Name: using pharmacological manipulation and high-precision radio telemetry to study the spatial cognition in free-ranging animals
Uploaded: 2016-11-06T14:00:00
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This research was funded by Washington College's Provost's Office, Middendorf Fund, Hodson Trust, and Franklin and Marshall's Hackman Fund and College of Grants. We thank E. Counihan, S. Giordano, F. Rauh, and A. Roth for assistance in the field. We thank M. Conner, R. Fleegle, and D. Startt at Chesapeake Farms, and Chino Farms for permission and access. The Washington College GIS Program helped with the preparation of maps.

동물 주제와 관련된 모든 절차는 프랭클린 마샬과 워싱턴 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 모든 지역, 주 및 연방 규정에 따라되었다. 1. 캡처 및 처리 <ol><li> 거북이를 포함하는 것으로 알려져 물의 목표 본문에 후프 트랩을 배치합니다. 트랩의 5인치 갇힌 거북이 표면과 호흡 할 수 있도록 물 위에 남아 - 4 보장 수심을 확인합니다. 확장 트랩 붕괴를 방지하기 위해 크로스 빔...

<ol>
	<li>Shettleworth, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cognition, Evolution and Behavior. , (2010).</li><li>Bingman, V. P., Cheng, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+animal+global+navigation:+comparative+perspectives+and+enduring+challenges.">Mechanisms of animal global navigation: comparative perspectives and enduring challenges.</a> Ethol. Ecol. Evol. 17, 295-318 (2005).</li><li>Mueller, T., O'Hara, R. B., Converse, S. J., Urbanek, R. P., Fagan, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+Learning+of+Migratory+Performance.">Social Learning of Migratory Performance.</a> Science. 341, 999-1002 (2013).</li><li>Putman, N. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+inherited+magnetic+map+guides+ocean+navigation+in+juvenile+Pacific+salmon.">An inherited magnetic map guides ocean navigation in juvenile Pacific salmon.</a> Curr. Biol. 24, 446-450 (2014).</li><li>Lohmann, K. J., Putman, N. F., Lohmann, C. M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geomagnetic+imprinting:+a+unifying+hypothesis+of+natal+homing+in+salmon+and+sea+turtles.">Geomagnetic imprinting: a unifying hypothesis of natal homing in salmon and sea turtles.</a> Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 105, 19096-19101 (2008).</li><li>Fuxjager, M. J., Davidoff, K. R., Mangiamele, L. A., Lohmann, K. 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F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+memory+and+animal+movement.">Spatial memory and animal movement.</a> Ecol. Lett. 16, 1316-1329 (2013).</li><li>Collett, T. S., Graham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insect+Navigation:+Do+Honeybees+Learn+to+Follow+Highways.">Insect Navigation: Do Honeybees Learn to Follow Highways.</a> Curr. Biol. 25, 240-242 (2015).</li><li>Menzel, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Honey+bees+navigate+according+to+a+map-like+spatial+memory.">Honey bees navigate according to a map-like spatial memory.</a> Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 102, 3040-3045 (2005).</li><li>Roth, T. C., Krochmal, A. 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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scopolamine+effects+on+visual+discrimination:+modifications+related+to+stimulus+control.">Scopolamine effects on visual discrimination: modifications related to stimulus control.</a> J. Pharmacol. Exp. Therap. 195, 105-113 (1975).</li><li>Dreslik, M. J., Phillips, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Turtle+communities+in+the+upper+midwest,+USA.">Turtle communities in the upper midwest, USA.</a> J. Freshwater Ecol. 20, 149-164 (2005).</li><li>Sexton, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+of+estimating+the+age+of+painted+turtles+for+use+in+demographic+studies.">A method of estimating the age of painted turtles for use in demographic studies.</a> Ecology. 40, 716-718 (1959).</li><li>Wilson, D. S., Tracy, C. R., Tracy, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+age+of+turtles+from+growth+rings:+a+critical+evaluation+of+the+technique.">Estimating age of turtles from growth rings: a critical evaluation of the technique.</a> Herpetologica. 59, 178-194 (2003).</li><li>Kenward, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A Manual for Wildlife Radio Tagging. , (2000).</li><li>Jones, D. N. C., Higgins, G. 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S., Phalan, B., Thornton, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+cognition+for+conservationists.">Comparative cognition for conservationists.</a> Trends Ecol. Evol. 29, 489-495 (2014).</li><li>Roth, T. C., Krochmal, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognition-centered+conservation+as+a+means+of+advancing+integrative+animal+behavior.">Cognition-centered conservation as a means of advancing integrative animal behavior.</a> Curr. Opinion Behav. Sci. 6, 1-6 (2015).</li><li>LaDage, L. D., Roth, T. C., Cerjanic, A. C., Sinervo, B., Pravosudov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+memory:+Are+lizards+really+deficient.">Spatial memory: Are lizards really deficient.</a> Biol. Lett. 8, 939-941 (2012).</li></ol>

