Name: a visual guide for studying behavioral defenses to pathogen attacks in leaf-cutting ants
Uploaded: 2018-10-12T15:00:00
Duration: 8 min 10 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Visual Guide for Studying Behavioral Defenses to Pathogen Attacks in Leaf-Cutting Ants at JoVE.com

Wir möchten Linie Vej Ugelvig und Kirsten Sheehy für nützliche Gespräche über Mechanismen der Antenne Reiniger Pflege und Dreharbeiten Aufbau bedanken. Michael Poulsen stützt sich auf eine Villum Kann Rasmussen Young Investigator Fellowship (VKR10101) und Tabitha Innocent durch ein Marie-Curie-einzelne europäische Fellowship (IEF gewähren 627949). Wir möchten auch Danke das Smithsonian Tropical Research Institute für die Nutzung der Einrichtungen und logistische Unterstützung in Panama und der Autoridad Nacional del Ambiente um Erlaubnis zu sammeln und exportieren Sie Ameisen in Dänemark.

1. Escovopsis Isolierung
<ol><li>Escovopsis Stämme aus Acromyrmex Echinatior Labor Kolonien, indem man Pilz Garten Fragmente, mit Ameisen entfernt, auf einer Petrischale mit feuchter Watte für mehrere Tage bis Escovopsis keimt und sporulates zu isolieren. Übertragen Sie Sporen auf Kartoffel-Dextrose-Agarplatten (PDA, 39 g/L) und ca. zwei Wochen bei ca. 23° C inkubieren. Hinweis: In der aktuellen Studie wurde ein Stamm verwendet.</li>
	<li>Verwenden Sie eine sterile Nadel Reife Sporen von diesen ersten Platten herausgreifen. Wählen Sie genug Sporen an die Spitze der Nadel zu decken.</li>
	<li>Sporen auf neue Platten unter sterilen Bedingungen zu impfen und inkubieren Sie bei ~ 23 ° C für etwa zwei Wochen.</li>
	<li>Wenn Hyphen bedeckt die gesamte Platte und gewachsen in Reife braune Sporen, wiederholen Sie Schritt 1.3, aber diesmal mit Sporen von der neue PDA-Platte.</li>
	<li>Wiederholen Sie den Vorgang, bis ein sauberer Bestand an Escovopsis für jede Belastung ist (keine sichtbaren Verunreinigungen wächst auf oder unter der Plattenoberfläche) erworben.</li>
</ol>2. Versuchsaufbau
<ol><li>Verwenden Sie drei A. Echinatior Kolonien. Hinweis: Hier wurden die Kolonien Ae160b, Ae322 und Ae263 verwendet.</li>
	<li>Machen Sie aus jeder Kolonie 12 Sub Kolonien. Machen Sie sechs Sub-Kolonien zur Beobachtung nach 0 h und sechs Sub-Kolonien zur Beobachtung nach 72 h. Es gibt insgesamt 36 Sub Kolonien; Markieren Sie die Hälfte der Sub Kolonien von jeder "Elternteil" Kolonie als Kontrolle und die andere Hälfte als"Escovopsis Behandlung". Hinweis: Während in übergeordneten Kolonien das Vorhandensein einer Königin betrifft Arbeitnehmer Verhalten, wir erwarten (obwohl dies nicht garantiert werden kann), dass Königin weniger Sub-Kolonien sind wahrscheinlich Verhalten als weiselrichtigen Kolonien für die kurze Zeit, die das Experiment ausgeführt wird.</li>
	<li>Verwenden Sie für jede Sub-Kolonie ein Rechteck der Länge: ~ 3,15 Zoll (8 cm), Breite: ~ 2,17 Zoll (5,5 cm) und Tiefe ~ 1,77 Zoll (4,5 cm). Hinweis: Der wichtige Punkt ist, bieten genügend Platz für Ameisen außerhalb der Pilz-Fragment, Futter und Abfall dump, aber zur gleichen Zeit die Box klein genug zu machen, dass die Dreharbeiten und Verhalten Anerkennung möglich ist.</li>
	<li>Für jede Sub-Kolonie, fügen Sie einen Teelöffel Größe (ca. 2,2 cm3 und 1,2 g) Stück des zentralen Teils des Gartens Pilz (L. Gongylophorus) aus der ursprünglichen Kolonie, ein paar Blätter Bramble, und ein Stück Watte in Wasser eingeweicht. Anmerkung: Die Watte liefert Feuchtigkeit. Es sollte nicht mit Wasser tropft, und sollte den Pilz Garten nicht berühren.</li>
	<li>Verwenden Sie für Sub-Kolonien mit Escovopsisbehandelt eine Impfschlinge zu und füllen Sie die Öffnung zu, so dass es nur durch Escovopsis Sporen bedeckt ist. Impfen Sie die Sporen durch leichtes Klopfen eine kleine, lokalisierte Teil des Gartens Pilz zehn bis zwanzig Mal, so dass die Sporen auch nicht gruppiert sind.</li>
	<li>Für Sub-Kolonien als Steuerelemente verwendet die Anwendung des Escovopsis auf den Pilz-Garten mit einem sterilen Impfschlinge zu imitieren. Hinweis: Obwohl dies nicht in dem vorliegenden Experiment gemacht wurde, kann die Impfung von einem sterilen Pulver (wie Graphit oder Talkum-Puder) in diesem Stadium zur Unterscheidung eine Infektion mit einem Krankheitserreger und inerte Vermittler erfolgen.</li>
	<li>Für 72 h Beobachtungen, lassen Sie die Hälfte der Sub-Kolonien (steuert und infiziert) für 72 h nach Einführung des Escovopsis vor dem Hinzufügen von Ameisen oder Videoaufzeichnung zu initiieren. Hinweis: Warten 72 h in der Abwesenheit von Ameisen macht es wahrscheinlich, dass Escovopsis Sporen (unveröffentlichte in-vitro- Daten); Keimen wird Obwohl dies erhöht auch die Chance, andere Infektionen (z. B. aus einem Pilz in Pilz Garten bereits vorhanden), empfiehlt sich dieser Zeitraum für diese Behandlung in der frühen Phase einer etablierten Infektion darstellen.</li>
	<li>0 h Beobachtungendirekt nach Schritt 2,6 und ca. 30 min vor der Aufnahme fügen Sie zwei Brut, vier minorarbeiterinnen und vier großen Arbeiter gleichzeitig aus der übergeordneten Kolonie jede Box hinzu.<ol>
<li>Verwenden Sie zwei große Arbeiter aus innerhalb des Gartens, die jungen mit leichten Pigment mit Actinobacteria die meisten der Nagelhaut. Nehmen Sie die beiden anderen von außerhalb des Gartens, mit dunklen Pigment und Actinobacteria nur für die Laterocervical-Platten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Wiederholen Sie für 72 h Beobachtungen2.8 und 2.8.1 bei 30 min vor der Aufnahme, d. h.71,5 h nach der Inokulation mit Escovopsis. Hinweis: Experimentelle Sub-Kolonien sind deutlich kleiner als etablierte natürliche Acromyrmex Kolonien. Dies ist notwendig, um Verhalten genau aufzuzeichnen. Während dies die Häufigkeit der einige Verhaltensweisen qualitativ beeinflussen kann, wurde die Zusammensetzung der Sub Kolonien gewählt, um die Vermengung von Arbeitnehmern in natürlichen Kolonien eher qualitativ die Verhaltensstörungen Interaktionen reflektieren widerspiegeln.</li>
</ol>(3) video-Aufzeichnung und Bewertung von Verhaltensweisen
<ol><li>Verwenden Sie ein USB-Endoskop mit einem Laptop (oder Äquivalent) befestigt und sorgen für ausreichend Licht.</li>
	<li>Führen Sie für jede Sub-Kolonie video-Aufzeichnung für 4 h (ab 0 h oder 72 h nach der Infektion).</li>
