Method Article
仲間を守る行動は、属Tigriopusの潮間帯のカイアシ類で重要な役割を果たしています。ただし、この現象を研究するための方法も記載されていません。ここで述べる方法: 処女Tigriopus動物と彼らの仲間を守る行動の定量的解析 2) の 1) 個々 の文化。
岩場の潮たまりで一般的な動物プランクトンであるTigriopus、属カイアシ類は、男性がペアを形成する潜在的な仲間を留め中の仲間を守る現象を表示します。この現象は、研究者の関心を集めており、その分析方法が記述されていません。ここで我々 は、手順を説明します: 1) 個々 の培養とTigriopus少年と大人と彼らの仲間を守って行動 2) ビデオ ベースの分析のステージングします。培養方法は、行動テストの前に彼らの開発を追跡する機能と同様、動物の経験をペアリングの実験的制御をできます。解析メソッドは、男性によって試みをキャプチャ、水泳仲間守るペアの軌道など、仲間を守る行動のいくつかの側面の定量的に検討できます。これらのメソッドは、 Tigriopusのスンクスの確立された最初が適切な変更で彼らも適用できます他の動物プランクトン, 毒物学、生理学など、異なる研究分野の研究に、生態学的遺伝学。
潮間帯カイアシ類Tigriopus属のいくつかの大陸1ロッキー高潮間帯プールで広く分散します。これらのカイアシ類繁殖、成人男性が少年 (成人) 潜在的な仲間をキャプチャの一部としての仲間を守る現象が発生 (図 1 、 図 2) の交尾前にそのフック最初アンテナを利用した2 ,3,4,5。この現象がずっと数十年2,3,6、7、この現象の研究のための詳細な手順の子豚および生化学的研究の主題を含む原生動物の個々 の文化と仲間を守る試みに見られる行動のでき事の条件がうまく説明していません。したがって、ここでは制御の実験的環境下における挙動の研究を可能にする方法を確立します。
個々 の培養および動物のステージング
Tigriopusの生殖に関する以前の研究は従来の行動テストの稚魚 (copepodids) および大人女性を準備する方法をデタッチと実験3,8,9 を繁殖ペアを採用 ,10。ただし、このメソッドは、動物5動物の行動特性を変更するかもしれない (伊藤 198811で説明します)、テスト前に交尾して潜在的形のペアにできます。さらに、ステージングの外見上の本体サイズに依存しているように従来のプロトコルでカイアシ類の発育段階を見誤る可能性もあります。本稿で述べるTigriopus ミヤコカブリダニ5動物のペアリング操作を制御するおよび彼らの開発を追跡してによってこれらの制限に対処するために設計された当社の最近の研究で使用される個々 の培養方法大人の段階にコペポタイドから
仲間を守る行動の定量的解析
動物行動学2,6の分野のみならず環境毒性や進化遺伝学3,4,などの他のフィールドにTigriopus種の仲間を守る現象を研究されています。7,8,9,10ですただし、以前の研究の技術的な障壁を作成する動作と、それを研究する手法の概要を説明する十分な視覚的な図解なしのフォームを書かれたこの現象を主にのコースを説明している、。レプリケーションおよび研究の進歩。ここでは、私たちは視覚資料によってサポートされてTigriopusカイアシ類の仲間を守って行動における主要なイベントのいくつかの詳細な説明を提供します。また装置や行動の定量分析のための方法を示します。これらのメソッドは、正確にレプリケートされた実験で仲間を守る時に動物の行動特性の評価を許可します。
これらのメソッドとTigriopus属の仲間を守る現象の制御で再現可能な研究の方法論的基礎を提供するために目指しています。
1 原生動物の行動観察のための準備
2. 行動テストと仲間を守る行動のビデオ録画
3. マニュアル行動特性解析
4 個人やペアの次元の追跡
手順 1 で説明した個々 の培養方法では、準備とペアリングの経験がない処女動物のステージングをことができます。
手順 2 で説明した行動のテストでは、 Tigriopusカイアシ類の仲間を守る現象の動画記録と観察をことができます。手順 3 と 4 で説明した方法で録画したビデオの次の検討は、図 1に示す動作のいくつかの側面の定量的解析できます。
図 11は、男性女性のペアとt. ミヤコカブリダニのオス-オスのペアの間の試みを守っての平均期間の違いを示しています。手作業による分析は、オス-オスのペアが男性女性のペアよりもペアリングの比較的短い期間を示したことを示した。
軌跡解析法の例を図 12に紹介し、速度解析の代表的な結果を図 13に示します。T. ミヤコカブリダニの新しく形成されたガード ペアの二次元空間追尾は、オス-オスのペアが最初の 3 に男性女性のペアよりも高い速度を表示する傾向があることを明らかにした試みを守っているのです。