여기에 제시된 프로토콜은 실험 문서화 및 탐색에인지의 역할을 정량화 할 수 있습니다. 대부분의 방법은 동물의 행동의 특정 측면이 조작되고있는 알 수없는 실험자를 떠날 분야의 조작인지는 어려운 입증했다. 그러나 여기에 제시된 프로토콜은 실험 정확하게 조작하고, 따라서 탐색에인지의 역할을 평가할 수 있습니다. 이 기술은 또한 실험자함으로써 연구진은 야생 동물의인지 실험 조작의 ?...

인지 (이하 &quot;획득, 저장 및 환경 정보를 사용과 관련된 모든 프로세스&quot;로 정의는 1) 착물 탐색 작업이 배열의 중심이다. 예를 들어, 고 Sandhill 크레인 (두루미 canadensis)는 파묻혀 그들의 출생 해변에 표시 경험 3 철새 정밀도 향상 및 바다 거북 종의 인쇄물을 표시하고 성인 4-6로 돌아갑니다. 마찬가지로, 동물의 능력에 성공적으로 마이그레이션, 분산, 그리고 꼴 힌지는 공간 환경 7, 8에 대한 정보를 수집합니다. 일부 동물들은 특정 풍경 기능 9와 관련하여 탐색 경로를 배울 수 표시 및 중첩과 꼴 영역 (10) 사이를 이동할 때 공간인지를 사용할 수 있습니다. 동부 그린 된 거북이의 최근 작품은 (Chrysemys picta)는 성인 고지대 서식지의 성공적인 탐색 유벤투스에 달려 탐색에 중요한 기간을 제안합니다좁은 연령 범위 (&lt;4 세 11 ~ 13)에서 나일 경험. 함께 이러한 연구 탐색 4-6, 14-16 학습의 역할을 이해하여 이루어진 것으로 진행을 설명했지만, 이러한 행동을 기초 메커니즘 및 탐색에인지 전체 롤 (17), 특히 척추 8 수수께끼 남아 18. 네비게이션에서 인식의 역할에 대한 현장 조사는 드물다이 때문에 주로 모니터링과 관련된 방법 론적 문제, 조작, 야생 동물을 추적 8, 18,. 예를 들어, 큰 공간 및 시간 저울하는 많은 동물들은 그 동물이 잠재적으로 배우고 그 정보를 어떻게 취득하는 정보의 두 유형을 조사 배제 이동합니다. 실험자들은 이에 유형을 제한 검출 등 넓은 영역 및 시간 프레임을 통해 동작을 모니터링 할 때 동물의 위치의 물류 어려움에 직면수집 할 수있는 데이터 및 인출 할 수있는 결론. 동물 장착 글로벌 측위 시스템의 사용은 (GPS) 레코더 널리까지 동물의 검출 확률을 향상시킬 수 있지만, 이러한 수단에 의해 수집 된 공간 데이터는 일반적으로 매우 조악한 해상도가 상세한 행동 성분이 부족하다. 따라서, 이러한 환경에서 수집 될 수있는 데이터는 다른 그룹 또는 실험적 치료 동작 중 미묘한 변화를 조사하는 제한된 값이다. 마찬가지로, 목표 동작을 직접 제어 조작은 종종 탐색 동작 전형적인뿐만 아니라 현장 연구의 고유 물류 제약 시공간적 스케일에 의해 금지된다. 현장에서 동물들과 함께 작업의 주요 과제는 실수로 가짜 행동을 생산하지 않고 행동 데이터를 수집 한 후 잡기를 조작하고, 그들의 자연 서식지에서 동물을하는 찾기. 따라서, FR 실험 설계EE-까지 동물들은 구속되어 탐색의인지의 역할 엄격한 제어 필드 실험을 수행 할 수있는 능력이 제한된다. 본 연구는 현장 조건 하에서 약학 조작 자유롭게 이동 동물 고해상도 추적의 새로운 조합을 사용하여 현장에서 인식 및 네비게이션의 관계를 조사하기 이전의 어려움을 회피 많은. 스코 폴라 민, 무스 카린 성 아세틸 콜린 수용체 (mAChR) 길항제, 척추 분류군 18-24의 다양한 뇌에서 콜린성 활성을 차단함으로써 메모리 공간 형성 및 호출을 차단하는 것으로 나타났다. 스코 폴라 민은 현장 조건 (11), 18 세 미만의 자유에 이르기까지 동물에 효과적으로 사용하고 표시하지만 일시적인 효과가 될 수있다 (예를 들어, 6 - 파충류에 8 시간을). Methylscopolamine, 혈액 - 뇌 장벽 19-21 교차하지 않는 mAChR 길항제를 통제하는데 사용될 수있다스코 폴라 민과 행동 (11)의 비인지 적 측면에 사용할 수있는 주변 효과. 약학 직접 영향을 미치는 수용체에 의해인지 된 정확한 조작이 가능하고, 고정밀의 무선 원격 행동에서 얻어진 효과의 관찰을 허용한다. 모두 높은 공간 (2.5 m ±) 및 시간 (15 분) 해상도로 원격 삼각 측량을 통해 찍은 측정은인지 실험 조작에 정확한 문서와 동물 행동의 상대 정량 할 수 있습니다. 이 연구 (11)는 체사 피크 농장, 켄트 (주) MD의 3,300에이커 야생 동물 관리 및 농업 연구 분야, 미국 (39.194 ° N, 76.187 ° W) 5 월과 8 월 2013 2014 사이에 실시 하였다. 프로토콜은 다섯 가지 주요 단계를 포함한다 : (1) 캡처하고 처리 동물 (3) 약물 학적 제제 (4) 모니터링 및 동물의 운동을 조작하고, (5) 아나 제조 (2) 부착 무선 송신기공간 데이터를 용균. 동부에 여기에 기술 초점을 맞춘 연구는 거북 (Chrysemys picta)를 그렸다. 초점 집단에서 거북이는 자신의 홈 연못을 떠나 네 아주 정확한 (m 3.5 ±) 중 하나, 복잡하고 고도의 예측 노선 11, 12를 사용하여 다른 수생 서식지로 이동하는 연간 육로 운동에 참여. 동물의 약리 조작에를 고해상도 무선 원격 측정과 짝이 시스템은 자유롭게 야생 동물을 탐색에서 인식의 역할에 빛을 비춰.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="595">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Scopolamine bromide</td>
			<td style="width:93px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">S0929</td>
			<td style="width:167px;">USP</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;">Scopolamine methylbromide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S8502, 1421009</td>
			<td style="width:167px;">USP and non USP versions</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;">Saline</td>
			<td>Hanna Pharmaceutical Supply Co., Inc.</td>
			<td>409488850</td>
			<td style="width:167px;">USP, formulated as an injectable&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Syringe filter</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>09-720-004</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Syringe</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-823-30</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Hypodermic needle</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-823-13</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;">Antenna</td>
			<td>Wildlife Materials</td>
			<td>3 Element Folding Yagi</td>
			<td style="width:167px;">Antennae with additional elements are available, but can be cumbersome in the field.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;">Radio Receiver</td>
			<td>Wildlife Materials</td>
			<td>TRX-2000S</td>
			<td style="width:167px;">Water resistant models are also available.</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Compass</td>
			<td>Brunton&#160;</td>
			<td>Truarc 15</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="169">
			<td height="169" style="height:169px;">Radio transmitters</td>
			<td>Holohil Inc.</td>
			<td>BD-2, PD-2, RI-2B</td>
			<td style="width:167px;">Transmitter models vary in lifespan and signal output as a function of battery size and pulse rate settings, which can be customized based on the study question and organism.</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">GPS</td>
			<td>Garmin</td>
			<td>eTrex Venture</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;">Coaxial cable</td>
			<td>newegg.com</td>
			<td>C2G 40026</td>
			<td style="width:167px;">BNC connections are necessary.</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;">Hoop net</td>
			<td>Memphis Net and Twine&#160;</td>
			<td>TN325</td>
			<td style="width:167px;">Net mesh size should be chosen based on the minimum size of the target animal.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using pharmacological manipulation and high-precision radio telemetry to study the spatial cognition in free-ranging animals

