Mit der FishSim Animation Toolchain zu Fisch Verhalten zu untersuchen: A Case Study on Partnerwahl kopieren In Segelkärpflinge Mollies

Behavior

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Summary

Mit der neuartigen FishSim Animation Toolchain, präsentieren wir ein Protokoll zur nicht-invasiven visuellen Manipulation der Information der Öffentlichkeit im Rahmen der Partnerwahl kopieren in Segelkärpflinge Mollies. FishSim Animation-Toolchain bietet einen einfach zu bedienenden Rahmen für Design, Animation und Präsentation des Computer-animierten Fische Impulse für Verhaltensexperimente mit live-Test Fisch.

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Gierszewski, S., Baker, D., Müller, K., Hütwohl, J. M., Kuhnert, K. D., Witte, K. Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies. J. Vis. Exp. (141), e58435, doi:10.3791/58435 (2018).

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Abstract

Im letzten Jahrzehnt gestiegen mit Computeranimationen für Tierverhaltensforschung aufgrund seiner Fähigkeit, das Aussehen und Verhalten von visuellen Reizen, im Vergleich zum Bearbeiten von lebenden Tieren nicht-invasiv zu manipulieren. Hier präsentieren wir Ihnen die FishSim Animation Toolchain, ein Software-Framework entwickelt, um Forscher mit einer easy-to-Use-Methode für die Umsetzung von 3D Computeranimationen in Verhaltensexperimente mit Fisch. Die Toolchain bietet Vorlagen zum Erstellen von virtuellen 3D Reize von fünf verschiedenen Fischarten. Reize sind individuell in Aussehen und Größe, basierend auf Fotografien von lebenden Fischen. Mehrere Reize können animiert werden, durch die Aufnahme schwimmen Pfade in einer virtuellen Umgebung mit einem Videospiel-Controller. Um Standardisierung des simulierten Verhaltens zu erhöhen, kann der aufgezeichnete schwimmen Weg mit verschiedenen Reize wiedergegeben werden. Mehrere Animationen können später in Wiedergabelisten organisiert und präsentiert auf Monitoren während der Experimente mit lebenden Fischen.

In einer Fallstudie mit Segelkärpflinge Mollies (Poecilia Latipinna) bieten wir ein Protokoll wie eine Partnerwahl kopieren Experiment mit FishSimdurchzuführen. Wir verwendet diese Methode, um erstellen und animieren von virtuellen Männchen und Weibchen virtuelles Modell und dann präsentiert diese fokale Weibchen in einem binären Wahl-Experiment zu leben. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Computer-Animation verwendet werden, um virtuelle Fische in einer Partnerwahl kopieren Experiment zu untersuchen, die Rolle der weiblichen trächtigen Flecken als ein Indiz für Qualität für ein Modell weibliche Partnerwahl kopieren zu simulieren.

Anwendung dieser Methode beschränkt sich nicht auf Partnerwahl kopieren Experimente aber in verschiedenen experimentellen Designs verwendet werden kann. Dennoch ihre Verwendbarkeit hängt von der visuellen Fähigkeiten der Gattung Studie und braucht zuerst Validierung. Insgesamt Computeranimationen bieten ein hohes Maß an Kontrolle und Standardisierung in Experimenten und tragen das Potenzial, "verringern" und "ersetzen" live Reiz Tiere sowie experimentelle Verfahren "verfeinern".

Introduction

Moderne Techniken für die Schaffung von künstlichen reizen, wie Computer-Animationen und virtuelle Realität, hat vor kurzem Popularität in Forschung1sammelte. Diese Methoden bieten mehrere Vorteile im Vergleich zu klassischen experimentellen Ansätzen mit live Reiz Tiere1,2. Computeranimation ermöglicht nicht-invasiven Manipulation von das Aussehen (Größe, Farbe) und das Verhalten des virtuellen Reiz Versuchstiere. Beispielsweise wurde die chirurgische Entfernung des Schwertes im männlichen grünen Swordtails (Xiphophorus Helleri) Mate Präferenzen in Weibchen3 testen unnötig gerendert, mithilfe von Computer-Animation in einer späteren Studie über diese Arten4. Darüber hinaus können Computeranimationen Phänotypen, die nur selten anzutreffen sind in Natur5erstellen. Morphologische Merkmale der virtuellen Tiere können auch außerhalb der natürlichen, dass Arten4geändert werden. Insbesondere ist die mögliche systematische Manipulation des Verhaltens ein großer Vorteil von Computeranimation, da es fast unmöglich mit lebenden Tieren6,7.

Verschiedene Techniken existieren bis heute für die Erstellung von Computeranimationen. Einfache zweidimensionale (2D)-Animationen in der Regel daraus, dass ein Bild eines Reizes bewegt sich in nur zwei Dimensionen und mit gängiger Software wie MS PowerPoint8 oder Adobe After Effects9erstellt werden können. Dreidimensionale (3D) Animationen, die anspruchsvoller 3D-Grafik Modellierung Software erfordern, ermöglichen den Reiz in drei Dimensionen, zunehmenden Möglichkeiten für realistische und komplexe körperliche Bewegung6,7 verschoben werden , 10 , 11 , 12. virtuellen Realität auch Designs, die eine 3D Umgebung zu simulieren, wo lebende Tiere navigieren, wurden gebrauchte13,14. In einer letzten Überprüfung Chouinard-Thuly Et al. 2 diese Techniken eins nach dem anderen zu diskutieren und markieren Sie vor- und Nachteile auf deren Umsetzung in der Forschung, die vor allem der Umfang der Studie und die visuellen Fähigkeiten des Versuchstieres hängt (siehe "Diskussion"). Darüber hinaus Powell und Rosenthal15 beraten über geeignete experimentelle Gesamtplanung und welche Fragen kann durch den Einsatz von künstlichen Reize in Tierverhaltensforschung adressiert werden.

Da Computeranimation erstellen schwierig und zeitaufwendig sein kann, entstand die Notwendigkeit für Software zu erleichtern und den Prozess der Animation Design zu standardisieren. In dieser Studie stellen wir die freie und Open-Source FishSim Animation Toolchain16 (kurz: FishSim; https://bitbucket.org/EZLS/fish_animation_toolchain/), einen multidisziplinären Ansatz, die Kombination von Biologie und Informatik, um diesen Bedürfnissen gerecht. Ähnlich wie bei den zuvor veröffentlichten Tool AnyFish17,18, die Entwicklung der Toolchain folgte das Ziel, Forscher mit einer easy-to-Use-Methode für die Umsetzung der animierten 3D Reize in Experimenten mit Fisch zu bieten. Unsere Software besteht aus einer Reihe von Tools, die verwendet werden können: (1) erstellen Sie 3D virtuelle Fische (FishCreator), (2) animieren die schwimmen wegen des virtuellen Fisches mit einem Videospiel-Controller (FishSteering) und (3) organisieren und präsentieren von prerecord Animationen auf Monitoren, fokale Fisch (FishPlayer) zu leben. Unsere Toolchain bietet verschiedene Funktionen, die besonders nützlich für die Prüfung in einer binären Wahl Situation aber auch anwendbar auf andere experimentelle Designs sind. Die mögliche Animation von zwei oder mehr virtuelle Fische ermöglicht die Simulation von shoaling oder Balz. Animationen sind nicht verpflichtet, einen bestimmten Reiz aber mit andere Reize, die es ermöglichen, ändern Sie die Darstellung eines Reizes, aber sein Verhalten konstant zu halten wiedergegeben werden können. Open Source-Charakter der Toolchain sowie die Tatsache, dass es auf dem Roboter-Betriebssystem ROS (www.ros.org), hohe Modularität des Systems und bieten nahezu endlose Möglichkeiten zur externen Feedback-Geräte enthalten (wie der Controller oder ein Tracking-System) und die Anpassung die Toolchain auf eigene Bedürfnisse in der Forschung. Neben der Segelkärpflinge Molly, vier andere Arten sind derzeit nutzbar: die Atlantic Molly Poecilia Mexicana, Guppy Poecilia Reticulata, der Dreistachliger kommen Stichling Gasterosteus Aculeatus und ein Buntbarsch Haplochromis spp. Neue Arten können in einer 3D-Grafik Modellierung Werkzeug (z.B. Blender, www.blender.org) erstellt werden. Um den Arbeitsablauf mit FishSim veranschaulichen und ein Protokoll wie man eine Partnerwahl kopieren Experiment mit Computeranimation durchführen können, haben wir eine Fallstudie mit Segelkärpflinge Mollies durchgeführt.

Partnerwahl ist eine der wichtigsten Entscheidungen, die Tiere in ihrer Lebensgeschichte. Tiere haben unterschiedliche Strategien für die Suche nach der besten Paarung Partner entwickelt. Sie können auf persönliche Informationen beruhen, bei der Bewertung der Potenziale, die Paarung Partner unabhängig, möglicherweise nach vorgegebenen genetischen Präferenzen für eine bestimmte phänotypische Merkmal19,20. Jedoch können sie auch die Partnerwahl von Artgenossen zu beobachten und dabei nutzen Öffentlichkeitsarbeit21. Wenn der Betrachter dann beschließt, den gleichen Mate (oder den gleichen Phänotyp) als die beobachteten Artgenosse wählen – das "Modell" – zuvor gewählt, dies wird bezeichnet Partnerwahl kopieren (im folgenden abgekürzt als MCC)22,23. Partnerwahl kopieren ist eine Form des sozialen Lernens und somit eine unselbständige Partnerwahl Strategie24, die in beiden Wirbeltiere25,26,27,28beobachtet worden, 29 und Wirbellose30,31,32. So weit, MCC wurde überwiegend in Fisch studiert und ist zu finden unter Labor Bedingungen33,34,35,36,37,38 und in der wilde39,40,41,42. Partnerwahl kopieren ist besonders wertvoll für eine Einzelperson, wenn zwei oder mehr potenzielle Paarung Partner ähneln sich offenbar in Qualität und eine "gute" Partnerwahl – im Hinblick auf die Maximierung der Fitness – ist schwierig,43. Die Qualität eines Modells weibliche kann selbst beeinflussen, ob fokale Frauen ihrer Wahl oder nicht44,45,46,47kopieren. Bzw. ist "gut" oder "schlecht" weibliche Modellqualität zugeschrieben worden, um ihre mehr oder weniger erlebt in Partnerwahl, beispielsweise in Bezug auf Größe und Alter44,45,46, oder durch ihr Wesen ein Artgenosse oder einem artfremden47. In Segelkärpflinge Mollies, die Partnerwahl von Artgenossen39,48,49,50,51zu kopieren, wurde festgestellt, dass fokale Weibchen sogar, die Ablehnung eines männlichen52 kopieren . Da die MCC gilt eine wichtige Rolle in der Entwicklung der phänotypischen Merkmale sowie Speziation und Hybridisierung21,23,53,54, die Folgen des Kopierens ein " falsche"Wahl kann bei der Verringerung der Fitness der Kopierer55enorm sein. Wenn eine Person beschließt, die Wahl von einer anderen Person, es ist wichtig zu ermitteln, ob die beobachteten Modell eine zuverlässige Quelle für Informationen, d. h. ist , dass das Modell selbst erfahrene in Mate eine "gute" Wahl wegen ihm oder ihr Wesen macht zu kopieren Wahl. Hier stellt sich die Frage: welche visuelle Funktionen können ein zuverlässiges Modell kopieren von in Segelkärpflinge Molly Weibchen charakterisieren?

