Visuella klassisk betingning i trä myror

Behavior
 

ERRATUM NOTICE

Summary

Vi presenterar ett protokoll för den klassiskt villkora av utnyttjas myror som tillåter forskare att studera visuell inlärning och minne formation på en nivå av analysen inte möjligt med fritt rörliga individer.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

D. Fernandes, A. S., Buckley, C. L., Niven, J. E. Visual Classical Conditioning in Wood Ants. J. Vis. Exp. (140), e58357, doi:10.3791/58357 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Flera arter av insekter har blivit modellsystem för att studera lärande och minne formation. Även om många studier fokuserar på fritt rörliga djur, studier genomför klassisk betingning paradigm med utnyttjas insekter har varit viktiga för att undersöka exakt ledtrådar som individer lär sig och de neurala mekanismerna bakom lärande och minnesbildning. Här presenterar vi ett protokoll för frammana visuella associativ inlärning i trä myror genom klassisk betingning. I detta paradigm, är myror utnyttjas och presenteras med en visuell stickrepliken (en blå kartong), villkorlig stimulus (CS), parat med en apéritivo socker belöning, den ovillkorliga stimulansen (US). Myror utföra en överkäke-Labium förlängning Reflex (MaLER), ovillkorlig svaret (UR), som kan användas som en avläsning för lärande. Utbildningen består av 10 försök, en 5 minuters intertrial mellanrum (ITI). Myrorna är också testade för minne lagring 10 minuter eller 1 timme efter träning. Detta protokoll har potential att låta forskare att analysera, i en exakt och kontrollerad sätt, information om visuella minnesbildning och neurala grunden för inlärning och minne formation i trä myror.

Introduction

Insekter har använts flitigt som modeller för att studera lärande och minne formation1. En särskilt framgångsrik ven forskning involverar användande klassisk betingning av återhållen djur, som ger exakt kontroll över ledtrådar att vara lärd och tillåter forskare att undersöka de neurala mekanismerna bakom inlärning och minne. Majoriteten av studierna har fokuserat på de apéritivo klassisk betingning av honungsbinas arbetstagare, Apis mellifera mellifera. Honungsbinas arbetstagarna utbildas för att associera en CS med en USA som väcker UR. I detta paradigm, ursprungligen utvecklat av Takeda2 och Bitterman o.a. 3, UR är snabel förlängning Reflex (PER), USA är socker och CS är en lukt. Bina lära sig sambandet mellan CS och USA och kan bilda ett långsiktigt minne av denna förening.

Den ursprungliga paradigm med PER som UR har använts att riva upp de nervbanor som underbygger olfactory lärande i bin4. Det har ändrats på flera olika sätt att testa inlärning av olika sensoriska stimuli, inklusive visuella stimuli5,6,7, att införliva aversiva inlärning med undertryckandet av den PER8 eller tillägget Sting Reflex (SER)9 UR samt att testa lärande i andra arter, såsom humlor10 och bananflugor11. Även om minnesbildning med flera modaliteter har studerats genom klassisk betingning, visuell inlärning är fortfarande svåra att observera använder denna metod, även i arter som visar en hög grad av visuellt lärande förmåga under födosök, såsom honungsbin.

Nyligen genomförda studier har tillämpat ett liknande förhållningssätt till insekter som inte har en snabel, till exempel gräshoppor, som utför de Palp öppnande svar (POR)12, och myror, som utför den Maxilla-Labium förlängning Reflex (MaLER)13. Detta har redan avslöjat fas-specifik inlärningsförmåga som matchar fas-specifik utfodring i två olika öken locust fenotyper, den sällskaplig och strategier de solitarious former, åter genomdriva tanken att minnesbildning måste matcha ekologiska behov14. Studier på olfactory lärande i myror har dessutom visat likheter mellan myror och honungsbin i minnesbildning och lagring, med långsiktigt minne lagring, 72 timmar efter träning, att vara beroende av proteinsyntes15.

Dessa anpassningar av det ursprungliga paradigmet har låtit inlärning och minne formation studeras med många modaliteter och i flera modell arter. Detta är nödvändigt för att identifiera mekanismer av minnet bildning gemensamt för insekter utan även för att identifiera skillnader som återspeglar särskilt ekologi för inlärning och minne hos olika arter. Det huvudsakliga målet med det protokoll som vi beskriver här är att tillhandahålla ett sätt att utföra klassisk betingning experiment med en visuell villkorlig stimulans med en allmänt studerade ant art, Formica rufa. Det utfärdas från vår studie av visuellt lärande i Skogsmyror16, vilket är också en anpassning av visuella klassisk betingning paradigm.

Protocol

1. behålla Formica rufa kolonier

Obs: Trä ant (Formica rufa, L.) kolonierna används för denna studie har samlats in från Ashdown Forest, Sussex, Storbritannien (N 51 4.680, E 0 1.800). Inom Storbritannien, bör F. rufa kolonierna samlas mellan juli och augusti. En bra andel av boet måste tas bort, inklusive flera hundra arbetare och brood, för att säkerställa kolonin är ihållande och aktiv under längre tid (upp till ett år). Tillstånd bör sökas från de berörda myndigheterna innan boet borttagning.

  1. Hus trä ant kolonierna i en stor låda (ca 135 cm x 70 cm x 35 cm) med väggar täckta med polytetrafluoreten (PTFE) harts (t.ex., Fluon) för att förhindra att myror flyr, vid 21 ° C, under en 12-h ljus: 12-h mörka cykel.
    1. Ge sackaros (333 g/L) och vatten till myrorna, använder vattenautomater. För att säkerställa myrorna kost är rik på protein, mata kolonin med frysta syrsor 2 x per vecka. Spraya den boet med vatten varje dag för att hålla den fuktig.
    2. För att förbättra de sanitära förhållandena av kolonin, lägga till tallkåda vid behov; tallkåda minskar parasitism i trä Myra kolonier17. Placera en liten behållare (ca 15 cm i diameter och 5 cm djup) inuti boet så att myror kan sätta in någon döda kolonin medlemmar i den.
  2. Håll myror på ovan nämnda villkor under minst 2 veckor efter att samla innan du försöker några experiment. Ta bort sackaros från boet att svälta myrorna 2 d innan experimenten, därigenom förbättra deras motivation.

2. välja och utnyttja myror

Obs: För att utnyttja myror, behövs en specialanpassad hållare. Detta kan konstrueras med hjälp av modellering lera och en kartong med ett snitt öppna bifogas det horisontellt. Den övre ytan av kartong bör vara delvis belagd med vax, tillåter insekt pins att fästas under fastställande. Varsam hantering krävs för varje steg i detta protokoll (inklusive underhåll, transport och experiment), men i synnerhet när utnyttja myror, för att undvika att utsätta dem för höga nivåer av stress före träning.

  1. För att välja myror som är motiverade att äta, placera en bild med en droppe av sackaros (200 g/L) inuti en liten låda (cirka 14 x 8 cm x 5 cm) med väggar täckta med PTF harts att förhindra rymning. Välj inte myror som bär trä eller döda myror från boet. Istället, ta myror som kryper upp väggarna i boet, eftersom dessa är mer sannolikt att vara halvöknar försöker lämna boet för att söka efter mat.
  2. Placera varje myra i rutan och vänta och se om den lever på sackaros drop. Om den gör det, överföra den omedelbart till en annan Tom ruta att förhindra mättnad.
  3. Överföra varje myra till ett separat rör. Placera varje röret i frysen i 1-2 min eller krossad is för upp till 5 min, för att immobilisera myran.
  4. Placera den immobiliserade myran i hållaren, genom snittet på papp, av skarven mellan dess huvud och mellankropp. Se till antennerna vara på sidan av huvudet, med hjälp av insekt pins inbäddade i vax lager ovanpå kartongen.
  5. Använd en skräddarsydda värme-element för att vaxa spetsen av en insekt fäst på Myrans huvud, parallellt med kartong. Under detta förfarande, inte touch antenner med värmeelementet tråd för att undvika att ådra sig skador på dem.
  6. När vaxet torkar, ta bort insekt stiften håller antenner och försiktigt myran från innehavaren.
  7. Fixa insekt stiftet håller myran i en modellering lera cylinder och fixa en skräddarsydd plasthållare därunder, säkerställa myran upprätthåller en typisk stående arbetsställning och att hela kroppen är fri att flytta utom huvudet.
  8. Hålla utnyttjas myrorna i mörker för minst 2 h innan träning.

