentere med virtuelle fisk for præsentation mod live test fisk i en situation, binære valg.

Efter protokollen identificerer vi flere kritiske trin, der kræver særlig opmærksomhed at sikre korrekt håndtering af vores toolchain og succes i forsøget. Da computer animationer er skabt og præsenteret ved hjælp af computere og display enheder f.eks computerskærme, det tekniske udstyr skal altid være god nok til at sikre en jævn behandling af den generelle arbejdsgang og vigtigst, afspilning af den animation (trin 2, 3 og 5). Når du bruger to eller flere skærme til præsentation af stimuli, skal deres tekniske specifikationer være identiske. Når du bruger vores software, sæt skærmopløsning bør altid være der for præsentationen skærme (Se trin 1.2.1.). Indstilling af scene (trin 1.2.) samt design (trin 1.3. og 1.4.) og animation (trin 2) af virtuelle stimuli bør altid ske på en skærm, der senere bruges til stimulus præsentation under eksperimenter til at sikre de korrekte dimensioner.

I denne protokol, vi koncentrere os om de nødvendige skridt til at oprette ét sæt fisk stimuli (trin 1.3. og 1.4.) til brug i en prøveversion af en behandling (trin 5). Her, vil vi gerne påpege, at det er vigtigt at oprette flere forskellige fisk stimuli og/eller animationer for at tage hensyn til pseudoreplikation¹⁵^,⁷⁸^,⁷⁹ , som påvirker den mulige fortolkning af dataene fremstillet under eksperimenter. Med vores toolchain er det nemt at oprette forskellige fisk stimuli tilbyder muligheder at bruge et entydigt sæt af stimuli for hvert eksperimentelle forsøg. Generelt afhænger det samlede antal stimuli behov for den tilsigtede stikprøvestørrelse for hver behandling (Se "Repræsentative resultater" afsnit for information om vores casestudie).

Med vores toolchain ønskede vi at give en hurtig og nem at oprette animation proces ved hjælp af en video game controller (trin 2). Dermed, er generelle svømning funktionsmåden for den virtuelle fisk automatisk genereret, baseret på videoer af svømning live sailfin mollies⁸⁰. Svømning adfærd (herunder flytning af finner og gonopodium) er, derfor, tunet til brug med virtuelle stimuli af sailfin mollies i særlige og live-bærende fisk i almindelighed. Bortset fra live-bærende fisk giver et yderligere skabelon for en Trepigget Hundestejle yderligere funktioner for artsspecifikke bevægelse, såsom at hæve/sænke af dorsal og ventral pigge.

Animation funktioner i øjeblikket fastsat af vores toolchain kan ikke være tilstrækkeligt for hver adfærdsdata mønster og fiskearter. Dette, dog er op til brugeren og afhænger af de testede problemformulering. Yderligere, animation med FishSteering (trin 2) Brug lidt praksis på forhånd for at vænne sig til gaming controller funktioner. Derfor, animation proces er sandsynligvis den mest tidskrævende trin i protokollen. En controller af et andet mærke kan anvendes her, men funktionaliteten er muligvis ikke så glat og knapfunktioner (som angivet i brugervejledningen) kan være forskellige eller helt fraværende. Undervejs animation kan være animerede kun en funktion af en virtuel stimulus (f.eks., stilling, finner, gonopodium) ad gangen. Først, svømning bevægelse (holdning) og bagefter yderligere funktioner (f.eks finner) kan tilføjes uafhængigt. Vi anbefaler, gemme hvert trin separat. Dette giver den fordel, at brugeren har mulighed for at vende tilbage til en tidligere version af animation til at ændre en bestemt funktion, for eksempel at holde stien svømning konstant men skiftende rygfinne bevægelse i forhold til en tidligere version. Især når animere mere end én fisk (trin 2.2.), den rækkefølge, i hvilken fisk stimuli er animerede er meget vigtigt og skal være fastlagt på forhånd. Her kan det være nyttigt at henvise til biologi af de afprøvede arter. I vores casestudie simuleret vi frieri opførsel af sailfin mollies, hvor en mand generelt efter en kvinde⁸¹. Dermed, vi først lavet svømning stien til den virtuelle kvindelige og tilføjet stien til den virtuelle mandlige ved at følge kvindelige.