Ein deutliches visuelles Merkmal im weiblichen Segelkärpflinge Mollies und anderen Poeciliids ist der trächtigen Ort (auch bekannt als "anal Spot", "Brut Patch" oder "Schwangerschaft vor Ort"). Diese dunkel pigmentierte Bereich in ihrem Analbereich leitet sich von Melanization des Gewebes Auskleidung der Eierstöcke Sac-56. Die Größe und Präsenz der trächtigen Ort sind variabel in Sicht Weibchen und können weiter individuell ändern, während das Fortschreiten der Eierstöcke Zyklen56,57. Trächtige Flecken können dazu dienen, Männchen anzulocken und Gonopodial Orientierung für interne Befruchtung58 oder als Mittel der Werbung Fruchtbarkeit59,60erleichtern. Wenn man bedenkt das Bindeglied zwischen der trächtigen Ort und einer weiblichen reproduktiven Status wir vorhergesagt, dass trächtigen Ort als ein Zeichen der weiblichen Modellqualität dient, indem Sie Informationen über ihre reproduktiven stand, fokale Weibchen zu beobachten. Wir haben zwei alternative Hypothesen untersucht. Zuerst, wenn der trächtige Spot ein allgemeinen Zeichen für Reife, wie vorhergesagt von Farr und Travis59 ist, bezeichnet es eine vermutlich zuverlässige und erfahrene Modell im Vergleich zu einem unreifen Modell (ohne Ort). Hier sind fokale Weibchen eher die Wahl eines Modells mit einem Fleck aber nicht, dass ein Modell ohne eine Stelle kopieren. Zweitens, wenn der trächtigen Ort nicht-Empfänglichkeit kennzeichnet durch entwickelt bereits Bruten, wie vorhergesagt von Sumner Et al. 60, ist das Modell vermutlich weniger zuverlässig, da nicht empfänglich Weibchen weniger wählerisch gelten würde. In diesem Fall kopieren fokale Weibchen nicht ihrer Wahl aber bei Modellen ohne Flecken. So weit, hat die Rolle der trächtigen Ort für MCC in Segelkärpflinge Molly Weibchen nie getestet, noch experimentell manipuliert.

Wir verwendet FishSim , um eine MCC-Experiment durchführen präsentiert virtuelle Anregung Männchen und Weibchen virtuelles Modell auf Computermonitoren statt mit live Reiz und Modell Fisch wie in der klassischen Versuchsdurchführung49,50 ,51,61. Die allgemeine Benutzerfreundlichkeit unserer Software ist bereits für das Testen von Hypothesen über Partnerwahl in Segelkärpflinge Mollies12validiert worden. Hier haben wir getestet, ob das Fehlen oder Vorhandensein einer trächtigen Ort im virtuellen Modell Weibchen beeinflusst die Partnerwahl live fokale Weibchen zu beobachten. Wir lassen zunächst fokale Weibchen akklimatisieren, um den Test-Tank (Abbildung 1.1) und lassen sie die Wahl zwischen zwei verschiedenen virtuellen Reiz Männchen in ein Bootsmann-Choice-Test (Abb. 1.2). Während des Beobachtungszeitraums präsentierte das vorherige nicht bevorzugten virtuellen Männchen anschließend zusammen mit einem virtuellen Modell weiblich (Abbildung 1.3). In einem nachfolgenden zweiten Partnerwahl Test fokale Weibchen wieder zwischen die gleichen Männchen (Abbildung 1.4) gewählt. Wir analysieren, ob fokale Weibchen die Partnerwahl der beobachteten Modell weiblichen kopiert hatte, durch den Vergleich ihrer Partnerwahl Entscheidung in der ersten und zweiten Partnerwahl Test. Wir führten zwei verschiedene experimentelle Behandlungen, in denen wir optisch die Qualität des virtuellen Modells weiblichen manipuliert. Während des Beobachtungszeitraums präsentierten wir entweder die vorherige nicht bevorzugten virtuellen männlich (1) zusammen mit einem virtuellen Modell weiblich mit einem trächtigen Fleck (Behandlung "vor Ort"); oder (2) zusammen mit einem virtuellen Modell weiblich ohne eine trächtige Stelle ("kein Ort" Behandlung). Darüber hinaus in einem Steuerelement ohne jedes Modell weiblich, haben wir getestet ob fokale Weibchen konsequent wählte als keine Information der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt wurde.

Figure 1
Abbildung 1: Allgemeine Übersicht über die wichtigsten experimentellen Schritte für eine MCC-Experiment mit virtuellen Fisches reizen. (1) Eingewöhnungszeit. (2) -erster Offizier-Choice-Test: live fokale weiblich wählt zwischen virtuellen Reiz Männchen. (3) Beobachtungszeitraum: fokale weiblichen Uhren das vorherige nicht bevorzugten Männchen zusammen mit einem virtuellen Modell weiblich mit trächtigen Ort. (4) zweite Partnerwahl testen: das fokale Weibchen wieder wählt zwischen virtuellen Reiz Männchen. In diesem Beispiel werden sie die Wahl des Modells kopiert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Protocol

Die durchgeführten Experimente und Handhabung der Fische entsprachen die deutsche Tierschutz-Gesetzgebung (Deutsches Tierschutzgesetz) und von der internen Tierschutzbeauftragten Dr. Urs Gießelmann, Universität Siegen, und die regionalen Behörden (genehmigt Kreisveterinäramt Siegen-Wittgenstein; Anzahl zu ermöglichen: 53,6 55-05).

1. virtuelle Fische Design

Hinweis: Finden Sie eine Liste der benötigten Hardware und Software in der Liste der ergänzenden Materialien. Eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Funktionalität des FishSim und weitere Tipps und Tricks finden Sie in der Bedienungsanleitung (https://bitbucket.org/EZLS/fish_animation_toolchain/).

  1. Vorbereitung des weiblichen Körpers Texturen mit und ohne trächtigen Ort
    1. Starten Sie GIMP und Klicken Sie auf die Datei >> Öffnen zum Öffnen des weiblichen Körpers Texturbilds "PLF_body_6. PNG"aus dem Ordner Modelle in das Verzeichnis"Fishsim_animation_toolchain". Verwenden Sie dieses Bild als Referenz für alle neu erstellten Frauenkörper Texturen mit trächtigen Ort. Wählen Sie die dunklen trächtigen Ort Referenzbild mit dem freien Auswahlwerkzeug und schneiden Sie es (Klicken Sie Bearbeiten >> geschnitten).
      Hinweis: GIMP (abrufbar unter www.gimp.org) ist ein kostenloses Bild Bearbeitungs-Tool, ähnlich wie Adobe Photoshop, die verwendet werden, um digitale Bilder und Grafiken zu manipulieren.
    2. Öffnen Sie eine zweite weibliche Körper Texturdatei in GIMP (z. B. "PLF_body_7.png") und der spot Transferzone auf den zweiten Körper Textur durch Einfügen (Bearbeiten >> Einfügen in) die vorherige Abtragsfläche vor Ort als eine neue schwimmende Schicht. Passen Sie die Position der trächtigen vor Ort in den zweiten Bild und Merge-Schichten durch Klicken auf Ebene >> Anker Schicht.
      Hinweis: Stellen Sie sicher, dass der Bereich der trächtigen Ort die gleiche Größe und identische Position auf jeder virtuellen Modell weiblich (Abbildung 2 hat)!
    3. Exportieren (Bearbeiten >> Exportieren als) die neue "vor Ort" Textur unter einem neuen Namen (z. B. PLF_body_7_S. Png) im Ordner " Modelle ". Schließen öffnen Sie alle Fenster in GIMP.
      Hinweis: Nehmen Sie Änderungen (z. B. Skalierung) nicht auf die Textur, die Dateien, da diese speziell bearbeitet werden, um später auf die 3D Fische abgebildet.
    4. Erstellen Sie eine zweite Textur der Körper ohne eine trächtige Stelle, mit der gleichen ursprünglichen weiblichen Körper Texturdatei ein zweites Mal (z. B. "PLF_body_7.png"). Decken Sie bereits vorhandene trächtige Flecken in der ursprünglichen Datei mit Hilfe von GIMP.
    5. Öffnen Sie die Textur des weiblichen Körpers in GIMP und wählen Sie das Werkzeug "Klonen". Wählen Sie das Muster der umliegenden Bauchbereich (ohne dunkel pigmentiert) durch Drücken von Strg + linke Maustaste , und wählen Sie diese Option zu bestehenden dunkle Pigmentierung durch Malerei überdecken es mit dem Klon-Werkzeug (Abbildung 2).
    6. Exportieren Sie die neu erstellte "nicht erkennen" Textur unter einem neuen Namen (z. B. PLF_body_7_NS.png) im Ordner " Modelle ". Schließen Sie GIMP.

Figure 2
Abbildung 2: Exemplar Bilder des weiblichen Körpers Texturen vor (Original) und nach Manipulation für die "vor Ort" und "kein Ort" Behandlung mit der Bildbearbeitung GIMP tool. Die gestrichelte Kreis markiert den Bereich, der manipuliert wurde. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

  1. Anpassung der Sicht und die "Inszenierung" für die animation
    1. Wählen Sie das FishSim -Symbol im Startbildschirm auf der linken Seite des Desktops. zunächst FishSim Konfigurieren Sie die Auflösung für die Präsentation Monitore, und klicken Sie auf starten.
      Hinweis: Es wird empfohlen, die folgenden Anpassungen (Schritte 1.2.2\u20121.2.4) auf dem Bildschirm eines der Präsentation Monitore (wenn Monitor Abmessungen und Resolutionen unterscheiden).
    2. Drücken Sie F1 auf der Tastatur, von TV Modus in den Bearbeitungsmodus (Umschalten zwischen anzeigen und Bearbeiten Modus durch wiederholtes Drücken von F1) zu ändern.
      Hinweis: In den Bearbeitungsmodus umschalten ermöglicht die Bearbeitung Symbolleiste am oberen Rand des Fensters. Die Szene wie in den Anzeigemodus zeigt, was auf dem Bildschirm während der Experimente präsentiert werden.
    3. Passen Sie die Sicht um die Abmessungen der Präsentation Monitore entsprechen durch Einstellen des Kamerawinkels. Drehen Sie die Kamera halten Sie die linke Maustaste gedrückt und bewegen Sie den Cursor. Schwenken Sie die Kamera durch die Rechte Maustaste gedrückt halten und den Cursor bewegen. Vergrößern Sie und verkleinern, indem die mittlere Maustaste (oder beide Maustasten) und bewegen des Cursors.
    4. Klicken Sie auf Kamera-Einstellungen in der Bearbeitungs-Symbolleiste (Kamera-Symbol) und klicken Sie auf Kopie statische Cam Sicht festlegen. Klicken Sie Datei >> auf die eingestellte Szene speichern als neue Standard-Szene Szene speichern . Für diese, überschreiben Sie die Datei "default_scene.scene" im Ordner " Szenen " des Verzeichnisses FishSim .
      Hinweis: Die Standardbühne erscheint bei jedem Start von FishSim sowie die Start-Szene in FishPlayer. In FishPlayer dient die Standardbühne auch als eine Pause während der Experimente (Abb. 3A). Einstellen der Szene muss nur einmal durchgeführt werden.

