Assays UV-reflektierenden Strukturen zu erkennen und zu bestimmen, deren Bedeutung in Mate-Vorlieben der Sailfin Molly mit<em&gt; Poecilia latipinna</em

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von Spektrophotometrie UV - reflektierenden Strukturen auf Organismen (in diesem Beispiel die sailfin molly Poecilia latipinna) und beschreibt dichotomous - Choice - Tests für die Fische zu erkennen , die Rückschlüsse erlauben , über die Rolle der UV - Signale bei der Partnerwahl getroffen werden.

Zusammenfassung

Viele Organismen verwenden Hinweise und Signale jenseits der menschlichen Empfindlichkeit während der sozialen Interaktionen. Es ist wichtig, zu berücksichtigen, wie Organismen ihre Welten wahrnehmen, wenn sie versuchen, ihr Verhalten und Ökologie zu verstehen. Die Empfindlichkeit gegenüber UV-Spektrum (UV, 300-400 nm) über mehrere Gattungen von Vögeln, Fischen, Reptilien, Amphibien und sogar Säugetiere gefunden. Dieses Protokoll beschreibt eine Technik für die Organismen, die für das Vorhandensein von UV-reflektierenden Strukturen und ein Verfahren zum Testen, ob diese Signale verwendet werden als soziale Signale im Zusammenhang mit der Partnerwahl zu untersuchen. Ein Spektrophotometer wird verwendet, um die Gegenwart von UV-Reflexionsvermögen und die Variation in Reflexionsintensität zwischen Individuen und Geschlechtern zu erkennen. Ein Beispiel für diese Technik vorgestellt, in dem kann ein dichotomous Partnerwahl Test zu anderen Geschlecht Individuen, deren sexuell empfänglich Individuen macht visuelle Erscheinungsbild durch Filter manipuliert werden, um entweder das gesamte Spektrum oder Block UV-Wellenlängen zu übertragen. DiesSystem für die Bestimmung erlaubt , die Frau, aber nicht männlich, sailfin mollies (Poecilia latipinna) ihrer Paarung Entscheidungen wurden unter Verwendung UV - Markierungen als Teil. Diese Arten von Studien dienen dazu, unser Wissen über den Bereich von Organismen zu erweitern, die UV nutzen und geben einen Einblick in, wie UV spielt eine Rolle in ihrem Leben.

Einleitung

die Hinweise und Signale zu verstehen in der Tier sozialen Interaktionen verwendet wird, erlaubt uns die phänotypische Variation zu verstehen, sowohl innerhalb als auch zwischen den Arten. Diese Variante spielt eine wichtige Rolle in evolutionären Prozessen wie Bevölkerungs Divergenz, sexuelle Selektion und Artbildung. Oft aber sind die Forscher beschränkt die Hinweise offensichtlichste für die menschliche Sinnessysteme zu erforschen, vor allem diejenigen in den optischen oder akustischen Welten. Die Verwendung von Spektrophotometrie jedoch ermöglicht es uns, unsere Untersuchungen über den menschlichen sichtbaren Spektrum zu erweitern und in Wellenlängen, die in sozialen Interaktionen in anderen Arten von Bedeutung sein können.

Insbesondere die Nahbereichskommunikation durch ultraviolette ergab (UV, 300-400 nm) Empfindlichkeit hat das Potenzial , bei der Partnerwahl ¹ sehr vorteilhaft erwiesen. Viele optisch Jagd Räuber der Vögel und Fische, sind beispielsweise nicht in der Lage UV-Strahlung zu detektieren. In Systemen, in denen Männer aufwändig angezeigtzu den Frauen, würden diese Männer ihr Risiko von predation reduzieren und gleichzeitig ihre Fähigkeit beibehalten Kollegen zu gewinnen durch das UV - Spektrum , anstatt die Entwicklung Signale nachweisbar im sichtbaren Spektrum ^2,3 ausnutzen .. Wenn man die Möglichkeit , die Organismen mit jedem kommunizieren zu prüfen , schlägt fehl andere verwenden diese "private Kommunikationskanäle", die wesentlichen Treiber des Verhaltens und der Evolution kann verfehlt werden.