Når du kører den eksperimentelle procedure (trin 5) er timingen afgørende for succes i forsøget. Gange / varigheder vi omhandlet i protokollen (trin 5) stammer fra tidligere undersøgelser med sailfin mollies. De bør betragtes som forslag og er ikke forpligtet til den generelle succes af den eksperimentelle men ikke desto mindre bør følges tæt under proceduren. Akklimatisering tid kan variere mellem fiskearter og selv individer og bør generelt være så længe den fokale fisk har brug at udforske hele test tank og acclimate til sine nye omgivelser. Vi fast besluttet på passende pause varighed længde i uddannelse løber af forsøgsmetoden. Pause bør i det mindste så længe det tid til at fange fisk med cylinderen, samt gåafstand til og fra test tank og operationelle computer at frigive fisk fra cylinderen. Her, variere tider muligvis afhængigt af den specifikke eksperimentelle situation i hvert lab og den testede fiskearter. Under alle omstændigheder eksperimentatoren individuelt ændre tid / varighed enten indstilling ved en anderledes gang i FishPlayer (Se trin 3.1. 3.) eller ved at oprette animationssekvenser med en anden længde (Se trin 2.1).

Eksperimentatoren kan forbedre måling af foreningen tid for hver mate-valg test ved at implementere en automatiseret sporingssystem, selvom det skal være i stand til sporing i realtid. Her vil vi også gerne påpege, at der er ingen mulighed for at få en blind observatør og dermed blinde analyse, når følgende procedure for at afprøve MCC. Da eksperimentatoren ikke kan vide, hvilke virtuelle mandlige stimulus vil blive foretrukket af den fokale kvindelige inden prøvningen, han eller hun skal være opmærksom på den fokale fisk valg at omarrangere rækkefølgen af animationssekvenser i overensstemmelse hermed (Se trin 3.2 og 5.10).

Den protokol, vi beskriver her er specifikke for vores undersøgelse design på MCC i sailfin mollies. Toolchain kan dog også bruges i kombination med andre eksperimentelle design med op til fire skærme til præsentation. Generelt computer animation værktøjer tilbyder en bred vifte af løsninger til at studere forskellige spørgsmål om fisk adfærd som mate valg, shoaling beslutninger eller rovdyr-byttedyr afsløring, ved hjælp af kunstige visuelle stimuli. Generelle tekniske og konceptuelle overvejelser for brug af computeranimation i dyreadfærd forskning bør vurderes grundigt før du bruger det i eksperimenter²^,¹⁵. Størst betydning for beslutningen om computer animation tilgange kan gennemføres i forskning betragter de visuelle funktioner af de testede fiskearter og om det reagerer naturligt mod virtuelle stimuli præsenteret på skærmen skærme. Især, når teste effekten af farve aspekter, skal det bemærkes at skærm skærme kun skildre farver som RGB-værdier, og at dette kan hindre eller begrænse forskning muligheder, selvom RGB farveoutput kan faktisk være justeret⁸². For visse fiskearter, kan en begrænsning helt sikkert være at skærme ikke udsender UV bølgelængder eller, på den anden side bestemte skærm er særdeles polariseret som muligvis en begrænsning med fisk er følsomme over for polariseret lys for eksempel i spørgsmål af Mate valg⁸³. En validering af effektiviteten af præsenteres stimuli som computer animationer er derfor nødvendigt inden afprøvning nogen hypoteser²^,¹²^,¹⁵^,⁸⁴^,⁸⁵.