図 1: Tigriopusの仲間を守って行動します。(A)成人男性 (青い矢印で示される) 最初のアンテナと少年 (コペポタイド) を握りしめます。バー = 1 ミリメートル。 (B)の仲間を守る現象の概要。男性は、ターゲット個人 (左) をキャプチャしようとし (中央) それとペアを形成します。オス-オスのペアといくつかの男性と女性のペアは、交尾することがなくガードしようとを終了します。この図は、Tsuboko 石井とバートン 2017年5から変更されています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: Tigriopusの発達段階です。Tigriopus種は、一般的に (nvi NI) からの六つのノープリウス ステージ、(CV CI) からの 5 つのコペポタイド ステージおよび大人の段階 (CVI)16を受けます。男性試みるガード copepodids ( t. ジャポニカスとt. fulvus6,17 CI) とt. californicus3CII の早い段階から稚魚だけでなく、男女の5 の大人に.この図は、Tsuboko 石井とバートン 2017年5から変更されています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3: 大人 (T. ミヤコカブリダニ) 形態。(A)成人男性。(B)成人女性。(C)受精と開発 (クリア オレンジ) 卵の卵の嚢と妊娠の大人の女性。(D)妊娠アダルト女性と未受精卵または未開発の卵の嚢 (ダーク グリーン) 卵。矢印は、卵嚢を示します。バー = 1 mm.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4: 個々 の文化のための準備の概要。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 5: ぬけがらを脱皮します。(A)のぬけがらは、CI からt. ミヤコカブリダニの単一動物の CV 段階。バー = 1 ミリメートル。 (B)も個々 の文化の段階の CV に CI から脱皮。白い破片が (画像では表示されていません) よく培養動物の排泄物です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 6: 顕微鏡の下のぬけがらを検索します。バー = 1 ミリメートル。 異なる深さでぬけがらの検出のための顕微鏡の(A)焦点の変更。マゼンタ色の矢印が集中のぬけがらを示し、灰色の矢印は、やり場のないぬけがらを示します。上の画像は、井戸の底に沈んだある左のぬけがらに焦点を当ててください。下の画像は、培地表面下に浮遊している右のぬけがらに焦点を当てください。(B)上の画像は、培地表面に浮かんで残骸によって閉塞試験の例を示します。緑の矢印は、瓦礫の下に隠された、ぬけがらを示します。下の画像は、表面クリーニング ペーパー タオルの小さい部分との結果を示しています。クリーニングの後、ぬけがら (緑色の矢印で示される) が表示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 7: ステージングおよび動物の性判別します。ぬけがらの数と培養プレートの蓋の上の動物のセックスをマークする方法の例です。(A) 5 ぬけがらと大人の動物を含む井戸の例です。ふたにタリー印の行数は、井戸のぬけがらの数を表します。アンテナ形態に基づいて 5 ぬけがらの数に達すると、動物の性別を決定ことができます (図 3を参照してください)。(B)培養プレートのマーク付きの蓋の例です。上位行を含むより古い (大人に CIV) 動物と下行には若い (すなわち、新たに収集した) 動物 (CIII に CI) が含まれます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 8: 行動テスト方式。仲間を守る現象 (左) のビデオ録画と行動実験 (右) の概要を設定します。この図は、Tsuboko 石井とバートン 2017年5から変更されています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 9: 行動テストの前に動物のリンスこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 10: 手動解析で検討したイベントの定義。仲間を守る試みに関連して観測されたイベントのイラスト。イベントの定義し、手順 3 で解析の名前が強調表示されます。点線で囲まれたイベントは、いくつかの仲間を守る試みで観測されないことが。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 11: 違い男女ペアとt. ミヤコカブリダニのオス-オスのペアの間の期間を守っている。各三角形の記号は、1 つのテストのペアからデータを表します。バー、ひげは、中央値と四分位範囲をそれぞれ表します。キャプチャの平均期間の男性女性のペアが大きかった (男性女性 (n = 22)、オス-オス (n = 29); * * マン-ホイットニーの U 検定でp < 0.01)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 12: 守る試みの最初の 3 秒でペアの軌跡。男女ペア (左) とt. ミヤコカブリダニの (右) オス-オスのペアの履歴二次元軌跡の例です。軌道上のドットは時間ポイント (30 フレーム/秒) を表します。バー = 10 mmこの図の拡大版を表示するにはここをクリックしてください。 。
