Name: probing the limits of egg recognition using egg rejection experiments along phenotypic gradients
Uploaded: 2018-08-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Probing the Limits of Egg Recognition Using Egg Rejection Experiments Along Phenotypic Gradients at JoVE.com

MEH finansierades av HJ Van Cleave professuren vid University of Illinois, Urbana-Champaign. Dessutom för finansiering vi tackar programmet Human Frontier Science (till M.E.H. och T.G.) och Europeiskasocialfonden och statens budget i Tjeckien, projekt nr. CZ.1.07/2.3.00/30.0041 (att T.G.). Vi tackar Ocean optik för kostnadstäckning för publikation.

Alla metoderna som beskrivs här har godkänts av den institutionella djur vård och användning kommittén (IACUC) av Long Island University-Post.
1. Blanda akryl färger
<ol><li>
Blanda äggskal marken färgning, vilket är den färg som jämnt täcker hela äggskal ytan. Följande recept blir 50 g av färg, som kommer att fylla lite mer än två 22 mL aluminium färg rör.
	<ol>
<li>Generera en blå-grön färg, som representerar en blågrön äggskal (t.ex., en ...

Även om ägget avvisande experiment är den vanligaste metoden att studera barnaskara parasit-host samevolution66, samordnade ansträngningar för att standardisera material, tekniker, eller protokoll saknas. Detta är särskilt problematiskt för meta-analyser. Ingen metaanalys, att vår kunskap, värd ägg avslag hittills har kontrollerat för metodologiska skillnader bland studier67,68, inklusive vad som anses vara mimetiska eller icke...