Figure 3
Abbildung 3: Screenshots von einer Szene in FishSim. (A) die leere Standardbühne ohne einen Fisch, (B) eine Szene zeigt einem Mann alleine, (C) eine Szene zeigt die gleichen Männchen zusammen mit einem Modell Weibchen mit einem Fleck und (D) eine Szene zeigt das identisch männliche und die weibliche identisches Modell ohne einen Platz. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

  1. Gestaltung von einer virtuellen männliche Impulse für die Präsentation bei Partnerwahl tests
    Hinweis: Bereiten Sie virtuelle männliche Reize, welche später animiert und fokale Weibchen während der Partnerwahl Tests live präsentiert werden.
    1. Wenn nicht bereits geöffnet, FishSimzu starten. Drücken Sie F1 , um den Bearbeitungs-Modus.
    2. Klicken Sie Datei >> Fisch Modell laden aus dem Drop-Down-Menü und die Last der Standard männlichen Segelkärpflinge Molly Vorlage "default_PLM.x" indem Sie den Ordner auswählen Modelle.
    3. Linken Seite Doppelklicken Sie auf die geladenen Fische um es auszuwählen. Es wird in einem Mesh hervorgehoben werden. Klicken Sie auf das Zahnrad-Symbol in der Symbolleiste, um das Toolset "Fisch" zu öffnen. Eine Box öffnet sich mit den Bearbeitungsoptionen verwendet, um das virtuelle Männchen anzupassen. Deaktivieren Sie zeigen Mesh für eine bessere Sicht auf die Fische.
    4. Ändern Sie den Namen in männlichen.
      Hinweis: Der Name des Mannes ist wichtig und stellt die "Rolle" es später während der Animation spielen wird. Dieser Name muss für jede neu erstellte virtuelle männliche identisch sein, die später während der Experimente verwendet werden.
    5. Ändern der Skala (Abmessungen) des Männchens durch Ändern der Werte für X, y und Z, wenn erforderlich, und klicken Sie auf anwenden.
    6. Bearbeiten Sie das Männchen Textur Texturen in der Toolbox bearbeitenklicken. Klicken Sie auf ein Feature des Fisches (Körper, dorsal, kaudalen) zu ändern.
      Hinweis: Feld Wählen Sie eine Textur für öffnet sich mit allen PNG-Dateien, die als Texturen verwendet werden kann. Texturen werden mit Namen wie angegeben im Ordner " Modelle " angezeigt.
    7. Klicken Sie auf eine Textur in der Liste (rechts) angezeigt, und sie werden direkt angezeigt und ersetzt die vorherige Textur auf den Fisch.
    8. Wenn das gewünschte Männchen erstellt wird, klicken Sie auf übernehmen unter Config in der Bearbeiten-Toolbox, und klicken Sie auf Fisch auf der Festplatte zu speichern. Speichern Sie das neue Männchen als "Male_A.fish" im Ordner " Modelle ".
    9. Darüber hinaus sparen die ganze Szene (Datei >> Speichern Szene) unter anderem, dass ein Männchen im Ordner " Szenen ". Hier, es wird empfohlen, den Namen "Male_A_alone.scene" (Abb. 3 b).
    10. Klicken Sie Datei >> Szene laden zum Laden der leere Standardbühne und wiederholen die Schritte 1.3.2 auf 1.3.9 möglichst viele verschiedene virtuelle Männchen nach Bedarf erstellen und speichern jede neu erstellte männlichen unter einem eindeutigen Namen im Ordner " Modelle " und als eine neue .scene-Datei in der Szene -Ordner.
  2. Gestaltung des Weibchens virtuelles Modell für die Präsentation während des Beobachtungszeitraums
    1. Klicken Sie Datei >> Szene laden die Standardbühne geladen. Folgen Sie Schritt 1.3.1 und klicken Sie auf Datei >> Fisch Modell laden die weiblichen Standardvorlage "default_PLF.x" aus dem Ordner " Modelle " zu laden.
    2. Linken Seite Doppelklicken Sie auf das geladene Weibchen um es auszuwählen und öffnen das Toolset "Fisch". Ändern Sie den Namen in "weiblich". Skalieren Sie das Weibchen, bei Bedarf wie in Schritt 1.3.5 beschrieben.
      Hinweis: Namen und die Skalierung sollte für die Zwecke dieses Experiments für alle Weibchen identisch sein.
    3. Ersetzen die Standard Frauenkörper Textur mit der zuvor erstellten "Spot"-Textur (aufgeführt in der Box auf der rechten Seite) Körper, wie 1.3.6, 1.3.7 beschrieben.
    4. Klicken Sie auf übernehmen unter Config in der Toolbox bearbeiten, dann speichern Sie Fische, um Festplatten-durch Klicken auf Speichern und erstellen Sie eine Datei "Female_1S.fish" (S = Ort).
    5. Klicken Sie Datei >> Szene laden die Standardbühne geladen. Wiederholen Sie die Schritte 1.4.1 bis 1.4.4 mindestens erstellen (oder so viele wie benötigt) identisches Modell weibliche aber ohne die trächtigen erkennen und nennen Sie sie "Female_1NS.fish" (NS = kein Punkt). Speichern Sie jeden Fisch im Ordner " Modelle ".
      Hinweis: Für den Beobachtungszeitraum des MCC-Experiments haben Szenen, einschließlich ein Männchen und ein Weibchen erstellt und gespeichert werden.
    6. Klicken Sie Datei >> Szene laden zum Laden der leere Standardbühne. Klicken Sie Datei >> Fisch Modell laden eine virtuelle männliche "Male_A.fish" aus dem Ordner " Modelle " einfügen. Klicken Sie Datei >> Fisch Modell laden erneut, um die virtuelle hinzufügen weiblichen "Female_1S.fish" in die Szene zu modellieren. Ändern Sie die Position der einzelnen Fische durch ihre x-, y- und Z-Koordinaten zu verändern, so dass ihre Körper sich nicht überschneiden.
      Hinweis: Löschen Sie einen Fisch aus der Szene, indem Sie darauf doppelklicken und auf der Tastatur drücken Löschen .
    7. Speichern der Szene einschließlich der männlichen und weiblichen Modell durch Klicken auf Datei >> Speichern Szene als "Male_A_with_Female_1S.scene" (Abbildung 3).
    8. Wiederholen Sie die Schritte 1.4.6 zu 1.4.7 erstelle ich drei weitere Szenen für: (1) Male_A mit Female_1NS (siehe Abbildung 3D), (2) Male_B mit Female_1S und (3) Male_B mit Female_1NS.

(2) Animation virtuelle Fische Reize

Hinweis: Jede Art von Animation für das Experiment benötigt muss nur einmal mit einer beispielhaften männlichen Szene und eine vorbildliche Beobachtung Szene (männlich und weiblich animiert zusammen) zubereitet werden. Während der Animation wird ein Schwimmen Pfad für jeden Fisch wird erstellt, die später durch keine Fische, wiedergegeben werden kann, solange der Name identisch ist (siehe Schritt 1.3.4).

  1. Virtuelle männlichen Animationen zur Präsentation bei Partnerwahl tests
    Hinweis: Bereiten Sie zwei Animationen eines virtuellen Mannes: (1) ein Schwimmen-Pfad mit einer Länge von 7,5 min und (2) ein Schwimmen-Pfad mit einer Dauer von 5 Minuten.
    1. Stecken Sie die Gaming-Controller (z. B. Sony Play Station 3) in den USB-Port des Computers, op.
    2. FishSim zu öffnen, und klicken Sie auf Datei >> Szene laden die Szene eines Männchens aus den Ordner Szenen, z. B. "Male_A_alone.scene" zu laden. Starten Sie FishSteering durch das FishSteering -Symbol anklicken.
    3. Konfigurieren Sie die Controller-Einstellungen in einem separaten Fenster.
      Hinweis: FishSim und FishSteering gleichzeitig ausführen und Fisch können entweder im Anzeigemodus, wie während der Experimente gezeigt, oder im Editiermodus durch Drücken von F1gesteuert werden.
    4. Die (männlichen) Fische animieren möchten, wählen sie aus der Drop-Down-Menü des Fensters Lenkung . Modell-Namen hier entsprechen die Bezeichnung in der Toolbox bearbeiten (siehe Schritt 1.3.4).
    5. Klicken Sie auf Start, platzieren und verwenden Sie den Controller, um die Fische an jeder Startposition im virtuellen Tank platzieren. Klicken Sie auf Stopp platzieren.
    6. Starten Sie die Aufnahme der Fische schwimmen Weg durch klicken, starten Sie die Aufnahme. Verwenden Sie die Controller, um die Fische um die Szene zu bewegen.
      Hinweis: Die Dauer der Aufnahme wird in der unteren rechten Ecke des Fensters Lenkung gegeben.
    7. Klicken Sie auf Aufzeichnung beenden. Klicken Sie auf Speichern , um die Strecke Schwimmen als .bag-Datei (ein "Rekord") zu speichern, auf dem Laufwerk (z. B. auf dem Desktop). Wählen Sie den Namen der Datei, die Dauer des Datensatzes, z. B. "7_30_min_male_alone.bag" vertreten.
      Hinweis: Sobald die Aufnahme beendet ist, ist es nicht möglich, die Gesamtdauer wieder zu bearbeiten.
    8. Bearbeiten der Aufnahme um Bewegung der Rückenflosse des Männchens, männliche Balzverhalten bei Partnerwahl Tests zu imitieren. Wählen Sie die Rückenflosse aus dem Dropdown-Menü in der Bearbeiten -Funktion (nur ein Merkmal kann gleichzeitig bearbeitet werden).
    9. Wählen Sie Start zu bearbeiten und die komplette schwimmen Weg werden wiedergegeben. Drücken Sie die L1-Taste auf dem Controller, die Rückenflosse an bestimmten Punkten in der Zeit zu erhöhen. Klicken Sie auf Speichern , um die bearbeitete Version des Pfades schwimmen zu retten, als ein neuer . Tasche-Datei.
    10. 2.1.8 und 2.1.9 wiederholen aber das Gonopodium seine Bewegung hinzufügen auswählen. Speichern Sie die endgültige Version für die spätere Verwendung in FishPlayer. Enge FishSteering.
      Hinweis: Es wird empfohlen, Tasche-Dateien für jeden Bearbeitungsschritt unter einem eindeutigen Namen zu speichern. Dadurch ist es immer möglich, auf eine frühere Version der Animation zurückkommen, wenn in der Bearbeitung etwas schief geht.
  2. Virtuelle männliche und Modell weibliche Animation für die Präsentation während der Beobachtungsperiode
    Hinweis: Bereiten Sie eine Animation mit einer virtuellen männlichen und weiblichen virtuelles Modell in Balz, so sexuell miteinander, mit einer Gesamtdauer von 10 Minuten.
    1. Offene FishSim. Drücken Sie F1 , um geben den Bearbeitungsmodus und klicken Sie auf Datei >> Szene laden , eine Szene mit männlichen und weiblichen, z. B. "Male_A_with_Female_1S.scene" zu laden. Starten Sie FishSteering.
    2. Wählen Sie männlich und weiblich abwechselnd im virtuellen Tank (durch Klicken auf die Start/Stopp platzieren) platzieren.
    3. Wählen Sie für die Aufnahme die weiblichen Fische zuerst aus dem Dropdown-Menü des Fensters Lenkung und schaffen Sie einen schwimmen Weg mit Dauer von 10 min Schritten 2.1.5, 2.1.6 zu.
      Hinweis: Die schwimmen Weg nur einen Fisch zu einem Zeitpunkt kann aufgezeichnet werden. Nach animieren die ersten Fische, kann schwimmen Weg von den zweiten Fisch enthalten über die Bearbeiten -Funktion, während die zuvor gelenkten Fische neben für die gesamte Dauer der Animation wiedergegeben wird.
    4. Klicken Sie auf Aufzeichnung beenden und Speichern den Swimming-Pfad auf dem Laufwerk, z. B. als "10_00_min_male_with_female.bag". Dann nacheinander bearbeiten des Männchens schwimmen Weg, Rückenflosse Bewegung und Gonopodium Bewegung wie 2.1.8, 2.1.10 beschrieben. Die endgültige Version für die spätere Verwendung in FishPlayer Speichern .