	<li>Nach der Aufnahme der 36 Sub Kolonien, Überprüfen der insgesamt 144 h von Filmmaterial und Gäste alle Verhaltensweisen von Interesse für alle Individuen in jeder Sub-Kolonie. Hinweis: Im aktuellen experimentellen Beispiel hatten wir zwei Sub-Kolonien (ein Steuerelement aus Kolonie Ae160b) und Sub-Kolonie aus Kolonie Ae322 Behandlung aufgrund einer Infektion mit Pilzen als Escovopsis, Reduzierung der Gesamtzahl der Stunden Beobachtungen ausschließen 136.</li>
	<li>Jedes Mal, wenn eine Verhalten ist zu beobachten, zeichnen Sie es als 1 auftreten. Hinweis: Eine Verhalten kann für kurze oder lange Dauer, sondern nur Ergebnis sei es als > 1, wenn es durch ein anderes Verhalten unterbrochen wird, oder wenn die Ameise für einen bestimmten Zeitraum hinweg passiv ist.</li>
</ol>4. Verhalten
Hinweis: Behavioral Definitionen wurden mit einer Kombination aus Beschreibungen von früheren Studien23,27,28,31,45 und persönlichen Beobachtungen. Für eine detaillierte Darstellung präsentiert wichtige morphologische Strukturen im Protokoll für die Anerkennung von Verhaltensweisen verwendet siehe Abbildung 1.
<ol><li>Selbst die Pflege und Reinigung-Antenne (Video 1)<ol>
<li>Feststellen Sie, wenn die Ameise hält Beinbewegung selbst Pflege einzuleiten. Überprüfen Sie, dass die Antennen sind durch die Antenne Reiniger an den Vorderbeinen (Abbildung 1) gezogen, eine Klammer-Struktur befindet sich auf der Tibia-Tarsus Gelenk bestehend aus eine Kerbe, die mit Blick auf einem Felsvorsprung mit verschiedenen großen Borsten und Kämme45, 46.</li>
		<li>Nach der Reinigung der Antenne zu beobachten, dass die Ameise die Beine und die Antenne-Reiniger reinigen wird durch Ziehen an die Beinen durch die Mundwerkzeuge, die Entfernung von Partikeln und potenzielle Krankheitserreger mit der Glossa (Abbildung 1). Hinweis: Selbst pflegen kann bestehen aus Reinigung der Antenne und anschließend die Antenne-Reiniger (Abbildung 1), aber auch mit Mundwerkzeuge, reinigen Sie die Beine. Wenn eine Ameise seine Beine Reinigung ist, reinigt es in den meisten Fällen alle sechs Beine nacheinander.</li>
	</ol></li>
	<li>Pilze putzen (Video 2)
	<ol>
<li>Hinweis Wenn die Ameise Beinbewegungen an einem festen Punkt auf dem Pilz Garten hält. Beachten Sie, dass die Antennen sind unbeweglich und parallele deutete auf den Pilz, so dass der Winkel zwischen Schaft und Funiculus (Abbildung 1) ca. 45 beträgt °, und die Spitze der Antennen sind fast berühren einander, in der Nähe von den Spitzen der Mandibeln ( ( Abbildung 1).</li>
		<li>Beachten Sie, dass die obere (Osseointegration) und unteren (Labium) Mundwerkzeuge offen sind, mit den aufstrebenden Glossa (Abbildung 1), den Pilz zu lecken.</li>
	</ol></li>
	<li>Allogrooming (Video 3)
	<ol>
<li>Beobachten Sie dieses Verhalten, wenn eine oder mehrere Ameisen einen anderen (Empfänger) Ameise oder umgekehrtgenähert haben. Während das Verhalten der Ameisen stoppen Sie Bewegung und eng zusammenstehen mit Körperkontakt. Die Pflege Ant(s) kann leicht bewegt, um einen größeren Bereich des Körpers die Empfänger Ameise zu decken.</li>
		<li>Beachten Sie, dass die Antennen der Herkunftsstaat bewegungslos und wies auf einen bestimmten Punkt des empfangenden Ameise oder bewegen und leichtes Klopfen des Empfängers sein können. Der Winkel zwischen dem Schaft und der Funiculus (Abbildung 1) beträgt ca. 45° je nachdem, ob sie an einem bestimmten Punkt oder klopfen befestigt sind. Die Spitzen des Schauspielers Antennen sind in der Regel in der Nähe von einander und die Spitzen der Mandibeln (Abbildung 1).</li>
		<li>Beachten Sie, dass die obere (Osseointegration) und unteren (Labium) Mundwerkzeuge offen sind, mit den aufstrebenden Glossa (Abbildung 1), die Empfänger-Ameise zu lecken.</li>
	</ol></li>
	<li>Metapleural Drüse Pflege (Video 4)<ol>
<li>Wenn die Ameise Bewegung initiieren Metapleural Drüse (Abbildung 1) Pflege aufhört zu beobachten. Beachten Sie, dass die Ameise neigt sich zur Seite, der seine Vorderbeine zurück zu reiben Sie die Öffnung (Meatus) der Metapleural Drüse (z. B. den rechten vorderen Bein) zu erreichen. Hinweis: Das vordere Bein ist gleichzeitig (in diesem Beispiel dem linken Vorderbein) leckte von Glossa (Abbildung 1).</li>
		<li>Überprüfen Sie, dass die Ameise lehnt sich an die Gegenseite und Beine schaltet und die gleiche Bewegung mit dem gegenüberliegenden Beinen wiederholt. Die Ameise weiterhin die Vorderbeine an den Metapleural Drüsen und danach an die Glossa ständig Wechsel zwischen Beinen (Abbildung 1) bewegen. Hinweis: In diesem Beispiel wird die Ameise nun das linken Vorderbein, die Metapleural Drüse und rechtes Vorderbein, Glossa (Abbildung 1) weitergeleitet. Nach Metapleural Drüse (Abbildung 1) Pflege löst die Ameise oft selbst Pflege (Schritt 4.1).</li>
	</ol></li>
	<li>Spore Jäten (Video-5)
	<ol>
<li>Beobachten Sie dieses Verhalten, stoppt die Ameise Beinbewegungen an einem festen Punkt auf dem Pilz-Garten. Beachten Sie, dass die Antennen sind unbeweglich und parallel, deutete auf den Pilz, so dass der Winkel zwischen Schaft und Funiculus ca. 45° beträgt und die Spitzen der Antennen fast einander und die Spitzen der Mandibeln (Abbildung 1 berühren sind).</li>
		<li>Überprüfen Sie, dass die Ameise seine Mandibeln (Abbildung 1) zu greifen sichtbare Escovopsis Sporen und trennen sie die Pilze Ernte öffnet durch sie abziehen. Die Ameise trägt die Cluster von Sporen aus dem Nest, während die Fühler sanft bewegen zur Orientierung. Die Antennen können durch die Antenne-Reiniger (Abbildung 1; siehe Video 1) gereinigt werden, halten Sie den Cluster von Sporen. Die Ameise fällt die Sporen in eine Halde. Hinweis: Aufzeichnung von Aktivitäten rund um die Halde wurde nicht in das aktuelle Experiment getan aber wäre eine geeignete Erweiterung des derzeitigen Protokolls.</li>
	</ol></li>
	<li>Pilz Jäten (Video 6)
	<ol>
<li>Dieses Verhalten zu beobachten, wenn die Ameise Beinbewegungen an einem festen Punkt des Pilzes aufhört. Die Antennen sind lose auf den Teil des Pilzes, die die Ameise versucht zu entfernen, während das Pilz-Stück leicht antippen, wies darauf hin.</li>