I fremtiden, nye udviklinger i animalsk tracking og handling anerkendelse kan gøre det muligt at oprette interaktive virtuelle stimuli, der reagerer i realtid mod levende fisk og simulere tilsvarende opførsel massivt øge realisme for observere fisk ⁸⁶. takket være modularitet af den underliggende ROS, eksterne enheder såsom kameraer kan integreres i toolchain, forudsat at brugeren har tilstrækkelig viden om programmering. En første vellykkede forsøg viste, at FishSim generelt kan bruges til at simulere interaktive virtuelle fisk stimuli i forlængelse af et 3D real-time tracking system⁸⁷^,⁸⁸^,⁸⁹. Under hændelsen videnskab meddelelse "Molly ved bedst" (https://virtualfishproject.wixsite.com/em2016-fisch-orakel), vi var i stand til at påvise, at virtuelle fisk kan programmeres til at følge live fokale fisk på skærmen og udføre frieri opførsel i henhold til en foruddefineret algoritme. Yderligere, sådan real-time tracking systemer kan bruges til at måle association tid automatisk for at forbedre forsøgsmetoden. Denne funktion er endnu ikke medtaget i den aktuelle version af FishSim men er under fremtidige udvikling.

Afslutningsvis, er brug af computeranimation i dyreadfærd forskning en lovende tilgang når konventionelle metoder ville kræve invasiv behandling af levende dyr til at manipulere udtryk for en visuel træk eller adfærdsdata mønster. Manipulere computer animationer giver mulighed for en høj grad af kontrol og standardisering i forhold til at bruge live test fisk, især, da det tilbyder også løsninger til at manipulere adfærd, som er meget begrænset eller endog umuligt i levende fisk. Yderligere, i overensstemmelse med 3R-princippet og lignende retningslinjer for brug af dyr i forskning og undervisning⁹⁰^,⁹¹, denne teknik bærer potentiale til at 'reducere' og 'Erstat' levende forsøgsdyr samt for at forfine eksperimentelle procedurer i forskning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG (trådløs 1531/12-1 KW og SG) og KU 689/11-1 til KDK, KM og Bryndís. Vi takker DAAD STIGE Tyskland programmet for at yde og organisere en bachelor forskning praktikplads mellem SG og DB (finansiering-ID: 57346313). Vi er taknemmelige for Mitacs for finansiering DB med en anledning-Globalink forskning praktik Award (FR21213). Vi takker Aaron Berard for inviterer os til at indføre FishSim til JoVE læserskare og Alisha DSouza samt tre anonym korrekturlæsere for deres værdifulde kommentarer på en tidligere version af manuskriptet.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Hardware
2x 19" Belinea LCD displays	Belinea GmbH, Germany	Model 1970 S1-P	1280 x 1024 pixels resolution
1x 24" Fujitsu LCD display	Fujitsu Technology Solutions GmbH, Germany	Model B24-8 TS Pro	1920 x 1080 pixels resolution
Computer			Intel Core 2 Quad CPU Q9400 @ 2.66GHz x 4, GeForce GTX 750 Ti/PCIe/SSE2, 7.8 GiB memory, 64-bit, 1TB; keyboard and mouse
SONY Playstation 3 Wireless Controller	Sony Computer Entertainment Inc., Japan	Model No. CECHZC2E	USB-cable for connection to computer
Glass aquarium			100 cm x 40 cm x 40 cm (L x H x W)
Plexiglass cylinder	custom-made		49.5 cm height, 0.5 cm thickness, 12 cm diameter; eight small holes (approx. 5 mm diameter) drillt close to the end of the cylinder lower the amount of water disturbance while releasing the fish
Gravel
2x OSRAM L58W/965	OSRAM GmbH, Germany		Illumination of the experimental setup
2x Stopwatches
Name	Company	Catalog Number	Comments
Software
ubuntu 16.04 LTS			Computer operating system; Download from: https://www.ubuntu.com/
FishSim Animation Toolchain v.0.9			Software download and user manual (PDF) from: https://bitbucket.org/EZLS/fish_animation_toolchain
GIMP Gnu Image Manipulation Program (version 2.8.22)			Download from: https://www.gimp.org/