3. utbildning och testning

  1. Set-up, betingat stimulus och obetingat stimulus
    1. Genomföra experiment i en vit akryl låda (50 x 50 x 50 cm), öppen framtill att tillåta åtkomst för experimenter. Spela in Myrans beteende med en kamera.
      1. Placera kameran med ett makroobjektiv direkt ovanför myran, genom ett hål i ovansidan av lådan.
      2. För att minska eventuella yttre visuella referenser, hålla rummet i mörker med undantag för en ljuskälla som pekar direkt till toppen av rutan akryl (två 26-W lampor).
    2. Använda som visuell stickrepliken (CS) en klarblå (spektrum i Figur S1) kartong rektangel (60 x 45 mm) bifogas en nål, ansluten till en spruta (2 mL) på dess center som USA (sackaros 200 g/L) levereras manuellt till myran (figur 1A och 1B ).
      Obs: Sackaros lösningen kan göras med något vitt socker, förutsatt att den inte har färg och lukt när upplöst i vatten.
    3. Genomföra två typer av utbildning parallellt, Parade och oparade (se förklaringen nedan), i en randomiserad ordning.
      Obs: I denna studie, vi inte uppmärksamma arten av visuell stickrepliken. Bara sambandet mellan kön och belöningen har beaktats. Färg och form har inte testats, och det är troligt att en CS med andra funktioner skulle ge liknande resultat. Dock var den blå färgen plockade eftersom myror från samma släkte har visat sig vara känsliga för våglängder som täcker den blå färg18.
  2. Parade utbildning
    Obs: I Parade utbildning, CS och U.S. presenteras i varje prövning, associerade med varandra (figur 1 c).
    1. Starta inspelningen myror 10 s innan den presenterar CS för att säkerställa att myror inte spontant utför MaLER innan presentationen. Om myror utför MaLER under denna period, skjuta upp rättegången i några sekunder. Om någon ant visar detta beteende kontinuerligt, utesluta den från analysen.
    2. Flytta den spruta + CS framför myran för ~ 10 s, med spetsen på nålen hålls mellan Myrans ansikte och ett maximum av 5 mm ovanför och till varje sida. Under denna tid flytta spetsen på nålen så nära som möjligt till Myrans huvud men utan att vidröra antenner (figur 1B).
      Obs: Motion ingick när du presenterar CS eftersom det har visat sig spela en roll i visuella associativ inlärning i honungsbin6.
    3. Applicera tryck att utstrålar en enda droppe av sackaros från sprutspetsen och placera släpp av sackaros bredvid antenner och mouthparts att tillåta myran att upptäcka sackaros. Tillåta myran att mata för ungefär 5 s.
      Obs: Mängden sackaros myror konsumeras i varje prövning kontrollerades inte i dessa experiment. Släpp av sackaros på vilka myror foder bör vara tillräckligt stor för att tillåta dem att fritt flöde för ungefär 5 s.
    4. Upprepa proceduren 10 x, med en ITI av 5 min.
      Obs: I dessa experiment vändes alltid myror till höger, med sin högra öga nära den öppna sidan av rutan akryl. Därför kontaktade CS alltid myrorna från sin högra sida. Men detta inte motsäger lärande, kan dessa experiment utföras genom att vrida hälften av myrorna till vänster och till höger, för att undvika möjliga lateralization effekter.
  3. Oparade utbildning
    Obs: Denna utbildning består i att presentera för myrorna antingen CS eller USA separat, dessa två stimuli som varelse, således skiljas från varandra över tiden (figur 1 d).
    1. Starta inspelningen myror 10 s innan varje rättegång.
    2. CS i på samma sätt som Parade utbildning men levererar inte sackaros till myran.
    3. Efter 2,5 min, leverera USA direkt till de mouthparts (också röra antenner) med hjälp av en spruta utan CS bifogas.
    4. Börja med en CS-utvärderingsversion och upprepa proceduren 10 x för varje typ av rättegång, infoga dem med en ITI 2,5 min.
  4. Testning
    Obs: Ett test ska vara genomförda endast 1 x, antingen 10 min eller 1 h efter den sista utbildning prövningen; ett test där myran presenteras med CS men inte med USA kan leda till utrotning av den associativa minne bildade tidigare.
    1. Starta inspelningen myror 10 s före provning.
    2. Presentera CS myran för ca 10 s.
    3. Säkerställa att myran är fortfarande motiverad att mata genom att leverera sackaros efter testet.