3. Vorbereitung Animation Wiedergabelisten für die MCC-Experiment

Hinweis: Verwenden Sie FishPlayer , um Animationen auf zwei Monitoren, fokale Weibchen leben präsentieren. Ordnen Sie die Playlist für jeden Monitor separat zu simulieren, das Verfahren des MCC-Experiments (Abbildung 1). Das Werkzeug besteht aus einem Hauptfenster zeigt die aufzeichnen Playlist für jeden Monitor (Abbildung 4) und eine separate Animationsfenster für jeden Monitor Präsentation.

  1. Allgemeine Funktionalität und Anordnung der Szenen und Aufzeichnungen
    1. Schließen Sie alle Fenster und öffnen Sie FishPlayer durch Anklicken des entsprechenden Symbols. Konfigurieren Sie das Setup für die Verwendung mit zwei Monitoren für Präsentation (links und rechts) und klicken Sie auf starten.
      Hinweis: Die Standardbühne erstellt in Schritt 1.2.4 (gespeichert in scenes/default_scene.scene) wird immer geladen und als Start-Szene und während einer Pause-Befehl auf beiden Monitoren angezeigt.
    2. Fügen Sie Einträge in der Playlist separat für jeden Monitor. Klicken Sie auf Add Szene laden um die Szene von z. B. männliche A, aus dem Szenen -Ordner im Verzeichnis FishSim hinzuzufügen. Klicken Sie auf Add spielen Datensatz , um einen Datensatz aus dem Laufwerk, z. B. den 7,5 min-Rekord für einen Mann alleine hinzuzufügen.
      Hinweis: Die Szene und der folgende Datensatz werden dann von der Software verknüpft und das virtuelle Männchen in der Szene dargestellt wird animiert werden, wie in den entsprechenden Datensatz definiert.
    3. Klicken Sie auf Add Pause um eine Pause-Befehl für eine bestimmte Dauer (Minuten/Sekunden) zeigt die Standardbühne ohne Fisch als eine Pause für Fische Umgang zwischen Datensätzen hinzuzufügen.
      Hinweis: Pausendauer sollte in der Regel von den Zeitaufwand für die Fische, die Handhabung abhängen. Klicken Sie auf einen Eintrag und ziehen Sie zum Ändern der Reihenfolge in der Liste. Ausgewählte Einträge sind rot markiert. Löschen eines Eintrags aus der Wiedergabeliste, indem Sie einen Eintrag auswählen und auf Auswahl löschen.
    4. Klicken Sie auf Play/Stop zum starten und Beenden einer Präsentation. Stop beendet immer die komplette Playlist, z. B., es ist keine Möglichkeit, in der Mitte einer Playlist einmal anzuhalten.
      Hinweis: Playlisten werden immer der erste Eintrag ab und laufen von oben nach unten. Daher, die richtige Reihenfolge der alle Einträge muss vor dem Experiment eingestellt werden und kann nicht ohne Unterbrechung die Präsentation anschließend geändert werden. Ein Timer am unteren Rand des Fensters zeigt die Dauer und die tatsächliche Zeit der aktuellen Wiedergabeliste.
  2. Playlist-Arrangement für zwei Behandlungen und die Kontrolle über das MCC-experiment
    Hinweis: In Bezug auf die Einreise Anordnung der MCC-Experiment in zwei Teile geteilt ist: (1) der Bootsmann-Choice-Test, und (2) der Beobachtungszeitraum, gefolgt von der zweiten Partnerwahl-Test. Playlisten müssen daher für jede Behandlung und die Kontrolle, in zwei verschiedenen Ordnungen arrangiert werden.
    1. Wenn das Experiment ausgeführt wird, zuerst bereiten Sie eine Playlist für den Steuermann-Choice-Test.
    2. Zweitens in den Prozess der laufenden Experiments, ändern Sie die Anordnung der Playlist für die anschließende Beobachtungszeitraum und der zweite Partnerwahl Test nach dem virtuellen Männchen durch das fokale Weibchen in der Bootsmann-Choice-Test bevorzugt wurde.
  3. Bestimmte Wiedergabeliste Anordnung für die Behandlung "vor Ort"
    1. Bestellen Sie für den Steuermann-Choice-Test in Behandlung 1 die Playlist genau wie in der Abbildung dargestellt
    2. Nach dem ersten Partnerwahl Test Pause für die Berechnung, welche virtuelle Männchen bevorzugt wurde (siehe Schritt 5.9 unten). Dann ordnen Sie die Wiedergabelisten für den Beobachtungszeitraum, in dem Information der Öffentlichkeit, das fokale Weibchen vorgesehen ist, zeigt das vorherige nicht bevorzugten Männchen zusammen mit der Modell-weiblich.
    3. Ordnen Sie die Playlist für die Beobachtung und den folgenden zweiten Partnerwahl Test gemäss Figur 5.
    4. Verknüpfen Sie für den Beobachtungszeitraum den 10-min-Datensatz (Männer und Modell Frauen zusammen) mit einer Szene zeigt die vorherige bevorzugt männliche allein.
      Hinweis: In diesem Fall nur der Schwimmen Pfad des Männchens wird angezeigt, und da es in der Szene fehlt, wird das virtuelle Modell Weibchen abwesend sein.
    5. Verknüpfen Sie für die Playlist mit nicht bevorzugten männlich die 10-min-Datensatz in der Szene, einschließlich das vorherige nicht bevorzugten Männchen zusammen mit der Modell-weiblich. Wählen Sie die Szenen, darunter ein Modell-Weibchen mit einem trächtigen Spot (S) für diese Behandlung.
      Hinweis: Im Gegensatz zu 3.3.2 hier wird der gleiche Datensatz wiederholt aber das Modell-Weibchen ist nun sichtbar.

Figure 4
Abbildung 4: Screenshot zeigt die FishPlayer Wiedergabelisten für die linken und rechten Monitore im ersten Teil (d. h., die erste Partnerwahl Test) des MCC Experiments. Playlist Einträge sind sortiert nach Bedarf für den Steuermann-Choice-Test in Behandlung 1. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5: Screenshot zeigt die FishPlayer Wiedergabelisten für die linken und rechten Monitore im zweiten Teil (Beobachtungszeitraum und zweite Partnerwahl Test) des MCC Experiments. Playlist Einträge sind sortiert nach Bedarf für den Beobachtungszeitraum und der zweite Partnerwahl Test in Behandlung 1. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

  1. Bestimmte Wiedergabeliste Anordnung für die Behandlung von "kein Platz"
    1. Bestellen Sie für Behandlung 2 die Playlists für Behandlung 1 (Abbildungen 4 und 5) beschrieben, sondern verwenden Sie stattdessen die Szene auch das virtuelle Modell Weibchen ohne eine trächtige Stelle (NS) während der Beobachtung.
  2. Bestimmte Wiedergabeliste Anordnung für das Steuerelement aus Konsistenzgründen Wahl
    Hinweis: Das Steuerelement für Wahl Konsistenz sind Playlist Einträge für die Partnerwahl Test identisch mit Behandlungen 1 und 2 (Abbildung 4). Während des Beobachtungszeitraums jedoch keine öffentlichen Informationen zu fokalen Weibchen und daher kein weibliches Modell sichtbar ist.
    1. Bestellen Sie Wiedergabelisten zu, wie in Abbildung 5 dargestellt, aber kombinieren Sie die Szenen für jedes Männchen allein zusammen mit der 10-min-Platte.
      Hinweis: In diesem Fall nur der Schwimmen Weg von den männlichen Fischen erscheint, und da es in der Szene fehlt, wird das Modell Weibchen abwesend sein auf beiden Seiten.

(4) Versuchsaufbau

  1. Platz zwei Computer-Bildschirme jeweils an gegenüberliegenden Enden eines Test-Tanks. Passen Sie die Bildschirme, die Glaswände des Test-Tanks bedecken und 1,5 cm Abstand zwischen den Bildschirmen und die Behälterwände haben. Eine Beleuchtung in den Tank von oben.
  2. Bedecken Sie den Tankboden mit einer dünnen Schicht aus Kies und füllen Sie es mit Wasser auf die Höhe der Bildschirme für lebende Fische geeignet. Markieren Sie eine Wahl-Zone mit einer vertikalen Linie in 20 cm Tiefe von jedem Ende an der Außenseite des Tanks. Haben Sie eine Acrylglas-Zylinder und zwei Stoppuhren parat.
  3. Anschließen Sie die Monitore an die Stromversorgung und die operative Computer platziert mindestens 1 m entfernt von den Test-Tank, z. B. auf einem kleinen Tisch (Abbildung 6).

Figure 6
Abbildung 6: Versuchsaufbau für die MCC-Experiment mit Computeranimation. Die operative Computer verbindet sich mit zwei Präsentation Monitore (Monitor 1 und 2), die Wiedergabe von Animationen, fokale Weibchen im Test-Tank zu leben. Zur Veranschaulichung sind beide LCD-Monitore abgewinkelt, um eine animierte Szene zu zeigen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

5. Durchführung des MCC-Experiments

Hinweis: Die experimentellen Schritte unten, um einen Versuch der Behandlung 1, Behandlung 2 oder die Steuerung MCC Experiment mit einer live fokale weiblich durchzuführen (siehe Abbildung 1).

