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.
תסמונת התנהגותית מתקיימת כאשר התנהגויות מסוימות אינטראקציה תחת בהקשרים שונים. דג הזברה הייתה נבדקת במחקרים אחרונים וזה חשוב לתקנן פרוטוקולים כדי להבטיח ניתוחים ופרשנויות נכונים. במחקרים הקודמים שלנו, אנו מודדים תעוזה ידי ניטור סדרה של התנהגויות (זמן קרוב לפני שטח, חביון מעברים, מספר מעברים, חצים) בתוך טנק טרפז 1.5 ליטר. כמו כן, אנו לכמת תוקפנות על ידי עקיצות התבוננות, מציג לרוחב, חצים, וזמן ליד מראה נוטה בתוך טנק 19 L מלבני. על ידי חלוקת טנק 76 L לשלישים, גם בדקנו העדפות shoaling. את assay shoaling הוא assay להתאמה אישית והוא יכול להיות מותאם עבור השערות ספציפיות. עם זאת, פרוטוקולים עבור assay זה גם חייבים להיות אחידים, אך גמיש מספיק עבור התאמה אישית. במחקרים קודמים, תא הסוף היו או ריק, כלול 5 או 10 דג זברה, או 5 danios פנינה (ד albolineatus). ב folגעיית כתב יד, אנו מציגים פרוטוקול מפורט ונתוני נציגים שמלווים יישומים מוצלחים של הפרוטוקול, אשר יאפשר לשכפול ניסויי תסמונת התנהגותית.
ישנו גוף הולך וגדל של ספרות חוקר את הקשר בין התנהגויות שונות בתוך חיות בודדות באוכלוסיית נתונה. עמותות אלה מכונות תסמונות התנהגותיות, והמדידות כוללות בדרך כלל תעוזה, תוקפנות, התנהגות גישוש, ו חברותיות 1-5. תסמונות התנהגותיות הן בעלי ערך עבור שני סיבות ישירות ועקיפות. ישירות, ידע של תסמונות התנהגותיות יכול לספק תמונה מלאה יותר של תורת האבולוציה, מבנה האוכלוסייה, ואת הדינמיקה באוכלוסייה 3. בעקיפין, ידע לגבי עמותות התנהגותי עשוי להודיע שדות לכמת התנהגות כגון פרמקולוגיה 6, טוקסיקולוגיה 7, גנטיקה התנהגותית 8,9, ו אנדוקרינולוגיה 10. בגלל יתרונות ישירים ועקיפים אלה, ידע מוגבר תסמונות התנהגותיות הוא בעל ערך במיוחד אורגניזמים מודל נפוצים כמו דג הזברה. מחקרים שעשו שימוש דג הזברה נמצאים iדיסציפלינות נה, כולל ניתוח של תסמונות התנהגותיות 11-13. כדי לקדם את הידע במחקר תסמונת התנהגותית, ובגלל דיסציפלינות אחרות גם להשתמש במדידות התנהגותי בדיקת שערות, תיאורים אמינים ותמציתיים של התנהגות נדרשים עבור ניתוחים ופרשנויות תקפים ופרוטוקולים סטנדרטיים יקלו השוואות בין-מחקר בתוך מינים. פרוטוקול שלנו פותחה כדי למדוד תסמונת התנהגותית תעוזה-תוקפנות-shoaling בקרב אוכלוסיה של דג הזברה מעבדה שגדלו 14. עם זאת, הבסיס של הפרוטוקול (מעקב דגים בודדים, הבטחה אקראית ראוי, ניתוחים מתאימים) ניתן לשנות בקלות עבור מגוון רחב של אמצעי התנהגותיים אלטרנטיביים. בנוסף, התעוזה, תוקפנות, או מבחני shoaling ניתן להפעיל בנפרד עבור הבדיקות של השערות ברורות. לכן, בזמן שהוא המטרה שלנו היא לתאר כיצד לערוך מחקר תסמונת התנהגותית ופרוטוקול עבור l הפרט מוצלחמדידת איבל התנהגותי, כל היבט של הליך זה יכול לעמוד לבד.
הספרות על תסמונות התנהגותיות חובקת מספר קבוצות טקסונומיות, מן פרוקי רגליים לבני אדם 4 ו, על מנת למדוד תסמונת התנהגותית, לפחות בשני קשרים ההתנהגותיים חייבים לכמת. למרבה הצער, יש לעתים קרובות עקבי מעט המבחנים המשמשים לכמת את המדידה התנהגותי פני הצירים של התנהגות. לדוגמא, בדגים, תעוזה ניתן למדוד באמצעות מבחני מבוך T, מבחני שדה פתוח, או הקדמה של רומן או גירוי חוץ 15. מחקרי תוקפנות בדגים עלולים להיות כרוכים אינטראקציות הדיאדה, מבחני גירוי וידאו, או מבחנים מחימר 12,16,17. כמו כן, ניתוח של התנהגות shoaling, אשר בדרך כלל כרוכות מדידת העדפת shoalmate, ניתן לבצע סוגים שונים של טנקים, עם שיטות שונות כדי לקבוע עמותת זמן 21-23. בפרוטוקול זה תת-סדרה ספציפית של overaרפרטואר assay ll התנהגותי מוצג. באופן ספציפי, פרוטוקול זה מציג מתודולוגיה כדי לעקוב אחר אנשים דרך תעוזה, תוקפנות, מבחני shoaling באופן המאפשר השוואות בתוך אנשים כדי לקבוע אם המושוות עקביות בכל יחידים בתוך אוכלוסייה. ביצענו פרוטוקול זה עם דג הזברה ציקלידים להרשיע (Amatitlania nigrofasciata) במחקרים קודמים 14,18, וזה יעבוד עם כל דג מים מתוקים בגודל דומה.