Dieses Protokoll beschreibt eine Untersuchung über die Verwendung von UV - Signale für die Partnerwahl in der sailfin molly, Poecilia latipinna, eine polygame Fische , die nicht vorher bekannt Fähigkeit UV zu erkennen oder UV - Markierungen verwenden. Diese Fischarten hat eine enge phylogenetische Nähe zu anderen UV-empfindlichen Lebendgebärende Fische ⁴ , und es gibt Hinweise darauf , dass mikrospektroskopischen P. latipinna, zusammen mit anderen molly Arten wie P. mexicana und P. formosa, besitzen eine Klasse von Kegeln (Sehzellen verantwortlich für die Zusammenarbeitlor Vision) , die am empfindlichsten sind für UV - Wellenlängen ^5. In dieser geschlechtsdimorphischen Spezies hat Weibchenwahl eine starke Rolle in der Entwicklung des bunten und vergrößerten Flossen ^6-9 'Männchen gespielt. Diese Methode ermöglicht es uns, zu untersuchen, ob UV ein zusätzliches Medium, durch die Frauen männliche Qualität beurteilen zu können.

Der Nachweis und die Messung von UV Markierungen auf P. latipinna unter Verwendung eines Spektrophotometers mit einer faseroptischen Sonde hier detailliert. Ferner ob empfänglich weibliche mollies differentiell mit Männern assoziieren einen optischen Filter gesehen durch Vollspektrumlicht mit UV-A-Übertragung ([UV +]; 320-700 nm) und durch eine UV-Sperrfilter betrachtet Männchen ([UV]; 400 - 700 nm) wird diskutiert. Dieses Verfahren hat eine breite Anwendung für die Entdeckung der UV-Empfindlichkeit und Farbmuster in Fischen und anderen Organismen, so dass die Erforschung einer Vielzahl von Fragen UV und seine Rolle im Verhalten beteiligt sind.

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Protokoll

Alle Versuche wurden mit Zustimmung der Ohio Wesleyan University Institutional Animal Care und Use Committee durchgeführt.

1. Die Aufnahme UV Reflectance von Fisch mit einem Spektralphotometer

1. Kalibrieren eines Spektrometers und die Lichtquelle mit einem bekannten weißen Standard über den Bereich von Wellenlängen gemäß den Empfehlungen des Instruments oder Software gemessen werden.
2. Anesthetize Fisch durch in einer 0,5% igen Lösung von Ethyl-3-aminobenzoat Methansulfonsäuresalz (MS-222) gepuffert mit einer gleichen Menge von Natriumbicarbonat Platzierung bis der Fisch nicht mehr reagiert. Sobald nicht mehr reagiert, setzen Sie sofort den Fisch auf einem schwarzen, nicht reflektierenden Hintergrund. Hinweis: MS-222 ist potenziell toxisch und Handschuhe sollten zu jeder Zeit getragen werden.
3. Alle Messungen sind in einem abgedunkelten Raum jenseits des Spektrometers Lichtquelle zu viel Licht zu minimieren.
4. Measure Reflexions eine faseroptische Sonde gehalten gegen den Körper des Organismus verwendet wird. Machensicher zwischen den Faseroptik und dem Körper eine gleichbleibende 45 ° Winkel zu bilden, wie in einigen Sondendesigns eingebaut ist. Hinweis: Für die Messung Konsistenz, es kann sich über mehrere Scans (2 bis 5) zu durchschnittlich wünschenswert sein, pro Körperbereich.
5. Nehmen Sie Reflexionsdaten mit entsprechenden Reflexionsanalyse-Software. Hinweis: Die Software hier verwendet wurde, eingestellt auf: Integrationszeit = 2000 sec, durchschnittliche Scans = 2 und Pixelglättung = 5. Die Daten wurden kopiert und in eine Tabelle eingefügt.
6. Wiederholen auf mehreren Körperbereiche Anwesenheit oder Abwesenheit von UV-Reflexionsvermögen und die Reichweite der phänotypischen Unterschiede zwischen den Organismen zu bestimmen. Hinweis: Vorläufige Scans kann notwendig sein, um zu bestimmen, ob und welche Körperbereiche UV-Markierungen zeigen immer.
7. Bringen Sie den Fisch zu einem gut mit Sauerstoff angereichert Halte Aquarium bis vollständig erholt, als durch normale operculum Beats und Schwimmverhalten zeigt. Hinweis: Eine kommerzielle protectant die Schleimhaut Beschichtung wiederherzustellen der Körper in der Haut Erholung zu unterstützen hinzugefügt werden.
8. Vertreteressen für mehrere Personen, darunter beide Geschlechter, wenn gewünscht.
9. Auf Kalkulationstabelle, in der alle Daten kopiert wurden, Plot-Daten ein Streudiagramm mit, mit Reflexion auf der Y-Achse und Wellenlänge auf der X-Achse. Amplitudenspitzen im UV-Bereich (300-400 nm) zeigen die Gegenwart von UV-Reflexionsvermögen auf der Fische.