4. datainsamling och analys

  1. Spela in Myrans beteende, ovanifrån, 10 s före varje prövning och under CS och amerikanska presentationerna. Se till att alla prövningar och tester noteras för bakre analys.
  2. Med hjälp av de inspelningar som gjorts under utbildning och testning, Poäng myrorna svaren under 10 s av CS presentation.
  3. Separata myrorna svaren under CS presentationen in i tre typer av beteende, beroende på förlängning och rörligheten för mouthparts: helutdrag med rörelse (FEM) som om utfodring, Full Extension utan rörelse (FE) eller partiell förlängning (PE) av den överkäke-labium eller käk palps (figur 2A - 2D). För analys, gruppera alla MaLER typer som ett enda svar (figur 2E).
  4. Utesluta eventuella ant som gjorde inte foder i varje prov och test.
    Obs: För analys, en statistisk test som beaktar enskilda myror rekommenderas därmed redovisning för variabilitet inom individer. Vid klassificering av myror svaren under träning i ett binärt sätt (1 för positiva svar och 0 för ingen svar), är Logistisk regression med blandade effekter tillrådligt16,19. För att jämföra andelen myrorna svara i varje utbildning rättegång eller test, ett G-test eller Fishers exakta test rekommenderas, beroende på antalet myror analyserade16,20.

Representative Results

Under klassisk betingning experiment, måste CS inte inducerar en spontan reaktion hos djur. I experiment har utförts, utförs endast 3-4% av myrorna MaLER svar på visuell stickrepliken på den första rättegången, före träning. Myror som genomgick en parkopplad utbildning utförs allt mer MaLER svar till CS (figur 3A, Logistisk regression, N = 51, frihetsgrader (df) = 507, z = 5.949, p < 0,01). Procentandelen av Parade myror som svarar till CS nått sitt tak runt 50%, från tredje rättegången och framåt. Tvärtom, oparade myror visade ingen signifikant ökning av MaLER under utbildning (figur 3B, Logistisk regression, N = 29, df = 287, z = 0.758, p = 0,45). Förekomsten av MaLER i svar på visuell stickrepliken var betydligt högre under ihopkopplade än oparade utbildning (Logistisk regression, N = 80, df = 796, z =-5.306, p < 0,01), som var sant för varje rättegång utom först (tabell 1).

För att pröva deras kort och en halva minne15, myrorna testades antingen 10 min eller 1 h efter sista utbildning rättegången. För båda testerna var andelen av myror som utför MaLER svar till CS betydligt högre när de hade genomgått Parade i stället för oparade utbildning (figur 3 c och 3D; (Se tabell 1).

Under utbildning, individuella myrorna visade stor variation i antalet och typen av MaLER att de visas (figur 4A och 4B). Endast 14% av Parade myror svarade i varje prövning från andra eller tredje rättegången framåt, medan de flesta myror varvat med studier där de svarade och där gjorde de inte. På dessa utbildning prövningar där myror svarade, varierade graden som de extended och flyttade sin mouthparts. Därför vi uppdelat MaLER i tre olika typer: FEM, FE eller PE. Vanligen, myror utförs FEM eller PE oftare än FE. Dock utförs endast några myror konsekvent samma typ av svar; i de flesta fall visade myror liten konsekvens på typ av MaLER de utförde (figur 4).

