Name: techniques for investigating the anatomy of the ant visual system
Uploaded: 2017-11-27T15:00:00
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Nous sommes reconnaissants à Jochen Zeil, Paul Cooper et Birgit Greiner pour partager leurs connaissances en anatomie insecte et pour avoir fait preuve de plusieurs des techniques que nous avons décrit ici. Nous sommes reconnaissants envers le personnel talentueux et de soutien au Centre de microscopie de pointe à ANU et microscopie de l’appareil à MQU. Ce travail a été soutenu par une bourse d’études supérieures de FRE et aux dons de l’Australian Research Council (DE120100019, FT140100221, DP150101172).

1. préparation de l’échantillon
Remarque : Il faut d’abord comprendre l’emplacement relatif des yeux composés et ocelles les uns aux autres et sur la tête. Ceci peut être réalisé en faisant l’acquisition des images de la vue dorsale de la tête. Pour ce faire, nous vous recommandons d’échantillons de traitement pour la photomicrographie ou en utilisant des techniques de SEM. Ci-dessous les étapes sont impliquées dans ces deux processus.
<ol><li>
Prélèvement d?...

<ol>
	<li>Zeil, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+homing:+an+insect+perspective.">Visual homing: an insect perspective.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 22, 285-293 (2012).</li><li>Wehner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Desert+ant+navigation:+how+miniature+brains+solve+complex+tasks.">Desert ant navigation: how miniature brains solve complex tasks.</a> J. Comp. Physiol. A. 189, 579-588 (2003).</li><li>Fent, K., Wehner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ocelli:+a+celestial+compass+in+the+desert+ant+Cataglyphis.">Ocelli: a celestial compass in the desert ant Cataglyphis.</a> Science. 228, 192-194 (1985).</li><li>Warrant, E. J., Dacke, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+navigation+in+nocturnal+Insects.">Visual navigation in nocturnal Insects.</a> Physiology. 31, 182-192 (2016).</li><li>Taylor, G. J., 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=The+dual+function+of+Orchid+bee+ocelli+as+revealed+by+x-ray+microtomography.">The dual function of Orchid bee ocelli as revealed by x-ray microtomography.</a> Curr. Biol. 26, 1-6 (2016).</li><li>H&#246;lldobler, B., Wilson, E. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Ants. , (1990).</li><li>Ali, T. M. M., Urbani, C. B., Billen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+jumping+behaviors+in+the+ant+Harpegnathos+saltator.">Multiple jumping behaviors in the ant Harpegnathos saltator.</a> Naturwissen. 79, 374-376 (1992).</li><li>Weiser, M. D., Kaspari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecological+morphospace+of+New+World+ants.">Ecological morphospace of New World ants.</a> Ecol. Entomol. 31, 131-142 (2006).</li><li>Bulova, S., Purce, K., Khodak, P., Sulger, E., O'Donnell, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Into+the+black+and+back:+the+ecology+of+brain+investment+in+Neotropical+army+ants+(Formicidae:+Dorylinae).">Into the black and back: the ecology of brain investment in Neotropical army ants (Formicidae: Dorylinae).</a> Naturwissen. 103, 3-4 (2016).</li><li>Narendra, A., Reid, S. F., Hemmi, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+twilight+zone:+ambient+light+levels+trigger+activity+in+primitive+ants.">The twilight zone: ambient light levels trigger activity in primitive ants.</a> Proc. R. Soc. B. 277, 1531-1538 (2010).</li><li>Narendra, A., 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=Caste-specific+visual+adaptations+to+distinct+daily+activity+schedules+in+Australian+Myrmecia+ants.">Caste-specific visual adaptations to distinct daily activity schedules in Australian Myrmecia ants.</a> Proc. R. Soc. B. 278, 1141-1149 (2011).</li><li>Moser, J., 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=Eye+size+and+behaviour+of+day-and+night-flying+leafcutting+ant+alates.">Eye size and behaviour of day-and night-flying leafcutting ant alates.</a> J. Zool. 264, 69-75 (2004).</li><li>St&#246;ckl, A. L., Ribi, W. A., Warrant, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptations+for+nocturnal+and+diurnal+vision+in+the+hawkmoth+lamina.">Adaptations for nocturnal and diurnal vision in the hawkmoth lamina.</a> J. Comp. Neurol. 524, 160-175 (2016).</li><li>Zeil, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sexual+dimorphism+in+the+visual+system+of+flies:+the+compound+eyes+and+neural+superposition+in+Bibionidae+(Diptera).">Sexual dimorphism in the visual system of flies: the compound eyes and neural superposition in Bibionidae (Diptera).</a> J. Comp. Physiol. A. 150, 379-393 (1983).