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

Vi vil gjerne takke linje Vej Ugelvig og Kirsten Sheehy for nyttig diskusjoner om grooming mekanismer av antenne rengjøringsmidler og filming oppsett. Michael Poulsen støttes av en Villum Kann Rasmussen unge etterforsker fellesskap (VKR10101) og Tabitha Innocent av et Marie Curie enkelte europeiske fellesskap (IEF gi 627949). Vi vil også gjerne takke Smithsonian tropiske Research Institute for bruk av fasiliteter og logistisk støtte i Panama, og Autoridad Nacional del Ambiente om tillatelse til å samle og eksportere maur til Danmark.

1. Escovopsis isolasjon
<ol><li>Isolere Escovopsis stammer fra Acromyrmex echinatior laboratorium koloniene, ved å plassere sopp hage fragmenter, med maur fjernet, på en Petriskål fuktig vatt i flere dager før Escovopsis germinates og sporulates. Overføre spores til potet druesukker agar plater (PDA, 39 finans) og ruge på ca. 23° C i ca to uker. Merk: En stamme ble brukt i denne studien.</li>
	<li>Bruk en steril nål for å plukke ut moden spores fra disse første platene. Velg nok sporer å dekke spissen av nålen.</li>
	<li>Vaksinere spores på nye plater under sterile forhold og Inkuber på ~ 23 ° C i ca to uker.</li>
	<li>Når hyfer har dekket hele platen og vokst til modne brun sporer, gjentar du trinn 1.3, men denne gangen med spores fra den nye PDA-platen.</li>
	<li>Gjenta prosessen til en ren lager av Escovopsis for hver stamme er ervervet (ingen synlige urenheter vokser på eller under tallerken overflaten).</li>
</ol>2. eksperimentelle set-up
<ol><li>Bruk tre A. echinatior kolonier. Merk: Her koloniene Ae160b, Ae322 og Ae263 ble brukt.</li>
	<li>Fra hver kolonien, gjøre 12 sub kolonier. Gjøre seks sub koloniene for observasjon etter 0t og seks sub koloniene for observasjon etter 72 h. Dette gir totalt 36 sub koloniene; Merk halvparten av sub koloniene fra hver "parent" koloni som kontroll, og den andre halvparten som'Escovopsis behandling'. Merk: Mens overordnede kolonier tilstedeværelsen av dronning påvirker arbeidstaker oppførsel, vi forventer (selv om dette ikke garanteres), at dronningen mindre sub koloniene er sannsynlig å oppføre seg som queenright kolonier i den korte tidsrom som eksperimentet går.</li>
	<li>For hver sub-kolonien, bruke en firkantet boks lengde: ~ 3.15 i (8 cm), bredde: ~ 2.17 i (5,5 cm) og dybde ~ 1,77 i (4,5 cm). Merk: Det viktige poenget er å gi nok plass for maur utenfor sopp fragmentet grovfôr og dumpe avfall, men samtidig gjøre boksen liten nok at filming og atferd er mulig.</li>
	<li>For hver sub-kolonien, legge en-teskje størrelse (ca 2.2 cm3 og 1.2 g) del av den sentrale delen av sopp hagen (L. gongylophorus) fra den opprinnelige kolonien, et par bramble blader, og et stykke bomull dynket i vann. Merk: Bomull gir fuktighet. Det bør ikke være dryppende vann, og bør ikke berøres sopp hagen.</li>
	<li>For sub kolonier behandlet med Escovopsis, bruke en inokuleringen sløyfe og fylle åpningen så det er bare dekket av Escovopsis sporer. Vaksinere spores ved å trykke forsiktig en liten, lokalisert del av sopp hagen ti til tjue ganger slik at sporer ikke står for.</li>
	<li>For sub kolonier som styrer, etterlign anvendelse av Escovopsis til sopp hagen med en bakteriefri inokuleringen sløyfe. Merk: Selv om dette ikke ble gjort i nåværende forsøket, inoculation et sterilt pulver (som grafitt eller talkum) kan gjøres på dette stadiet å skille mellom en infeksjon med en patogen og en inert agent.</li>
	<li>72 h observasjoner, la halvparten av sub koloniene (både kontroller og infisert) 72 h etter innføring av Escovopsis før legge maur eller starte videoinnspillingen. Merk: Venter på 72 h i fravær av maur gjør det sannsynlig at Escovopsis spores vil spire (upublisert i vitro data). Selv om dette øker også muligheten for andre infeksjoner (for eksempel fra en sopp allerede til stede i hagen sopp), er denne tidsperioden å foretrekke for denne behandlingen representerer tidlig stadium av en etablert infeksjon.</li>
	<li>For 0t observasjoner, rett etter trinn 2.6 og ca 30 min før opptak, legge til to brood, fire mindre arbeidere og fire store arbeidere samtidig fra overordnede kolonien i hver boks.<ol>
<li>Bruk to store arbeidere fra i hagen som ung med lys pigment, med Actinobacteria som dekker de fleste cuticle. Ta de to andre fra utenfor hagen, med mørk pigment og Actinobacteria bare dekker laterocervical platene.</li>
	</ol>
</li>
	<li>For 72 h observasjoner, Gjenta 2.8 og 2.8.1 30 minutter før innspillingen, i.e.71.5 h etter vaksinering med Escovopsis. Merk: Eksperimentell sub koloniene er betydelig mindre enn etablerte naturlig Acromyrmex kolonier. Dette er nødvendig for å registrere nøyaktig oppførsel. Mens dette kan påvirke frekvensen av noen atferd kvalitativt, ble sammensetningen av sub kolonier valgt for å reflektere blanding av arbeidere i naturlige kolonier mer sannsynlig kvalitativt gjenspeiler de atferdsmessige interaksjonene.</li>
</ol>3. videoopptak og scoring atferd
<ol><li>Bruk en USB endoskop knyttet til en bærbar PC (eller tilsvarende) og gi tilstrekkelig lys.</li>
	<li>For hver sub-kolonien, utføre videoopptak 4 h (starter på 0 h eller 72 h etter infeksjon).</li>
	<li>Etter innspillingen 36 sub koloniene, gjennom totalt 144 timer med opptak og score all atferd av interesse for alle individer i hvert sub koloni. Merk: I dagens eksperimentelle eksempel hadde vi utelate to sub kolonier (en kontroll fra kolonien Ae160b) og en behandling sub koloni fra kolonien Ae322 på grunn av infeksjon med sopp enn Escovopsis, redusere antall timer observasjoner for 136.</li>
	<li>Hver gang en atferd er observert, ta det som 1 forekomst. Merk: Problemet kan være for kort eller lang varighet, men bare score det > 1 Hvis det blir avbrutt av en annen atferd, eller hvis maur er passive for en periode.</li>
</ol>4. atferd
Merk: Atferdsmessige definisjoner ble laget med en kombinasjon av beskrivelser fra tidligere studier23,27,28,31,45 og personlige observasjoner. For en detaljert illustrasjon utstillingsvindu viktig morfologiske strukturer i protokollen for anerkjennelse av atferd, se figur 1.
<ol><li>Selv-Stell og antenne rengjøring (Video 1)<ol>
<li>Varsel om maur stopper beinet bevegelse for å starte selv-Stell. Sjekk at antenner trekkes gjennom antenne rengjøringsmidler på forbena (figur 1), en klemme-lignende struktur på tibia-tarsus felles bestående av et hakk vender en spore med ulike størrelse bust og kam45, 46.</li>
		<li>Etter rengjøring antennen, observere at maur vil rense bein og antenne rengjøringsmidler, ved å trekke bena gjennom munndelene, fjerner partikler og potensielle patogener med glossa (figur 1). Merk: Selv grooming kan bestå av antennen og senere antenne rengjøringsmidler (figur 1), men også bruker munndeler for å rengjøre bena. Når en maur er rengjøring sine ben, renser det oftest alle seks bein i rekkefølge.</li>
	</ol></li>
	<li>Sopp grooming (Video 2)
	<ol>
<li>Varsel om maur stopper beinet bevegelser på et bestemt sted på sopp hagen. Observere at antennene er urørlig og parallelle pekte mot sopp slik at mellom landskap og funiculus (figur 1) er ca 45 °, og spissen av antennene er nesten berører hverandre, nær tips av Accolade ( Figur 1).</li>
		<li>Merk at øvre (Nebbmunner) og lavere (labium) munndelene er åpen, med glossa (figur 1) nye slikke soppen.</li>
	</ol></li>
	<li>Allogrooming (Video 3)
	<ol>
<li>Støter på denne oppførselen når én eller flere maur har nærmet seg en annen (mottaker) maur eller omvendt. Under opptreden, maur stoppe og står tett sammen med fysisk kontakt. Den Stell ant(s) kan flytte litt til dekker et større område av mottakeren maur kroppen.</li>
		<li>Observere at antenner for den skuespiller (e) kan være urørlig og pekte mot et bestemt punkt på mottak mauren eller flytte og lett å peke på mottakeren. Vinkelen mellom landskap og funiculus (figur 1) er ca 45 ° avhengig av om de er fast på et bestemt tidspunkt eller tappe. Tips av skuespilleren antenner er vanligvis nær hverandre og tips av Accolade (figur 1).</li>
		<li>Merk at øvre (Nebbmunner) og lavere (labium) munndelene er åpen, med glossa (figur 1) nye slikke mottaker maur.</li>
	</ol></li>
	<li>Metapleural kjertel grooming (Video 4)<ol>
<li>Observere når maur stopper bevegelse for å starte metapleural kjertel (figur 1) grooming. Merk at maur lener seg til side blant ryggen forbena gni åpningen (kjøtt) av metapleural kjertel (for eksempel høyre beinet). Merk: Andre forsiden beinet er samtidig (i dette eksemplet til venstre foran beinet) slikket av glossa (figur 1).</li>
		<li>Kontroller at maur lener seg til motsatt side og slår beina og gjentar samme bevegelse med motsatt ben. Maur fortsetter å flytte forbena metapleural kjertler og senere glossa stadig bytter mellom bena (figur 1). Merk: I dette eksemplet maur vil nå bestå venstre foran beinet metapleural kjertel og høyre benet til glossa (figur 1). Etter metapleural kjertel (figur 1) grooming, starter maur ofte selv grooming (trinn 4.1).</li>
	</ol></li>
	<li>Spore Luke (Video 5)
	<ol>
<li>Støter på denne oppførselen når maur stopper beinet bevegelser på et bestemt sted på sopp hage. Observere at antennene er urørlig og parallelle, pekte mot sopp slik at mellom landskap og funiculus er ca 45°, og tips av antennene er nesten berører hverandre og tips av Accolade (figur 1).</li>
		<li>Kontroller at maur åpner sin Accolade (figur 1) å hente synlige Escovopsis sporer og koble dem fra sopp avlingen ved å trekke dem av. Maur bærer klyngen av sporer av reiret, mens de er forsiktig bevegelse for orientering. Antenner kan renses antenne rengjøringsmidler (figur 1, se Video 1) mens du holder klyngen av sporer. Maur drops spores en avfallet haug. Merk: Opptak av aktivitet rundt avfallet haug nede ikke ble gjort i gjeldende eksperimentet men ville være en passende utvidelse av gjeldende protokollen.</li>
	</ol></li>
	<li>Sopp Luke (Video 6)
	<ol>
<li>Støter på denne oppførselen når maur stopper beinet bevegelser på et bestemt sted av sopp. Antennene er løst pekte mot delen av soppen maur prøver å fjerne, mens peke litt sopp stykket.</li>
		<li>Observere at maur bruker sin Accolade til enten skjære gjennom fungal avlingen koble et angitt område, eller å ta en del av sopp brikken med sin Accolade (figur 1). Maur vil samtidig rock fra side til side på sine ben, mens det trekker av sopp stykket. Merk: Luke gjøres ved flere arbeidere og både mindreårige og majorer. Hvis så, gjør noen maur sopp skjæring, utføre andre av rock og trekke bevegelse. Den frittstående delen av soppen er båret utenfor reiret og slapp av i avfallet haug nede. Opptak av avfall innskudd ikke ble gjort i gjeldende eksperimentet, men ville være en passende utvidelse av gjeldende protokollen.</li>
	</ol></li>
	<li>Fecal væske grooming (Video 7)
	<ol>
<li>Støter på denne oppførselen når maur stopper beinet bevegelser på et bestemt sted på sopp hage. Maur bøyer sin og (figur 1) og hodet mot hverandre for å bruke et slippverktøy fecal væske munndelene.</li>
		<li>Observere at maur trekker forbena gjennom Accolade (figur 1), en om gangen. Deretter flytter maur antenner gjennom antenne rengjøringsmidler (figur 1) ligger på tibia-tarsus felles av forbena.</li>
	</ol></li>
	<li>Slippverktøy oppstøt (Video 8)
	<ol>
<li>Støter på denne oppførselen når maur stopper beinet bevegelser på et bestemt sted av sopp. Antennene er urørlig og parallelle, pekte mot sopp slik at mellom landskap og funiculus er ca 45°, tips av antennene berører nesten hverandre og tips av Accolade (figur 1).</li>
		<li>Observere at maur regurgitates en dråpe flytende på sopp, varierende fra å være gjennomsiktig for lys gul eller selv brun, fra dens munndeler.</li>
	</ol></li>
</ol>

Forfatterne ikke avsløre.

Det primære målet med denne studien var å observere og registrere karakteristiske blad-skjæring maur defensiv atferd i nærvær av sopp-hage infeksjon med Escovopsis, opprette referanse klipp for bruk av det større, vitenskapelig samfunnet. Det bør bemerkes at disse atferd ikke er eksklusivt til forsvaret av koloniene fra Escovopsis, men kan også spille en rolle i forsvaret mot andre forurensninger og infeksjoner6,7,8,9 ,10,11,12, og i forsvaret av maur seg42. Våre protokollen gir bakgrunn for bredere forskning på forsvar i sopp voksende maur. Dette er trolig særlig: (i) for unge forskere som ikke er kjent med disse atferd; (ii) å sikre konsekvent definisjoner og observasjoner av atferd; (iii) å lette sammenligninger over studier og maur arter; (iv) fordi noen av disse atferd kan oppstå så sjelden at selv opplevde kan forskere aldri har observert. (iv) fordi forstå og anerkjenne atferd i kontrollerte forhold i laboratoriet hjelp studier i situ der forhold er vanskeligere å kontrollere.
Resultatene fra vår atferdsdata studie er i samsvar med tidligere arbeid som viste at mindre arbeidere sopp brudgommen-avgjørende hvis en infeksjon er oppdaget tidlig, flere store arbeidere25,28,32. Her, økte store arbeidere mengden fungal grooming etter Escovopsis infeksjon (figur 2en). Dette tyder på at mindre arbeidere er det dominerende sopp groomers, men at store arbeidere kan hjelpe hindre spredning av mer etablerte infeksjoner. Større store arbeiderne kan fjerne sporer raskere, mens mindre arbeidere kan være mer egnet til å fjerne mindre tilgjengelig sporer. Vi fant også at arbeiderne fjernet sporer i rundt halvparten av infiserte sub koloniene (fire av ni) ble introdusert på tidspunktet for infeksjon, og dermed kunne oppdage patogen tidlig (Figur 3c). Total, denne peker til en serie av atferdsdata svar der maur først prøve å stoppe Escovopsis infeksjon fjerne sporer (og gjør så før en infeksjon sprer), i stedet for å fjerne deler av sopp hagen (Figur 3a, b. ). Dette endres over tid hvis infeksjonen utvikler seg, når maur er mer sannsynlig å fjerne deler av sopp hage28. Selv om våre utvalgene var for liten til å være avgjørende, og vi kan ikke utelukke at samtidige infeksjoner indusert luking atferd, støtter våre data denne trenden, med sopp Luke hovedsakelig å være tilstede ved senere stadier av infeksjon (Figur 3 en). De generelt lave nivåene av sopp Luke kan foreslå at maurene brukt andre forsvar (f.ekskjemikalier) å hemme videre vekst av Escovopsis, eller at ingen av vår eksperimentelle sub kolonier ble altfor alvorlig infisert (gjør mer ødeleggende forsvar unødvendige).
Våre funn tyder på at selv-Stell med fecal væske er karakteristisk for maur inn sopp hagen, og brukt som et forebyggende tiltak, i stedet for å være knyttet til en infeksjon. Lignende observasjoner har vært sett i dets grunnlegger kvinner som stelle seg selv og overføre fecal dråper med munnen til beina, når du angir reiret eller håndtere de beskjære27. En infeksjon bør i teorien øke aktiviteten av arbeiderne på kanten av sopp hagen, hvis fjernet infiserte materialet er utført og falt i avfall hauger. Derfor kan fecal væske grooming også indirekte øke under infeksjon å minimere sykdom spres. Vi forventer motsatt mønsteret for alvorlige infeksjoner, med redusert bevegelse på kanten av sopp hagen, som arbeiderne enten forlate soppen eller vedta flere ekstrem måler som kjemisk forsvar.
Mens fecal væsker kan tjene som en viktig forebyggende kjemiske for en person, brukes allogrooming av reir-kamerater på andre arbeidere hvis de oppdager fremmede partikler eller mikrober. Betydelig forskjellen vi observerte mellom (tabell 1) av fecal væske grooming (n = 304) og allogrooming (n = 48) kan indikere en aldersforskjell patogen gjenkjenning. Maur er ikke kjøpedyktig lett merker patogener selv med sine antenner; allogrooming er derimot gjort av reir-mates, som kan kontrollere hele kroppen av en maur og bare velge å groom om nødvendig. Siden Escovopsis er en parasitt sopp hagen i stedet for maur, kan dette også forklare den lave mengden allogrooming.
Vi observert sjelden metapleural kjertel grooming, og bare ved senere stadier av infeksjon. Arter av sopp voksende maur med rikelig Pseudonocardia bakteriell dekning stelle metapleural kjertler mindre enn arter med mindre eller ingen dekker25,47. Som A. echinatior har en overflod av symbiont47, kan dette forklare at lav til grooming frekvens. Metapleural kjertel utskillelsen er også dyrt å produsere30, og kan lagres i lommen infrabuccal for lengre perioder, betyr at behovet for Stell av metapleural kjertel kan være sjeldne. Under metapleural kjertel grooming, maur samtidig bytte ben og slikke beinet som hadde bare groomed kjertel; spores overføres dermed til infrabuccal lommen, hvor kjertel sekreter er avgjørende for å hemme Escovopsis' potensial for påfølgende spiring25. Mindre arbeidere er mer rikelig i redet og har større metapleural kjertler per enhet kropp masse30, antyder de er ansvarlig for fleste metapleural kjertel sekret. Dette kan også forklare hvorfor, i vår undersøkelse, det aller høyeste hyppigheten av sopp grooming var blant mindre arbeidere.
Vi forventet å observere behavior(s) indikerer aktiv bruk av antibiotika fra bakteriell symbiont Pseudonocardia, ofte observert på cuticle Acromyrmex arbeidere og kjent for å spille en rolle i forsvaret mot Escovopsis 36 , 39 , 40. den mest sannsynlige forklaringen for ikke å observere slik oppførsel, er at programmet disse antibiotika som kan innlemmes i andre atferd, som selv-Stell etterfulgt av sopp grooming og/eller Luke, som kan gjøre det vanskelig å observere som en tydelig oppførsel.
Vi observerte uvanlig virkemåte regurgitating væskedråper på sopp hagen. Oppgulp av mat til nestmates har tidligere blitt beskrevet i blad-kutting maurene22. I vårt eksperiment forskjellig dråper i farge fra gjennomsiktig til mørk brun, antyder de kan være en matkilde for andre maur og/eller gi vann. Vi observerte bare to anledninger hvor andre maurene drakk fra dråper, så vi ikke kan fastslå om dråpene nytte andre maurene eller tjene rehydrate soppen når luftfuktigheten er lav. De fleste observasjonene av dette var Escovopsis infeksjoner, som kan innebære en defensiv rolle, for eksempel immun grunning av gulpe opp antimikrobielle peptider16,48. Vi kan ikke trekke bastante konklusjoner på dette siden dette var sjeldne, men det ville være en interessant linje å undersøke videre, for eksempel ved å fastsette om dråper har antimikrobielle egenskaper.
Gitt at observasjonsstudier av komplekse defensiv atferd av blad-cutter maur, inkludert noen sammenligning med og uten sopp hage infeksjon, ville være svært vanskelig å gjøre innen, eksperimentelle data kan gi verdifull innsikt i disse virkemåtene under mer kontrollerte forhold. Mens observasjoner gjort under laboratorieforhold avvike fra opptreden fant under naturlige forhold, verktøy som vår katalog av sentrale defensiv atferd må utvikles, forbedre både eksperimentelle og feltet studier i fremtiden. Den eksperimentelle tilnærmingen kan imidlertid delvis forklare hvorfor noen atferd var svært sjeldne (f.eks allogrooming, metapleural kjertel grooming) i vår demonstrasjon for å bruke disse atferdsmessige definisjoner. Fremtidige studier kan derfor vurdere begrensningene i denne eksperimentelle oppsett, å finne måter å gjøre mer naturlig observasjoner. Flere faktorer kan også integreres i gjeldende protokollen, for eksempel skille mellom Actinobacteria-bærer (yngre) arbeidstakere og eldre arbeidstakere med mindre rikelig dekselet, som kan reagere forskjellig på trusselen om en Escovopsis infeksjon. Det er balansen mellom gjøre observasjoner mer nøyaktig (for eksempel etter scoring fokal individer), eller å ha større sub kolonien størrelse (større antall arbeidere), og tiden eller Antall sub kolonier eller enkeltpersoner som kan bli filmet i en gitt tidspunkt. Likevel, mens oppsettet kan utvides for større atferdsmessige studier med fokus på adressering opptreden mål, i dette tilfellet vi fokusert på vellykket utstillingsvindu en metode for registrering og definere spesifikk defensiv atferd.
Vi dokumentert atferd som bidrar til forsvar i blad-kutting maurene, og flere betydelig, har systematisk identifisert beskrevet og fanget defensiv atferd på film. Vår representant resultater forsterke andre forskning innen fagfeltet antyder at det er vanskelig for en patogen kunne ramme sopp-oppdrett maur kolonier, når mot en omfattende sett av defensiv atferd og tilhørende anvendelse av antimikrobielle forbindelser. Målet vårt var å gi et nytt verktøy for fremtiden i dette feltet, og vi håper at atferdsdata katalogen vil være verdifulle for å sikre konsensus og strømlinjeformet definisjoner, observasjoner og tolkninger av atferd, som en viktig ressurs for fremtidig forskning.

Blad-kutting maurene er avanserte sosiale insekter, dannet noen av de mest komplekse koloniene på jorden. De er en avledet gren av voksende sopp maurene (stamme Attini) som består av to slekter Acromyrmex og Atta1. De dyrker sopp beskjære arten Leucoagaricus gongylophorus (Basidiomycota: Agaricales), som de stoler på deres viktigste mat kilde2,3. Maurene leverer denne soppen med friske blad materiale for sin vekst, og soppen i retur gir næringsrike hovne hyphal tips (gongylidia) som brukes av maur og deres brood. Koloniene er bygget underjordiske fungal avlingen opprettholdes i eksterne hager4,5og maur bøndene beskytte sine beskjære monokultur potensielle patogener6,7,8 ,9,10,11,12. Kolonier dele arbeid mellom arbeidere av ulik størrelse (kaste) og alder13,14,15, som strekker seg til forsvaret av maur og Beskjær fra patogener.
Vi forventer at blad-skjæring maur kolonier skal være utsatt for sykdom. Gruppe levende forventes å lette spredningen av sykdommer mellom relaterte arbeidere på grunn av hyppige interaksjoner, og dermed enklere overføring16. Maurene er mottakelige for entomopathogenic fungal parasitter, som Metarhizium arter og Tolypocladium bassiana6. Disse parasittene er generalister og er ofte tilstede i jord nær reir7,8. Oppdrett av sopp beskjære en monokultur4,gjør5 det kan også være utsatt for sykdom17,18. Det kan være infisert av generalist fungal parasitter (inkludert Aspergillus niger og Trichoderma arter3); men den mest betydelig trusselen er en spesialist necrotrophic sopp i slekten Escovopsis (Ascomycota: Hypocreales)11. Gjennom utskillelsen av mycolytic enzymer og andre forbindelser, Escovopsis dreper og henter næringsstoffer fra den sopp beskjære12, med potensielt dødelig konsekvenser for maur kolonier11,19.
For å bekjempe sykdom trusler, er maurene bemerkelsesverdig forsvar på både individuelle og kolonien, kombinere biologisk kontroll, atferdsmessige og kjemiske forsvar å handle prophylactically og, når nødvendig, i respons på infeksjon. Samlet disse forsvarsverkene forhindre eller redusere virkningen av infeksjoner fra både generalist patogener og spesialister som Escovopsis. Bredt involverer de unngå sammentrekning av parasitter i miljøet20, forebygge parasitter inn reiret og begrense spredning av smitte i reir. De første linjene av forsvar inkluderer kjemikalier kjertel sekreter3,21,22,23,24,25,26, 27 å desinfisere anlegget underlag, gjennom arbeidere slikker dem før innlemmelse i sopp hage og maur utfører både selv- og allogrooming. Når grooming, spesielt ved å skrive inn reiret, gjelde arbeidere også surt avføring sekreter til deres kropp27. Disse forebyggende forsvar er påviselig viktig å unngå infeksjon av patogene trusler6,7,8,9,10,11, 12.
Hvis første forsvar mislykkes og en patogen som Escovopsis lykkes i redet og sopp hagen og infeksjon oppdages på et tidlig stadium, bruke maur sopp grooming fjerne spores25,28. Maurene kan bruke sekret fra kjertler metapleural eller overføre spores til infrabuccal lommen (en munnhulen), hvor de er blandet med en kjemisk cocktail som inneholder metapleural og labial kjertel sekreter26. Det er mer enn 20 kjente forbindelser i disse kjertlene, inkludert γ - keto-, karbonoxylsyre- og indoleactic syren3. Dette er aktivt brukt25, har antibiotikaresistens, fungistatic og fungicidal egenskaper29og kan hemme Escovopsis spore spiring30. Sporer lagret i infrabuccal lomme er senere utvist utenfor kolonien31,32. De fleste av denne soppen grooming etter tidlig stadium gjenkjenning er utført av mindre arbeidere28,33. Men hvis en patogen klarer å unngå deteksjon og sprer seg i sopp hagen, både små og store arbeidere Luke infiserte deler av sopp28, og dette fjernet materialet er avsatt utenfor de nest31. I tillegg arter i blad-skjæring slekten Acromyrmex bruke biologisk kontroll i form av antibiotika produsert av symbiotiske Actinobacteria34,35,36— vedlikeholdes på maur cuticle37hovedsakelig unge store arbeidere34,38,39,40— å produsere stoffer som hindrer mycelial veksten av Escovopsis 34 , 38 , 41. denne antibiotika produksjonen kan igjen svekkes av Escovopsis-produsert forbindelser i en infeksjon19.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58420/58420fig1.jpg"> Figur 1: maur morfologiske funksjoner. En skjematisk tegning av en maur viser morfologiske strukturer nevnt i protokollen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/58420fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
Blad-skjæring maur forsvar dermed utgjør en integrert samling av atferdsmessige og kjemiske mekanismer som samlet gir disse maur svært effektiv mot sykdom42. Forstå disse forsvar er av bred interesse, og de har vært mye forsket16,20,42,43,44. Men er en visuell samling av defensiv atferd som ville hjelpe entydig definisjon og beskrivelse av dem for systematisk bruk av forskere, vi vet, ikke tilgjengelig. Selv om terminologien som brukes til å beskrive maur atferd er relativt standardisert, er det derfor ingen sikkerhet at samme atferdsmessige handlinger kalles konsekvent i forskjellige studier. Her er vårt hovedmål å bøte på dette ved å gi klarhet og standardisering gjennom en samling av video-opptak av individuelle forebyggende og defensiv atferd med tilhørende definisjoner. Vi filmet utklippene under en atferdsdata eksperiment, der vi observert og kvantifisert atferd i forbindelse med eksperimentell Escovopsis infeksjoner i Acromyrmex echinatior sub kolonier, kan resultatene som vi presenterer også her som et illustrerende eksempel på hvordan denne samlingen kan brukes for atferdsmessige studier.

<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

Komplekse livsstil, evolusjonær historie avanserte samarbeid og sykdom forsvar av blad-kutting maurene er godt undersøkt. Selv om mange studier har beskrevet opptreden med sykdom forsvar, og tilknyttede bruk av kjemikalier og poesi aksent, er ingen felles visuell referanse gjort. Hovedformålet med denne studien var å spille korte klipp av involvert i sykdom forsvar, både prophylactically og direkte rettet mot en antagonist av kolonien etter infeksjon. Å gjøre så vi brukte en infeksjon eksperiment, med sub kolonier av blad-skjæring maur arten Acromyrmex echinatior, og den viktigste kjente sykdomsfremkallende trusselen mot maur fungal beskjære (Leucoagaricus gongylophorus), en spesialisert patogene sopp i slekten Escovopsis. Vi filmet og sammenlignet infisert og smittet kolonier på både tidlig og mer avanserte stadier av infeksjon. Vi kvantifisert sentrale defensiv atferd behandlinger og viser at de atferdsmessige respons på patogen angrep trolig varierer mellom ulike kastene av arbeideren maur, og mellom tidlig og sen deteksjon av en trussel. Basert på disse innspillingene har vi laget et bibliotek av atferdsmessige klipp, ledsaget av definisjoner av de viktigste personlige defensive atferd. Vi forventer at slik guide kan gi en felles referanseramme for andre forskere arbeider i dette feltet til å gjenkjenne og studere disse atferd, og også gir større spillerom for å sammenligne ulike studier for å hjelpe forstå rollen disse virkemåtene spille i sykdom forsvar.

Hovedmålet med dette studiet var opprettelsen av korte klipp som illustrerer opptreden forbundet med sykdom forsvar i blad-skjæring maur, generere en katalog som skal brukes som en referanse for fremtidige studier. I tillegg bruker studien et eksempel på en eksperimentelle oppsett som disse virkemåtene kvantifisert for å vise hvordan denne katalogen kan brukes i atferdsmessige studier, representant resultatene vi oppsummere her.
Sub-Colonies ble satt opp for observasjon på tidlig stadium (0 h) og sent Stadium (72 h) infeksjon. På grunn av tung infeksjoner med sopp enn Escovopsis etter 72 h, ble to sub koloniene (en kontroll for koloni Ae160b) og en behandling for koloni Ae322 utelatt, så vi fokusere presentasjonen av resultatene på tidspunktet 0t og legge mindre vekt virkemåtene som er observert etter 72 h. Etter filme alle sub kolonier og scoring defensiv atferd, fant vi forskjeller i atferdsmønstre forbundet med tid etter infeksjon og kontekst, inkludert de forskjellige måtene der de ble brukt av små og store arbeidere. Derimot ble selv-Stell utført på tiden både kontroll og smittet sub kolonier. Det var også vanlig da maur var søker, og forsøker å fjerne, Escovopsis hyfer eller spores. Fordi dette var så universelt observert og hyppige i alle situasjoner, vi ikke Sebelius.
Vi scoret alle andre virkemåter beskrevet i protokollen og nåværende beregnet total og gjennomsnittlig frekvenser for små og store arbeidere per sub koloni (tabell 1). Vi fant at kontroller, mindre arbeidere stelt hage beskjære mer enn store arbeidere (figur 2en), og anecdotally observert at de tilbrakte mer tid i sopp hagen. I koloniene infisert med Escovopsis var det en tendens til økt sopp grooming samlet i forhold til kontrollen kolonier, men dette var ikke signifikant (F1,23 = 2,80, p = 0.1077; Tabell 2; Figur 2 en). det var en ikke-betydelig økning i fecal grooming med infeksjon (F1,23 = 0,60, p = 0.4455; Tabell 1) men ingen forskjell mellom små og store arbeidere (figur 2b). Vi observerte fecal grooming når arbeidere angitt soppen, snarere enn da de var på eller helt fra soppen for lengre perioder.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58420/58420fig2v3.jpg"> Figur 2: frekvens av grooming hendelser. Mener nummer (± standardfeil (SE), n = 9) (a) sopp grooming og (b) fecal væske grooming hendelser innen fire timer etter vaksinasjon, sammenligne små og store arbeidere kontroller og Escovopsis behandlinger. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/58420fig2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
Adskillige opptreden var svært sjeldne. Vi bare observert metapleural kjertel grooming fire ganger, og alle forekomster skjedde etter 72 h; en gang i kontrollgruppen, og tre ganger i koloniene med Escovopsis infeksjon (tabell 1). Nesten like sjelden, fant vi at maur ville regurgitate en flytende dråpe på sopp hagen og noen ganger utenfor sopp (tabell 1). I 0t grupper skjedde dette en gang i en kontroll sub koloni og to ganger infiserte koloniene - i alle tre tilfeller virkemåten ble utført av en stor arbeidstaker. Ved en anledning regurgitated en mindre arbeider en dråpe i hjørnet av boksen og en gang en stor arbeider gjorde det samme på et bramble blad, både i Escovopsis behandling. I 72 h koloniene, var slippverktøy gulpe opp på soppen aldri observert i kontroll koloniene men skjedde sju ganger i infiserte kolonier. Seks av disse var av stor arbeidere og tre av disse av en enkeltperson som lagt dråper utenfor sopp hagen.
Spore Luke (Figur 3et) og sopp Luke (Figur 3b) var begge lave frekvenser. Mens det var ingen signifikant forskjell i frekvensen av sopp Luke mellom infiserte kolonier og kontroller, var det en tendens til å Luke for å øke med tiden siden infeksjon (F1,23= 2.91, p = 0.1014; Tabell 2). våre observasjoner fokusert på Escovopsis spore Luke, som ikke endres vesentlig med tid, men det var en tendens til en høyere frekvens i koloniene infisert med Escovopsis enn i infisert kontroller (F1,23 = 3,27, P = 0.0838; Tabell 2). færre sub kolonier infisert med Escovopsis hadde synlig sporer igjen etter observasjon perioden med en tidlig stadium infeksjon (når maur ble introdusert etter 0 h av spore inokulasjon), med maur fjerne alle sporene i nesten halvparten av sub koloniene (4 av 9; Figur 3 c). I senere trinn infeksjoner (hvor maur ble introdusert etter 72 timer med spore inokulasjon), maur var ikke i stand til å fjerne sporer helt i noen sub koloniene. Sammen foreslå disse observasjonene en tendens til maur å skifte fra spore Luke til sopp luke i løpet av en infeksjon.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58420/58420fig3v2.jpg"> Figur 3: frekvens av Luke hendelser. Mener frekvens (± standardfeil (SE), n = 9) (a) spore Luke (av Escovopsis sporer) og (b) sopp Luke (Escovopsis eller annen sopp) i en 4 h observasjon periode, sammenligne mindreårige og majorer fra behandlingsgrupper, og ((c)) Antall sub kolonier med synlige Escovopsis sporer i behandlingsgrupper på slutten av observasjon perioden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/58420fig3large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>Mindre arbeidstakere - kontroll</td>
			<td>Mindre arbeidstakere - behandling</td>
			<td>Store arbeidstakere - kontroll</td>
			<td>Store arbeidstakere - behandling</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="5" fo:text-align="center" style="text-align: center;">0h</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sopp grooming</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 Luke</td>
			<td>0</td>
			<td>3</td>
			<td>0</td>
			<td>5 (0.5556)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sopp Luke</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Fecal væske grooming</td>
			<td>46 (5.111)</td>
			<td>69 (7.667)</td>
			<td>27 (3.000)</td>
			<td>48 (5.333)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Slippverktøy program</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>1 (0.1111)</td>
			<td>2 (0.2220)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Metapleural kjertel grooming</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;">72h</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sopp grooming</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 Luke</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>0</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sopp Luke</td>
			<td>0</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
			<td>0</td>
			<td>2 (0.2220)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Fecal væske grooming</td>
			<td>19 (2.714)</td>
			<td>38 (4.222)</td>
			<td>30 (4.286)</td>
			<td>30 (3.333)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Slippverktøy program</td>
			<td>0</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
			<td>0</td>
			<td>6 (0.6667)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Metapleural kjertel grooming</td>
			<td>0</td>
			<td>2 (0.2220)</td>
			<td>1 (0.1429)</td>
			<td>1 (0.1110)</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 1 : Antall atferd i fire timer med observasjon på 0 og 72 h etter Escovopsis inoculation. Gjennomsnittlig antall observasjoner (med mener frekvenser per person i parentes), sammenligne små og store arbeidstakere fra kontroll og Escovopsis infeksjon sub kolonier, henholdsvis (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;">Type 3 tester av fast effekter</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2"></td>
			<td colspan="4">Sopp grooming</td>
			<td colspan="4">Allogrooming</td>
			<td colspan="4">Fecal grooming</td>
			<td colspan="4">Spore Luke</td>
			<td colspan="4">Sopp Luke</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Effekter</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-verdi</td>
			<td>PR > F</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-verdi</td>
			<td>PR > F</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-verdi</td>
			<td>PR > F</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-verdi</td>
			<td>PR > F</td>
			<td>NUM DF</td>
			<td>Den DF</td>
			<td>F-verdi</td>
			<td>PR > F</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Kolonien</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 koloni (kolonien)</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">Behandling</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">Tid</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>Tabell 2 : Statistiske resultater i blandet ANOVA tester på separat opptreden som statistiske analyser kan utføres. Fast effektene var kolonien, sub koloni (nestet i kolonien), behandling og tid. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Nilsson-Moller_Table1.xlsx">Klikk her for å laste ned denne tabell.</a>
<img alt="Video 1" src="/files/ftp_upload/58420/58420video1.jpg"> Video 1: selv-Stell og antenne rengjøring. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video1.mp4" target="_blank">Vennligst klikk her å se denne videoen. Høyreklikk for å laste ned.</a>
<img alt="Video 2" src="/files/ftp_upload/58420/58420video2.jpg"> Video 2: sopp grooming. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video2.mp4" target="_blank">Vennligst klikk her å se denne videoen. Høyreklikk for å laste ned.</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">Vennligst klikk her å se denne videoen. Høyreklikk for å laste ned.</a>
<img alt="Video 4" src="/files/ftp_upload/58420/58420video4.jpg"> Video 4: Metapleural kjertel grooming. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video4.mp4" target="_blank">Vennligst klikk her å se denne videoen. Høyreklikk for å laste ned.</a>
<img alt="Video 5" src="/files/ftp_upload/58420/58420video5.jpg"> Video 5: Spore luking. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video5.mp4" target="_blank">Vennligst klikk her å se denne videoen. Høyreklikk for å laste ned.</a>
<img alt="Video 6" src="/files/ftp_upload/58420/58420video6.jpg"> Video 6: sopp luking. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video6.mp4" target="_blank">Vennligst klikk her å se denne videoen. Høyreklikk for å laste ned.</a>
<img alt="Video 7" src="/files/ftp_upload/58420/58420video7.jpg"> Video 7: Fecal væske grooming. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video7.mp4" target="_blank">Vennligst klikk her å se denne videoen. Høyreklikk for å laste ned.</a>
<img alt="Video 8" src="/files/ftp_upload/58420/58420video8.jpg"> Video 8: dråpe oppstøt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58420/Video8.mp4" target="_blank">Vennligst klikk her å se denne videoen. Høyreklikk for å laste ned.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Visual Guide for Studying Behavioral Defenses to Pathogen Attacks in Leaf-Cutting Ants at JoVE.com

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

Vi presenterer en visuell guide til sykdom forsvar atferd i blad-kutting maurene, med individuelle klipp og tilhørende definisjoner, illustrert i en eksperimentell infeksjon scenario. Vårt hovedmål er å hjelpe andre forskere gjenkjenne sentrale defensiv atferd og gi en felles forståelse for fremtidig forskning i dette feltet.

En visuell Guide for å studere atferdsmessige forsvar til patogen angrep i Leaf-kutting maurene

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

En visualisert protokoll gir en referanseramme for bredere forskning på forsvar og soppvoksende maur. Den største fordelen med denne tilnærmingen er at det vil hjelpe forskere å gjenkjenne viktige defensive atferd for å sikre en felles forståelse for fremtidig arbeid. En referanse til forskning på soppvoksende maur er sannsynligvis spesielt nyttig for unge forskere som ikke er kjent med denne atferden.En rekke av disse atferdene er sjeldne, så erfarne forskere kan aldri ha observert dem. Denne veiledningen vil legge til rette for sammenligninger på tvers av studier og antarter ved å illustrere viktige defensive atferd sammen med konsistente definisjoner. Videre vil forståelse av atferd under kontrollerte forhold hjelpe studier i naturlige habitater, hvor forholdene er vanskelige å kontrollere.Til å begynne med isolerer Escovopsis stammer fra Acromyrmex echinatior laboratoriekolonier, ved å plassere sopphagefragmenter, med maur fjernet, på en petriskål med fuktig bomullsull i flere dager, til Escovopsis spirer og sporulates. Overfør sporer til potetdekstrose agar plater, og inkubere ved ca 23 grader Celsius i to uker. Bruk en steril nål, fjern modne sporer fra platene.Deretter inokulerer sporene på nye plater under sterile forhold, og inkuber dem ved ca. 23 grader Celsius i to uker. Når hyphae har vokst til å dekke hele platen og til modne brune sporer, inokulere sporene på nye plater under sterile forhold. Ved hjelp av tre originale A.Echinatior kolonier, få totalt 36 underkolonier med 12 underkolonier fra hver foreldre koloni.Fire timer før ant introduksjon, legg til en teskje størrelse stykke av den opprinnelige koloniens sopp hage, noen bramble blader, og et stykke vann-gjennomvåt bomullull til boksen. For underkoloniene som skal smittes, fyll en inokulasjonssløyfe med Escovopsis sporer. Deretter inokulerer sporene ved å forsiktig trykke på en liten del av sopphagen 10 til 20 ganger.For kontroll sub-kolonier, etterligne anvendelsen av Escovopsis sporer ved å trykke på sopp hagen med en steril inokulasjon loop 10 til 20 ganger. For 72 timers observasjoner etter infeksjon, la halvparten av underkoloniene være uforstyrret i 72 timer etter innføringen av Escovopsis. For de null timers observasjonene etter infeksjon, legg umiddelbart til to brød, fire mindre arbeidere og fire store arbeidere fra foreldrekolonien til hver boks 30 minutter før opptak.Deretter legger du til den samme blandingen av arbeidere til 72-timers observasjoner etter infeksjon 30 minutter før opptak. Utfør videoopptak i fire timer for hver underkoloni. Etter å ha spilt inn alle de 36 underkoloniene, gjennomgå opptakene og score atferden av interesse for hver enkelt i hver sub-koloni.Følgende klipp gir en beskrivelse av de viktigste distinkte virkemåtene som skal observeres under observasjonene. Mens du gjennomgår videoen, legg merke til om en ant stopper benbevegelse for å starte selvpleie. Kontroller at antennene passerer gjennom antennerengjøringsmidlene på forbena.Deretter skal anten rengjøre beina og antennerengjøringsmidlene med munndelene. Legg også merke til om en ant stopper noen benbevegelser på et fast punkt i sopphagen. Vær oppmerksom på om antennene er stasjonære og parallelle, pekte mot soppen og nesten berører hverandre nær spissen av mandiblene.Deretter bør glossa dukke opp for å slikke soppen. En eller flere maur kan også stelle hverandre. Under denne virkemåten stopper myrene all bevegelse og står tett sammen og opprettholder fysisk kontakt.Deretter skal pleieanten peke antennene mot mottakeranten og trykke lett på mottakeren. Legg merke til at de øvre og nedre munndelene av grooming individer er åpne med glossa dukker opp for å slikke mottakeren ant. Vær oppmerksom når anten stopper bevegelsen for å initiere metapleuralkjertelstell.Anten skal lene seg til den ene siden og nå en av forbenene tilbake for å gni åpningen av kjertelen, mens du slikker det andre forbenet med glossa. Deretter vil anten gjenta oppførselen med motsatte ben. Når en ant stopper benbevegelser på et fast punkt på sopphagen, vær oppmerksom på at antennene er ubevegelige og parallelle, og peker mot et fast punkt i sopphagen.Deretter vil anten fange synlige Escovopsis sporer og bære dem ut av reiret. En ant kan også stoppe benbevegelser på et fast punkt på soppen, peke antennene løst mot et stykke sopp og trykke på soppstykket med antennene. Etter dette vil anten løsne soppstykket fra resten av soppavlingen.En annen potensiell oppførsel kan observeres når en ant stopper benbevegelser på et fast punkt på sopphagen. Anten vil bøye sin gaster og hodet mot hverandre for å bruke en dråpe fekal væske på munndelene. En om gangen vil anten trekke forbena gjennom mandiblene, og antennen gjennom antennerengjøringsmidlene.Hovedmålet med denne studien var å lage en katalog med korte klipp som illustrerer sykdomsforsvarsatferd i bladskjærende maur. Atferden som er beskrevet i protokollen ble scoret i et eksperimentelt infeksjonsscenario. I kontrollkoloniene groomed mindre arbeidere hageavlingen mer enn store arbeidere.I de infiserte koloniene var det en ikke-signifikant tendens til økt sopppleie i forhold til kontrollkoloniene. En ikke-signifikant økning i fekal grooming var forbundet med infeksjon, men ingen forskjell mellom mindre og store arbeidere ble oppdaget. Spore weeding og sopp weeding var begge lav i frekvens, uten signifikant forskjell observert mellom infiserte kolonier og kontroller.En tendens til sopp weeding å øke med tiden siden infeksjon observeres. Få av de infiserte koloniene med tidlig stadium infeksjoner hadde synlige sporer igjen etter fire timers observasjonsperioden. Interessant, i senere stadium infeksjonsforhold, var myrene ikke i stand til å fullstendig fjerne sporer i noen av koloniene.Resultatene av dette eksperimentet er dermed et illustrerende eksempel på hvordan kompilering av klipp kan brukes til atferdsstudier, for å beregne gjennomsnittlige frekvenser for mindre og store arbeideratferd. Vi dokumenterte atferd som bidrar til forsvar i soppvoksende maur, og har systematisk identifisert, beskrevet og fanget opp denne atferden på film. Våre resultater forsterker forskning på feltet som tyder på hvorfor det er vanskelig for et patogen å infisere kolonier når de står overfor et omfattende sett med atferd og tilhørende antimikrobielle forbindelser.Vi gir et nytt verktøy for fremtidig arbeid på feltet, og håper at atferdskatalogen vil være verdifull for å sikre konsensus og strømlinjeformede definisjoner, observasjon og tolkning av atferd.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Den Crossmodal congruency Task som et middel for å oppnå et mål Behavioral Mål for Gummi Hånd Illusion Paradigm

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

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

Metoder for å Utforsk Influence of top-down Visual Prosesser på Motor Behavior

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

En prosedyre å observere Context-indusert Fornyelse av Pavlovian kondisjonerte Alkohol-søkende atferd i Rats

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

Utføre Behavioral oppgaver hos personer med Intrakraniale Elektroder

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

Asymmetrisk Walkway: A Novel Behavioral analyse for å studere asymmetrisk 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

Kombinert Shuttle-Box Trening med Elektro Cortex-opptak og stimulering som et verktøy for å studere Perception and Learning

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

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Vagus nerve stimulering som et verktøy for å indusere plastisitet i Pathways Relevante for Extinction Learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

Den gnager Psyko Årvåkenhet Test (rPVT): En metode for å vurdere nevroevne hos rotter og mus

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

Adferdsforstyrrelser: en innovativ tilnærming til å overvåke regulerende effekt av en nutraceutical Diet

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 klassisk betinging i tre maur

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