Figure 1
Figur 1 : Experimental set-up och utbildningsprojektet. (A) Fix Myran med vax till en insekt stift bifogas en modellering lera cylinder (orange) och placera en specialanpassad hållare undertill att tillåta en naturalistisk hållning. Placera den inuti en vit akryl ruta belyses med två ljuskällor, direkt under en kamera. Använda som betingad stimulus (CS) en kartong (blue square) fäst sprutan som levererar den obetingat stimulansen (oss), en socker-belöning. Den infällt visar en närbild av en myra i hållaren. (B), spetsen av sprutan nålen flyttas så nära som möjligt till Myrans huvud men utan att vidröra antenner som visas i detta schema. Tåg myror genom antingen en (C) länkad eller (D) oparade utbildning. Denna siffra har ändrats från Fernandes o.a. 16. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2 : The överkäke-Labium förlängning svar av trä myror. Enskilda bildrutor från videoinspelningar Visa myror mun del rörelser under träning. (A) denna panel visar inget svar. (B) i denna panel visas en full förlängning (FE) av den maxilla-labium som avslutar i glossa. (C), denna panel visar en utvidgning (PE) med endast den maxillary palpus synliga. (D), denna panel visar en utvidgning (PE) av överkäken-labium strukturer. (E) myror som genomgår Parade utbildning (N = 51) utför en full utbyggnad med rörelse (FEM, mörkbrun), FE (Mid brown) eller PE (ljusbrun). Denna siffra har ändrats från Fernandes o.a. 16. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3 : Trä myror form associativa minnen av en visuell stickrepliken parat med en socker belöning. (A), andelen Parade myror (N = 51) utför MaLER svar på CS presentationen betydligt ökade under hela utbildningen. (B) procentandelen av myror som utför MaLER inte ökade betydligt i hela oparade utbildning (N = 29). Myrorna var testade (C) 10 minuter (Parade: N = 15; oparade: N = 15) eller (D), 1 timme (Parade: N = 15; oparade: N = 14) efter den sista utbildning prövningen. Procentandelen av myrorna svara till CS under och efter ihopkopplade eller oparade utbildning är representerade i brunt eller grått, respektive. De tre typerna av MaLER representeras i mörkret (FEM), medium (FE) och ljus (PE) toner. Denna siffra har ändrats från Fernandes o.a. 16. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4 : Individuell prestation av myror under träningen. Dessa paneler visar de enskilda föreställningarna av (A) Parade myror och (B) oparade myror. De tre typerna av MaLER representeras i mörkret (FEM), medium (FE), och ljus (PE) brun eller grå. Denna siffra har ändrats från Fernandes o.a. 16. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Rättegång N DF G (justerat) P
1 80 na na > 0,1
2 80 1 3.86 < 0,05
3 80 1 8,41 < 0,01
4 80 1 6.63 < 0,01
5 80 1 8,41 < 0,01
6 80 1 7.5 < 0,01
7 80 1 10,69 < 0,01
8 80 1 11,76 < 0,01
9 80 1 17,13 < 0,01
10 80 1 17,13 < 0,01
10 min 59 1 5.5 < 0,05
1 h 59 1 4.42 < 0,05

Tabell 1: jämförelse av MaLER Svaren till CS mellan myrorna som hade genomgått Parade och oparade utbildning, för varje rättegång och test. Antalet myror (N), frihetsgrader (df), G-test av självständighet (G) och p-värdet visas. Den första rättegången analyserades med en Fishers exakta test. Den här tabellen har ändrats från Fernandes o.a. 16.

Discussion

Klassisk betingning är en av de mest väletablerade paradigmerna att studera inlärning och minne. Det protokoll som vi presenterade här är en anpassning av paradigm utformat för honey bee arbetstagare2,3 och därefter används med flera andra arter, såsom humlor, bananflugor, som också använder PER som en avläsning för att lära sig10 ,11, och gräshoppor och myror, som använder POR och MaLER, respektive12,13. Med detta protokoll är det möjligt att träna utnyttjas Skogsmyror att lära sig sambandet mellan en visuell stickrepliken och socker belöning och analysera retention av detta kort (10 min) och mitt-sikt (1 timme) minne16.