		<li>Beachten Sie, dass die Ameise ihre Mandibeln, entweder Schnitt durch den Pilz Ernte verwendet, um einen bestimmten Bereich zu lösen oder zu einen Teil der Pilz mit ihren Mandibeln (Abbildung 1) greifen. Die Ameise rocken auf seinen Beinen gleichzeitig von Seite zu Seite, während es dem Pilz Stück zieht. Hinweis: Jäten kann durch mehrere Arbeitskräfte und Minderjährige und Majors durchgeführt werden. Wenn ja, einige Ameisen das Pilz-schneiden, führen andere das Schaukeln und Bewegung ziehen. Der freistehende Teil des Pilzes ist außerhalb des Nestes durchgeführt und in der Halde abgesetzt. Aufnahme der Abfälle Anzahlung erfolgte nicht in das aktuelle Experiment aber wäre eine geeignete Erweiterung des derzeitigen Protokolls.</li>
	</ol></li>
	<li>Fäkale Flüssigkeit Pflege (Video 7)
	<ol>
<li>Beobachten Sie dieses Verhalten, stoppt die Ameise Beinbewegungen an einem festen Punkt auf dem Pilz-Garten. Die Ameise beugt seine Gaster (Abbildung 1) und Kopf gegeneinander um ein Tröpfchen von fäkalen Flüssigkeit auf die Mundwerkzeuge anzuwenden.</li>
		<li>Beachten Sie, dass die Ameise die Vorderbeine durch die Mandibeln (Abbildung 1), einzeln nacheinander zieht. Anschließend verschiebt die Ameise die Fühler durch die Antenne-Reiniger (Abbildung 1) befindet sich auf der Tibia-Tarsus Gelenk der Vorderläufe.</li>
	</ol></li>
	<li>Droplet Regurgitation (Video 8)
	<ol>
<li>Dieses Verhalten zu beobachten, wenn die Ameise Beinbewegungen an einem festen Punkt des Pilzes aufhört. Die Antennen sind unbeweglich und parallel, deutete auf den Pilz, so dass der Winkel zwischen Schaft und Funiculus ca. 45° beträgt und die Spitzen der Antennen fast berühren einander und die Spitzen der Mandibeln (Abbildung 1).</li>
		<li>Beachten Sie, dass die Ameise einen Tropfen der Flüssigkeit auf den Pilz, variierend von transparent gelb oder sogar braun, aus ihrer Mundwerkzeuge Licht erbricht.</li>
	</ol></li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Das primäre Ziel dieser Studie war es, zu beobachten und aufzeichnen charakteristischen Blatt-schneiden Ameise defensiv Verhalten in Anwesenheit von Pilz-Garten-Infektion mit Escovopsis, Erstellen von Referenz-Clips für verwenden durch die breitere Wissenschaftsgemeinschaft. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Verhaltensweisen nicht ausschließen, Verteidigung der Kolonien von Escovopsis, sondern kann auch eine Rolle in der Verteidigung gegen andere Verunreinigungen und Infektionen6,7,8,9 ,10,11,12, und bei der Verteidigung der Ameisen sich42. Unser Protokoll bietet eine Kulisse für breitere Forschung auf Verteidigung in Pilz-wachsende Ameisen. Dies ist besonders nützlich sein: (i) für junge Forscher, die nicht vertraut mit diesen Verhaltensweisen; (Ii) zur Sicherung einheitlicher Definitionen für und Beobachtungen der Verhaltensweisen; (Iii) die Vergleiche über Studien und Ameisenarten zu erleichtern; (iv) weil eine Reihe von diesen Verhaltensweisen so selten, die selbst erfahrene auftreten kann können Forscher nie sie beobachtet haben; (iv) weil verstehen und erkennen Verhaltensweisen unter kontrollierten Bedingungen im Labor Hilfe studiert in Situ wo Bedingungen schwerer sind zu kontrollieren.
Die Ergebnisse unseres Verhaltens Studie stehen im Einklang mit früheren Arbeiten, die zeigten, dass geringfügige Arbeitnehmer Pilz Bräutigam – entscheidend, wenn eine Infektion frühzeitig erkannt – mehr als große Arbeiter25,28,32. Hier stieg wichtige Arbeitskräfte die Zahl der Pilz Pflege nach Escovopsis Infektion (Abbildung 2eine). Dies deutet darauf hin, dass geringfügige Arbeitskräfte sind der vorherrschende Pilz-Piste, sondern, dass wichtige Mitarbeiter behilflich sein können bei der Verhinderung der Ausbreitung von mehr Infektionen. Die größeren großen Arbeiter können Sporen schneller, entfernen, während minorarbeiterinnen eher für weniger zugänglichen Sporen entfernen könnte. Wir fanden auch, dass Arbeitnehmer erfolgreich Sporen in rund der Hälfte der infizierten Sub Kolonien (vier von neun), entfernt Wenn sie, zum Zeitpunkt der Infektion eingeführt wurden, und somit konnte der Erreger frühen (Abb. 3c) erkennen. Insgesamt, diese Punkte zu einer Reihe von Verhaltensreaktionen, wo die Ameisen zunächst versuchen, Escovopsis Infektion vorbei Sporen zu entfernen (und so vor eine Infektion breitet sich), anstatt Teile des Gartens Pilz zu entfernen (Abbildung 3a, b. ). Dies ändert sich im Laufe der Zeit, wenn die Infektion fortschreitet wenn Ameisen sind eher Teile der Pilz Garten28entfernen. Obwohl unsere Stichprobengrößen zu klein waren, um schlüssig sein, und wir können nicht ausschließen, dass gleichzeitige Infektionen Jäten Verhalten induziert, unterstützt unsere Daten diesen Trend mit Pilz Jäten überwiegend anwesend in einem späteren Stadium der Infektion (Abbildung 3 ein). In der Regel geringen Pilz Jäten könnte darauf hindeuten, dass die Ameisen sonstige Abwehr (z.B.Chemikalien) verwendet, um weitere Wachstum von Escovopsishemmen oder, dass keiner unserer experimentellen Sub Kolonien zu stark infiziert wurden (machen die zerstörerischer Verteidigung unnötige).
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass selbst pflegen mit fäkalen Flüssigkeit ist charakteristisch für Ameisen, die den Pilz Garten betreten, und als eine prophylaktische Maßnahme, anstatt mit einer Infektion verbunden. Ähnliche Beobachtungen in Gründerin Weibchen, die sich pflegen und übertragen fäkale Tröpfchen mit ihren Mund auf ihre Beine, betritt das Nest gesehen worden oder bei der Handhabung der Ernte-27. Eine Infektion sollte in der Theorie die Tätigkeit der Arbeitnehmer am Rande der Pilz Garten erhöhen, wenn das entfernte infizierte Material wird durchgeführt und fiel in den Abfall Stapel. Fäkale Fluid Pflege kann daher während der Infektion, Krankheit zu minimieren auch indirekt erhöhen. Wir erwarten das entgegengesetzte Muster für schwere Infektionen mit reduzierte Bewegung am Rande des Gartens Pilz, wie Arbeitnehmer entweder den Pilz aufgeben oder mehr extreme wie z. B. chemische Verteidigung Maßnahmen.