인식과 환경에 대해 배울 수있는 동물의 능력은 네비게이션, 이동, 분산과 꼴을 포함하여 많은 행동 프로세스에서 핵심적인 역할을한다. 그러나, 탐색 전략이 전략의 기초가되는 메커니즘의 개발인지의 역할 이해의 인식을 조작하고, 야생 동물의 추적, 모니터링에 관련된 방법론 어려움에 의해 제한된다. 본 연구는 고정밀 무선 원격 측정법과 함께 동작 약리 조작 결합 네비게이션에서 인식하는 역할을 해결하기위한 프로토콜을 설명한다. 접근법은 공간인지 능력을 조작하는 스코 폴라 민, 무스 카린 성 아세틸 콜린 수용체 길항제를 사용한다. 처리 된 동물은 다음 고주파 및 원격 삼각 측량을 통해 높은 공간 해상도로 모니터됩니다. 이 프로토콜은 살고있다 그 동부가 거북 (Chrysemys picta)을 그린의 인구 내에서 적용되었다정확한 (± 3.5 m)를 사용하여 멀리 떨어진 소스를 이동 ~ 100 년 계절 임시 수원은 복잡한 (즉, 여러 서식지를 통과 높은 비틀림과 비선형), 예측 가능한 노선들은 4 세 이전에 배웠습니다. 이 연구는 이러한 거북이가 사용하는 프로세스 공간 기억 형성 및 리콜과 일치하는 것으로 나타났다. 함께, 이러한 결과는 복잡한 탐색의 공간인지의 역할과 일치하고 인식 및 탐색의 연구에서 생태 및 약리 기술의 통합을 강조 표시합니다.