I någon beteende experiment är det nödvändigt att ta hänsyn till kritiska steg som kan minimera variabiliteten i djurens svaren. I protokollet presenteras här, åtgärder flera för att minimera variabiliteten innan och under träning. Före starten av experiment, kolonin behöver vara svalt i minst två dagar och myror bör väljas baserat på deras villighet att äta från en socker droppe i rutan innehav. Att välja myror på detta sätt är avsedd att maximera chansen till utbildning myror som är motiverade att mata. Försiktig hantering är också viktigt eftersom det kan bidra till att minska stressnivån, som stör lärande om det är alltför intensiv21. I detta syfte bör myror vara sövda med kalla bo orörlig medan som utnyttjas, eftersom någon rörelse (för att fly) under detta förfarande kan vara en källa till stress. Vidare bör kontakten mellan myran och vax vara minimal, undvika kontakt mellan antennerna och heta vax eller tråd, som kan orsaka skada. Även om dessa observationer formellt inte har analyserats, tycktes antenner röra sig med ett visst mönster under lärande.

Under experiment är försiktig leverans av socker också viktigt att hålla myror motiverad. Igen, medan detta inte analyserats formellt, abrupt mat leverans tycktes orsaka ytterligare stress på myran, som i sin tur ledde till brist på motivation och lärande. Dessutom skall sackaroshalten levereras under utbildningen bör en minskad koncentration (200 g/L) att undvika mättnadskänsla innan slutet av utbildningen och testning. Detta tillåter MaLER vara en bra kandidat ovillkorligt svar eftersom, tillsammans med en låg spontana prestanda av detta svar till visuell stickrepliken, det också inte mätta över prövningar. Slutligen, i motsats till de flesta klassisk betingning studier2,3,5,6,7,8,9,10, 11 , 12 , 13, vi tränade en ant på tiden fram till slutet av experimentet, lämnar den på plats mellan prövningar i stället för att ta bort det för att testa en annan ant. Utbildning flera myror tillsammans tycktes ge mer varierande resultat, vilket kan bero på en ökad stress och/eller konflikt mellan visuell information orsakas av en fullständig förändring av landskapet. För att minska varaktigheten av varje experiment, använde vi en 5-minuters ITI istället för de 10 minuters ITI används i de flesta klassisk betingning studier16. Även om alla dessa överväganden bör hjälpa säkerställa att myrorna är motiverade att mata och lära sig under träning, kan inte vissa variabilitet undvikas. Vi rekommenderar att använda myror som verkar ha normal social, apéritivo och locomotion beteende och exklusive myror från analysen nu de misslyckas med att mata på en utbildning rättegång eller ett test.

Arten av CS testades inte i denna studie. Även om vi har använt en blå visuell stimulans eftersom myror av samma släkte är känsliga för dessa våglängder18, kan andra färger också läras i samband med en belöning. Ytterligare experiment skulle krävas att fullständigt karakterisera färgerna som sett och lärt i denna uppsättning. Detta gäller även för olika former och storlekar av visuell stickrepliken. Vi har inte testat om myror rumslig upplösning skulle räcka för att skilja den visuell stimulans som presenteras här på avstånd från myrorna ögon det presenterades på. Även om Skogsmyror fasettögon har beskrivits vad gäller storlek och antal fasetter22, att vår kunskap, har deras rumsliga upplösningen inte fullt beskrivits ännu. Detta har dock beräknats för Melophorus magoti23. En liknande karakterisering av trä myrorna, eller andra testade insekter ögon skulle bidra till en tydlig utredning av funktioner i den visuella cue som observerats och lärt av djuren. Dessutom ingår vi motion när du presenterar den visuella stimulansen till myran eftersom det har visat sig spela en roll i honungsbinas associativ inlärning under klassisk betingning6. Dock kunde detta inte testades också i denna studie och, på grund av hur olika rörelse flygande insekter jämfört med promenader insekter, skillnader mellan honungsbinas och ant visuella klassisk betingning observeras.