2. Dichotome Mating Trials

HINWEIS: Führen Sie Steuer Beobachtungen, in denen Schwer Fisch, UV-Filter und undurchsichtige Filter vorhanden sind. In diesen Versuchen, wenn die lichtundurchlässigen Filter entfernt werden, wird Brenn Fisch Teile des Tanks ausgesetzt werden, um die Anwesenheit und Abwesenheit von UV-Licht anzeigt, aber möglichen Pass- Partner fehlt. Einzelheiten über die Gültigkeit der dichotomous - Choice - Tests in diesem Experiment sehen Palmer und Hankison (2015) ^10, obwohl beachten Sie, dass diese Tests auch Nachteile ¹¹ haben.

1. Verwenden Sie sexuell empfänglich Individuen als fokale Organismen. Verwenden weibliche P. latipinna <48 Stunden nach der Geburt ⁵ and Männchen für mindestens 24 h vor dem Testen isoliert die Wahrscheinlichkeit der sexuellen Motivation zu verbessern.
2. Legen Sie eine einzelne Brenn Individuum in einem neutralen Bereich neben zwei Wahl Fächern. Für P. latipinna, verwenden Sie einen 75,7 L Test Aquarium (30,5 cm x 30,5 cm x 75 cm; Abbildung 1) in drei Abschnitte unterteilt durch transparente Plexiglas - Partitionen, einen zentralen Bereich für die Brenn einzelnen flankiert von zwei gleich große Wahl Fächer bilden. Stellen Sie sicher, dass kein Wasser oder olfaktorischen Signale zwischen den einzelnen Tankabschnitte geteilt werden. Wiederholen für jedes einzelne zu beobachten.

Abbildung 1. Experimentelle Aquarium - Setup Ein rechteckiges Aquarium in drei Abschnitte unterteilt:. Einen zentralen Bereich, der die Brenn einzelnen und zwei End-Kammern gehalten , die Objektpaare gehalten (die Abbildung zeigt eine Frau in der Mitte mit dem Objekt Männchen an den Enden). Austauschbare filters, die entweder gesperrt oder zugelassen UV Reflexion über die Glaswände Teilen der männlichen und weiblichen Abschnitte des Aquariums platziert werden konnten. Diese Zahl wird geändert von Palmer und Hankison (2015) ^10. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