</li><li>Dacke, M., Nordstr&#246;m, P., Scholtz, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Twilight+orientation+to+polarised+light+in+the+crepuscular+dung+beetle+Scarabaeus+zambesianus.">Twilight orientation to polarised light in the crepuscular dung beetle Scarabaeus zambesianus.</a> J. Exp. Biol. 206, 1535-1543 (2003).</li><li>Greiner, B., Ribi, W. A., Warrant, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+and+optical+adaptations+for+nocturnal+vision+in+the+halictid+bee+Megalopta+genalis.">Retinal and optical adaptations for nocturnal vision in the halictid bee Megalopta genalis.</a> Cell Tiss Res. 316, 377-390 (2004).</li><li>Warrant, E. J., 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=Nocturnal+vision+and+landmark+orientation+in+a+tropical+halictid+bee.">Nocturnal vision and landmark orientation in a tropical halictid bee.</a> Curr. Biol. 14, 1309-1318 (2004).</li><li>Lattke, J. 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> Ants Standard Methods for Measuring and Monitoring Biodiversity. , 155-171 (2000).</li><li>Ribi, W. A. <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 Handbook in Biological Electron Microscopy. , 1-106 (1987).</li><li>Narendra, A., Ramirez-Esquivel, F., Ribi, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compound+eye+and+ocellar+structure+for+walking+and+flying+modes+of+locomotion+in+the+Australian+ant,+Camponotus+consobrinus.">Compound eye and ocellar structure for walking and flying modes of locomotion in the Australian ant, Camponotus consobrinus.</a> Sci. Rep. 6, 22331 (2016).</li><li>Narendra, A., Greiner, B., Ribi, W. A., Zeil, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+and+dark+adaptation+mechanisms+in+the+compound+eyes+of+Myrmecia+ants+that+occupy+discrete+temporal+niches.">Light and dark adaptation mechanisms in the compound eyes of Myrmecia ants that occupy discrete temporal niches.</a> J. Exp. Biol. 219, 2435-2442 (2016).</li><li>Ribi, W. A., Zeil, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+visual+system+of+the+Australian+&amp;#34;Redeye&amp;#34;+cicada+(Psaltoda+moerens).">The visual system of the Australian &amp;#34;Redeye&amp;#34; cicada (Psaltoda moerens).</a> Arthr. Struct. Dev. 44, 574-586 (2015).</li><li>Ribi, W. A., Warrant, E. J., Zeil, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+organization+of+honeybee+ocelli:+regional+specializations+and+rhabdom+arrangements.">The organization of honeybee ocelli: regional specializations and rhabdom arrangements.</a> Arthr. Struct. Dev. 40, 509-520 (2011).</li><li>Ribi, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colour+receptors+in+the+eye+of+the+digger+wasp,+Sphex+cognatus+Smith:+evaluation+by+selective+adaptation.">Colour receptors in the eye of the digger wasp, Sphex cognatus Smith: evaluation by selective adaptation.</a> Cell Tiss. Res. 195, 471-483 (1978).</li><li>Ribi, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrastructure+and+migration+of+screening+pigments+in+the+retina+of+Pieris+rapae+L.+(Lepidoptera,+Pieridae).">Ultrastructure and migration of screening pigments in the retina of Pieris rapae L. (Lepidoptera, Pieridae).</a> Cell Tiss. Res. 191, 57-73 (1978).</li><li>Lau, T., Gross, E., Meyer-Rochow, V. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sexual+dimorphism+and+light/dark+adaptation+in+the+compound+eyes+of+male+and+female+Acentria+ephemerella+(Lepidoptera:+Pyraloidea:+Crambidae).">Sexual dimorphism and light/dark adaptation in the compound eyes of male and female Acentria ephemerella (Lepidoptera: Pyraloidea: Crambidae).</a> Eur. J. Entomol. 104, 459-470 (2007).</li><li>Wipfler, B., Pohl, H., Yavorskaya, M. I., Beutel, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+methods+for+analysing+insect+structures+-+the+role+of+morphology+in+the+age+of+phylogenomics.">A review of methods for analysing insect structures - the role of morphology in the age of phylogenomics.</a> Curr. Opin. Insect Sci. 18, 60-68 (2016).</li><li>Streinzer, M., Brockmann, A., Nagaraja, N., Spaethe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex+and+caste-specific+variation+in+compound+eye+morphology+of+five+honeybee+species.">Sex and caste-specific variation in compound eye morphology of five honeybee species.</a> PLoS ONE. 8, e57702 (2013).</li><li>Somanathan, H., Warrant, E. J., Borges, R. M., Wall&#233;n, R., Kelber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resolution+and+sensitivity+of+the+eyes+of+the+Asian+honeybees+Apis+florea,+Apis+cerana+and+Apis+dorsata.">Resolution and sensitivity of the eyes of the Asian honeybees Apis florea, Apis cerana and Apis dorsata.</a> J. Exp. Biol. 212, 2448-2453 (2009).</li></ol>