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

Witte, K., Gierszewski, S., Chouinard-Thuly, L. Virtual is the new reality. Current Zoology. 63 (1), 1-4 (2017).
Chouinard-Thuly, L., et al. Technical and conceptual considerations for using animated stimuli in studies of animal behavior. Current Zoology. 63 (1), 5-19 (2017).
Basolo, A. L. Female preference for male sword length in the green swordtail, Xiphophorus helleri (Pisces: Poeciliidae). Animal Behaviour. 40 (2), 332-338 (1990).
Rosenthal, G. G., Evans, C. S. Female preference for swords in Xiphophorus helleri reflects a bias for large apparent size. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (8), 4431-4436 (1998).
Schlupp, I., Waschulewski, M., Ryan, M. J. Female preferences for naturally-occurring novel male traits. Behaviour. 136 (4), 519-527 (1999).
Campbell, M. W., Carter, J. D., Proctor, D., Eisenberg, M. L., de Waal, F. B. M. Computer animations stimulate contagious yawning in chimpanzees. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 276 (1676), 4255-4259 (2009).
Woo, K. L., Rieucau, G. The importance of syntax in a dynamic visual signal: recognition of jacky dragon displays depends upon sequence. Acta Ethologica. 18 (3), 255-263 (2015).
Balzarini, V., Taborsky, M., Villa, F., Frommen, J. G. Computer animations of colour markings reveal the function of visual threat signals in Neolamprologus pulcher. Current Zoology. 63 (1), 45-54 (2017).
Tedore, C., Johnsen, S. Visual mutual assessment of size in male Lyssomanes viridis jumping spider contests. Behavioral Ecology. 26 (2), 510-518 (2015).
Watanabe, S., Troje, N. F. Towards a “virtual pigeon”: a new technique for investigating avian social perception. Animal Cognition. 9 (4), 271-279 (2006).
Culumber, Z. W., Rosenthal, G. G. Mating preferences do not maintain the tailspot polymorphism in the platyfish Xiphophorus variatus. Behavioral Ecology. 24 (6), 1286-1291 (2013).
Gierszewski, S., Müller, K., Smielik, I., Hütwohl, J. -M., Kuhnert, K. -D., Witte, K. The virtual lover: variable and easily guided 3D fish animations as an innovative tool in mate-choice experiments with sailfin mollies - II. Validation. Current Zoology. 63 (1), 65-74 (2017).
Thurley, K., Ayaz, A. Virtual reality systems for rodents. Current Zoology. 63 (1), 109-119 (2017).
Stowers, J. R., et al. Virtual reality for freely moving animals. Nature. 14 (10), 995 (2017).
Powell, D. L., Rosenthal, G. G. What artifice can and cannot tell us about animal behavior. Current Zoology. 63 (1), 21-26 (2017).
Müller, K., Smielik, I., Hütwohl, J. -M., Gierszewski, S., Witte, K., Kuhnert, K. -D. The virtual lover: variable and easily guided 3D fish animations as an innovative tool in mate-choice experiments with sailfin mollies-I. Design and implementation. Current Zoology. 63 (1), 55-64 (2017).
Veen, T., et al. anyFish: an open- source software to generate animated fish models for behavioural studies. Evolutionary Ecology Research. 15 (3), 361-375 (2013).
Ingley, S. J., et al. anyFish 2. 0: An open-source software platform to generate and share animated fish models to study behavior. SoftwareX. 3, 13-21 (2015).
Bakker, T. C. M., Pomiankowski, A. The genetic basis of female mate preferences. The Journal of Evolutionary Biology. 8 (2), 129-171 (1995).
Andersson, M., Simmons, L. W. Sexual selection and mate choice. Trends in Ecology & Evolution. 21 (6), 296-302 (2006).
Danchin, É, Giraldeau, L. -A., Valone, T. J., Wagner, R. H. Public information: From nosy neighbors to cultural evolution. Science. 305 (5683), 487-491 (2004).
Pruett-Jones, S. Independent Versus Nonindependent Mate Choice: Do Females Copy Each Other? The American Naturalist. 140 (6), 1000-1009 (1992).