3. Unter Vollspektrumlichtverhältnisse (Beleuchtung, deren Spektrum erstreckt sich in den UV-A-Bereich), isolieren einen potentiellen Paarungspartner in jedem Ende Fach (Wahl Fach) des Test Aquarium. Stellen Sie sicher, dass potenzielle Paarungspartner einander so nah wie möglich ähneln in Größe, Färbung und Anzeigeeigenschaften, so dass der Hauptunterschied zwischen den beiden isolierten Paarungspartnern ist, ob sie hinter einem Filter angezeigt werden, die Blöcke oder UV-Licht durchlässt.
   HINWEIS: Es kann bevorzugt sein Reflexionsvermögen im sichtbaren Spektrum zu erfassen, die bestmögliche Farbanpassung zu ermöglichen, alobwohl hier Anpassung wurde mit dem Auge getan.
4. Akklimatisieren Individuen unter Sicht Isolation (opak Filter) für 15 min. Stellen Sie sicher, dass die UV + und - Filter an Ort und Stelle zu diesem Zeitpunkt sind. Nach der Akklimatisierung, entfernen Sie die undurchsichtige Filter. Um sicherzustellen , dass die Neben Vorurteile nicht vorhanden sind (inhärente Bevorzugung einer Seite des Tanks unabhängig von Objekt), weisen Sie zufällig die UV ⁺ und UV ^- Seiten des Tanks für jeden einzelnen Versuch.
5. Notieren Sie sich die Menge an Zeit, die im Mittelpunkt Mensch verbringt in bestimmten Präferenzzonen (Gebiete in der Nähe der Wahl Fächer, in diesem Fall etwa zwei Standardkörperlängen) von Stoppuhren verwendet wird. Für weibliche Fisch, das ist die Höhe der Zeit, in der Nähe von jedem von zwei Männern, und umgekehrt für männliche Brenn Fisch verbringt.
   HINWEIS: Event-Recorder-Software kann auch für die Aufnahme verwendet werden. Fünfzehn Minuten Versuche wurden in diesem Experiment und Fisch verwendet, die nicht jede Präferenzzone zumindest einmal von den Ergebnissen ausgeschlossen wurden als unempfänglich besucht haben.
6. Speichert und analysiert die Zeit , die Fische in der Nähe leer UV ⁺ verbringen und UV ^- Abteilen um sicherzustellen , dass es nicht eine inhärente Vorspannung zu einer bestimmten Beleuchtungsumgebung, die die Paarungs Auswahl des Fisches beeinflussen. Verwenden gepaart t-Tests, um festzustellen, ob Individuen eine bestimmte UV Zustand bevorzugen.

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Ergebnisse

Die Abbildungen 1 und 2 zeigen die Paarungspräferenzen Aquarium eingerichtet und UV - Messstellen für unsere Experimente.

Messen der UV - Reflexionsvermögen für die Bestimmung erlaubt , daß P. latipinna tun UV - Eigenschaften besitzen, besonders an den Seiten ihres Körpers (Abbildung 3), zusätzlich zu den individuellen Variation in diesen Eigenschaften. S...

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Diskussion

Spektrophotometrie war erfolgreich UV - Markierungen auf P. bei der Identifizierung latipinna. Beide Geschlechter von P. latipinna besitzen UV Markierungen entlang ihrer Seiten. Darüber hinaus sind einige Männer UV - Markierungen auf ihren Rückenflossen hatten zuvor Züge gefunden ⁷ in der weiblichen Paarungspräferenzen wichtig.

Wir empfehlen die Verwendung von UV-Spektrophotometrie als Mechanismus Gegenwart von UV-Markierungen zu detektieren. Weiter...

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Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Spectrophotometer, P1000	Ocean Optics		newer models are availabe
DT 1000 xenon UV light source	Ocean Optics		newer models are availabe
Ocean Optics Overture Software	Ocean Optics		newer software is available
R200-Angle-UV bifurcated fiber-optic probe (Guided Wave)	Ocean Optics		newer models are availabe
Certified reflectance standard, white	labsphere
75.7 L Aquarium, divided	Experimental Builder
Full Spectrum Bulb	Nature's Sunlight
UV blocking sheet	GAM UV Sheet