Häckningsparasiter lägger sina ägg i Bon av andra arter som sedan kan höja sina ungar och betala kostnaderna i samband med föräldrarnas omsorg1,2,3. Denna handling av bedrägeri för att överlista mottagande hos parasiten och detektivarbete för att upptäcka parasiten hos värden ger starkt selektiva påtryckningar på båda aktörer. I vissa fall av aviär Häckningsparasitism väljer värdens erkännande av olika parasitsjukdomar ägg för parasiter som efterliknar värd ägg, som producerar en evolutionär kapprustning mellan värd och parasit4. Det är viktigt eftersom det är ett modellsystem för att utreda coevolutionary dynamics och beslutsfattande i vilda5att studera Häckningsparasitism. Ägg avvisande experiment är en av de vanligaste metoderna som används för att studera aviär Häckningsparasitism i fältet och ett viktigt verktyg som ekologer använder att undersöka mellanartskonkurrens interaktioner6.
Under loppet av ägg avvisande experiment, forskare vanligtvis införa naturlig eller modell ägg och bedöma värdens svar på dessa experimentella ägg under en standardiserad. Sådana experiment kan innebära byta riktiga ägg (som varierar i utseende) mellan Bon7eller färgning eller måla ytorna på riktiga ägg (alternativt lägga mönster) och återvända dem till deras ursprungliga Bon8eller genererar modell ägg som har manipulerat egenskaper såsom färg9, spotting10, storlek11eller form12. Ägg av varierande utseende värd svar kan ge värdefulla insikter informationsinnehållet som de använder för att nå ett ägg avvisande beslut13 och hur olika som ägg måste vara att framkalla en svar14. Anges optimal acceptans tröskel teori15 att värdar ska balansera riskerna för misstag accepterar en parasitisk ägg (godtagande fel) eller av misstag ta bort sina egna ägg (avstötning fel) genom att undersöka skillnaden mellan sina egna ägg (eller en interna mall av dessa ägg) och parasitiska äggen. Som sådan, existerar ett tröskelvärde för godtagande bortom vilken värdar besluta ett stimulus är alltför olika för att tolerera. När parasitism risken är låg, är risken för acceptans fel lägre än när risken för parasitism är hög. således beslut är specifika sammanhang och kommer att skifta på lämpligt sätt som uppfattade risker ändring14,16,17.
Optimal acceptans tröskel teori antar att värdar grundar beslut vid kontinuerlig variation i värd och parasit fenotyper. Mäta värd Svaren till varierande parasit fenotyper därför nödvändigt att fastställa hur tolerant en värd befolkning (med sin egen fenotypisk variation) är att en rad parasitsjukdomar fenotyper. Praktiskt taget alla tidigare studier har emellertid åberopat kategoriska ägg färg och maculation behandlingar (t.ex., mimetiska/icke-mimetiska). Endast om värd äggskal fenotyper inte varierar, vilket inte är en biologiskt praktiska förväntan, vore alla svar direkt jämförbara (oavsett graden av mimicry). Annars kommer att en ”mimetiska” ägg-modell variera i hur lika det är att värd ägg inom och mellan populationer, vilket skulle kunna leda till förvirring när man jämför resultaten18. Teori föreslår att värd beslut baseras på skillnaden mellan parasitiska ägget och sin egen14, inte nödvändigtvis en viss parasitiska ägg färg. Därför använder en enda ägg modelltyp är inte en idealisk metod för att testa hypoteser på värd beslut tröskelvärden eller diskriminering förmågor, såvida inte den bara märkbar skillnaden (härefter JND) mellan ägg modelltyp och enskilda värden ägg färg är den variabeln av intresse. Detta gäller också experimentella studier som byta eller lägga till naturliga ägg för att testa värd Svaren till en naturlig rad färger19. Men medan dessa studier ger utrymme för variation i värd och parasit fenotyper, är de begränsade av naturlig variation finns i drag6, särskilt när användande hawaiimonark ägg7.
Forskare som gör konstgjorda ägg av varierade färger är däremot fri från begränsningarna av naturlig variation (t.ex., de kan undersöka Svaren till superstimuli20), ger dem möjlighet att probe gränserna för värd perception6. Nyare forskning har använt roman tekniker för att mäta värd svaren inom en fenotypisk spektrum, genom målning experimentella ägg för att matcha och överträffa variation i äggskal9 och dekorfärger21naturliga utbredningsområde. Studera värd Svaren till ägg med färger längs övertoningar kan avslöja underliggande kognitiva processer eftersom teoretiska förutsägelser, såsom acceptans tröskelvärden15 eller coevolved härmning4, baseras på kontinuerlig skillnader mellan egenskaper. Exempelvis genom att använda detta tillvägagångssätt, Dainson et al. 21 fastställs att när kromatisk kontrasten mellan äggskal marken coloration och spot coloration är högre, den amerikanska Robin Turdus migratorius tenderar att avvisa ägg starkare. Detta konstaterande ger värdefulla insikter om hur den här värden bearbetar information, i detta fall genom spotting, för att besluta om att ta bort en parasitisk ägg. Genom att anpassa paint blandningar, kan forskarna just manipulera likheten mellan en experimentell äggets färg och värdens ägg färg, medan standardisera andra störfaktorer såsom stänkblödning mönster10, ägg storlek22 och ägg Figur23.
För att uppmuntra ytterligare replikering och metareplication24 klassiska och senaste ägg avvisande arbete, är det viktigt att forskare använder metoder som är standardiserade över fylogeni (annan värdarter)7,22, utrymme (annan värd populationer)7,22,25,26 och tid (olika avel säsonger)7,22,25,26 ,27, som skedde endast sällan. Metoder som inte var standardiserade28 visades senare leda till tingsliga resultat29,30. Detta papper fungerar som en uppsättning riktlinjer för forskare försöker replikera denna typ av ägg avvisande experiment som undersöker Svaren till kontinuerlig variation och belyser ett antal viktiga metodologiska begrepp: vikten av kontroll Bon, förhand hypoteser, metareplication, pseudoreplication, och färg och spektralanalys. Trots att ägg avvisande experiment dominerar fältet av aviär värd-parasit samevolution, finns ingen omfattande protokoll ännu. Dessa riktlinjer kommer därför att vara en värdefull resurs att öka inter - och intra-lab repeterbarhet som det verkliga testet av någon hypotes ligger i metareplication, dvs, upprepa hela studier över fylogeni, utrymme och tid24, som kan endast meaningfully göras när använder konsekventa metoder29,30,31.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Replicator Mini +</td>
			<td>Makerbot</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Cobalt Turquoise Light</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28382</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Titanium White</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28489</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Cobalt Green</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28381</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Cobalt Turquoise</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28449</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Burnt Umber</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28433</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Red Iron Oxide</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28486</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Cadmium Orange</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28437</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Raw Umber Light</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28391</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Yellow Ochre</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28491</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Professional Acrylic Paint Mars Black</td>
			<td>Winsor &#38; Newton</td>
			<td>28460</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paint Brush</td>
			<td>Utrecht</td>
			<td>206-FB</td>
			<td>Filbert brush</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paint Brush</td>
			<td>Utrecht</td>
			<td>206-F</td>
			<td>Flat brush</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair Dryer</td>
			<td>Oster</td>
			<td>202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber optic cables</td>
			<td>Ocean Optics Inc.</td>
			<td>OCF-103813</td>
			<td>1 m custom bifurcating fiber optic assembly with blue zip tube (PVDF), 3.8mm nominal OD jeacketing and 2 legs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics Inc.</td>
			<td>Jaz</td>
			<td>Spectrometer unit with a 50 um slit width, installed with a 200-850 nm detector (DET2B-200-850), and grating option # 2.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Battery and SD card module for spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics Inc.</td>
			<td>Jaz-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light source</td>
			<td>Ocean Optics Inc.</td>
			<td>Jaz-PX</td>
			<td>A pulsed xenon light source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White standard</td>
			<td>Ocean Optics Inc.</td>
			<td>WS-1-SL</td>
			<td>made from Spectralon</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OHAUS Adventurer Pro Scale</td>
			<td>OHAUS</td>
			<td>AV114C</td>
			<td>A precision microbalance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gemini-20 portable scale</td>
			<td>AWS</td>
			<td>Gemini-20</td>
			<td>A standard scale</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Empty Aluminum Paint Tubes (22 ml)</td>
			<td>Creative Mark</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Telescopic mirror</td>
			<td>SE</td>
			<td>8014TM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GPS</td>
			<td>Garmin</td>
			<td>Oregon 600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>220-grit sandpaper</td>
			<td>3M</td>
			<td>21220-SBP-15</td>
			<td>very fine sandpaper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>400-grit sandpaper</td>
			<td>3M</td>
			<td>20400-SBP-5</td>
			<td>very fine sandpaper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>color analysis software: &#8216;pavo&#8217;, an R package</td>
			<td>for use in, R: A language and environment for statistical computing</td>
			<td>v 1.3.1</td>
			<td>https://cran.r-project.org/web/packages/pavo/index.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV clear transparent</td>
			<td>Flock off!</td>
			<td>UV-001</td>
			<td>A transparent ultraviolet paint</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic sandwich bags</td>
			<td>Ziploc</td>
			<td></td>
			<td>Regular plastic sandwich bags from Ziploc that can be purchased at the supermarket.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes</td>
			<td>Kimberly-Clark Professional</td>
			<td>34120</td>
			<td>11 x 21 cm kimwipes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toothbrush</td>
			<td>Colgate</td>
			<td></td>
			<td>Toothbrush</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