På en sista anmärkning har vi kunnat undersöka långsiktiga minne lagring eftersom myror inte överlevde att utnyttjas för sådana långa perioder efter träning. Men i efterföljande satser av experiment, vi har hållit myror lever och motiverade att äta och lära sig när utnyttjas och lämnade dem över natten i en mörk och fuktig miljö (att placera en låda över dem). Detta paradigm kunde därför användas för att nysta upp långsiktigt minne lagring av trä myror, förutom kort och mitten sikt minne.

Med denna enkla procedur anpassad från allmänna klassisk betingning paradigm, är det möjligt att studera förvärv och bibehållande av visuella minnen i utnyttjas trä myror, som har studerats allmänt i paradigm använder gratis-rörliga djur. Detta paradigm har potential att användas för att analysera personlighetens grund i visuellt lärande i en mycket väletablerad modell för insekt navigering.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgements

Författarna tackar Tom Collett och Cornelia Buehlmann för att dela värdefull information om insamling och underhåll av trä Myra kolonier. Författarna också tacka Justine Crevel för att kommentera tidigare versioner av denna artikel.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Fluon Blades Biological Ltd, Edenbridge, UK ACS 109; ACS 112; ACS 114 For preventing insects from scaping
Crickets Blades Biological Ltd, Edenbridge, UK LZJ 217 Given to the ant colonies as protein source
Natural Pine Rosin/Resin  Minerals-water Ltd, Rainham, UK 500g Given to the ant colonies for sanitation
Austerlitz Insect Pin Fine Science Tools GmbH, Heidelberg, Germany 26000-40 For harnessing ants
High speed camera Edmund Optics Inc., Barrington, USA eo-13122M MaLER recordings during training and testing
Macrolens Cannon, Surrey, UK EF 100 mm f/2.8 L Macro IS USM MaLER recordings during training and testing
Software IDS Imaging Development Systems GmbH uEye64 MaLER recordings during training and testing
Blue Cardboard john smith's at Union Store, University of Sussex JACK-PJM41358 Constitutes de conditional stimulus
Syringe Fisher Scientific LTD, Loughborough, UK BD Plastipak 300185case; Product Code.12369289 US and CS (attached) presentation
Needle (0.5 x 16 mm) Fisher Scientific LTD, Loughborough, UK BD Microlance 300600; Product Code:10442204 US and CS (attached) presentation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chittka, L., Niven, J. Are bigger brains better? Current Biology. 19, (21), R995-R1008 (2009).
  2. Takeda, K. Classical conditioned response in the honey bee. Journal of Insect Physiology. 6, 168-179 (1961).
  3. Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schäfer, S. Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera). Journal of Comparative Psychology. 97, (2), 107-119 (1983).
  4. Menzel, R., Muller, U. Learning and memory in honeybees: from behavior to neural substrates. Annual Review of Neuroscience. 19, (1), 379-404 (1996).
  5. Hori, S., Takeuchi, H., Kubo, T. Associative learning and discrimination of motion cues in the harnessed honeybee Apis mellifera L. Journal of Comparative Physiology A. 193, (8), 825-833 (2007).
  6. Balamurali, G. S., Somanathan, H., De Ibarra, N. H. Motion cues improve the performance of harnessed bees in a colour learning task. Journal of Comparative Physiology A. 201, (5), 505-511 (2015).
  7. Mujagić, S., Würth, S. M., Hellbach, S., Dürr, V. Tactile conditioning and movement analysis of antennal sampling strategies in honey bees (Apis mellifera L). Journal of Visualized Experiments. (70), e50179 (2012).
  8. Wright, G., et al. Parallel reinforcement pathways for conditioned food aversions in the honeybee. Current Biology. 20, (24), 2234-2240 (2010).
  9. Vergoz, V., Roussel, E., Sandoz, J. C., Giurfa, M. Aversive learning in honeybees revealed by the olfactory conditioning of the sting extension reflex. PloS One. 2, (3), e288 (2007).