  1. Öffnen Sie FishPlayer auf dem operativen Computer und arrangieren Sie die Playlists für den Steuermann-Choice-Test zu, wie z. B. bei Behandlung 1 (Abbildung 4) beschrieben. Prüfung, die die Monitore für die Präsentation ausgeführt werden und die sie zeigen die leere Standardbühne.
  2. Platzieren Sie ein live fokale Weibchen im Test-Tank. Lassen Sie sie frei schwimmen und akklimatisieren, um den Tank und die Präsentation der leeren Tanks auf beiden Monitoren für einen Zeitraum von 20 Minuten.
  3. Legen Sie nach Akklimatisation das fokale Weibchen in einem klaren Acryl Zylinder in der Mitte des Panzers Test gleich weit entfernten beide Monitore zu gewährleisten und führen Sie die Wiedergabelisten auf beiden Monitoren gleichzeitig durch klicken, spielen, beginnend mit der ersten Partnerwahl Test.
    Hinweis: Das fokale Weibchen darf beide virtuellen Reiz männlichen Patienten aus im Inneren des Zylinders für ca. 2,5 min zu sehen.
  4. Bevor der Timer 02:30 erreicht min, gehen Sie langsam in den experimentellen Tank und lassen Sie das fokale Weibchen aus dem Zylinder durch leichtes Anheben es gerade aus dem Wasser, z. B. bei 02:15 min.
    Hinweis: Hier der genaue Zeitpunkt hängt von der Entfernung vom operativen Computer mit dem Test-Tank und während vorherige Testläufe festgelegt werden. Es ist wichtig, langsam und sanft zu vermeiden, betont die Fische. Da Fisch sehr schnell handeln kann, wird empfohlen, bereits eine Stoppuhr zur hand haben, während das Weibchen um direkt zu starten, Messzeit Verein die Freigabe (siehe Punkt 6.1).
  5. Zurück zu den operativen Computer. Das fokale Weibchen zu beobachten und haben zwei Stoppuhren griffbereit auf Maß Verein Zeit mit jedem virtuellen Reiz männlichen (siehe Punkt 6.1).
    Hinweis: Das fokale Weibchen darf frei schwimmen und wählen zwischen beiden Männern für 5 Minuten.
  6. Stoppen, Messzeit Verein der Timer 07:30 erreicht min. Pause-Eintrag läuft dann für 1,5 min. Einsatz die Pause als Umgang mit Zeit, wieder, das fokale Weibchen im Inneren des Zylinders zu platzieren und notieren Sie sich die Zeit für jedes virtuelle Männchen auf einem Datenblatt.
    Hinweis: Nach der Pause die zweite 07:30 Minuten Eintrag startet und das fokale Weibchen sehen beide Männchen 02:30 Minuten. Männliche Position wechselt nun zwischen links und rechts zu steuern für mögliche Nebenwirkungen Verzerrungen bei fokalen Weibchen (siehe Punkt 6.3).
  7. Bevor der Timer 11:30 erreicht min, lassen Sie das fokale Weibchen aus dem Zylinder. Maßnahme Verband für die nächsten 5 min Zeit.
  8. Stoppen, Messzeit Verein der Timer 16:30 erreicht min. Der Pause-Eintrag läuft 1 min. Einsatz diesmal Handhabung, um das fokale Weibchen im Inneren des Zylinders zu platzieren.
  9. Notieren Sie Verband Zeiten für die zweite Messung. Zusammenfassen Sie für jedes Männchen, Verband Zeiten der beiden Hälften des ersten Offiziers-Choice-Test (vor und nach dem Männchen gewechselt wurden). Berechnen Sie ob das fokale Weibchen der Seite Neigung hatte und davon männlich vom fokalen Weibchen bevorzugt wurde (siehe Schritt 6.1 bis 6.3).
    Hinweis: Es ist kein Problem, wenn die Pause beendet ist, bevor die Berechnung erfolgt, da Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren die Playlist benötigt zu seinem Ende zu erreichen und zu stoppen.
  10. Ordnen Sie die Wiedergabelisten (tun nicht schließen FishPlayer!) wie in Abbildung 5 (abhängig von der aktuellen Behandlung) dargestellt, so dass die vorherige bevorzugt männlich wird allein während des Beobachtungszeitraums und die vorherige nicht bevorzugten männlichen animiert werden wird zusammen mit dem virtuellen Modell weibliche animiert werden.
    Hinweis: Änderungen an den Playlisten sind nicht sichtbar, das fokale Weibchen.
  11. Klicken Sie auf spielen , um den Vorgang fortzusetzen, dass der zweite Teil des Experiments und die Einträge von oben nach unten, beginnend mit der 10-min Beobachtungszeitraumwiedergegeben wird.
    Hinweis: Während des Beobachtungszeitraums das fokale Weibchen bleibt im Inneren des Zylinders aber ist in der Lage, beide Präsentationen zu sehen.
  12. Nach dem Beobachtungszeitraum beginnt eine Pause von 0,5 min. Bevor der Timer 10:30 erreicht min, lassen Sie das fokale Weibchen aus dem Zylinder und mit den 5-min-Rekord für jedes Männchen beginnen die zweite Partnerwahl zu testen . Verein-Mal für die nächsten 5 min zu messen.
  13. Stoppen, Messzeit Verein der Timer 15:30 erreicht min. Der Pause-Eintrag wird dann für 1,5 min. Platz das fokale Weibchen im Inneren des Zylinders führen und notieren Sie sich die gemessene Zeit für jedes virtuelle Männchen.
    Hinweis: Nach der Pause, der nächste 07:30 min Eintrag startet und das fokale Weibchen sehen beide Männer (dessen Position zwischen links und rechts nicht eingeschaltet hat) für 2,5 min.
  14. Bevor der Timer 19:30 erreicht min, lassen Sie das fokale Weibchen aus dem Zylinder und Verein Zeit für die letzten 5 min zu messen.
  15. Stoppen, Messzeit Verein der Timer 24:30 erreicht min und das Experiment zu beenden. Notieren Sie Verband Zeiten für beide virtuellen Männchen und fahren Sie fort mit der Analyse.

6. Daten-Messung

  1. Verein Zeit zu messen, während der ersten und zweiten Teil (vor und nach Reize sind ausgeschaltet) jedes Partnerwahl Tests, wenn das fokale Weibchen darf zwischen zwei Männern wählen.
    Hinweis: Beginnt zu messen, wenn das Weibchen die Linie beschränken die Wahl-Zone mit ihren Kopf und Operculum überquert. Messung, wenn Kopf und Kiemendeckel außerhalb der Wahl-Zone sind zu stoppen.
  2. Verein Zeit für jedes Männchen im ersten und zweiten Teil eine Partnerwahl Test gemessen zusammenzufassen Sie und bestimmen Sie, welche Männchen bevorzugt wurde.
    Hinweis: Das bevorzugte Männchen wird wie die fokale weiblich verbrachte mehr als 50 % der gesamten Zeit verbrachte sie in beiden Wahl-Zonen in einem Partnerwahl Test bestimmt. Für die Analyse, Verein Zeit oft bevorzugt Noten übersetzt (relative Partnerwahl Wert), die definiert ist als die Zeit eine fokale Weibchen mit einem Männchen, geteilt durch die Zeit sie mit beiden Männchen in der Partnerwahl Zonen verbrachte.
  3. Berechnen Sie, ob fokale Weibchen eine Seite Vorspannung während der Bootsmann-Choice-Test zeigen und letztlich voreingenommene Frauen ausschließen.
    Hinweis: Fokale Frauen gelten als Seite verzerrt, wenn sie mehr als 90 % der Gesamtzeit (beide Hälften des ersten Offiziers-Choice-Test) in der gleichen Wahl Zone verbracht, sogar nachdem die männliche Position gewechselt war. Ihre Wahl für einen männlichen gilt dann als Seite voreingenommen und der Prozess wird beendet.
  4. Jedes fokale Weibchen Standardlänge (SL) zu messen.
    Hinweis: Damit Fische nicht Stress während der Experimente, werden Messungen immer nach Beendigung einer experimentellen Studie durchgeführt.

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Representative Results

Nach dem Protokoll haben wir FishSim um Computeranimationen von virtuellen Segelkärpflinge Molly Männchen und Weibchen zu erstellen. Wir nutzten weiter die Toolchain um Animationen um fokale Weibchen in einer binären Wahl Situation ein MCC-Experiment, nach experimentellen Verfahren Sie wie in Abbildung 1 und Schritt 5 des Protokolls durchzuführenden Leben präsentieren.

Um festzustellen, ob fokale Weibchen die Wahl des Weibchens virtuelles Modell kopiert, haben wir während der Experimente eine fokale weiblich Verein Zeit für jedes Männchen innerhalb der ersten und zweiten Partnerwahl Test gemessen. Mehrere Parameter sind in der Regel mit Verein Zeit erwarb die erste und die zweite Partnerwahl Test für jede Behandlung und die Kontrolle aus Konsistenzgründen Wahl analysiert. Wie die Daten analysiert werden ist nicht verpflichtet, einen bestimmten statistischen Test aber lässt sich auf verschiedene Weise (z. B. parametrische/nichtparametrische tests, Messwiederholungen ANOVA, statistische Modelle) und der endgültigen Datenstruktur abhängen kann. Für unsere Datenanalyse verwendet wir R 3.2.262. Wir hochgeladen die Rohdaten, die wir in unserem Experiment sowie die R-Code wir für unsere Analyse zu Figshare verwendeten erhalten (Doi: 10.6084/m9.figshare.6792347).