probing the limits of egg recognition using egg rejection experiments along phenotypic gradients

Häckningsparasiter lägger sina ägg i andra honor Bon, lämnar värd föräldrarna för att kläckas och bak sina ungar. Studera hur häckningsparasiter manipulera värdar till att uppfostra sina ungar och hur värdar upptäcka parasitism ger viktiga insikter i fältet coevolutionary biologi. Häckningsparasiter, såsom gökar och kostarar, få en evolutionär fördel eftersom de inte har att betala kostnaderna för uppfödning sina egna ungar. Men väljer dessa kostnader för värd försvar mot alla utvecklingsstadier av parasiter, inklusive ägg, unga och vuxna. Ägg avvisande experiment är den vanligaste metoden som används för att studera värd försvar. Under dessa experiment, forskare placerar ett experimentell ägg i ett bo som värd och övervakar hur värdar svarar. Färg är ofta manipuleras och förhoppningen är att sannolikheten för ägg diskriminering och graden av olikhet mellan värd och experimentella ägg positivt är relaterade. Detta papper fungerar som en guide för att bedriva ägg avvisande experiment från som beskriver metoder för att skapa konsekventa ägg färger för att analysera resultaten av sådana experiment. Särskild uppmärksamhet ges till en ny metod som inbegriper unikt färgade ägg längs färgtoningar som har potential att utforska färg fördomar i värd erkännande. Utan standardisering är det inte möjligt att jämföra resultaten mellan studier på ett meningsfullt sätt; ett standardprotokoll inom detta område kommer att möjliggöra alltmer exakta och jämförbara resultat för ytterligare experiment.