Witte, K., Kniel, N., Kureck, I. M. Mate-choice copying: Status quo and where to go. Current Zoology. 61 (6), 1073-1081 (2015).
Witte, K., Nöbel, S. Learning and Mate Choice. Fish Cognition and Behavior. Brown, C., Laland, K. N., Krause, J. , Blackwell Publishing Ltd. 81-107 (2011).
Waynforth, D. Mate Choice Copying in Humans. Human nature. 18 (3), 264-271 (2007).
Galef, B. G., White, D. J. Evidence of social effects on mate choice in vertebrates. Behavioural Processes. 51 (1-3), 167-175 (2000).
Kniel, N., Dürler, C., Hecht, I., Heinbach, V., Zimmermann, L., Witte, K. Novel mate preference through mate-choice copying in zebra finches: sexes differ. Behavioral Ecology. 26 (2), 647-655 (2015).
Kniel, N., Schmitz, J., Witte, K. Quality of public information matters in mate-choice copying in female zebra finches. Frontiers in Zoology. 12, 26 (2015).
Kniel, N., Müller, K., Witte, K. The role of the model in mate-choice copying in female zebra finches. Ethology. 123 (6-7), 412-418 (2017).
Mery, F., et al. Public Versus Personal Information for Mate Copying in an Invertebrate. Current Biology. 19 (9), 730-734 (2009).
Dagaeff, A. -C., Pocheville, A., Nöbel, S., Loyau, A., Isabel, G., Danchin, E. Drosophila mate copying correlates with atmospheric pressure in a speed learning situation. Animal Behaviour. 121, 163-174 (2016).
Monier, M., Nöbel, S., Isabel, G., Danchin, E. Effects of a sex ratio gradient on female mate-copying and choosiness in Drosophila melanogaster. Current Zoology. 64 (2), 251-258 (2018).
Dugatkin, L. A., Godin, J. -G. J. Reversal of female mate choice by copying in the guppy (Poecilia reticulata). Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 249, 179-184 (1992).
Widemo, M. S. Male but not female pipefish copy mate choice. Behavioral Ecology. 17 (2), 255-259 (2006).
Heubel, K. U., Hornhardt, K., Ollmann, T., Parzefall, J., Ryan, M. J., Schlupp, I. Geographic variation in female mate-copying in the species complex of a unisexual fish, Poecilia formosa. Behaviour. 145 (8), 1041-1064 (2008).
Bierbach, D., et al. Male fish use prior knowledge about rivals to adjust their mate choice. Biology Letters. 7 (3), 349-351 (2011).
Munger, L., Cruz, A., Applebaum, S. Mate choice copying in female humpback limia (Limia nigrofasciata, family Poeciliidae). Ethology. 110 (7), 563-573 (2004).
Frommen, J. G., Rahn, A. K., Schroth, S. H., Waltschyk, N., Bakker, T. C. M. Mate-choice copying when both sexes face high costs of reproduction. Evol Ecol. 23 (3), 435-446 (2009).
Witte, K., Ryan, M. J. Mate choice copying in the sailfin molly, Poecilia latipinna, in the wild. Animal Behaviour. 63 (5), 943-949 (2002).
Goulet, D., Goulet, T. L. Nonindependent mating in a coral reef damselfish: evidence of mate choice copying in the wild. Behavioral Ecology. 17 (6), 998-1003 (2006).
Alonzo, S. H. Female mate choice copying affects sexual selection in wild populations of the ocellated wrasse. Animal Behaviour. 75 (5), 1715-1723 (2008).
Godin, J. -G. J., Hair, K. P. E. Mate-choice copying in free-ranging Trinidadian guppies (Poecilia reticulata). Behaviour. 146, 1443-1461 (2009).
Nordell, S. E., Valone, T. J. Mate choice copying as public information. Ecology Letters. 1 (2), 74-76 (1998).
Vukomanovic, J., Rodd, F. H. Size-Dependent Female Mate Copying in the Guppy (Poecilia reticulata): Large Females are Role Models but Small Ones are not. Ethology. 113 (6), 579-586 (2007).
Dugatkin, L. A., Godin, J. -G. J. Female mate copying in the guppy (Poecilia reticulata): age-dependent effects. Behavioral Ecology. 4, 289-292 (1993).
Amlacher, J., Dugatkin, L. A. Preference for older over younger models during mate-choice copying in young guppies. Ethology Ecology & Evolution. 17 (2), 161-169 (2005).
Hill, S. E., Ryan, M. J. The role of model female quality in the mate choice copying behaviour of sailfin mollies. Biology Letters. 2 (2), 203-205 (2006).
Gierszewski, S., Keil, M., Witte, K. Mate-choice copying in sailfin molly females: public information use from long-distance interactions. Behavioral Ecology and Sociobiology. 72 (2), 26 (2018).
Schlupp, I., Marler, C., Ryan, M. J. Benefit to male sailfin mollies of mating with heterospecific females. Science. 263 (5145), 373-374 (1994).
Schlupp, I., Ryan, M. J. Male sailfin mollies (Poecilia latipinna) copy the mate choice of other males. Behavioral Ecology. 8 (1), 104-107 (1997).
Witte, K., Ryan, M. J. Male body length influences mate-choice copying in the sailfin molly Poecilia latipinna. Behavioral Ecology. 9 (5), 534-539 (1998).
Witte, K., Ueding, K. Sailfin molly females (Poecilia latipinna) copy the rejection of a male. Behavioral Ecology. 14 (3), 389-395 (2003).
Verzijden, M. N., ten Cate, C., Servedio, M. R., Kozak, G. M., Boughman, J. W., Svensson, E. I. The impact of learning on sexual selection and speciation. Trends in Ecology & Evolution. 27 (9), 511-519 (2012).
Varela, S. A. M., Matos, M., Schlupp, I. The role of mate-choice copying in speciation and hybridization. Biological Reviews. 93 (2), 1304-1322 (2018).
Nöbel, S., Danchin, E., Isabel, G. Mate-copying for a costly variant in Drosophila melanogaster females. Behavioral Ecology. , ary095 (2018).
Norazmi-Lokman, N. H., Purser, G. J., Patil, J. G. Gravid Spot Predicts Developmental Progress and Reproductive Output in a Livebearing Fish, Gambusia holbrooki. PLoS One. 11 (1), e0147711 (2016).
Constantz, G. D. Reproductive biology of poeciliid fishes. Ecology and Evolution of livebearing fishes (Poeciliidae). Meffe, G. K., Snelson, F. F. , Prentice Hall. 33-50 (1989).
Peden, A. E. Variation in Anal Spot Expression of Gambusiin Females and Its Effect on Male Courtship. Copeia. 1973 (2), 250-263 (1973).
Farr, J. A., Travis, J. Fertility Advertisement by Female Sailfin Mollies, Poecilia latipinna (Pisces: Poeciliidae). Copeia. 1986 (2), 467-472 (1986).
Sumner, I. T., Travis, J., Johnson, C. D. Methods of Female Fertility Advertisement and Variation among Males in Responsiveness in the Sailfin Molly (Poecilia latipinna). Copeia. 1994 (1), 27-34 (1994).
Witte, K., Noltemeier, B. The role of information in mate-choice copying in female sailfin mollies (Poecilia latipinna). Behavioral Ecology and Sociobiology. 52 (3), 194-202 (2002).
R Development Core Team. R: a language and environment for statistical computing. , Available from: http://www.r-project.org (2015).
Bischoff, R. J., Gould, J. L., Rubenstein, D. I. Tail size and female choice in the guppy (Poecilia reticulata). Behavioral Ecology and Sociobiology. 17 (3), 253-255 (1985).
Forsgren, E. Predation Risk Affects Mate Choice in a Gobiid Fish. The American Naturalist. 140 (6), 1041-1049 (1992).
Berglund, A. Risky sex: male pipefishes mate at random in the presence of a predator. Animal Behaviour. 46 (1), 169-175 (1993).
Kodric-Brown, A. Female choice of multiple male criteria in guppies: interacting effects of dominance, coloration and courtship. Behavioral Ecology and Sociobiology. 32 (6), 415-420 (1993).
Witte, K., Klink, K. B. No pre-existing bias in sailfin molly females, Poecilia latipinna, for a sword in males. Behaviour. 142 (3), 283-303 (2005).
Nöbel, S., Witte, K. Public Information Influences Sperm Transfer to Females in Sailfin Molly Males. PLoS One. 8 (1), e53865 (2013).
Pinheiro, J., Bates, D., DebRoy, S., Sarkar, D., Team, R. C. nlme: Linear and Nonlinear Mixed Effects Models. , Available from: http://cran.r-project.org/package=nlme (2015).
Crawley, M. J. The R Book. , John Wiley & Sons, Ltd. (2007).
Pinheiro, J. C., Bates, D. M. Mixed-Effects Models in S and S-PLUS. , Springer-Verlag. New York. (2000).