In der aktuellen Studie haben wir 15 verschiedene virtuelle Modell Weibchen mit einem trächtigen Fleck für Behandlung 1 und identische 15 Modell Frauen ohne einen Platz für die Behandlung 2. Alle Modell-Weibchen hatte eine virtuelle Standardlänge (SL) von 50 mm. Die relative trächtige Ort Fläche betrug 4,7 % der gesamten Körperoberfläche (ausgenommen flossen; gemessen mit ImageJ-v1.51j8) für alle Frauen in der Behandlung 1. Darüber hinaus haben wir 30 verschiedene virtuelle Anregung Männchen präsentiert während der Partnerwahl Tests, zulassend 15 einzigartige männliche Reize Paarungen. Impuls-Männchen hatten einen virtuelle SL zwischen 41-45 mm. Wir haben für jede Behandlung und die Kontrolle aus Konsistenzgründen Wahl 15 Studien durchgeführt. Wir testeten eine Gesamtanzahl von 55 live fokale Weibchen Nachkomme von wilden Segelkärpflinge Mollies gefangen auf Mustang Insel in der Nähe von Corpus Christi, TX, USA im Jahr 2014. Alle Schwerpunkte Weibchen waren Erwachsene und wurden nur einmal getestet. Zwei Frauen mussten aufgrund technischer Probleme bei der Prüfung ausgeschlossen werden. Eine Frau wurde wegen stress, denn sie nicht, um die Testsituation akklimatisieren und Angst hatte, die beiden Wahl-Währungsgebiet beitreten zu ausgeschlossen. Das Steuerelement für Seite Bias in fokale Fisch (Protokoll Schritt 6.3) verlangt, dass wir letzten Endes aufgrund ihrer Seite Bias in der Bootsmann-Choice-Test weitere sieben Frauen ausschließen. Insgesamt analysiert wir insgesamt n = 15 fokale Weibchen für jede Behandlung und Kontrolle. Fokale Weibchen hatte einen Mittelwert SL 32 ± 5 mm in Behandlung 1, 33 ± 5 mm in Behandlung 2 und 33 ± 3 mm in das Steuerelement für Wahl Konsistenz. Wir verglichen die Standardlänge (SL) der fokalen Weibchen über Behandlungen und das Steuerelement mit einem Kruskal Wallis Rang Summe-Test für unabhängige Daten offenbaren, die SL nicht zwischen Behandlungen und die Kontrolle unterscheiden (Kruskal Wallis Rang Summe Test: n = 45, df = 2, χ2 = 0.329, p = 0.848).

Der wichtigste Parameter gemessen an einem MCC-Experiment ist die Brennweite des Weibchens Verein Zeit für jedes Männchen (Protokoll Schritt 6.1). Verein ist eine indirekte Messung der weiblichen Kumpel Präferenz in Fisch63,64,65,66 und eine bewährte Maßnahme zur Partnerwahl in Segelkärpflinge Mollies zu bestimmen, wenn kein direkter Kontakt ist 12,48,61,67,68vorgesehen. Für jede Behandlung und die Kontrolle verwendet wir zuerst Verein Zeit um zu analysieren, ob die Wahl Motivation zwischen Partnerwahl Tests unterschieden. Motivation zu wählen die Gesamtzeit bezeichnet eine fokale weiblich in beiden Wahl-Zonen in einem Partnerwahl Test ausgegeben. Jedoch reflektiert eine Änderung bei der Auswahl der Motivation nicht unbedingt eine Änderung der Präferenz für entweder männlich. Wenn Motivation die Wahl zwischen den beiden Partnerwahl Tests signifikant ist, ist es Pflicht, absolute Verein Zeit zur weiteren Analyse zu gewährleisten Vergleichbarkeit innerhalb und zwischen den Behandlungen (siehe Protokoll Schritt 6.2 Präferenz Partituren anstelle ). In unserer Studie Wahl Motivation der fokalen Frauen vor und nach der Beobachtung einer virtuellen Modell Frau sexuell interagieren mit einem männlichen unterscheiden sich nicht in Behandlung 1 (Wilcoxon unterzeichnet Rang Test: n = 15, V = 44, p = 0.379) und in der Steuerung für Wahl Konsistenz ( Wilcoxon unterzeichnet Rang Test: n = 15, V = 42, p = 0,33). Motivation zu wählen war jedoch deutlich höher nach Beobachtung von einem virtuellen Modell Weibchen ohne trächtigen Ort sexuell interagieren mit einem männlichen Behandlung 2 (Wilcoxon unterzeichnet Rang Test: n = 15, V = 22, p = 0,03).

Die wichtigste Determinante der ob MCC aufgetreten ist eine deutliche Zunahme der Zeit verbrachte/Preference Partituren für das vorherige nicht bevorzugten Männchen von der ersten zur zweiten Partnerwahl testen22. In einer natürlichen Situation übertragen, erhöht Zunahme der Zeit mit der vorherige nicht bevorzugten männlich, folglich sich die Wahrscheinlichkeit, die ein Weibchen das Männchen Paaren wird. Daher verglichen die wichtigste Analyse die absoluten Zeiten oder die Präferenz-Noten für das vorherige nicht bevorzugten Männchen zwischen den beiden Partnerwahl Tests. Diese Analyse muss separat für jede Behandlung und Kontrolle erfolgen. Da in unserer Studie die Wahl Motivation in Behandlung 2 unterschieden, verwendeten wir Präferenz Partituren für zunächst nicht bevorzugten Reiz männlich, anstelle von absoluten Verein Zeit, um festzustellen, ob diese Werte zwischen der ersten und zweiten Partnerwahl geändert Testen Sie bei der Information der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt wurde, im Vergleich zu der Steuerung der Behandlung in der Öffentlichkeitsarbeit abwesend war.

Dazu passen wir eine lineare gemischte Wirkung (LME) Modell mit der Lme-Funktion von der "Nlme" Paket69 mit Vorliebe Punktzahl für das vorherige nicht bevorzugten Männchen (Pref_NP) als abhängige Variable. Wir enthalten Partnerwahl Test (Mtest: M1, M2) und Behandlung (Behandlung: vor Ort, keine Stelle, Kontrolle) als feste Faktoren sowie fokale weiblich Standardlänge (SL) als eine Kovariate. Um für die Gestaltung von wiederholten Messungen zu berücksichtigen, wurde fokaler weiblicher Identität (ID) als einen Zufallsfaktor. Wir waren besonders daran interessiert, ob die Wirkung der Partnerwahl Test anders zwischen den Behandlungen war; Daher haben wir eine Interaktion zwischen Partnerwahl Test und die Behandlung in unserem Modell aufgenommen. Wir haben zwei orthogonale Vergleiche für "Behandlung" mit der Funktion Kontraste70durchgeführt. Wir setzen die Kontraste des Modells (1), die Kontrolle gegen den Mittelwert zu vergleichen, alle Behandlungen in welches jeder virtuellen Modell weiblich sich während der Beobachtung präsentierte [Kontrolle >> (Ort, kein Spot)], und (2) die Behandlung zeigt ein virtuelles Modell mit weiblichen vergleichen gegen, die ohne einen Platz vor Ort (vor Ort >> keinen Fleck). Ein Grundstück von der standardisierten Residuen eines Faktors gegen die angepassten Werte offenbart Heteroskedastizität der verbleibenden Abweichungen für "Mtest". Daher haben wir eine Gewichte-Funktion mithilfe der VarIdent -Klasse der Lme-Funktion ermöglicht unterschiedliche Varianzen für jede Stufe der "Mtest"71,72aufgenommen. Wir nutzten das R-Paket "Phia"73 für eine post-Hoc Analyse mit Holm-Bonferroni Korrektur signifikante Wechselwirkung Begriffe. Wir inspizierten Modellannahmen (Q/Q-Plots, Residuen, Residuen gegen angepassten Werte) für alle Modelle optisch74. Wir haben weiter die Verteilung der Residuen gegen eine Normalverteilung mit Shapiro-Wilk Normalität Tests verglichen. Die angegebenen p-Werte galten bedeutende wenn p ≤ 0,05.

Die Ergebnisse dieser Analyse sind in Abbildung 7A und Tabellen 1 und 2angegeben. Wir fanden eine signifikante Wechselwirkung zwischen M2 und der Kontrast "[Kontrolle >> (Ort, kein Spot)]" für Präferenz punktet der vorherige nicht bevorzugten männlichen (LME: df = 42, t =-2.74, p = 0,009). Jedoch waren bevorzugt Partituren nicht Schwerpunkt weibliche SL betroffen. Weitere Post hoc- Analyse von den Wechselwirkungsterm ergab einen signifikanten Unterschied Präferenz Partituren der vorherige nicht bevorzugten männlichen in M2 in Behandlung 1 (Ort: df = 1, χ2 = 30.986, p < 0,001) und Behandlung 2 (kein Ort: df = 1, χ2 = 19,957, p < 0,001) jedoch nicht für das Steuerelement (χ2-test: df = 1, χ2 = 2.747, p = 0.097). Hier zeigen unsere Ergebnisse, dass, wie vorhergesagt für MCC, Präferenz Partituren für das vorherige nicht bevorzugten virtuellen-Männchen deutlich erhöht von M1, M2, nachdem fokale Weibchen mit den simulierten Partnerwahl ein virtuelles Modell weiblicher vorgestellt wurde. Wir fanden diesen Effekt in beide Behandlungen aber nicht in das Steuerelement für Wahl Konsistenz. Stattdessen stimmten in der Kontrolle, wo kein weibliches Modell während des Beobachtungszeitraums anwesend war, fokale Weibchen in ihrer Partnerwahl für ein Männchen.

Faktoren Niedrigere Schätzung Obere SE DF t-Wert p-Wert
(Intercept) 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
Steuern → (Spot, kein Punkt) -0.041 -0.012 0,017 0,014 41 -0.852 0,4
→ kein Punkt zu erkennen -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 [Kontrolle → (Spot, keinen Fleck)] -0.148 -0.085 -0.023 0.031 42 -2,743 0,009
M2 X (spot → kein Punkt) -0.067 0,042 0,15 0.054 42 0.777 0.441

Tabelle 1. LME Schätzungen für Auswirkungen auf die Präferenz Partituren für das vorherige nicht bevorzugten virtuellen Männchen. Präferenz Punktzahl für die vorherige nicht bevorzugten virtuellen männlichen Reiz war die abhängige Variable in der gesamten. Gegeben sind Schätzungen ± Standardfehler und unteren/oberen Konfidenzintervalle, Freiheitsgrade, t-Werte und p-Werte für die einzelnen feste Faktoren. Achsenabschnitt Schätzungen repräsentieren den grand Mittelwert aller Behandlungen. Orthogonale Vergleiche von Behandlungen erhalten. Behandlungen in Klammern kombiniert, sind Mittelwerte für diese Behandlungen in die Vergleiche verwendet. Die Intercept Referenzkategorie für Faktor "M2" ist "M1". Signifikante p-Werten (p < 0,05) sind fett gedruckt. M1 = Bootsmann-Choice-Test, M2 = zweite Partnerwahl Test, SL = Standardlänge von fokalen Weibchen. 90 Beobachtungen mit n = 15 fokale Weibchen pro Behandlung.

Zufallsfaktor Varianz SD
ID ((Intercept)) 1.464x10-10 1.21x10-5
Restwert 1.859x10-2 0.1364

Tabelle 2: LME Varianzkomponenten für fokale weibliche ID. Varianz und Standardabweichung für die zufälligen Effekt "fokale weibliche ID" und die Residuen sind gegeben.

