Name: techniques for investigating the anatomy of the ant visual system
Uploaded: 2017-11-27T15:00:00
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Estamos agradecidos a Jochen Zeil, Paul Cooper y Birgit Greiner para compartir sus conocimientos en anatomía de insecto y para la demostración de varias de las técnicas que hemos descrito aquí. Agradecemos al personal de apoyo y talento en el centro de microscopía avanzada en ANU y la unidad de microscopía en MQU. Este trabajo fue financiado por una beca de posgrado a FRE y becas del Consejo australiano de investigación (DE120100019, FT140100221, DP150101172).

1. PREPARACION
Nota: Es necesario conocer primero la ubicación relativa del ojo compuesto y ocelos entre sí y en la cabeza. Esto puede lograrse mediante la adquisición de imágenes de la vista dorsal de la cabeza. Para esto, recomendamos el procesamiento de muestras para la microfotografía o utilizando técnicas de SEM. A continuación son los pasos involucrados en ambos procesos.
<ol><li>
Recogida de muestras
	<ol>
<li>Recoger y almacenar a las muestras directamente en ...

<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>

El conjunto de los métodos señalados anteriormente permiten una investigación efectiva sobre el sistema óptico de hormigas y otros insectos. Estas técnicas informar a nuestra comprensión de la resolución de muestreo, sensibilidad óptica y sensibilidad potencial de polarización del ojo en estudio. Este conocimiento proporciona una base importante para la investigación fisiológica y de comportamiento en sus capacidades visuales. Además, mientras que los métodos detallados aquí se han centrado en los sistemas ...

La visión es una modalidad sensorial importante para la mayoría de los animales. La visión es especialmente crucial en el contexto de navegación para objetivos de localización, establecimiento y adhiriéndose a las rutas y obtener información brújula1,2. Insectos detectan información visual utilizando un par de ojos compuestos y, en algunos casos, uno a tres ojos simples de colocado dorsalmente llaman ocelos3,4,5.
Los ojos de las hormigas son de particular interés porque, mientras que las hormigas son muy diversas, conservan algunas características claves entre especies. A pesar de la dramática variación en la anatomía, tamaño y ecología, la gran mayoría de especies es eusociales y vive en colonias; en consecuencia, diferentes especies enfrentan retos visuales similares en términos de navegación hacia adelante y hacia atrás entre un lugar central y los recursos. A través de las hormigas el mismo bauplan ojo básico puede observarse en los animales que van desde 0.5-26 mm de longitud corporal, de exclusivamente diurna a especie estrictamente nocturna y de lento caminar subterráneo a saltar los depredadores visuales6,7, 8,9,10. Todas estas diferencias asombrosas en ecología y comportamiento dan lugar a innumerables permutaciones de las mismas estructuras básicas del ojo para adaptarse a diferentes ambientes, estilos y tamaños de cuerpo11,12. En consecuencia, estudiar la ecología visual de hormigas proporciona un verdadero tesoro de posibilidades al investigador determinado.
Comprensión del sistema visual de los insectos es esencial para ganar una penetración en sus capacidades conductuales. Se trata de estudios integrados que combinan muy bien la anatomía con la ecología y comportamiento de un gran éxito en algunos grupos de insectos (p. ej., referencias13,14,15,16, 17). aunque en general el campo de la navegación de ant y ant comportamiento ha sido absolutamente acertado, ha hecho hincapié muy poca visión de hormiga fuera de unas pocas especies seleccionadas. Aquí, elaboramos las técnicas involucradas en la investigación de diseño ojo de hormigas. Si bien nos centraremos en las hormigas, estas técnicas pueden aplicarse, con ligeras modificaciones, a otros insectos, también.

<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

Este artículo describe un conjunto de técnicas en microscopía de luz (LM) y la microscopia electrónica (EM) que puede utilizarse para estudiar la anatomía interna y externa del ojo de los insectos. Estos incluyen técnicas histológicas tradicionales optimizada para trabajo en ojos de hormiga y adaptado para trabajar en conjunto con otras técnicas como la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y microscopía electrónica (SEM). Estas técnicas, aunque muy útil, pueden ser difíciles para el microscopista de principiante, por lo que ha hecho gran hincapié en este artículo de solución de problemas y optimización para diferentes muestras. Proporcionar información sobre las técnicas de imagen para la muestra entera (foto-microscopía y SEM) y analizar sus ventajas y desventajas. Destacar la técnica utilizada en la determinación de diámetros de lente para el ojo entero y discutir nuevas técnicas para la mejora. Por último, se discuten técnicas de preparación de muestras para LM y TEM, corte, tinción y estas muestras de la proyección de imagen. Se discuten los obstáculos que podría venir cuando preparación de muestras y la mejor manera de navegar por ellos.

Los métodos aquí descritos permiten el estudio detallado de los simples y ojos compuestos de las hormigas. Vista dorsal de la cabeza usando técnicas de microfotografía Z-stack de imágenes permite obtener una visión general de la disposición del sistema visual (figura 1). Se trata de una buena preparación para disecciones y para determinar el ángulo requerido de seccionamiento. Esta técnica también es útil para la toma de medidas tales como la anch...

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Techniques for Investigating the Anatomy of the Ant Visual System

Este artículo describe un conjunto de técnicas de luz y microscopía electrónica para estudiar la anatomía interna y externa del ojo de los insectos. Estos incluyen diversas técnicas tradicionales optimizadas para trabajo en ojos de hormiga, detalladas de solución de problemas y sugerencias para la optimización para diferentes especies y regiones de interés.

Técnicas para investigar la anatomía del sistema Visual y

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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Setaria viridis is an emerging model system for C4 grasses. It is closely related to the bioenergy feed stock switchgrass and the grain crop foxtail ...

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Medio ambiente

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Structural determination of proteins is rather challenging for proteins with molecular masses between 40 - 200 kDa. Considering that more than half of ...

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