위의 프로토콜을 사용하여 탐색의 인식의 역할은 동부의 인구에서 평가되었다 거북이 ~ 100 년 계절 임시 물 소스를 경험하고있다 (Chrysemys picta)를 그렸다. 영구 수생 서식지 (그림 1) -이 인구는 (여러 시간에 매년 빠르게 배수) 임시의 혼합에 서식한다. 이전의 연구는 연못이 배수 된 후, 주민 거북은 높은 정밀도 (3.5 m ±) 4 세 11 ~ 13 (그림 1)<...

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Using Pharmacological Manipulation and High-precision Radio Telemetry to Study the Spatial Cognition in Free-ranging Animals

이 문서는 문서 및 탐색에인지의 역할을 정량화하는 메모리와 무선 원격 측정의 약리 조작을 결합하는 새로운 프로토콜을 설명합니다.

자유에 이르기까지 동물의 공간인지를 연구하는 약리 조작 및 고정밀 라디오 텔레 메 트리를 사용하여

An animal&#39;s ability to perceive and learn about its environment plays a key role in many behavioral processes, including navigation, migration, ...

Research

JoVE Journal

Environment

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

높은 처리량 마이크로 분석 실험을 사용하여 워터스, 토양 및 퇴적물에있는 미생물 세포 외 효소 활성의 결정

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

연구

환경과학

The Use of an Automated System (GreenFeed) to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

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자동화 시스템 (GreenFeed)의 사용 반추 동물의 장내 메탄과 이산화탄소 배출량을 모니터링하려면

Ruminant animals (domesticated or wild) emit methane (CH4) through enteric fermentation in their digestive tract and from decomposition of manure during ...

Empirical, Metagenomic, and Computational Techniques Illuminate the Mechanisms by which Fungicides Compromise Bee Health

실험, Metagenomic, 및 계산 기법 밝히는 어떤 균 타협 꿀벌 건강 메커니즘

Growers often use fungicide sprays during bloom to protect crops against disease, which exposes bees to fungicide residues. Although considered ...

Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

입자 크기와 셰 일에서 메탄 수 착 용량 사이의 관계의 실험적 연구

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard ...

Measuring Stolons and Rhizomes of Turfgrasses Using a Digital Image Analysis System

디지털 이미지 분석 시스템을 사용 하 여 Turfgrasses의 Rhizomes Stolons을 측정

Length and diameter of stolons or rhizomes are usually measured using simple rulers and calipers. This procedure is slow and laborious, so it is often ...

Choice and No-Choice Bioassays to Study the Pupation Preference and Emergence Success of Ectropis grisescens

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선택 및 아니오 선택 생물 검정 Pupation 환경과 Ectropis grisescens 의 출현 성공 공부

Many insects live above the ground as larvae and adults and as pupate below the ground. Compared to the above-ground stages of their life cycles, less ...

Long-term Video Tracking of Cohoused Aquatic Animals: A Case Study of the Daily Locomotor Activity of the Norway Lobster (Nephrops norvegicus)

Long-term Video Tracking of Cohoused Aquatic Animals: A Case Study of the Daily Locomotor Activity of the Norway Lobster Nephrops norvegicus

Cohoused 수 중 동물의 장기 비디오 추적: 노르웨이 가재 (Nephrops norvegicus)의 매일 운동 활동의 사례 연구

We present a protocol related to a video-tracking technique based on the background subtraction and image thresholding that makes it possible to ...

Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions

구성 및 다른 환경 조건에서 Bioaerosols의 유통 분석

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, ...

Automated 3D Optical Coherence Tomography to Elucidate Biofilm Morphogenesis Over Large Spatial Scales

대규모 공간 스케일을 통해 생물막 형태 형성을 해명하는 자동화된 3D 광학 일관성 단층 촬영

Biofilms are a most successful microbial lifestyle and prevail in a multitude of environmental and engineered settings. Understanding biofilm ...

Leaf Area Index Estimation Using Three Distinct Methods in Pure Deciduous Stands

순수 낙엽 스탠드에서 세 가지 뚜렷한 방법을 사용한 잎 영역 지수 추정

Accurate estimations of leaf area index (LAI), defined as half of the total leaf surface area per unit of horizontal ground surface area, are crucial for ...