행동 실험에 사용 하기 위해 점프 거미의 색상 패턴의 조작
Summary
이 프로토콜의 목표는 성적 선택, 성적인 식인 식, 포식, aposematism 또는 기타 동물 착 색과 관련 된 질문을 연구 하기 위해 페인트로 점프 거미 및 기타 매우 작은 절지술의 색상 패턴을 조작 하는 것입니다.
Abstract
행동 생태의 분야에서, 많은 실험은 성적인 선택과 포식의 맥락에서 다채로운 특성의 진화 목적을 조사 하도록 설계 되었습니다. 방법은 다양 하지만 대부분 다양 한 착 색 제와 개인의 색상 패턴을 수정으로 구성 되어 있습니다. 이러한 기술은 많은 척추 동물 taxa에 걸쳐 사용 되었습니다, 특히 조류에서, 하지만 때문에 효과적으로 작은 유기 체에서 색상을 조작의 어려움 무척 추 동물에 대 한 저 개발 남아 있다. 대신, 무척 추 동물의 모양을 조작 하기 위해 과학자 들은 일반적으로 특정 파장을 걸러 내는 조명 환경을 수정 했습니다. 그러나, 이러한 방법은 관심의 표현 형 특성 뿐만 아니라 개인 및 그 주위의 전체 외관에 영향을 미친다. 여기에, 이전에 화려한 조류에 사용 된 기술을 축소, 우리는 동등 하 게 상징적 하지만 과소 연구 종을 사용 하 여 작은 절지동물의 색상을 조작 하는 방법을 제시: 화려한 점프 거미.
Introduction
동물 들은 종종 성적인 만남, 고통 스러운 만남, 또는 포식을 억제 하는 데 정교한 컬러 패턴이 있습니다. 이러한 특성은 테 스1로 서의 사인 일러의 개별 질과 같은 수신기에 정보를 전달 하 고, 경쟁자2로 서의 능력을 싸우고, 먹이 항목3으로 서의 기호 성을 전달할 수 있다. 다채로운 특성의 적응 목적을 이해 하기 위해, 연구원은 다양 한 방법으로 색상을 조작 하는 것을 포함 하는 실험을 설계 했습니다. 일부 연구원 들은 모델4,5,6,7,8등의 컬러 유인 자극을 사용 하 여 사진9또는 비디오 12 행동 실험에서 수신기에 제시 된다. 특히 무척 추 동물를 사용 하는 경우에는, 라이브 개인의 색채의 출현에 영향을 미치는 조명 환경을 조작 하는 것이13,14,15,16 17. 이러한 조작, 독창적 인 동안 잠재적으로 중요 한 자연 스러운 행동을 제거 하 고/또는 관심의 특성 보다 훨씬 더 영향을 미치는 단점이 있다. 조류와 같은 큰 척추 동물에서 연구원은 수시로 살아있는 동물에 직접 색깔을 조작 합니다 (언덕과 McGraw, 200618). 개별 깃털 이나 부리는 마커2,19,21,24로 직접 착 색 되었습니다. 과산화 수소를 함유 하는 염료는 종종 헤어 라이트 (25),26,27또는 매니큐어 (28)를 포함 한 다양 한 페인트에 사용 된다. 무척 추 동물, 살아있는 동물에 직접 색상 패턴을 조작 하는 이러한 연구는 비교적 드문 하지만 여전히 기능에 대 한 엄청난 통찰력을 제공 하 고 색상의 진화29,30,31 , 32, 33, 35 34, 36 및 37를 제공 합니다. 심지어 절지동물 연구는 상대적으로 과소 연구 매우 작은 종에서 색상 패턴을 떠나 더 쉽게 처리 하 고 페인트 할 수 있는 큰 타사 쪽으로 편향 된 것 같다.