図 13: は男女ペアとt. ミヤコカブリダニのオス-オスのペアの間を守る開始後平均速度の差します。各三角形の記号は、1 つのテストのペアからデータを表します。バー、ひげは、中央値と四分位範囲をそれぞれ表します。最初の 3 組の速度守る試みの s のオス-オスのペアが大きかった (男性女性 (n = 13)、オス-オス (n = 35). * * * マン-ホイットニーの U 検定でp < 0.001)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
補足図 1: Tigriopusの挙動に関する治療を洗浄の影響。各円または三角形の記号は、1 つのテスト個人またはペアからデータを表します。バー、ひげは、中央値と四分位範囲をそれぞれ表します。「すすぎ」、「リンスではなく」グループ内の個人は、「リンスではなく」グループは、30 分調整時間 (ステップ 2.1.4) 前に洗浄処理 (手順 2.1.3) を経験していないことを除いて、同じ方法で処理されました。(A)すすぎ男性の平均速度はないリンス男性よりになる傾向が (リンス (n = 6)、ないリンス (n = 6)、n. s.: マン-ホイットニーの U 検定により有意差は検出されなかったテスト)。30 の速度を測定した s ビデオに基づいて調整時間後に記録します。(B)すすぎ女性の平均速度はリンスしない女性よりも大きくなければがち (リンス (n = 6)、ないリンス (n = 6)、n. s.: マン-ホイットニーの U 検定により有意差は検出されなかったテスト)。30 の速度を測定した s ビデオに基づいて記録調整後、次のステップ 4 (トラッキング間隔 = 0.5 秒)。(C)試みを守る回数リンス個人のペアの大きかった (リンス (n = 6)、ないリンス (n = 6). * * マン-ホイットニーの U 検定でp < 0.01)。(D)すすぎ個人のペアのためのより大きいする傾向に試みを守っての期間 (洗浄 (n = 6)、ないリンス (n = 6)、n. s.: マン-ホイットニーの U 検定により有意差は検出されなかったテスト)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
個々 の培養とステージとセックスの決意
ここで私たちの以前の研究5 (図 4および図 7) の開発を追跡しながら制御ペアリング経験を持つ処女のTigriopus動物の準備に使用する方法について説明しました。Tigriopus種が毒物学16,18, 生態生理学19,20,21, などの様々 な生物学のモデル動物として使用されると進化遺伝学13,22,23,24, このメソッドこれらのカイアシ類のライフ サイクルに及ぼす環境および遺伝的要因の影響を評価する貴重な手段を提供する可能性があります。
後期のコレクションとして動物の誤ステージング成功したステージング、通常の検索と CI のコレクションを達成するために大衆文化 (ステップ 1.2) から copepodids は重要です。加えて、ぬけがら (手順 1.3) に徹底した検索も正確なステージングのために不可欠です。コレクション、種によっては数日に 1 つからの脱皮間隔が異なりますので、必要に応じてをステージングおよび飼育条件2,25,26の頻度が増加します。Copepodids と大人の女性のアンテナ形態の違いは目に見えていくつかの種とTigriopus16,25の人口の重要ではないです。したがって、雌雄鑑別する前にステージングはどちらかの性の高度な copepodids から成人女性を区別するのに役立ちます。
行動テストと行動特性の手動解析
一般に、スンクスの最も重要な部分の 1 つは、関心のあるイベントの定義と説明です。本稿で紹介したメソッド最初私たちの最近の研究5で開発され交尾と視覚補助 (図 10) の説明と補足。それに加え、動物取扱の一貫性はまた行動実験で重要な役割を果たしています。たとえば、カイアシ類の洗浄 (補足図 1) の行動のいくつかの側面を促進するかもしれない可能性があります、したがって 2.1.3 の手順で標準化などのサンプルの間で一貫した方法で実行することが望ましいです。本稿で提供される素材はTigriopus高潮のプールのこの豊かな住民の繁殖生態学的研究の推進の仲間を守る現象に関する制御で再現可能な研究を支援すると見込んでいます。
この方法で可能な制限の 1 つは、得られた画像の低倍率です。体制と記録映画 urosomes 男性最初アンテナなどの著名なボディ構造の同定を可能にします、1 つそれを採用していないので、当社の方法で足や性器などより多くの微妙な構造を観察することができない場合があります。ビデオ録画のための顕微鏡の倍率。ケリーらを彼らは男性から 100 倍の倍率 (記録ビデオ) で顕微鏡観察下でt. ミヤコグサの女性に転送精を観察することができた報告7、行ったものを観察することができる、画像の解像度の制限のためにおそらく、我々 の映画の精。
ペアの二次元の追跡
動物 (cfを化学的に分類せずに動物プランクトンの二次元流跡線解析を可能このメソッドには、動物の三次元トラッキングができないが.ラードら201027) 無料配布プログラムを利用しています。ムービー ファイルのサイズが大きすぎるため、ImageJ で処理される場合、ファイルの解像度を減らす、グレー スケール ムービーに変換できます。この方法t. ミヤコカブリダニ(図 12 、 図 13) のアダルトのペアとして開発された、それはまた大人少年ペアと単一の個人 (補足図 1) として利用可能原則的になく、他のTigriopusの種。我々 はさらに適切な調整と他の分類群の動物プランクトンの (2 番目の時間スケールにミリ秒) から短期に該当する軌道分析する方法を期待します。
著者が明らかに何もありません。
この作品は住友財団からの補助金によってサポートされている (基本的な科学研究プロジェクトを補助金付与数: 150932) や海洋無脊椎動物研究所、米国から助成金と RSB、STI に日本 (2018年個別研究助成)RSB に国立科学財団 (DEB-1556466)。養殖・ ステージング方法のフィードバックありがとうさんキアナ ミシェル ウッドワード。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Instant Ocean Sea Salt | Spectrum Brands. Inc. | SS1-160P | For preparation of culture medium |
PRO PlecoWafers | Tetra | 16447 | Food for copepods (used after being ground in a mortar) |
Flat bottom 6-well tissue culture plate with lid | Corning Co., Ltd. | 353224 | Container for culture of gravid females and hatched nauplii |
Flat bottom 24-well cell culture plate with lid | Corning Co., Ltd. | 353226 | Container for individual culturing |
Flat bottom 48-well cell culture plate with lid | Nest Biotechnology Co., Ltd. | 748001 | Behavioral observation chambers |
LED light pad | Shenzhen Huion Animation Technology Co., Ltd. | Litup LP4 | Backlight for behavioral observation |
Camera | Canon | 0591C003 (model: Rebel T6i) | For recording of behavior |
Pasteur pipette | Fisher Scientific | 13-678-6A | For transfer of copepods |
P10 micropipette tips | VWR | 613-0735 | For transfer of C1 stage copepodids |
ImageJ | NIH | Version 1.49t | For semi-automatic analysis of movies |
MTrackJ | Version 1.5.1 | ImageJ plugin for tracking developed by Dr. Erik Meijering (Biomedical Imaging Group Rotterdam, Erasmus University Medical Center, The Netherlands) |
このJoVE論文のテキスト又は図を再利用するための許可を申請します
許可を申請This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2023 MyJoVE Corporation. All rights reserved