Figure 7
Abbildung 7: Ergebnisse des virtuellen MCC experimentieren Bearbeitung von weiblichen Modellqualität durch das visuelle fehlen oder Vorhandensein einer trächtigen Ort. (A) Vorliebe scores für die (vor) nicht bevorzugten virtuellen Reiz männlichen in M1 und M2 für Behandlungen und die Kontrolle. (B) Änderung der Präferenz von M1, M2 (Partitur kopieren) für das vorherige nicht bevorzugten virtuellen Männchen in den Behandlungen und in der Steuerung. Die gepunktete Linie zeigt keine Änderung in den Voreinstellungen, positive Werte zeigen einen Anstieg in den Voreinstellungen und negative Werte zeigen einen Rückgang der Präferenz. Graue Punkte A und B zeigen die Rohdaten jedes fokale Weibchen. (C) Anzahl der Partnerwahl Rückschläge in M2 für jede Behandlung und Kontrolle. M1 = Bootsmann-Choice-Test, M2 = zweite Partnerwahl Test, ns = nicht signifikant, * = p < 0,05, ** = p < 0,01, *** = p < 0,001. N = 15 für Behandlungen und die Kontrolle. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Erhalten Sie weitere Informationen darüber, ob eine Vervielfältigung Wirkung mehr oder weniger stark abhängig von der jeweiligen Behandlung sein könnte, war ein Vergleich zwischen Kopieren von Noten und die Anzahl der Partnerwahl Auflösungen zwischen den verschiedenen Behandlungen und die Kontrolle durchgeführt. Daher analysierten wir weiter ob kopieren Partituren für das vorherige nicht bevorzugten Männchen über Behandlungen unterschiedlich waren. Kopieren Punktzahl für einen männlichen beschreibt die Veränderung der weiblichen Präferenz für ein Männchen aus der ersten auf die zweite Partnerwahl Probe. Der Kopiervorgang Partitur wird durch die Präferenz Partitur eines Mannes in der zweiten Partnerwahl Test abzüglich der Partitur von diesem gleichen Männchen in der Bootsmann-Choice-Test definiert. Kopieren im Bereich zwischen-1 und + 1 und kann entweder positive oder negative Werte sein, die negative Werte einer Abnahme der Präferenz und positive Werte eine Zunahme der Vorliebe für das männliche beschreiben. Hier passen wir ein LME mit dem Kopieren von Punkten (Copy_NP) als abhängige Variable, Behandlung als festen Faktor, fokale weibliche SL als eine Kovariate und fokale weiblich vor Ort wie einen Zufallsfaktor. Hier haben wir die gleichen zwei orthogonale Vergleiche für die "Behandlung" wie oben beschrieben durchgeführt.

Wie wir zeigen, Abbildung 7 b und Tabellen 3 und 4, wir fanden eine signifikant höhere Punktzahl für das vorherige nicht bevorzugten Männchen in Behandlungen mit einem virtuellen Modell Weibchen im Vergleich zu der Kontrolle kopieren (LME: df = 20, t =-2.833, p = 0,01) aber keine signifikanten Unterschiede Unterschied zwischen den Behandlungen (LME: df = 20, t = 0,618, p = 0.544). Kopieren Partituren waren fokale weibliche SL nicht betroffen.

Feste Faktoren Niedrigere Schätzung Obere SE DF t-Wert p-Wert
(Intercept) -0.889 -0.081 0.727 0.389 21 -0.208 0.837
Steuern → (Spot, kein Punkt) -0.153 -0.088 -0.023 0.031 20 -2.833 0,01
→ kein Punkt zu erkennen -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

Tabelle 3. LME Schätzungen für Auswirkungen auf die Noten für das vorherige nicht bevorzugten virtuellen Männchen kopieren. Kopieren Punktzahl für die vorherige nicht bevorzugten virtuellen männlichen Reiz war die abhängige Variable in der gesamten. Gegeben sind Schätzungen ± Standardfehler und unteren/oberen Konfidenzintervalle, Freiheitsgrade, t-Werte und p-Werte für die einzelnen feste Faktoren. Achsenabschnitt Schätzungen repräsentieren den grand Mittelwert aller Behandlungen. Orthogonale Vergleiche von Behandlungen erhalten. Behandlungen in Klammern kombiniert, sind Mittelwerte für diese Behandlungen in die Vergleiche verwendet. Signifikante p-Werten (p ≤ 0,05) sind fett gedruckt. SL = Standardlänge von fokalen Weibchen. 45 Beobachtungen mit n = 15 fokale Weibchen pro Behandlung.

Zufallsfaktor Varianz SD
Spot_area ((Intercept)) 0,028 0.166
Restwert 0,075 0.275

Tabelle 4. LME Varianzkomponenten für weibliche vor Ort Schwerpunktbereich. Varianz und Standardabweichung für die zufälligen Effekt "Spot_area" und die Residuen sind gegeben.

Darüber hinaus haben wir getestet, ob die Anzahl der fokalen Frauen, die ihre ersten Mate Vorliebe in M2 umgekehrt über Behandlungen unterschieden. Partnerwahl Umkehr ist definiert als ob gibt es eine Änderung in der Präferenz für ein Männchen (von weniger als 50 % auf mehr als 50 % der Zeit in beiden Gebieten Wahl) von der ersten auf die zweite Partnerwahl Probe. Partnerwahl Umkehr zählt als ein "Ja" (Präferenz für ein Männchen hat sich geändert) oder ein "Nein" (Präferenz für einen männlichen änderte sich nicht). Hier führten wir eine post-Hoc paarweise mit der R-G-Test-Paket 'RVAideMemoire'75 mit Korrektur für mehrere Tests. Wie in Abbildung 7gezeigt, elf von 15 fokalen Frauen umgekehrt ihre Partnerwahl in Behandlung 1 und zehn Frauen umgekehrt ihre Partnerwahl in Behandlung 2. Auf der anderen Seite wurden nur zwei Auflösungen im Steuerelement beobachtet. Dabei lag die Zahl der fokalen Frauen, die ihre ersten Partnerwahl zu Gunsten der vorherige nicht bevorzugten Mann in M2 umgekehrt beide Behandlungen im Vergleich zu der Kontrolle deutlich größer (Post Hoc paarweisen G-Test: Spot vs. Kontrolle, p = 0,002; kein Ort vs. Kontrolle, p = 0,003) aber nicht signifikant unterschiedlich zwischen den Behandlungen 1 und 2 (Post-hoc-paarweise G-Test: vor Ort vs. keine Stelle, p = 0,69).

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Discussion

Trächtige Ort in Segelkärpflinge Molly Weibchen war zuvor beschrieben, als ein Mittel zur Fruchtbarkeit Werbung in Richtung Sicht Männer59,60berufen. Ob eine trächtige Stelle auch konspezifischer Frauen im Zusammenhang mit der Partnerwahl informieren kann war bisher nicht getestet worden. In der vorliegenden Fallstudie untersuchten wir die potenzielle Rolle von trächtigen Ort als eine öffentliche Informationsquelle für die Beobachtung Sicht Weibchen im Zusammenhang mit der MCC. Unsere Studie zeigt, dass die trächtigen Ort kein Zeichen der weiblichen Modellqualität für live fokale Frauen scheint bei der Entscheidung für die Partnerwahl ein virtuelles Modell Weibchen für ein virtuelles Männchen kopieren. Fokale Weibchen kopiert die Wahl ein virtuelles Modell weiblich für eine vorherige nicht bevorzugten virtuellen männliche unabhängig davon, ob das Modell Weibchen eine trächtige Stelle oder nicht hatte. Wir fanden keinen Unterschied beim Kopieren von Noten noch die Anzahl der Partnerwahl Auflösungen zwischen den beiden Behandlungen, die darauf hinweist, dass der kopieren-Effekt auch gleich stark, ob das Modell Weibchen trächtigen Ort war oder nicht. Wenn keine öffentlichen Informationen in das Steuerelement (kein Modell weiblich vorhanden) zur Verfügung gestellt wurde, stimmten Schwerpunkte Frauen in ihrer Partnerwahl. Dadurch unterstützt, dass die beobachteten Veränderung des Geschmacks in Behandlungen durch die Anwesenheit von das virtuelle Modell Weibchen nur, Bereitstellung von ausreichenden öffentlichen Informationen zum Kopieren der Partnerwahl von anderen erklärt werden kann.

Obwohl das allgemeine Vorhandensein und Ausmaß der trächtigen Ort gelten, um die weiblichen reproduktiven Zyklus verknüpft werden, mit der Stelle größte vor der Entbindung und kleinste oder abwesend, nach der Geburt60, systematische Sichtbeobachtungen von der Entwicklung der trächtigen Spots in einzelnen Weibchen werden noch vermisst. Darüber hinaus Unterschiede bei trächtigen Punktgröße kann hoch zwischen einzelnen Weibchen mit Flecken auch völlig abwesend in Reife, trächtige Weibchen60. Obwohl Segelkärpflinge Molly Weibchen am empfänglichsten kurz nach der Entbindung59,76 sind, sind sie in der Lage, Spermien für mehrere Monate57zu speichern. Daher sollten Frauen immer für die beste Qualität-Mate wählerisch zu sein. In Bezug auf unsere Fallstudie über MCC und die getesteten Hypothesen schließen wir, dass eine trächtige Stelle möglicherweise keine gültige Indikator für weibliche Modellqualität Beobachtung Sicht Weibchen. Informationen über den reproduktiven Zustand einer Modell-Frau, die eine Beobachtung weiblich möglicherweise gewinnen könnte scheint nicht wichtig bei der Entscheidung für ihre Wahl oder nicht, zumindest unter Segelkärpflinge Mollies kopieren.

Unsere Studie zeigt vor allem, ein hoch standardisiertes Verfahren zur visuellen Manipulation der öffentlichen Informationen in MCC Experimente mit computeranimierten Fisch. Im Gegensatz zu einer früheren Studie von Benson77, die lebende Fische mit Tattoofarbe, trächtige Flecken zu manipulieren injiziert, bietet unsere Methode eine komplett nicht-invasive Alternative zur visuellen Manipulation. Wir ausführlich das Verfahren zum Erstellen und animieren von virtuellen Segelkärpflinge Mollies in FishSim. Weiter haben wir gezeigt, wie Computer-Animation verwendet werden kann, die Versuchsdurchführung eines Klassikers MCC experimentieren mit virtuellen Fisch für die Präsentation in Richtung live-Test Fisch in einer binären Wahl Situation anzunehmen.

Im Anschluss an das Protokoll identifizieren wir mehrere wichtige Schritte, die besonderes Augenmerk auf den richtigen Umgang mit unseren Toolchain und den Erfolg des Experiments zu gewährleisten. Da Computeranimationen erstellt und präsentiert mit Computern und Anzeigegeräte wie Computer-Monitore, die technische Ausrüstung sollte immer gut genug, um eine reibungslose Abwicklung des allgemeinen Workflows und vor allem die Wiedergabe zu gewährleisten sein die Animation (Schritte 2, 3 und 5). Wenn Sie zwei oder mehr Monitore für die Präsentation von Stimuli verwenden, sollten ihre technischen Spezifikationen identisch sein. Wenn Sie unsere Software verwenden, die eingestellten Monitorauflösung sollte immer sein, die Präsentation Monitore (siehe Punkt 1.2.1.). Einstellen der Szene (Schritt 1.2.) sowie das Design (Schritte 1.3. und 1.4.) und Animation (Schritt 2) virtuelle Reize sollte immer auf einem Monitor später für Reizdarbietung bei Experimenten verwendet, um die richtigen Maße zu gewährleisten.

In diesem Protokoll, konzentrieren wir uns auf die erforderlichen Maßnahmen, um eine Reihe von Fisch Reize zu schaffen (Schritte 1.3. und 1.4.) für den Einsatz in einer Studie einer Behandlung (Schritt 5). Hier, weisen wir darauf hin, die dass es wichtig ist, mehrere verschiedene Fische Reize und/oder Animationen für Pseudoreplication15,78,79 Konto betrifft die mögliche Interpretation der Daten zu erstellen erhalten während der Experimente. Mit unseren Toolchain ist es einfach, verschiedene Fische Reize bietet Möglichkeiten, verwenden Sie einen eindeutigen Satz von Reizen für jede experimentelle Studie zu erstellen. Alles in allem hängt die Gesamtzahl der Reize benötigt der beabsichtigte Stichprobenumfang für jede Behandlung (siehe Abschnitt "Repräsentative Ergebnisse" für Informationen über unsere Case Study).

Mit unseren Toolchain wollten wir eine schnelle und einfach zu erstellende Animationsvorgang bieten durch die Verwendung eines Video-Game-Controllers (Schritt 2). Dabei wird das allgemeine schwimmen Verhalten des virtuellen Fisches automatisch generiert basierend auf Videos von live Segelkärpflinge Mollies80schwimmen. Schwimmen Verhalten (einschließlich Bewegung der Flossen und Gonopodium) ist, daher im Allgemeinen auf die Verwendung mit virtuellen Reize der Segelkärpflinge Mollies in bestimmten und lebendgebärende Fische abgestimmt. Neben lebendgebärende Fische bietet eine weitere Vorlage für ein praktisch Dreistachliger Stichling Zusatzfunktionen für arteigene Bewegung, wie zum Beispiel die Anhebung/Absenkung der dorsalen und ventralen Stacheln.

Animation Funktionalitäten derzeit unsere Toolchain möglicherweise nicht ausreichend für jeden Verhaltensmuster und Fischarten. Dies, jedoch obliegt dem Benutzer und der getesteten Forschungsfrage hängt. Weitere, Animation mit FishSteering (Schritt 2) braucht ein wenig Übung im Vorfeld an die Funktionen des die Gaming-Controller gewöhnen. Daher ist der Animationsvorgang wahrscheinlich der zeitaufwändigste Schritt des Protokolls. Controller von einer anderen Marke verwendet werden, aber die Funktionalität ist möglicherweise nicht so glatt und die Tastenfunktionen (wie in der Bedienungsanleitung angegeben) können unterschiedlich sein oder ganz fehlen. Bei der Animation kann zu einem Zeitpunkt nur ein Merkmal eines virtuellen Stimulus (z. B. Position, Flossen, Gonopodium) animiert werden. Erstens können selbständig schwimmen Bewegung (Position) und danach Zusatzfunktionen (z. B. Flossen) hinzukommen. Es wird empfohlen, jeden Schritt einzeln speichern. Dies bietet den Vorteil, dass der Benutzer die Möglichkeit, zurück zu einer früheren Version der Animation zu ändern, eine Besonderheit, kommen zum Beispiel Schwimmen Weg konstant zu halten, aber ändern die Rückenflosse Bewegung im Vergleich zu einer früheren Version. Vor allem wenn Sie mehr als ein Fisch (Schritt 2.2.) zu animieren, die Reihenfolge in welcher, die Fisch Reize animiert werden ist sehr wichtig und muss im Voraus bestimmt werden. Hier könnte es bezieht sich auf die Biologie der getesteten Arten hilfreich sein. In unserer Case Study simulieren wir das Balzverhalten der Segelkärpflinge Mollies, in denen ein Männchen in der Regel eine weibliche81folgt. Daher wir zuerst schwimmen Pfad des virtuellen weiblichen erstellt und hinzugefügt den Pfad für das virtuelle Männchen das Weibchen folgt.

Wenn die Versuchsdurchführung (Schritt 5) ausgeführt ist das Timing entscheidend für den Erfolg des Experiments. Zeit / Dauer wir dem Protokoll (Schritt 5 gemäß) stammen aus früheren Studien mit Segelkärpflinge Mollies. Sie sind als Vorschläge anzusehen und sind nicht für den allgemeinen Erfolg des experimentellen verpflichtet aber sollte, jedoch dicht gefolgt werden während des Verfahrens. Akklimatisation Zeit variieren zwischen Fischarten und sogar Einzelpersonen und sollte in der Regel so lange, wie die fokale Fisch braucht zu erkunden die ganze Test-Tank und an seine neue Umgebung gewöhnen. Wir entschlossen die angemessene Dauer Pausenlänge in Trainingsläufen des experimentellen Verfahrens. Die Pause sollte mindestens so lang wie der Zeitaufwand für Fang des Fisches mit dem Zylinder, als auch zu Fuß zum und vom Test-Tank und operativen Computer den Fisch aus dem Zylinder Entlassung sein. Zeiten variieren hier, möglicherweise abhängig von spezifischen experimentellen Situation in jeder Übungseinheit und geprüften Fischarten. In jedem Fall der Experimentator kann einzeln ändern Zeiten / Dauer entweder durch Errichtung einer anderen Zeit in FishPlayer (siehe Punkt 3.1. 3) oder durch die Schaffung von Animationssequenzen mit unterschiedlicher Länge (siehe Punkt 2.1).

Der Experimentator kann die Messung der Verein Zeit für jeden Partnerwahl Test durch die Implementierung einer automatisierten Tracking-Systems, wenn es sein in der Lage Tracking in Echtzeit muss verbessern. Hier, wollen wir auch darauf hinweisen, dass es keine Möglichkeit gibt, einen blinde Beobachter und daher blind Analyse, wenn Sie das Verfahren für die Prüfung von MCC. Da der Experimentator kann nicht wissen, welche virtuelle männlichen Reiz wird durch das fokale Weibchen vor der Prüfung bevorzugt werden, er oder sie muss den Schwerpunkt Fisch Wahl, um die Reihenfolge der Animationssequenzen entsprechend ändern (siehe Schritte 3.2 und 5.10) bewusst sein.

Das Protokoll, die, das wir hier beschreiben, ist spezifisch für unsere Studiendesign auf MCC in Segelkärpflinge Mollies. Jedoch kann die Toolchain für die Präsentation auch in Kombination mit anderen experimentellen Designs mit bis zu vier Monitoren verwendet werden. In der Regel Computer-Animations-Tools bieten eine Vielzahl von Lösungen für verschiedene Fragen auf Fisch Verhalten wie Mate studieren Wahl shoaling Entscheidungen oder Räuber-Beute-Erkennung, mit künstlichen visuellen Reizen. Allgemeine technische und konzeptionelle Überlegungen für die Nutzung von Computer-Animation in Tierverhaltensforschung sollten sorgfältig geprüft werden, bevor Sie es in Experimenten2,15verwenden. Am wichtigsten für die Entscheidung ob Computer Animation Ansätze in der Forschung umgesetzt werden können sieht die visuellen Fähigkeiten des getesteten Fischarten und ob es natürlich in Richtung virtuelle Reize auf Bildschirmen präsentiert reagiert. Insbesondere ist bei der Prüfung der Wirkung von Farbe Aspekte anzumerken, dass Bildschirme nur Farben als RGB-Werte zeigen und, dass dies möglicherweise behindern oder Recherchemöglichkeiten, zu begrenzen, obwohl RGB Farbausgabe in der Tat möglicherweise82 angepasst. Für einige Fischarten könnte eine Einschränkung sicher sein, dass Monitore nicht UV-Wellenlängen emittieren oder auf der anderen Seite bestimmte Monitor stark polarisiert sind, welche möglicherweise eine Einschränkung mit Fisch als empfindlich auf polarisiertes Licht zum Beispiel in Fragen der Paaren Sie Wahl83. Daher ist eine Validierung für die Wirksamkeit der vorgestellten Reize als Computeranimationen vor der Prüfung Hypothesen2,12,15,84,85notwendig.

In der Zukunft neue Entwicklungen in der tierischen Tracking und Aktion Anerkennung könnte machen es möglich, erstellen Sie interaktive virtuelle Reize, die reagieren in Echtzeit auf lebende Fische und simulieren Sie entsprechende Verhalten um Realismus zur Beobachtung von Fischen massiv zu steigern 86. Dank der Modularität des zugrunde liegenden ROS, externe Geräte wie Kameras können in die Toolchain integriert werden, sofern der Benutzer über ausreichende Programmierkenntnisse verfügt. Ein erster erfolgreicher Versuch zeigte, dass FishSim in der Regel verwendet werden kann, interaktive virtuelle Fische Reize zu simulieren durch Verlängerung der ein 3D Echtzeit-tracking-System87,88,89. Während die Wissenschaft Kommunikationsereignis "Molly weiß am besten" (https://virtualfishproject.wixsite.com/em2016-fisch-orakel), konnten wir zeigen, dass virtuelle Fische folgen fokale Lebendfisch auf Bildschirm und Balzverhalten programmiert werden kann nach einem vorgegebenen Algorithmus. Weiter, könnten solche Echtzeit-Tracking-Systeme verwendet werden, um Verein Zeit automatisch zur Versuchsdurchführung Verbesserung zu messen. Diese Funktion ist noch nicht in der aktuellen Version von FishSim enthalten aber Weiterentwicklung unterliegt.

Zusammenfassend ist der Einsatz von Computer-Animation in Tierverhaltensforschung ein vielversprechender Ansatz, wenn konventionelle Methoden-invasive Behandlung von lebenden Tieren, die Ausdruck einer visuellen Eigenschaft oder Verhaltensmuster zu manipulieren erfordern würde. Bearbeiten von Computeranimationen ermöglicht ein hohes Maß an Kontrolle und Standardisierung im Vergleich zur Verwendung von live-Test Fischöl, vor allem, da sie auch Lösungen bietet, um Verhalten zu manipulieren, was stark eingeschränkt oder sogar unmöglich in lebendem Fisch ist. Weitere, im Einklang mit der 3R-Prinzip und ähnliche Richtlinien für die Verwendung von Tieren in Forschung und Lehre90,91, trägt diese Technik das Potenzial, "verringern" und "ersetzen" live-Test Tiere sowie "experimentelle verfeinern" Verfahren in der Forschung.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG (WI 1531/12-1 KW und SG) und KU 689/11-1, KDK, KM und JMH unterstützt. Wir danken das DAAD steigen Deutschland-Programm für die Bereitstellung und Organisation von Forschungspraktikum Bachelor zwischen SG und DB (Finanzierung-ID: 57346313). Wir sind dankbar, Mitacs für die Finanzierung der DB mit einem Aufstieg Globalink Praktikum-Forschungspreis (FR21213). Wir danken Aaron Berard für die Einladung FishSim JoVE Leserschaft vorzustellen und Alisha DSouza sowie drei anonymen Gutachtern für ihre wertvollen Kommentare in einer früheren Version des Manuskripts.

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

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