Generera färgglada ägg modeller
Reflektans spectra anpassade måla blandningar och naturliga ägg visas i figur 1A-D. Paint blandningar används i Häckningsparasitism studier bör nära motsvara naturliga reflektans mätningar i form av spektral form (färg) och magnitud (ljusstyrka). Om det uppnås, bör färgen på experimentell ägget uppfattas av värden som ...

Watch this Scientific Journal Video about Probing the Limits of Egg Recognition Using Egg Rejection Experiments Along Phenotypic Gradients at JoVE.com

Probing the Limits of Egg Recognition Using Egg Rejection Experiments Along Phenotypic Gradients

Sondera gränserna för ägg erkännande med ägg avvisande experiment längs fenotypiska övertoningar

Detta protokoll ger riktlinjer för att köra ägg avvisande experiment: beskriver tekniker för målning experimentella ägg modeller att emulera färgerna på naturliga fågelägg, bedriva fältarbete och analysera insamlade data. Detta protokoll ger en enhetlig metod för att genomföra jämförbara ägg avvisande experiment.

Brood parasites lay their eggs in other females' nests, leaving the host parents to hatch and rear their young. Studying how brood parasites manipulate ...

Research

JoVE Journal

Behavior

A Fully Automated Rodent Conditioning Protocol for Sensorimotor Integration and Cognitive Control Experiments

En helt automatiserad Gnagare Conditioning protokoll för Sensorimotor Integration och kognitiv kontroll Experiment

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. ...

Evaluation of a Smartphone-based Human Activity Recognition System in a Daily Living Environment

Utvärdering av en Smartphone-baserade Human Activity Recognition System i en Daily Living miljö

An evaluation method that includes continuous activities in a daily-living environment was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that ...

Exploring the Use of Isolated Expressions and Film Clips to Evaluate Emotion Recognition by People with Traumatic Brain Injury

Utforska användningen av isolerade uttryck och Filmklipp att utvärdera känslor erkännande av personer med traumatisk hjärnskada

The current study presented 60 people with traumatic brain injury (TBI) and 60 controls with isolated facial emotion expressions, isolated vocal emotion ...

Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice

Nya objekt erkännande Test för utredning av inlärning och minne hos möss

The object recognition test (ORT) is a commonly used behavioral assay for the investigation of various aspects of learning and memory in mice. The ORT is ...

A Networked Desktop Virtual Reality Setup for Decision Science and Navigation Experiments with Multiple Participants

En nätverksansluten Desktop Virtual Reality Setup för beslut vetenskap och navigering experiment med flera deltagare

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and ...

Virtual Reality Experiments with Physiological Measures

Virtual Reality experiment med fysiologiska åtgärder

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Nya objekt erkännande och objekt plats beteendemässiga testning i möss på en Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

Generating Strictly Controlled Stimuli for Figure Recognition Experiments

Generera strängt kontrollerade Stimuli för figur erkännande experiment

This protocol introduces a method for generating strictly controlled and objectively defined stimuli for figure recognition experiments. A (6, n) figure ...

Lexical Decision Task for Studying Written Word Recognition in Adults with and without Dementia or Mild Cognitive Impairment

Lexikala beslut uppgift för att studera skriftlig Word erkännande hos vuxna med och utan demens eller mild kognitiv svikt

Older adults are slower at recognizing visual objects than younger adults. The same is true for recognizing that a letter string is a real word. People ...

Assessing the Coherence of Parents' Short Narratives Regarding their Child Using the Five-Minute Speech Sample Procedure

Bedöma samstämmigheten i föräldrarnas korta berättelser om deras barn med hjälp av fem minuters tal provförfarande

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with ...