La suite des méthodes décrites ci-dessus permettent une enquête efficace sur le système optique de fourmis et autres insectes. Ces techniques d’informent notre compréhension de la résolution d’échantillonnage, une sensibilité optique et sensibilité potentielle de polarisation de le œil à l’étude. Cette connaissance fournit une base importante pour physiologique et comportementaux enquête sur leurs capacités visuelles. En outre, alors que les méthodes détaillées ici ont mis l’accent sur les systè...

Vision est une modalité sensorielle importante pour la plupart des animaux. Vision est particulièrement cruciale dans le contexte de la navigation pour repérage buts, établissant et adhérant aux liaisons et l’obtention des informations boussole1,2. Détecter des informations visuelles à l’aide d’une paire d’yeux composés des insectes et, dans certains cas, yeux simples placés sur le dos d’un à trois appelés ocelles3,4,5.
Aux yeux des fourmis sont particulièrement intéressants parce que, tandis que les fourmis sont merveilleusement variés, ils conservent certaines caractéristiques clés selon les espèces. Malgré une variation dramatique dans l’anatomie, la taille et l’écologie, la grande majorité des espèces est eusocial et vive en colonies ; ainsi, différentes espèces rencontrent des défis visuels similaires en ce qui concerne la navigation en arrière entre les ressources et une place centrale. Dans l’ensemble de fourmis le même bauplan base oeil peut être observé dans animaux allant de 0,5-26 mm de longueur, d’exclusivement diurne d’espèces strictement nocturnes et de la lente marche souterraine à sauter des prédateurs visuels6,7, 8,9,10. Toutes ces différences stupéfiantes en écologie et comportement donnent lieu à des permutations innombrables des structures oculaires base même en fonction des différents environnements, modes de vie et tailles11,12. Par conséquent, étudier l’écologie visuelle des fourmis fournit une véritable mine d’or de possibilités à l’enquêteur déterminé.
Comprendre le système visuel des insectes est essentielle pour obtenir un aperçu de leurs capacités comportementales. Cela ressort des études intégrées qui combinent joliment anatomie avec l’écologie et le comportement d’un grand succès dans quelques groupes d’insectes (p. ex., références13,14,15,16, 17). bien que le domaine de la navigation de la fourmi et le comportement de la fourmi en général a été très réussi, très peu a insisté sur la vision de la fourmi en dehors de quelques espèces sélectionnées. Ici, nous élaborerons sur les techniques impliquées dans l’enquête sur la conception d’oeil de fourmis. Alors que nous nous concentrerons sur les fourmis, ces techniques peuvent être appliquées, avec de légères modifications, pour les autres insectes, trop.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ant</td>
			<td>Myrmecia midas</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Leica M205 FA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputter coater</td>
			<td>Pro Sci Tech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>ProSciTech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting microscope</td>
			<td>Leica MZ6</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insect Pin</td>
			<td>ProSciTech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Colourless nail polish</td>
			<td>Non branded: from any cosmetic store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass slide</td>
			<td>ProSciTech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor blade</td>
			<td>ProSciTech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Foreceps</td>
			<td>ProSciTech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover slip</td>
			<td>ProSciTech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compound microscope</td>
			<td>Leica DM5000 B</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformalydehyde</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride (KCl)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>di-Sodium Hydrogen phosphate (Na2HPO4)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium di-Hydrogen Phosphate (KH2PO4)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride (NaCl)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Osmium tetroxide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Araldite Epoxy Resin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluidie Blue</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hotplate</td>
			<td>Riechert HK120</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

techniques for investigating the anatomy of the ant visual system

Cet article décrit un ensemble de méthodes en microscopie photonique (LM) et la microscopie électronique (EM) qui peut être utilisée pour étudier l’anatomie de le œil interne et externe des insectes. Il s’agit de techniques histologiques traditionnelles optimisé pour le travail sur les yeux de fourmi et adapté pour travailler de concert avec d’autres techniques telles que la microscopie électronique à transmission (TEM) et microscopie électronique à balayage (SEM). Ces techniques, bien que très utile, peuvent être difficiles pour la microscopie de novice, alors l’accent a été placé dans cet article sur le dépannage et l’optimisation pour les différents échantillons. Nous fournir des informations sur les techniques d’imagerie pour l’échantillon entier (photo-microscopie et SEM) et discuter de leurs avantages et leurs inconvénients. Nous mettre en évidence la technique utilisée dans la détermination des diamètres de lentille pour le œil entier et discuter des nouvelles techniques d’amélioration. Enfin, nous discutons techniques intervenant dans la préparation des échantillons pour LM et TEM, coupes, coloration et imagerie de ces échantillons. Nous discutons les obstacles que l'on peut trouver dans quelle préparation des échantillons et la meilleure façon de naviguer autour d’eux.

Les méthodes décrites ici permettent une étude détaillée des simples et des yeux composés des fourmis. La vue dorsale de la tête à l’aide de techniques de la photomicrographie Z-pile d’imagerie permet d’obtenir un aperçu de la présentation du système visuel (Figure 1). Il s’agit d’une bonne préparation pour les dissections et pour déterminer l’angle de coupe souhaité. Cette technique est également utile pour prendre des mesures tell...

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Techniques for Investigating the Anatomy of the Ant Visual System

Cet article décrit un ensemble de méthodes en microscopie photonique et électronique pour étudier l’anatomie de le œil interne et externe des insectes. Il s’agit de plusieurs techniques traditionnelles, optimisés pour le travail sur les yeux fourmi, détaillée et dépannage ainsi que des propositions d’optimisation pour les différents spécimens et les régions d’intérêt.

Techniques pour étudier l’anatomie du système visuel Ant

This article outlines a suite of techniques in light microscopy (LM) and electron microscopy (EM) which can be used to study the internal and external eye ...

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