여기에서는 매우 작은 동물 taxa를 위해 개발 된 섬세 한 색상 조작 기법을 설명 합니다. 구체적으로,이 방법은 메이 트 선택과 성적 식인 풍습의 맥락에서 이러한 다채로운 특성의 중요성을 조사 하기 위해 현미경으로 남성 점프 거미의 얼굴 채색을 조작 하는 것을 포함 한다. 이 경우에는 미국 애리조나 피닉스에서 수집한 Habronattus 이 르 리 트를 모델 종으로 사용 했습니다 (그림 1). 우리는 다른 곳에서 이러한 기술 중 일부를 사용 하 여 실험 작업의 결과를 발표 했다38,39, 하지만 여기에 우리가 다른 사람에 게 액세스 할 수 있도록 하는 방법으로 이전에 수행 된 것 보다 더 자세하게 방법을 설명 합니다 그들을 복제 하거나 다른 아주 작은 taxa에 사용 하기 위해 그들을 적응 하려고 합니다. 이러한 프로토콜은 가장 상징적 조류 처럼 화려한 수 있지만 일반적으로 과소 연구 동물에 실험 기회를 열어야 합니다.
Protocol
1. 장비 준비 적절 한 페인트를 선택 합니다. 성공적으로 적용 하려면 속 건 성 페인트를 사용 하 고 얇게 조작 하기 쉬운 텍스처가 있습니다. 성공적으로 사용 된 제품에는 물로 얇 아 질 수 있는 비 방수 아이라이너와에 나 멜 시너 (재료 표)로 얇 아 질 수 있는 법랑 페인트가 포함 됩니다. 거미를 페인팅 할 때, 대부분 종의 갑 피는 강화 된 외 골격을 가지 며, 소프트 복 부는 종종 뻗어40수 유를 통해 수축 합니다. 에 나 멜 페인트는 도장 표면에 고체, 경화 코팅을 생산; 따라서 큐티 클의 딱딱한 부분 (예: 갑, 다리, 페 디아스)에 적용 하십시오. 이러한 법랑 질 코팅은 거미가 먹이로 모양을 변화 시키면서 거미를 벗 겨 내 므로 스파이더 abdomens에 게 덜 효과적입니다. 대조적으로, 아이 라이너는 경화 코팅을 생성 하지 않지만, 오히려 착 색 된 체 중계에 침투; 따라서 하드 및 소프트 바디 부품 (스파이더 abdomens 포함) 모두에 사용 하십시오.참고: 다음 단계에서, 가장 섬세 한 기술은 얼굴과 거미의 페 디아스 페인트로 구성 되어 제공 됩니다; 에 나 멜 페인트가 사용 되는데,이는에 나 멜 페인트의 색상 다양성으로 인해 가장 일반화 가능한 방법입니다. 살아있는 동물에 페인트를 테스트 하기 전에 가능 하면 먼저 UV-VIS 반사율 분 광 광도 계를 사용 하 여 페인트의 스펙트럼 특성 (단순히 종이 또는 다른 표면에 적용)을 측정 하 여 스펙트럼에서 원치 않는 UV 피크가 없는지 확인 하십시오. 인 간에 게 보이지 않지만, 연구 된 종들이 볼 수 있습니다. 카메라와 컴퓨터에 연결 된 해 부 현미경을 사용 하 여 문서의 조작 결과를 보다 쉽게 촬영 하 고 복제 가능성을 높입니다 (재질 표). 카메라 입력을 처리 하는 현미경, 컴퓨터 및 소프트웨어를 켜십시오. 최종 사진을 촬영할 관련 확대/축소를 선택 합니다. 곤충 장착 핀 또는 작은 손톱 (머리를 바깥쪽으로 향하게 하 여)을 비 경화 모델링 점토 (포도의 약 크기)로 붙입니다. (페인팅 할 라이브 스파이더는 아래 3.1 단계에서이 핀의 헤드에 임시로 장착 됩니다). 