מבחני תעוזה נערכים בתוך טנק טרפז 1.5 ליטר כי יש קו אופקי המגדירה אזורים בגודל שווה בחלקים העליונים ותחתונים של הטנק. התנהגויות לכמת כוללות את מספר מעברים ידי הדג הבדיקה בין החלק העליון והתחתון של הטנק, הזמן המושקע בכל חלק, מספר חצים, ואת חביון להיכנס החלק העליון. את assay התוקפנות מתבצע בתוך טנק מלבן 19L הכוללמראה אינץ 3 אינץ 'x 5 נוטה בסביבות 22 מעלות ממוקמות בפינה השמאלית התחתונה של הטנק 19. התנהגויות לכמת לכלול את הסכום הכולל של זמן מושקע על ידי דג יעד אינטראקציה עם המראה 20, יחד עם אינדיקטורים אגרסיווי ספציפית - מספר העקיצות, מציג לרוחב, חצים בין דגי המבחן וההשתקפות שלו. לקבלת מידע אודות מחוונים הספציפיים אלה, עקיצות מוגדרות מזנקים מהיר לעבר המראה עם פה פעור, מציג לרוחב מוגדר הלוהט של לרוחב, חזה, אנאליים הגבה סנפירים לכיוון המראה, וחיצים הם כל תנועות בלתי יציבות, כי הם לא מכוון במראה. לבסוף, assay shoaling מכמת את ההתנהגות של דג בדיקה בתא במרכז טנק תאי-תלת. תאי דופן האקווריום הם או ריקים, או להכיל "נחיל יעד" של דגים, ובפעם דגי המבחן מבלים ליד כל תא בצד נמדד 21-23. ציון כללי אחד, המכונה וויט'לGTH של Shoaling (SOS), מחושב לגבי כל דג בדיקה אישית, ספציפית לגירויים, והוא יכול לשמש במורד זרם מנתח 14. כל ההתנהגויות הם הבקיעו ידי צופה יחיד, או צופה מרובה באמצעות תוכנת כימות התנהגותי חינם המכונית 24 JWatcher.
בדיקת הנוכחות של תסמונת התנהגותית היא מאמץ סטטיסטי בעיקר, ומומלץ לעקוב אחר ההנחיות כפי שהוצג על ידי Budeav 2010 25. באופן ספציפי, מומלץ לבצע ניתוח מרכיבים עיקרי (PCA) על נתונים מרוכזים normed שבו תשומות הן הווקטורים של ההתנהגויות של פרט מבחנים עם מדידות התנהגותי מרובות (כלומר, תעוזה ותוקפנות). את PCA, שבוצעה על מטריצת מתאם, מפחיתה את ממדיות של המדידות התנהגותיות, ובכך מחלצת את הידע החשוב ביותר המסביר ברוב של הווריאציה. הרכיבים שחולצו לאחר מכן ניתן לפרש basאד על מקדמי מתאם גבוה עבור התנהגותם האישית של עשרות ריבית רגרסיה ניתן לחלץ עבור כל אדם על בסיס של רכיבים ההסבר. עשרות רגרסיה אלה לאחר מכן ניתן בהשוואה למדידה SOS ומדידות שאינם התנהגותיות שונות אחרות כגון גודל או מין דגים.
עבודה זו יושמה במחקר של תסמונות התנהגותיות דג זברה שבה תסמונת ההתנהגותיות מין שקיימת בין תעוזת shoaling 14 התגלתה. במצב זה, גברי דג זברה נועזים נוטים יותר לקשר עם מינים אגרסיביים יותר, גדולים יותר (ד albolineatus), אך קשר זה הולך לאיבוד אצל נקבות. עבודה זו יושמה גם במחקר של קרובי משפחה לנוער להרשיע ציקליד (Amatitlania nigrofasciata) 18 שבה תסמונת התנהגותית לא התגלה, פוטנציאל המציין פלסטיות התנהגותית של מינים. לכן, בפרוטוקול הבא מוצג wה- i מטרה של המגדירה את האופי שלושה מבחנים ספציפיים (תעוזה, תוקפנות, shoaling) במסגרת לימוד תסמונת התנהגותית ברמת פרט.
מתודולוגיות הבאים עבור דיור, טיפול, ולימוד של דג הזברה אושרו על ידי IACUC אוניברסיטת סיינט ג'וזף.
1. שיכון, טיפול דג הזברה
הגדרת רנדומיזציה טנק 2.
3. עריכת Assay התוקפנות
4. עריכת Assay בהעזה
5. עריכת Assay Shoaling
6. בקרת איכות נתונים
7. לנתח נתונים
בהתאם לאופי של המחקר, ופרוטוקול מסוים המועסק, תוצאות ברורות כמה אפשריות בניסוי תסמונות התנהגותיות. הטבלאות הבאות ודמויות, בהם מצוין, מעובדים מנתונים במחקר הקודם שלנו שפורסם בכתב העת ההתנהגות תהליכים 14 וכתב העת דג הזברה 17. כשההצעה (כמתוא?...
הפרוטוקול יקבע אם יש עמותות עקביות תעוזה, תוקפנות, והתנהגויות shoaling דג הזברה. אם יש עמותות עקביות באוכלוסייה נתונה בין כל ההתנהגויות האלה, ואז תסמונת התנהגותית היא הווה. על ידי לימוד תסמונת התנהגותית הטבעי של האוכלוסייה, החוקרים יכולים לקבל הבנה מלאה יותר של דינמי שלה...
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