Während fäkale Flüssigkeiten als eine wichtige prophylaktische chemische für eine Einzelperson dienen könnte, ist Allogrooming von nestmitglieder auf andere Arbeitnehmer verwendet, wenn sie fremde Partikel oder Mikroben zu erkennen. Der wesentliche Unterschied beobachtet wir zwischen der Häufigkeit (Tabelle 1) der fäkalen Fluid Pflege (n = 304) und der Allogrooming (n = 48) kann einen Unterschied in der Erregernachweis hinweisen. Ameisen sind nicht leicht Krankheitserreger auf sich selbst mit ihren Antennen erkennen; Allogrooming erfolgt auf der anderen Seite durch nestmitglieder, wer kann den gesamten Körper einer Ameise zu inspizieren und nur wählen, wenn nötig zu pflegen. Da Escovopsis ein Parasit der Pilz Garten anstatt der Ameisen ist, könnte dies auch die geringe Menge an Allogrooming erklären.
Wir beobachteten selten Metapleural Drüse, Pflege, und erst in einem späteren Stadium der Infektion. Arten von Pilz-wachsende Ameisen mit reichlich Pseudonocardia bakterielle Abdeckung pflegen die Metapleural Drüsen weniger als25,47Arten mit weniger oder keine zu decken. A. Echinatior eine Fülle von der Symbiont47hat, kann dies die niedrigen Drüse Pflege Frequenz erläutern. Die Metapleural Drüse Sekretion ist auch teuer,30zu produzieren und kann innerhalb der Infrabuccal Tasche für längere Zeit, was bedeutet, dass die Notwendigkeit für die Pflege der Metapleural Drüse selten sein kann gespeichert werden. Während Metapleural Drüse, die Pflege die Ameisen gleichzeitig wechseln Sie die Beine und lecken das Bein, das nur die Drüse präpariert hatte; die Sporen sind dabei übertragen die Infrabuccal Tasche, wo Drüse Absonderungen sind entscheidend für die Hemmung der Escovopsis"Potenzial für anschließende Keimung25. Minorarbeiterinnen sind häufiger im Nest und haben größere Metapleural Drüsen pro Einheit Körper Masse30, was darauf hindeutet, dass sie für die Mehrheit der Metapleural Drüse Absonderungen verantwortlich sind. Dies könnte auch erklären, warum in unserer Studie die höchste Frequenz von Pilz grooming minorarbeiterinnen gehörte.
Wir erwarten, dass Behavior(s) zeigt aktive Verwendung von Antibiotika aus der bakteriellen Symbionten Pseudonocardia, häufig auf die Nagelhaut Acromyrmex Arbeiter beobachtet und bekannt, um eine Rolle in der Verteidigung gegen Escovopsis beobachten 36 , 39 , 40. die wahrscheinlichste Erklärung für ein solches Verhalten nicht zu beobachten ist, dass andere Verhaltensweisen, die Anwendung dieser Antibiotika berücksichtigt werden kann, wie z. B. selbst pflegen durch Pilz Pflege und/oder Jäten, macht es schwer, als beobachten kann eine unterschiedliche Verhalten.
Wir beobachteten das ungewöhnliche Verhalten der erbrechend Flüssigkeitströpfchen auf den Pilz-Garten. Regurgitation von Nahrung für Nestmates wurde zuvor in Blatt-schneiden Ameisen22beschrieben. In unserem Experiment Unterschied sich Tröpfchen in der Farbe von transparent bis dunkelbraun, schlägt sie eine Nahrungsquelle für andere Ameisen werden und/oder Wasser versorgen können. Wir beobachten nur zwei Gelegenheiten, wo andere Ameisen aus den Tröpfchen, trank, so dass wir feststellen kann, ob die Tropfen andere Ameisen profitieren oder dazu dienen, den Pilz zu rehydrieren, wenn die Luftfeuchtigkeit niedrig ist. Die meisten Beobachtungen dieses Verhaltens waren bei Escovopsis Infektionen, die eine defensive Rolle, z. B. immun Grundierung von Regurgitation von antimikrobiellen Peptiden16,48mit sich bringen könnte. Wir können nicht auf diese Schlussfolgerungen da dieses Verhalten selten war, aber es eine interessante Linie weiter, zum Beispiel wäre durch die Bestimmung zu untersuchen, ob Tröpfchen antimikrobielle Eigenschaften haben.
Angesichts dieser Beobachtungsstudien der komplexen defensive Verhaltensweisen von Blatt Scherblock Ameise, einschließlich jeder Vergleich mit und ohne Garten Pilzinfektion, wäre äußerst schwierig, im Feld, experimentelle Daten können wertvolle Einblicke in Diese Verhaltensweisen unter mehr kontrollierten Bedingungen. Während die Verhaltensweisen finden Sie unter natürlichen Bedingungen die Bemerkungen unter Laborbedingungen abweichen könnte, Tools wie unser Katalog der wichtigsten defensive Verhaltensweisen müssen entwickelt werden, um beide zu verbessern experimentelle und Bereich Studien in der Zukunft. Der versuchsansatz kann jedoch teilweise erklären, warum einige Verhaltensweisen waren extrem selten (z. B. Allogrooming, Metapleural Drüse Pflege) in unserer Demonstration dieser Verhaltensstörungen Definitionen zu verwenden. Zukünftige Studien sollten daher die Grenzen dieser Versuchsaufbau Wege natürlicher Beobachtungen finden. Zusätzliche Faktoren könnten auch in das aktuelle Protokoll, beispielsweise die Unterscheidung zwischen Actinobacteria tragen (jüngere) Arbeitnehmer und ältere Arbeitnehmer mit weniger reichlich vorhanden, die auf die Bedrohung durch eine Escovopsis anders reagieren können integriert werden Infektion. Gibt es Trade-Offs zwischen Beobachtungen genauer (z. B. durch scoring fokale Individuen), oder mit größeren Sub Volksstärke (größere Anzahl der Arbeitnehmer) und der Höhe der Zeit oder Anzahl von Sub-Kolonien oder Einzelpersonen, die gefilmt werden kann einen bestimmten Punkt in der Zeit. Dennoch, während das Set-up für größere Verhaltensstudien mit einem Fokus auf die Bewältigung eines Verhaltens Ziel ausgeweitet werden könnte, in diesem Fall konzentrierten wir uns auf erfolgreich präsentiert eine Methode zur Erfassung und spezifische defensive Verhaltensweisen definieren.
Wir dokumentiert Verhaltensweisen, die zur Verteidigung in Blatt-schneiden Ameisen beitragen und mehr deutlich, haben systematisch identifiziert, beschrieben und defensive Verhaltensweisen auf Film gefangengenommen. Unsere repräsentative Ergebnisse verstärken weitere Forschung in diesem Bereich, was darauf hindeutet, warum ist es schwer für einen Krankheitserreger, Pilz-Landwirtschaft Ameisenkolonien, erfolgreich zu infizieren, wenn mit Blick auf eine umfangreiche von defensive Verhaltensweisen Reihe und die damit Anwendung der antimikrobiellen verbundenen Verbindungen. Unser Hauptziel war es, ein neues Tool für die künftige Arbeit in diesem Bereich zur Verfügung zu stellen, und wir hoffen, dass die Verhaltensstörungen Katalog wertvolle für die Sicherung von Konsens und schlanken Definitionen, Beobachtungen und Interpretationen von Verhaltensweisen, die als eine wichtige Ressource dienen wird für die zukünftige Forschung.

Blatt-schneiden Ameisen sind soziale Insekten, bilden einige der komplexesten Kolonien auf der Erde weit fortgeschritten. Sie sind ein abgeleiteten Zweig der Pilz-wachsende Ameisen (Stamm Attini) bestehend aus den beiden Gattungen Acromyrmex und Atta1. Sie pflegen die Pilz Kulturarten Leucoagaricus Gongylophorus (Basidiomycota: Agaricales), die sie als ihre Hauptnahrung Quelle2,3verlassen. Die Ameisen liefern dieses Pilzes mit frischem Blattmaterial für das Wachstum, und im Gegenzug produziert der Pilz nährstoffreichen geschwollene bodenaggregaten Tipps (Gongylidia), die durch die Ameisen und ihre Brut verbraucht werden. Kolonien sind unterirdisch gebaut, die Pilze Ernte bleibt in externen Gärten4,5und die Ameise Bauern ihre Ernte Monokultur verhindern potenzielle Krankheitserreger6,7,8 ,9,10,11,12. Kolonien Teilen Arbeit zwischen Arbeitnehmern unterschiedlicher Größe (Kaste) und Alter13,14,15, die auf die Verteidigung von Ameisen und Ernte von Krankheitserregern erstreckt.
Wir erwarten, dass Blatt-schneiden Ameisenkolonien anfällig für Krankheiten sein sollte. Gruppenlebens soll die Ausbreitung von Krankheiten zwischen verwandte Berufe durch häufige Interaktionen und somit einfacher Getriebe16zu erleichtern. Die Ameisen sind anfällig für pilzliche Parasiten enthopathogenische, wie Metarhizium Arten und Beauveria Bassiana6. Diese Parasiten sind Generalisten und sind oft der Boden in der Nähe der Nester7,8. Landwirtschaft der Pilz Ernte als Monokultur4,macht5 es wahrscheinlich auch anfällig für Krankheit17,18. Es kann infiziert werden Generalisten pilzlichen Parasiten (inkl. Aspergillus Niger und Trichoderma Arten3); die größte Bedrohung ist jedoch ein Spezialist nekrotrophe Pilz der Gattung Escovopsis (Schlauchpilze: Hypocreales)11. Durch Sekretion von Mycolytic Enzymen und anderen Verbindungen Escovopsis tötet und erhält Nährstoffe aus dem Pilz Ernte12, mit fatalen Folgen für die Ameise Kolonien11,19.
Um Bedrohungen durch Krankheiten zu bekämpfen, haben die Ameisen bemerkenswerte Verteidigung auf Individuum und Kolonie Ebene, kombiniert biologische Kontrolle, Verhaltens- und Chemische Abwehr zu prophylaktisch und, wenn nötig, in Reaktion auf eine Infektion handeln. Gemeinsam, diese Schutzmaßnahmen verhindern oder verringern die Auswirkungen von Infektionen von Generalist Krankheitserreger und Spezialisten wie Escovopsis. Im großen und ganzen beinhalten sie vermeiden die Kontraktion der Parasiten in der Umgebung20, Parasiten in das Nest, und Begrenzung der Ausbreitung der Infektion innerhalb der Nester zu verhindern. Die ersten Zeilen der Verteidigung enthalten Chemikalien von glandulären Absonderungen3,21,22,23,24,25,26, 27 , pflanzlichen Substraten durch Arbeitnehmer leckte sie vor dem Einbau in den Pilz Garten und Ameisen, die Durchführung der selbst- und Allogrooming zu desinfizieren. Selbst pflegen vor allem beim Betreten des Nests, können Arbeitnehmer auch saure fäkale Ausscheidungen auf ihren Körper27anwenden. Diese prophylaktische Schutzmaßnahmen sind nachweislich wichtige Infektion durch pathogene Bedrohungen6,7,8,9,10,11zu vermeiden, 12.
Wenn nicht erste Abwehr und ein Erreger wie Escovopsis gelingt es beim Eintritt in das Nest und den Pilz Garten und Infektion in einem frühen Stadium erkannt wird, verwenden Sie die Ameisen Pilz Sporen25,28. entfernen Pflege Die Ameisen können gelten Sekrete aus den Metapleural Drüsen oder übertragen die Sporen auf die Infrabuccal Tasche (Mundhöhle), wo sie mit einem chemischen Cocktail mit Metapleural und Lippen Drüse Absonderungen26gemischt sind. Es gibt mehr als 20 bekannte Verbindungen in diese Drüsen, einschließlich γ - Keto - carboxylic- und Indoleactic Säuren3. Diese sind aktiv angewandten25, Antibiotika, fungistatisch und pilztötenden Eigenschaften29und Escovopsis Spore Keimung30hemmen können. Sporen in die Infrabuccal Tasche gespeichert sind später außerhalb der Kolonie31,32vertrieben. Die meisten dieses Pilzes Pflege folgende frühe Erkennung erfolgt durch minorarbeiterinnen28,33. Jedoch wenn ein Erreger schafft eine Erkennung zu vermeiden und breitet sich im Pilz Garten, sowohl kleinere und größere Arbeiter Unkraut infizierten Teile der Pilz28und das abgetragene Material lagert sich außerhalb der Nest-31. Darüber hinaus verwaltet Arten der Blatt-schneiden-Gattung Acromyrmex verwenden biologische Kontrolle in Form von Antibiotika produziert von symbiotischen Actinobacteria34,35,36— auf die Ameise Kutikula37von vorwiegend jungen großen Arbeiter34,38,39,40— , Verbindungen zu produzieren, die Myzel Wachstum des Escovopsis zu verhindern 34 , 38 , 41. dieser antibiotischen Produktion kann wiederum durch Escovopsisbeeinträchtigt werden-Verbindungen während einer Infektion19produziert.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58420/58420fig1.jpg"> Abbildung 1: morphologische Merkmale Ant. Eine schematische Zeichnung einer Ameise zeigt die morphologischen Strukturen im Protokoll erwähnt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/58420fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
Blatt-schneiden Ant Verteidigung bilden damit eine integrierte Montage von Verhaltens- und chemischen Mechanismen, die gemeinsam diese Ameisen sehr effizienten Schutz vor Krankheit42zur Verfügung zu stellen. Das Verständnis dieser Schutzmaßnahmen ist von breites Interesse, und sie wurden ausgiebig recherchiert16,20,42,43,44. Allerdings ist eine visuelle Zusammenstellung der defensive Verhaltensweisen, die eindeutige Definition helfen würde und Beschreibung von ihnen für den systematischen Einsatz von Forschern, unseres Wissens nicht verfügbar. Obwohl die Terminologie Ameise Verhalten beschreiben relativ standardisiert ist, gibt es daher keine Gewissheit, dass die gleichen Verhaltensstörungen Handlungen konsequent in verschiedenen Studien benannt sind. Hier ist unser oberstes Ziel, dies zu beheben, indem Sie Klarheit und Standardisierung durch eine Zusammenstellung von video-Aufnahmen von einzelnen prophylaktischen und defensive Verhaltensweisen begleitet von zugehörigen Definitionen. Wir drehten diese Clips während eines Verhaltens Experimentes, in denen wir beobachtet und quantifiziert Verhaltensweisen im Rahmen der experimentellen Escovopsis Infektionen Acromyrmex Echinatior Sub-Kolonien, deren Ergebnisse wir auch hier präsentieren als ein anschauliches Beispiel für die Verwendung dieser Zusammenstellung für Verhaltensstudien.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1058">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic boxes</td>
			<td style="width:175px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:549px;">Transparent. Length: 3.15 in (8 cm), width: 2.17 in (5.5 cm), depth: 1.77 in (4.5 cm)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Petri dishes</td>
			<td style="width:175px;">Sarstedt</td>
			<td>82.1472</td>
			<td>3.62x0.63 in (9.2x1.6 cm)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Inoculation loops</td>
			<td style="width:175px;">Labsolute</td>
			<td style="width:119px;">7696431</td>
			<td>Disposable 1uL. Length: 7.67 in (19.5 cm)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cameras</td>
			<td style="width:175px;">DBPower</td>
			<td style="width:119px;">NTC50HD_8.5mm</td>
			<td>USB Endoscope Camera</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Holders for the cameras</td>
			<td style="width:175px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Old beaker clamp stand.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laptop</td>
			<td style="width:175px;">HP</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Generic laptop for saving recordings.</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Program used on the laptop</td>
			<td style="width:175px;">Windows Movie maker</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:216px;">Forceps</td>
			<td style="width:175px;">Vermandel</td>
			<td style="width:119px;">50.054</td>
			<td>Soft</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Potato dextrose broth</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P6685-1KG</td>
			<td>24 g/L</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a visual guide for studying behavioral defenses to pathogen attacks in leaf-cutting ants

Die komplexen Lebensstil, evolutionäre Geschichte der erweiterten Zusammenarbeit und Krankheit Verteidigung von Blatt-schneiden Ameisen sind gut untersucht. Obwohl zahlreiche Studien die Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Krankheit Verteidigung und den damit verbundenen Einsatz von Chemikalien und Antibiotika beschrieben haben, hat keine gemeinsame visuelle Referenz vorgenommen. Das Hauptziel dieser Studie war, kurze Clips von Verhaltensweisen Krankheit Verteidigung, sowohl direkt als auch prophylaktisch ausgerichtet ein Antagonist von der Kolonie nach Infektion beteiligt aufnehmen. So wir ein Experiment Infektion mit Sub-Kolonien der Blatt-schneiden Ameisenarten Acromyrmex Echinatiorund die wichtigsten bekannten Pathogenen Bedrohung für die Ameisen Pilz Ernte benutzten zu tun (Leucoagaricus Gongylophorus), einer spezialisierten pathogene Pilze der Gattung Escovopsis. Wir gefilmt und gegenüber infizierten und nicht infizierte Kolonien im frühen und fortgeschrittenen Stadien der Infektion. Wir quantifiziert wesentliche defensive Verhaltensweisen über Behandlungen und zeigen, dass die Verhaltensreaktion auf Erreger Angriff wahrscheinlich zwischen unterschiedlichen Kasten von ArbeiterInnen und frühe und späte Erkennung einer Bedrohung variiert. Basierend auf diesen Aufnahmen haben, die wir eine Bibliothek von Verhaltens-Clips, begleitet von Definitionen der wichtigsten individuellen defensive Verhaltensweisen gemacht. Wir gehen davon aus, dass solch ein Führer kann einen gemeinsamen Bezugsrahmen für andere Forscher arbeiten in diesem Bereich bieten zu erkennen und diese Verhaltensweisen zu studieren und auch mehr Spielraum für den Vergleich von verschiedener Studies um letztlich zu helfen, besser zu verstehen, die Rolle Diese Verhaltensweisen spielen bei Krankheit Verteidigung.

Das Hauptziel dieser Studie war die Erstellung von kurzen Clips, die illustrieren Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Krankheit Verteidigung in Blatt-schneiden Ameisen, erzeugen einen Katalog als Referenz für zukünftige Studien verwendet werden. Darüber hinaus nutzt die Studie ein Beispiel des Versuchsaufbaus, innerhalb derer diese Verhaltensweisen quantifiziert wurden, um zu zeigen, wie dieser Katalog in Verhaltensstudien, verwendet werden dürfen, deren repräsentative Ergebnisse fassen wir hier zusammen.
Sub-Colonies wurden für die Beobachtung im frühen Stadium (0 h) und späten Stadium (72 h) Infektion eingerichtet. Aufgrund von schweren Infektionen mit Pilzen als Escovopsis nach 72 h wurden zwei Sub-Kolonien (ein Steuerelement für die Kolonie Ae160b) und eine Behandlung für die Kolonie Ae322 ausgeschlossen, so dass wir die Präsentation der Ergebnisse konzentrieren sich auf den Zeitpunkt 0 h und legen weniger Wert auf, Verhalten nach 72 Stunden beobachtet. Nach Dreharbeiten alle Sub-Kolonien und scoring der defensive Verhaltensweisen, fanden wir Unterschiede in Verhaltensweisen im Zusammenhang mit der Zeit nach der Infektion und Kontext, einschließlich die verschiedenen Möglichkeiten, in denen sie durch kleinere und größere Arbeitskräfte eingesetzt wurden. Im Gegensatz dazu wurde selbst Pflege an aller Zeiten in Kontrolle und infizierten Sub Kolonien durchgeführt. Es war auch üblich, wenn Ameisen waren suchen und versuchen, zu entfernen, Escovopsis hyphen oder Sporen. Da dieses Verhalten so allgemein beobachteten und häufig in allen Situationen war, wir nicht quantifizieren.
Wir erzielten alle anderen Verhaltensweisen, die in das Protokoll und den vorliegenden berechnete gesamte und durchschnittliche Frequenzen für kleinere und größere Arbeiter pro Sub-Kolonie (Tabelle 1) beschrieben. Wir fanden, dass Kontrollen, minorarbeiterinnen, der Garten Ernte mehr als wichtige Mitarbeiter (Abb. 2a gepflegt) und anekdotisch beobachtet, dass sie mehr in den Pilz-Garten Zeit. In Kolonien mit Escovopsis infiziert gab es eine Tendenz für die erhöhte Pilz Pflege insgesamt relativ zum Steuerelement Kolonien, aber dies war nicht signifikant (F1,23 = 2,80, p = 0.1077; Tabelle 2; Abbildung 2 ein). gab es eine nicht signifikante Erhöhung fäkale Grooming mit Infektion (F1,23 = 0,60, p = 0.4455; Tabelle 1) aber keinen Unterschied zwischen kleinen und großen Arbeiter (Abbildung 2b). Wir beobachteten fäkale grooming als Arbeitnehmer den Pilz kam anstatt auf oder völlig abseits der Pilz für längere Zeit.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58420/58420fig2v3.jpg"> Abbildung 2: Häufigkeit der Pflege Veranstaltungen. Mittlere Anzahl (± Standardfehler (SE); n = 9) (a) Pilz Pflege und (b) fäkale Flüssigkeit Pflege Veranstaltungen innerhalb von vier Stunden nach der Inokulation, vergleicht man kleinere und größere Arbeitnehmer bei Kontrollen und Escovopsis Behandlungen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/58420fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
Verschiedene Verhaltensweisen waren extrem selten. Wir beobachten nur Metapleural Drüse Pflege viermal, und alle Instanzen ereignete sich nach 72 h; einmal in der Kontrollgruppe, und dreimal in Kolonien mit Escovopsis Infektion (Tabelle 1). Fast so selten fanden wir, dass Ameisen einen Tropfen auf den Pilz-Garten und ein paar Mal außerhalb der Pilz (Tabelle 1) Erbrechen würde. In den Gruppen 0 h geschah dies einmal in einer Kontrolle Sub-Kolonie und zweimal in infizierten Kolonien - in allen drei Fällen das Verhalten von einem großen Arbeiter durchgeführt wurde. Bei einer Gelegenheit regurgitated eine geringfügige Arbeitskraft ein Tröpfchen in der Ecke der Box und sobald eine wichtige Arbeitskraft das gleiche auf einem Blatt Bramble, sowohl in der Escovopsis -Behandlung Tat. In den Kolonien 72 h wurde Tropfen Aufstoßen auf den Pilz nie beobachtet in den Kolonien steuern aber siebenmal in infizierten Kolonien geschehen. Sechs davon wurden von großen Arbeiter und drei davon von einer einzigen Person, die Tröpfchen außerhalb der Pilz Garten hinzugefügt.
Spore Jäten (Abbildung 3ein) und Pilz Jäten (Abbildung 3b) waren beide niedriger Frequenz. Zwar gab es keinen signifikanten Unterschied in der Häufigkeit der Pilz Jäten zwischen infizierten Kolonien und Kontrollen, es gab eine Tendenz für das Jäten mit der Zeit seit Infektion erhöhen (F1,23= 2,91, p = 0.1014; Tabelle 2). Unsere Beobachtungen auf Escovopsis Spore Jäten, die mit der Zeit nicht wesentlich geändert haben, aber es gab eine Tendenz für eine höhere Frequenz in Kolonien infiziert mit Escovopsis als bei nicht infizierten Kontrollen (F1,23 = 3,27, P = 0.0838; Tabelle 2). weniger Sub-Kolonien mit Escovopsis infiziert hatten sichtbare Sporen bleiben nach dem Beobachtungszeitraum mit eine frühe Infektion (wenn Ameisen nach 0 h der Spore-Impfung eingeführt wurden), mit Ameisen entfernen alle Sporen in fast die Hälfte der Sub-Kolonien (4/9; Abbildung 3 ( c). im späteren Stadium Infektionen (wo Ameisen nach 72 h der Spore-Impfung eingeführt wurden), die Ameisen waren nicht in der Lage entfernen Sporen vollständig in jedem der Sub-Kolonien. Zusammengenommen deuten diese Beobachtungen eine Tendenz für Ameisen, von Spore Pilz im Laufe einer Infektion Jäten Jäten zu verlagern.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58420/58420fig3v2.jpg"> Abbildung 3: Häufigkeit der Ereignisse Jäten. Meine Frequenz (± Standardfehler (SE); n = 9) (a) Spore Jäten (des Escovopsis Sporen) und (b) Pilz (Escovopsis oder andere Pilze) während eines Beobachtungszeitraums von 4 h Vergleich von Minderjährigen und Majors von Behandlungsgruppen, Jäten und (c) die Anzahl der Sub-Kolonien mit sichtbaren Escovopsis Sporen in Behandlungsgruppen am Ende des Beobachtungszeitraums. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/58420fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>Minorarbeiterinnen - Steuerung</td>
			<td>Minorarbeiterinnen - Behandlung</td>
			<td>Großen Arbeiter - Kontrolle</td>
			<td>Wichtige Mitarbeiter - Behandlung</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="5" fo:text-align="center" style="text-align: center;">0h</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pilz Pflege</td>
			<td>84 (9.333)</td>
			<td>131 (14,56)</td>
			<td>37 (4.111)</td>
			<td>66 (7.333)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Allogrooming</td>
			<td>6 (0.6667)</td>
			<td>14 (1,556)</td>
			<td>5 (0.5556)</td>
			<td>6 (0.6667)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spore Jäten</td>
			<td>0</td>
			<td>3</td>
			<td>0</td>
			<td>5 (0.5556)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pilz Jäten</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Fäkale Fluid Pflege</td>
			<td>46 (5.111)</td>
			<td>69 (7.667)</td>
			<td>27 (3.000)</td>
			<td>48 (5.333)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Tropfen Anwendung</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>1 (0.1111)</td>
			<td>2 (0.2220)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Metapleural Drüse Pflege</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="5" fo:text-align="center" style="text-align: center;">12.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pilz Pflege</td>
			<td>10 (1.429)</td>
			<td>45 (5.000)</td>
			<td>24 (3.429)</td>
			<td>38 (4.222)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Allogrooming</td>
			<td>2 (0.2857)</td>
			<td>10 (1.111)</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
			<td>4 (0.4440)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spore Jäten</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pilz Jäten</td>
			<td>0</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
			<td>0</td>
			<td>2 (0.2220)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Fäkale Fluid Pflege</td>
			<td>19 (2.714)</td>
			<td>38 (4.222)</td>
			<td>30 (4.286)</td>
			<td>30 (3.333)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Tropfen Anwendung</td>
			<td>0</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
			<td>0</td>
			<td>6 (0.6667)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Metapleural Drüse Pflege</td>
			<td>0</td>
			<td>2 (0.2220)</td>
			<td>1 (0.1429)</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabelle 1 : Die Anzahl der Verhaltensweisen in vier Stunden der Beobachtung bei 0 und 72 h nach Escovopsis Impfung. Die durchschnittliche Gesamtzahl der Beobachtungen (mit mittleren Frequenzen pro Person in Klammern), kleinere und größere Arbeiter von Kontroll- und Escovopsis Infektion Sub Kolonien, bzw. vergleichen (n = 9).
<table border="1" fo:font-size="6" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="22" fo:text-align="center" style="text-align: center;">Typ 3-Prüfungen der fixierte Effekte</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2"></td>
			<td colspan="4">Pilz Pflege</td>
			<td colspan="4">Allogrooming</td>
			<td colspan="4">Fäkale Pflege</td>
			<td colspan="4">Spore Jäten</td>
			<td colspan="4">Pilz Jäten</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Auswirkungen</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-Wert</td>
			<td>PR > F</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-Wert</td>
			<td>PR > F</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-Wert</td>
			<td>PR > F</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-Wert</td>
			<td>PR > F</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-Wert</td>
			<td>PR > F</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Kolonie</td>
			<td>2</td>
			<td>23</td>
			<td>0,77</td>
			<td>0.4733</td>
			<td>2</td>
			<td>23</td>
			<td>0,52</td>
			<td>0.5989</td>
			<td>2</td>
			<td>23</td>
			<td>0,54</td>
			<td>0.5903</td>
			<td>2</td>
			<td>23</td>
			<td>0.51</td>
			<td>0.6052</td>
			<td>2</td>
			<td>23</td>
			<td>1.17</td>
			<td>0.3272</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Sub-Kolonie (Kolonie)</td>
			<td>6</td>
			<td>23</td>
			<td>0.93</td>
			<td>0.4892</td>
			<td>6</td>
			<td>23</td>
			<td>0.51</td>
			<td>0.7978</td>
			<td>6</td>
			<td>23</td>
			<td>0,63</td>
			<td>0.7067</td>
			<td>6</td>
			<td>23</td>
			<td>1.67</td>
			<td>0.1742</td>
			<td>6</td>
			<td>23</td>
			<td>1,53</td>
			<td>0.2127</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Behandlung</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>2.8</td>
			<td>0.1077</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>1,85</td>
			<td>0,1875</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>0,6</td>
			<td>0.4455</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>3.27</td>
			<td>0.0838</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>1</td>
			<td>0.3275</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Zeit</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>6.53</td>
			<td>0.0177</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>0,88</td>
			<td>0.3574</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>0,97</td>
			<td>0.3361</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>0,53</td>
			<td>0.4742</td>
			<td>1</td>
			<td>23</td>
			<td>2.91</td>
			<td>0.1014</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabelle 2 : Statistische Ergebnisse der gemischten ANOVA tests auf eigene Verhaltensweisen, die für die statistische Analysen durchgeführt werden könnte. Fixierte Effekte wurden Kolonie, Sub-Kolonie (verschachtelt Kolonie), Behandlung und die Zeit. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Nilsson-Moller_Table1.xlsx">Klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.</a>
<img alt="Video 1" src="/files/ftp_upload/58420/58420video1.jpg"> Video 1: selbst die Pflege und Reinigung Antenne. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video1.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. Mit der rechten Maustaste herunterladen.</a>
<img alt="Video 2" src="/files/ftp_upload/58420/58420video2.jpg"> Video 2: Pilz Fellpflege. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video2.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. Mit der rechten Maustaste herunterladen.</a>
<img alt="Video 3" src="/files/ftp_upload/58420/58420video3.jpg"> Video 3: Allogrooming. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video3.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. Mit der rechten Maustaste herunterladen.</a>
<img alt="Video 4" src="/files/ftp_upload/58420/58420video4.jpg"> Video 4: Metapleural Drüse Fellpflege. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video4.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. Mit der rechten Maustaste herunterladen.</a>
<img alt="Video 5" src="/files/ftp_upload/58420/58420video5.jpg"> Video 5: Spore Jäten. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video5.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. Mit der rechten Maustaste herunterladen.</a>
<img alt="Video 6" src="/files/ftp_upload/58420/58420video6.jpg"> Video 6: Pilz Jäten. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video6.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. Mit der rechten Maustaste herunterladen.</a>
<img alt="Video 7" src="/files/ftp_upload/58420/58420video7.jpg"> Video 7: fäkale Fluid Pflege. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video7.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. Mit der rechten Maustaste herunterladen.</a>
<img alt="Video 8" src="/files/ftp_upload/58420/58420video8.jpg"> Video 8: Tröpfchen Regurgitation. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video8.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen. Mit der rechten Maustaste herunterladen.</a>

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A Visual Guide for Studying Behavioral Defenses to Pathogen Attacks in Leaf-Cutting Ants

Präsentieren wir Ihnen eine visuelle Anleitung zur Krankheit Verteidigung Verhaltensweisen in Blatt-schneiden Ameisen, mit einzelnen Clips und begleitenden Definitionen, dargestellt in einem Szenario mit experimentellen Infektion. Unser Hauptziel ist, helfen, andere Forscher wesentliche defensive Verhaltensweisen zu erkennen und ein gemeinsames Verständnis für die zukünftige Forschung in diesem Bereich bereitzustellen.

Ein visueller Leitfaden für das Studium des Verhaltens Abwehr zu Erreger greift in Blatt-schneiden-Ameisen

The complex lifestyle, evolutionary history of advanced cooperation, and disease defenses of leaf-cutting ants are well studied. Although numerous studies ...

Ein visualisiertes Protokoll bietet einen Bezugsrahmen für eine breitere Forschung über Abwehrkräfte und pilzwachsende Ameisen. Der Hauptvorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass er Forschern helfen wird, wichtige Verteidigungsverhalten zu erkennen, um ein gemeinsames Verständnis für zukünftige Arbeiten zu gewährleisten. Eine Referenz für die Forschung an pilzwachsenden Ameisen dürfte besonders für junge Forscher nützlich sein, die mit diesen Verhaltensweisen nicht vertraut sind.Eine Reihe dieser Verhaltensweisen sind selten, so erfahrene Forscher können nie beobachtet haben sie. Dieser Leitfaden erleichtert Vergleiche zwischen Studien und Ameisenarten, indem er wichtige Verteidigungsverhalten zusammen mit konsistenten Definitionen veranschaulicht. Darüber hinaus wird das Verständnis von Verhaltensweisen unter kontrollierten Bedingungen Studien in natürlichen Lebensräumen helfen, in denen die Bedingungen schwer zu kontrollieren sind.Um zu beginnen, isolieren Escovopsis Stämme aus Acromyrmex echinatior Laborkolonien, indem Pilz Gartenfragmente, mit Ameisen entfernt, auf einer Petrischale mit feuchter Watte für mehrere Tage, bis Escovopsis keimt und sporulate. Sporen auf Kartoffeldextrose-Agar-Teller übertragen und zwei Wochen lang bei etwa 23 Grad Celsius brüten. Entfernen Sie mit einer sterilen Nadel reife Sporen von den Platten.Dann impfen Sie die Sporen auf neuen Platten unter sterilen Bedingungen und bebrüten sie zwei Wochen lang bei etwa 23 Grad Celsius. Wenn die Hyphen gewachsen sind, um die gesamte Platte zu bedecken und in reife braune Sporen, impfen Sie die Sporen auf neue Platten unter sterilen Bedingungen. Mit drei ursprünglichen A.Echinatior Kolonien, erhalten insgesamt 36 Subkolonien mit 12 Subkolonien aus jeder Stammkolonie.Vier Stunden vor der Ameise geben Sie ein Teelöffel-großes Stück des Pilzgartens der ursprünglichen Kolonie, einige bramble Blätter und ein Stück wassergetränkte Watte in die Schachtel. Für die zu befallenden Subkolonien füllen Sie eine Impfschleife mit Escovopsis-Sporen. Dann impfen Sie die Sporen, indem Sie einen kleinen Teil des Pilzgartens 10 bis 20 Mal sanft anzapfen.Für die Kontroll-Unterkolonien, imitieren sie die Anwendung von Escovopsis Sporen, indem Sie den Pilzgarten mit einer sterilen Impfschleife 10 bis 20 Mal anzapfen. Für die 72 Stunden Nachinfektion Beobachtungen, lassen Sie die Hälfte der Subkolonien ungestört für 72 Stunden nach der Einführung von Escovopsis. Für die Null-Stunden-Beobachtungen nach der Infektion, fügen Sie sofort zwei Brut, vier kleinere Arbeiter und vier Hauptarbeiter aus der Elternkolonie zu jeder Box 30 Minuten vor der Aufnahme.Fügen Sie dann die gleiche Mischung von Arbeitern zu den 72 Stunden Post-Infektion Beobachtungen 30 Minuten vor der Aufzeichnung. Führen Sie eine Videoaufzeichnung für jede Subkolonie für vier Stunden durch. Nach der Aufzeichnung aller 36 Subkolonien, überprüfen Sie das Filmmaterial und bewerten Sie das Verhalten von Interesse für jede Person in jeder Subkolonie.Die folgenden Clips enthalten eine Beschreibung der wichtigsten unterschiedlichen Verhaltensweisen, die während der Beobachtungen beobachtet werden müssen. Beachten Sie beim Überprüfen des Videos, ob eine Ameise die Beinbewegung stoppt, um selbstzupflegen. Stellen Sie sicher, dass die Antennen durch die Antennenreiniger an den Vorderbeinen passieren.Dann sollte die Ameise ihre Beine und Antennenreiniger mit ihren Mundteilen reinigen. Beachten Sie auch, wenn eine Ameise beinbewegungen an einem festen Punkt im Pilzgarten stoppt. Beobachten Sie, ob die Antennen stationär und parallel sind, auf den Pilz gerichtet sind und sich fast nahe an der Spitze der Unterkiefer berühren.Dann sollte die Glossa entstehen, um den Pilz zu lecken. Eine oder mehrere Ameisen können sich auch pflegen. Während dieses Verhaltens stoppen die Ameisen alle Bewegungen und stehen eng beieinander, wobei der physische Kontakt aufrechterhalten wird.Dann sollte die Pflegeameise ihre Antennen auf die empfangende Ameise zeigen und leicht auf den Empfänger tippen. Beachten Sie, dass die oberen und unteren Mundteile der Pflegenden Personen offen sind, wobei die Glossa auftaucht, um die Empfängerameise zu lecken. Beobachten Sie, wenn die Ameise die Bewegung stoppt, um die metapleurale Drüsenpflege zu initiieren.Die Ameise sollte sich zur Seite lehnen und eines ihrer Vorderbeine zurück greifen, um die Öffnung der Drüse zu reiben, während sie das andere Vorderbein mit der Glossa leckt. Dann wiederholt die Ameise das Verhalten mit den gegenüberliegenden Beinen. Wenn eine Ameise die Beinbewegungen an einem festen Punkt im Pilzgarten stoppt, beachten Sie, dass die Antennen regungslos und parallel sind und auf einen festen Punkt des Pilzgartens zeigen.Dann schnappt sich die Ameise sichtbare Escovopsis-Sporen und trägt sie aus dem Nest. Eine Ameise kann auch Beinbewegungen an einem festen Punkt am Pilz stoppen, ihre Antennen lose auf ein Pilzstück richten und das Pilzstück mit seinen Antennen anzapfen. Danach löst die Ameise das Pilzstück vom Rest der Pilzernte.Ein weiteres mögliches Verhalten kann beobachtet werden, wenn eine Ameise die Beinbewegungen an einem festen Punkt im Pilzgarten stoppt. Die Ameise wird ihren Gaster biegen und aufeinander zugehen, um einen Tropfen Fäkalienflüssigkeit auf ihre Mundpartien aufzutragen. Nacheinander zieht die Ameise ihre Vorderbeine durch den Unterkiefer und die Antenne durch die Antennenreiniger.Das Hauptziel dieser Studie war es, einen Katalog von kurzen Clips zu erstellen, die das Verhalten von Krankheiten bei Blattschneiden von Ameisen veranschaulichen. Die im Protokoll beschriebenen Verhaltensweisen wurden in einem experimentellen Infektionsszenario bewertet. In den Kontrollkolonien pflegten kleinere Arbeiter die Gartenernte mehr als größere Arbeiter.In den infizierten Kolonien gab es eine nicht signifikante Tendenz zur verstärkten Pilzpflege im Vergleich zu den Kontrollkolonien. Eine nicht signifikante Zunahme der Fäkalienpflege war mit einer Infektion verbunden, aber es wurde kein Unterschied zwischen geringfügigen und großen Arbeitern festgestellt. Sporenunkraut und Unkraut verunsicherung waren beide niedrig in der Häufigkeit, ohne signifikante nunterschiede zwischen infizierten Kolonien und Kontrollen beobachtet.Eine Tendenz für Pilz Unkraut jäten mit der Zeit zu erhöhen, da Infektion beobachtet wird. Nur wenige der infizierten Kolonien mit Infektionen im Frühstadium hatten sichtbare Sporen, die nach der vierstündigen Beobachtungszeit übrig blieben. Interessanterweise waren die Ameisen in späteren Infektionsbedingungen nicht in der Lage, Sporen in einer der Kolonien vollständig zu entfernen.Die Ergebnisse dieses Experiments sind somit ein anschauliches Beispiel dafür, wie die Zusammenstellung von Clips für Verhaltensstudien verwendet werden kann, um durchschnittse Frequenzen für kleinere und größere Arbeitsverhalten zu berechnen. Wir dokumentierten Verhaltensweisen, die zur Verteidigung bei pilzwachsenden Ameisen beitragen, und haben diese Verhaltensweisen systematisch identifiziert, beschrieben und auf Film festgehalten. Unsere Ergebnisse verstärken die Forschung auf diesem Gebiet, was darauf hindeutet, warum es für einen Erreger schwierig ist, Kolonien zu infizieren, wenn er mit einem umfangreichen Satz von Verhaltensweisen und damit verbundenen antimikrobiellen Verbindungen konfrontiert ist.Wir stellen ein neues Werkzeug für zukünftige Arbeiten vor Ort zur Verfügung und hoffen, dass sich der Verhaltenskatalog als wertvoll erweisen wird, um Konsens zu erzielen und Definitionen, Beobachtungen und Interpretationen von Verhaltensweisen zu rationalisieren.

Research

JoVE Journal

Behavior

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

Die Kongruenz Crossmodale Aufgabe als ein Mittel zum Ziel Behavioral Messen in der Rubber Hand Illusion Paradigm erhalten

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

Forschung

Verhalten

Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior

Methoden, um den Einfluss von Top-down-Prozesse auf Visuelle Motor Verhalten erkunden

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Eine Vorgehensweise, um Context-induzierte Erneuerung der Pawlowschen Anlage Alkoholsucht bei Ratten Verhalten beobachten

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Darstellende Behavioral Aufgaben bei Patienten mit Hirnelektroden

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

Asymmetric Walkway: A Novel Behavioral Assay for Studying Asymmetric Locomotion

Asymmetrische Walkway: Roman Behavioral Assay zur Untersuchung Asymmetrische Locomotion

Behavioral assays are commonly used for the assessment of sensorimotor impairment in the central nervous system (CNS). The most sophisticated methods for ...

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

Kombinierte Shuttle-Box-Training mit Elektrophysiologische Cortex Ableitung und Stimulation als ein Instrument zur Wahrnehmung und Lernen Studie

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

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Das Nagetier Psychomotorik Vigilance Test (rPVT): Eine Methode zur Beurteilung der Neuropsychologische Leistung bei Ratten und Mäusen

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

Behavioral Disturbances: An Innovative Approach to Monitor the Modulatory Effects of a Nutraceutical Diet

Verhaltensstörungen: Ein innovativer Ansatz die Modulatorischer Auswirkungen einer Nutraceutical-Diät zu überwachen

In dogs, diets are often used to modulate behavioral disturbances related to chronic anxiety and stress caused by intense and restless activity. However, ...

Visual Classical Conditioning in Wood Ants

Visuelle Klassische Konditionierung in Waldameisen

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, ...