Zuur, A., Ieno, E. N., Walker, N., Saveliev, A. A., Smith, G. M. Mixed Effects Models and Extensions in Ecology with R. , Springer. New York. (2009).
De Rosario-Martinez, H. phia: Post-Hoc Interaction Analysis. , Available from: https://cran.r-project.org/web/packages/RVAideMemoire (2015).
Korner-Nievergelt, F., Roth, T., von Felten, S., Guélat, J., Almasi, B., Korner-Nievergelt, P. Bayesian Data Analysis in Ecology Using Linear Models with R, BUGS, and Stan. , Elsevier Science. (2015).
Hervé, M. RVAideMemoire: Testing and Plotting Procedures for Biostatistics. , Available from: https://cran.r-project.org/package=RVAideMemoire%0A (2017).
Travis, J. Ecological genetics of life history traits in poeciliid fishes. Ecology and Evolution of livebearing fishes (Poeciliidae). Meffe, G. K., Snelson, F. F. , Prentice Hall. 185-200 (1989).
Benson, K. E. Enhanced Female Brood Patch Size Stimulates Male Courtship in Xiphophorus helleri. Copeia. 2007 (1), 212-217 (2007).
Hurlbert, S. H. Pseudoreplication and the design of ecological field experiments. Ecological Monographs. 54 (2), 187-211 (1984).
McGregor, P. K. Playback experiments: design and analysis. Acta Ethologica. 3 (1), 3-8 (2000).
Smielik, I., Müller, K., Kuhnert, K. D. Fish motion simulation. ESM 2015-European Simulation and Modelling (EUROSIS) Conference Proc. , 392-396 (2015).
Baird, R. C. Aspects of social behavior in Poecilia latipinna (Lesueur). Revista de Biología Tropical. 21 (2), 399-416 (1974).
Tedore, C., Johnsen, S. Using RGB displays to portray color realistic imagery to animal eyes. Current Zoology. 63 (1), 27-34 (2017).
Calabrese, G. M., Brady, P. C., Gruev, V., Cummings, M. E. Polarization signaling in swordtails alters female mate preference. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (37), 13397-13402 (2014).
Qin, M., Wong, A., Seguin, D., Gerlai, R. Induction of social behavior in zebrafish: live versus computer animated fish as stimuli. Zebrafish. 11 (3), 185-197 (2014).
Scherer, U., Godin, J. -G. J., Schuett, W. Validation of 2D-animated pictures as an investigative tool in the behavioural sciences A case study with a West African cichlid fish, Pelvicachromis pulcher. Ethology. 123 (8), 560-570 (2017).
Butkowski, T., Yan, W., Gray, A. M., Cui, R., Verzijden, M. N., Rosenthal, G. G. Automated interactive video playback for studies of animal communication. The Journal of Visualized Experiments. (48), 2374 (2011).
Müller, K., Gierszewski, S., Witte, K., Kuhnert, K. -D. Where is my mate? Real-time 3-D fish tracking for interactive mate-choice experiments. ICPR 2016-23rd International Conference for Pattern Recognition; VAIB 2016, Proc. , 1-5 (2016).
Müller, K., Schlemper, J., Kuhnert, L., Kuhnert, K. -D. Calibration and 3D ground truth data generation with orthogonal camera-setup and refraction compensation for aquaria in real-time. IEEE 2014 International Conference on Computer Vision Theory and Applications (VISAPP). 3, 626-634 (2014).
Müller, K., Hütwohl, J. M., Gierszewski, S., Witte, K., Kuhnert, K. D. Fish Motion Capture with Refraction Synthesis. Journal of WSCG. , In press (2018).
ASAB Guidelines for the treatment of animals in behavioural research and teaching. Animal Behaviour. 135, I-X (2018).
Russell, W. M. S., Burch, R. L. The Principles of Humane Experimental Technique. , Methuen and Co. Ltd. London. (1959).

Behavior

Ved hjælp af FishSim Animation Toolchain at undersøge fisk adfærd: en Case Study om Mate-valg kopiering i Sailfin jensoehrberg

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgments

Materials

References

Tags

Cite this Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgments

Materials

References

Tags

Cite this Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.