  10. Laloi, D., et al. Olfactory conditioning of the proboscis extension in bumble bees. Entomologia Experimentalis et Applicata. 90, (2), 123-129 (1999).
  11. Chabaud, M. A., Devaud, J. M., Pham-Delègue, M. H., Preat, T., Kaiser, L. Olfactory conditioning of proboscis activity in Drosophila melanogaster. Journal of Comparative Physiology A. 192, (12), 1335-1348 (2006).
  12. Simões, P., Ott, S. R., Niven, J. E. Associative olfactory learning in the desert locust, Schistocerca gregaria. Journal of Experimental Biology. 214, (15), 2495-2503 (2011).
  13. Guerrieri, F. J., d'Ettorre, P. Associative learning in ants: conditioning of the maxilla-labium extension response in Camponotus aethiops. Journal of Insect Physiology. 56, (1), 88-92 (2010).
  14. Simões, P. M., Niven, J. E., Ott, S. R. Phenotypic transformation affects associative learning in the desert locust. Current Biology. 23, (23), 2407-2412 (2013).
  15. Guerrieri, F. J., d'Ettorre, P., Devaud, J. M., Giurfa, M. Long-term olfactory memories are stabilised via protein synthesis in Camponotus fellah ants. Journal of Experimental Biology. 214, (19), 3300-3304 (2011).
  16. Fernandes, A. S. D., Buckley, C. L., Niven, J. E. Visual associative learning in wood ants. Journal of Experimental Biology. 221, (3), 173260 (2018).
  17. Christe, P., Oppliger, A., Bancala, F., Castella, G., Chapuisat, M. Evidence for collective medication in ants. Ecology Letters. 6, (1), 19-22 (2003).
  18. Aksoy, V., Camlitepe, Y. Behavioural analysis of chromatic and achromatic vision in the ant Formica cunicularia (Hymenoptera: Formicidae). Vision research. 67, 28-36 (2012).
  19. Bates, D. M. lme4: Mixed-Effects Modeling with R. Springer. New York, NY. (2010).
  20. Sokal, R. R., Rohlf, F. J. Biometry (3rd edn). W.H. Freman and Company. New York, NY. (1995).
  21. Bateson, M., Desire, S., Gartside, S. E., Wright, G. A. Agitated honeybees exhibit pessimistic cognitive biases. Current Biology. 21, (12), 1070-1073 (2011).
  22. Perl, C. D., Niven, J. E. Differential scaling within an insect compound eye. Biology letters. 12, (3), 20160042 (2016).
  23. Schwarz, S., Narendra, A., Zeil, J. The properties of the visual system in the Australian desert ant Melophorus bagoti. Arthropod Structure & Development. 40, (2), 128-134 (2011).

Erratum

Formal Correction: Erratum: Visual Classical Conditioning in Wood Ants
Posted by JoVE Editors on 12/31/1969. Citeable Link.

An erratum was issued for: Visual Classical Conditioning in Wood Ants. The Acknowledgments section was updated, and a supplemental figure was added.

The Acknowledgments sections was updated from:

The authors thank Tom Collett and Cornelia Buehlmann for sharing valuable information regarding collection and maintenance of wood ant colonies. The authors also thank Justine Crevel for commenting on previous versions of this article.

to:

The authors thank Tom Collett and Cornelia Buehlmann for sharing information regarding collection and maintenance of wood ant colonies. The authors also thank Justine Crevel for commenting on previous versions of this article, and Nora Nevala for measuring the spectrum intensity of the visual stimulus. This work was supported by a BBSRC grant to JEN (grant number BB/R005036/1). All the data pertaining to this manuscript are published in the University of Sussex Research Data Repository online database (10.25377/sussex.5794386).

The following supplemental figure was added to the end of the Representative Results section:

Supplemental Figure 1
Figure S1: Normalized intensity of the conditional stimuli (CS). The CS has a peak intensity at 545 nm (in the green range) and another at 435 nm (in the blue range).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics