A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
This manuscript describes the setup, implementation, and analysis of boldness, aggression, and shoaling in zebrafish and testing for the presence of a behavioral syndrome. A standardized approach for behavioral quantification will allow for easier comparison across studies. Modifications to this protocol are possible as each assay can be run individually.
وتوجد متلازمة السلوكية عندما تتفاعل سلوكيات معينة تحت سياقات مختلفة. وقد الزرد اختبار المواضيع في الدراسات الحديثة وذلك من المهم توحيد بروتوكولات لضمان التحليلات والتفسيرات المناسبة. في دراساتنا السابقة، قمنا بقياس الجرأة من خلال رصد مجموعة من السلوكيات (الوقت قرب السطح، الكمون في التحولات، وعدد من التحولات، والسهام) في خزان شبه منحرف 1.5 لتر. وبالمثل، فإننا كميا العدوان من خلال مراقبة لدغ، ويعرض الجانبية، والسهام، والوقت قرب مرآة مائلة في مستطيلة خزان 19 لتر. بقسمة خزان 76 لتر الى الثلثين، ونحن أيضا فحص تفضيلات shoaling. فحص shoaling هو فحص عالية للتخصيص، ويمكن أن تكون مصممة لفرضيات محددة. ومع ذلك، بروتوكولات لهذا الاختبار أيضا يجب أن يكون موحدا، ولكن مرنة بما فيه الكفاية لالتخصيص. في دراسات سابقة، كانت غرف نهاية إما فارغة، تضمنت 5 أو 10 الزرد، أو 5 danios اللؤلؤ (د albolineatus). في فلخوار مخطوطة، نقدم بروتوكول مفصلة وبيانات تمثيلية التي تصاحب التطبيقات الناجحة للبروتوكول، والتي سوف تسمح لتكرار التجارب متلازمة سلوكية.
هناك مجموعة متزايدة من الأدب التحقيق في الجمعيات بين السلوكيات المتميزة داخل الحيوانات الفردية من عدد معين من السكان. ويطلق على هذه الجمعيات المتلازمات السلوكية، والقياسات وعادة ما تشمل الجرأة والعدوانية والسلوك الاستكشافي، ومؤانسة 1-5. المتلازمات السلوكية ذات قيمة لأسباب المباشرة وغير المباشرة على حد سواء. مباشرة، ويمكن معرفة المتلازمات السلوكية تقديم رؤية أكثر تكاملا من الناحية النظرية التطورية، التركيبة السكانية، وديناميات السكان 3. بشكل غير مباشر، والمعرفة بشأن الجمعيات السلوكية قد تبلغ الحقول التي قياس السلوك مثل الصيدلة 6، وعلم السموم 7، وعلم الوراثة السلوكي 8،9، وأمراض الغدد الصماء 10. وبسبب هذه الفوائد المباشرة وغير المباشرة، وزيادة المعرفة من المتلازمات السلوكية هي قيمة خاصة في الكائنات الحية النموذج المستخدم عادة مثل الزرد. تم العثور على الدراسات التي تستخدم الزرد طنا متنوعة من التخصصات، بما في ذلك تحليل المتلازمات السلوكية 11-13. لتعزيز المعرفة في مجال البحوث متلازمة السلوكي، ولأن التخصصات الأخرى أيضا استخدام القياسات السلوكية لاختبار الفرضيات، يطلب الوصف موثوقة وموجزة لسلوك التحليلات والتفسيرات صحيحة وبروتوكولات موحدة من شأنها تسهيل المقارنات بين الدراسة داخل الأنواع. وقد تم تطوير بروتوكول لدينا لقياس متلازمة سلوكية الجرأة-اعتداء shoaling في عدد سكانها تربى مختبر الزرد 14. ومع ذلك، فإن أساس بروتوكول (تتبع الأسماك الفردية، وضمان التوزيع العشوائي الصحيح، والتحليلات المناسبة) يمكن تعديلها بسهولة لمجموعة متنوعة من التدابير السلوكية البديلة. بالإضافة إلى ذلك، المقايسات جرأة والعدوان، أو shoaling يمكن تشغيل على حدة لاختبار فرضيات مختلفة. لذلك، في حين أنه هو هدفنا لوصف كيفية إجراء دراسة متلازمة سلوكية وبروتوكول لنجاح ل الفرديإيفل القياس السلوكي، كل وجه من وجوه هذا الإجراء يمكن أن تقف وحدها.
الأدب على المتلازمات السلوكية يمتد عدة مجموعات تصنيفية، من المفصليات للإنسان 4 و، من أجل قياس متلازمة سلوكية، يجب تقدير لا يقل عن اثنين سياقات سلوكية. لسوء الحظ، ليس هناك اتساق في كثير من الأحيان قليلا في المقايسات التي تستخدم لقياس قياس السلوكي عبر محاور السلوك. على سبيل المثال، في الأسماك، ويمكن قياس جرأة باستخدام فحوصات T-المتاهة، المقايسات حقل مفتوح، أو مقدمة لرواية أو التحفيز الأجانب 15. دراسات العدوان في الأسماك قد تنطوي على تفاعلات المثنى، يضفي فحوصات التحفيز الفيديو، أو المقايسات نموذج من الطين 12،16،17. وبالمثل، وتحليل سلوك shoaling، التي عادة ما ينطوي على قياس تفضيل shoalmate، قد يتم تنفيذ في أنواع مختلفة من الدبابات، مع أساليب مختلفة لتحديد الوقت جمعية 21-23. في هذا البروتوكول مجموعة فرعية معينة من overaوتقدم ليرة لبنانية السلوكي فحص ذخيرة. على وجه التحديد، ويعرض هذا البروتوكول منهجية لتتبع الأفراد من خلال الجرأة، والعدوان، والمقايسات shoaling بطريقة يسهل مقارنات ضمن الأفراد لتحديد ما إذا كانت المقارنات متناسقة عبر جميع الأفراد الموجودين في عدد السكان. وقد أجرينا هذا البروتوكول مع الزرد والبلطي المدان (Amatitlania nigrofasciata) في دراسات سابقة 14،18، وأنها ستعمل مع أي أسماك المياه العذبة ذات الحجم المماثل.
وتجرى فحوصات جرأة في خزان شبه منحرف 1.5 لتر يحتوي على خط أفقي ترسيم المناطق الحجم متساوية في الأجزاء العلوية والسفلية من الخزان. وتشمل السلوكيات كميا عدد من التحولات التي كتبها الأسماك اختبار بين الجزء العلوي والسفلي من الخزان، والوقت الذي يقضيه في كل جزء، وعدد من السهام، والكمون لدخول الجزء العلوي. يتم تنفيذ فحص العدوان في خزان مستطيلة 19L يتضمن3 بوصة × 5 بوصة مرآة ارتفع بنحو 22 درجة تقع في الزاوية اليسرى السفلى من الخزان 19. وتشمل السلوكيات كميا المبلغ الإجمالي من الوقت الذي يقضيه الأسماك الهدف التفاعل مع مرآة 20، جنبا إلى جنب مع مؤشرات عدوانية محددة - عدد من لدغات، يعرض الجانبية، والسهام بين الأسماك الاختبار وانعكاسه. هذه مؤشرات محددة، يتم تعريف دغات كما الطعنات سريعة نحو مرآة مع فتح الفم، يتم تعريف يعرض الجانبية مثل إشعال الجانبي، والصدرية، والشرج وظهري الزعانف في اتجاه المرآة، والسهام أية تحركات غير المنتظمة التي ليست موجهة نحو المرآة. وأخيرا، وفحص shoaling الكمي سلوك سمكة الاختبار في غرفة مركزية للدبابات غرف الثلاثية. الدوائر جانب خزان إما فارغة أو تحتوي على "مياه ضحلة الهدف" من الأسماك، ويقاس الوقت تنفق الأسماك الاختبار قرب كل غرفة جانبية 21-23. والنتيجة المركبة واحدة، ويشار إلى سترينيتم احتساب GTH من Shoaling (SOS)، على كل سمكة اختبار الفردية ومحددة للمنبهات، ويمكن استخدامها في تحليل المصب 14. وسجل كل السلوكيات التي كتبها المشاهد واحد، أو مشاهد متعددة باستخدام البرمجيات الحرة الكمي السلوكية المعروفة باسم JWatcher 24.
اختبار وجود متلازمة سلوكية هو في المقام الأول المسعى الإحصائي، ويستحسن اتباع المبادئ التوجيهية على النحو الذي عرضه Budeav 2010 25 وعلى وجه التحديد، فمن المستحسن لإجراء تحليل المكونات الرئيسية (PCA) على البيانات وتركزت normed فيها المدخلات هي ناقلات سلوكيات الفرد في المقايسات مع قياسات سلوكية متعددة (أي الجرأة والعدوان). اتفاقية الشراكة والتعاون، يقوم على مصفوفة الارتباط، ويقلل من أبعاد القياسات السلوكية، ومن ثم استخراج أهم المعارف التي تشرح أغلبية من التباين. ويمكن بعد ذلك المكونات المستخرجة تفسر بسإد على شحنات ارتفاع عامل لسلوك الفرد من الفائدة والانحدار عشرات يمكن استخراجها لكل فرد على أساس من مكونات التفسيرية. ويمكن بعد هذه الدرجات الانحدار يمكن مقارنة لقياس SOS وغيرها من مختلف القياسات غير السلوكية مثل حجم الأسماك أو الجنس.
وقد تم تنفيذ هذا العمل في دراسة المتلازمات السلوكية الزرد التي تم اكتشاف الجنس متلازمة سلوكية محددة القائم بين الجرأة وshoaling 14. في هذه الحالة، هي أكثر جرأة من الذكور الزرد أكثر عرضة للربط مع أكبر، والأنواع أكثر عدوانية (د albolineatus)، ولكن يتم فقدان هذه الجمعية في الإناث. وقد تم تنفيذ هذا العمل أيضا في دراسة الأحداث المحكوم القربى القشريات (Amatitlania nigrofasciata) 18 التي لم تكتشف متلازمة سلوكية، ويحتمل أن يشير إلى اللدونة السلوكية من الأنواع. لذلك، يتم تقديم بروتوكول التالي ثإيث هدف ترسيم طبيعة ثلاثة فحوصات محددة (جرأة، والعدوان، وshoaling) في إطار دراسة متلازمة سلوكية المستوى الفردي.
وقد تمت الموافقة على المنهجيات التالية للحصول على السكن والرعاية، ودراسة الزرد جامعة IACUC القديس يوسف.
1. الزرد الإسكان والرعاية
2. إعداد التوزيع العشوائي وتانك
3. إجراء الفحص العدوان
4. إجراء جرأة الفحص
5. إجراء الفحص Shoaling
6. مراقبة جودة البيانات
7. تحليل البيانات
تبعا لطبيعة الدراسة، وبروتوكول معين العاملين، عدة نتائج مميزة ممكنة في تجربة المتلازمات السلوكية. الجداول والأرقام، حيث أشار التالية، يتم تكييفها من دراستنا السابقة التي نشرت في دورية السلوكي العمليات (14) ومجلة الزرد 17. عندما يتم تنفيذ...
فإن بروتوكول تحديد ما إذا كان هناك جمعيات متسقة في الجرأة والعدوان والسلوكيات shoaling في الزرد. إذا هناك جمعيات متسقة في عدد معين من السكان بين أي من هذه السلوكيات، ثم متلازمة سلوكية موجودة. من خلال دراسة متلازمة السلوكية الطبيعية والسكان، يمكن للباحثين لديهم فهم أكثر ?...
The authors (GW and SPM) have no competing financial interests or conflicts of interest.
This work was supported by a Howard Hughes Medical Institute Education Grant and an internal grant from the Saint Joseph's University chapter of Sigma Xi. We would also like to thank the three anonymous reviewers who helped strengthen the protocol and interpretations.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Zebrafish Rack System | Aquaneering Inc | Cat. # ZS550 | |
Pet Valu Tropical Fish Food, 224.0 g | Pet Valu | Cat. # 31700 | |
Premium Grade Brine Shrimp Eggs, 16 oz | Brine Shrimp Direct | ||
1.5 L Trapezoidal Tank | Pentair Aquatic Ecosystems | Cat. # itsts-a | |
19 L rectangular tank | That Fish Place | 211932 | |
76 L rectangular tank | That Fish Place | 212180 | |
Hitachi KP-D20A CCD Camera | Prescott's, Inc. | ||
Nikon AF Nikkor 35-105 mm f/305~4.5s MACRO lens | Nikon Corporation | ||
ArtMinds Square Mirror, Value Pack 3" x 3" | Michaels | Cat. # 10334162 | |
Jwatcher | |||
SPSS Statistics Base | IBM | ||
R | The R Foundation |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved