Name: techniques for investigating the anatomy of the ant visual system
Uploaded: 2017-11-27T15:00:00
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昆虫の解剖学の知識を共有するためヨッヘン ・ ツァイル、ポール ・ クーパーとビルギット グライナーに感謝しております、テクニックのいくつかを示すため、我々 はここで記述しました。オーストラリア国立大学で高度な顕微鏡と顕微鏡ユニット MQU でセンターで支持と有能なスタッフに感謝しております。この作品は、オーストラリアの研究評議会 (DE120100019、FT140100221、DP150101172) から周波数と補助金に大学院奨学金によって支えられました。

1. 試料の準備
注: それは複眼と単眼と頭の上の相対的な位置をまず理解する必要です。これは、頭の背面の画像を取得によって達成することができます。このため、処理サンプルただしまたは SEM のテクニックを使用してお勧めします。以下の手順は両方のプロセスに関与しているのです。
<ol><li>
検体採取
	<ol>
<li>収集し、70% エタノールに直接標本を保存?...

<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>

上記の方法のスイート アリなどの昆虫の光学系に効果的な調査を可能にします。これらのテクニックは、サンプリングの解像度、光感度で、検討されている目の潜在的な偏波依存性の私達の理解をお知らせ。この知識は、視覚能力に生理・行動の調査のための重要な基礎を提供します。さらに、ここでの方法は、ant の視覚系に焦点を当てている、これらのテクニック使用できます他の昆虫 (...

ビジョンは、ほとんどの動物のための重要な感覚モダリティです。ビジョンは、正確に示す目標の確立し、ルートに従うこととコンパス情報1,2を取得ためのナビゲーションのコンテキストで特に重要です。昆虫は複眼のペアを使用して視覚情報を検出し、いくつかのケースで 1 ~ 3 背側に配置されたシンプルな目は単眼3,4,5と呼ばれます。
アリの目は、ので、種を渡っていくつかのキーの特性を保全するアリは驚くほど多様なのですが、特に興味深いのです。解剖学、サイズ、および生態系の劇的な変化にもかかわらず種の大半社会性、コロニーに住んでいます。結果として、異なる種中心的な場所とリソース間の前後移動の面で同様の視覚課題に直面します。体長、厳密に夜行性の種に専ら昼間および視覚捕食者6,7、跳躍する地下歩行が遅いから 0.5 〜 26 ミリメートルに至る動物の蟻の間で同じ基本的な目 bauplan を観察できます。 8,9,10。すべての生態および行動のこれらの驚異的な違いは本体サイズ11,12ライフ スタイル、さまざまな環境に合わせて同じ基本的な眼の構造の無数の順列に上昇を与えます。結果として、アリのビジュアルの生態を勉強断固とした探偵に可能性の宝庫を提供します。
昆虫の視覚系を理解することは、行動能力に洞察力を得ることに不可欠です。これは、素敵な生態と、いくつかの昆虫のグループ (例えば、参照13,14,15,16,で大成功を動作解剖学を組み合わせた統合的な研究から明らかです。17). ant ナビゲーションと蟻の行動のフィールドは、一般的にかなり成功している、しかし非常に少し重点を ant ビジョン、いくつか選択した種の外に配置されています。ここでは、私たちは、アリの目のデザインを調査する技術について詳しく説明します。我々 は、アリに集中しながらこれらの技術適用できます、他の昆虫のわずかな変更でも。

<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

この記事は光学顕微鏡 (LM) における技術のスイートについて説明と電子顕微鏡検査 (EM) 昆虫の内部および外部の目の解剖学を研究するために使用できます。アリの目に仕事用に最適化され、透過型電子顕微鏡 (TEM)、走査型電子顕微鏡 (SEM) など他の技術と連携して動作させる従来の組織学的技術が含まれます。これらの技術は、非常に役に立つ、困難な場合が初心者顕微鏡の重視は、トラブルシューティングと異なる標本の最適化に関するこの記事に配置されているので。全体の標本 (写真顕微鏡・ SEM) のイメージングに関する情報を提供し、それぞれの長所と短所を話し合います。我々 は全体の目のレンズの直径を決定する際に使用される技術を強調表示し、改善のための新しい手法を説明します。最後に、LM と TEM の試料を準備にかかわっている技術について述べる断面、染色、およびこれらのサンプル画像します。我々 はサンプルを準備するときに、彼らの周りを移動する最善の方法を来るかもしれない 1 つのハードルをについて説明します。

ここで説明する方法では、単純なものの詳細な研究とアリの複眼を有効にします。Z ただし技術を使用して頭の背表示画像の視覚システム (図 1) レイアウトの概要を取得することができます。これは良い準備解剖、必要な断面の角度を決定します。この手法、また頭の幅、目の長さ、単眼レンズの直径などの測定に役立ちます。SEM イメージング?...

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Techniques for Investigating the Anatomy of the Ant Visual System

この記事では、光と昆虫の内部および外部の目の解剖学を研究、電子顕微鏡の技術のスイートについて説明します。アリの目、詳細なトラブルシューティングと異なる標本や関心領域の最適化のための提案の仕事のために最適化されたいくつかの伝統的なテクニックが含まれます。

Ant の視覚系の解剖学を調査するためのテクニック

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 ...

Research

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