현미경으로 모델링 점토와 핀을 배치 하 여 목표를 조정 하 여 핀의 머리 (거미가 장착 되는 위치)에 대략적으로 초점을 맞출 수 있습니다. 목표는 화가의 눈에 대 한 적절 한 거리에 있는지 확인 하 고 카메라가 페인팅 하는 동안 시야를 방해 하지 않습니다 (카메라는 oculars 중 하나에 장착 되어있는 경우 처럼, 깊이 지 각에 방해가). 거미를 깨끗 한 플라스틱 스냅 캡 바이 알 (약 12 개는 웨 빙 이나 죽은 먹이 없이)로 옮겨 보세요. 마운팅 및 페인팅 장비를 준비 합니다. 여분의 얇은 곤충 장착 핀을 비 경화 모델링 점토 (단계 1.2.3에 사용 되는 것 외에도)의 볼에 넣고 현미경의 왼쪽에 놓습니다 (오른 손잡이 사람들에 게). 이 핀은 페인팅 중에 거미의 다리와 페 디아스 (필요에 따라)의 위치를 부드럽게 조정 하는 데 사용 됩니다. 흡수 용지 (종이 타월 등)의 작은 조각, 흰색 프린터 용지, 적용 할 페인트 (여기에 법랑 페인트), 페인트 희석제의 별도의 컨테이너 (각 색상에 대해 하나는 투명 하 고 깨끗 한 유지), 각 색상에 대 한 개별 마이크로 브러시를 가져옵니다 ( 재료 표참조) 및 하나의 마이크로 브러시는 깨끗 한 얇은만 사용 될 수 있으며, 모두 현미경의 오른쪽에 조직화 된 방식으로 배치 됩니다 (오른 손잡이 사람들을 위해). 이쑤시개를 사용 하 여, 오픈 플라스틱 접시 (작은 페 트리 접시 또는 바이 알 캡 등)에 페인트 한 방울을 추가 하 고 작은 주사기와 예를 들어, 페인트 희석제를 추가 합니다. 이쑤시개를 사용 하 여 두 가지를 적절 한 일관성을 유지 하십시오 (페인트가 완전히 균질 화 되지만 너무 콧 물이 아닌 경우) 마이크로 브러시가 있는 흰색 프린터 용지에서 테스트 하십시오.주의 사항: 어떤 경우에는 페인트가 빨리 건조 되 면 응용 프로그램에 원하는 것 보다 약간 더 많은 액체를 준비 하 고 브러시를 나중에 사용할 때까지 페인트 희석제의 냄비에 담가 둡니다 (4 단계). 물 기반 접착제 ( 재료 표참조)의 완두콩 크기의 방울을 프린터 용지의 모서리에 넣으십시오.참고: 이것은 준비의 마지막 단계 여야 하 고 다음 단계는 접착제가 건조 되지 않도록이 직후에 수행 해야 합니다. 2. 거미 마 취 거미 병의 거미가 탈출을 방지 하기 위해 개 구 부 위에 손을 컵에 넣고 스파이더의 세 번째 다리 쌍이 180도까지 연장 될 때까지 co2 가스를 천천히 추가 합니다. 종의 평균 크기와 개별 거미에 따라 약 20 초 ~ 1.5 분의 co2에 노출 되는 시간을 사용 하십시오. 우리는 h.에 마 취의 적절 한 수준의 신뢰할 수 있는 지표가 될 다리의 세 번째 쌍의 확장을 발견 했다, 하지만이 가능성이 종에 따라 다릅니다. 처음으로 이러한 기술을 다른 종과 함께 사용 하는 경우 먼저 몇 개의 표본에서 마 취를 테스트 하 여 반응을 평가 하십시오. 마 취의 필요한 수준을 달성 하기 위해 가능한 한 작은 CO2 로 거미를 제공 합니다. 여기에 설명 된 마 취의 짧은 기간 동안 (그리고 무 마 취 거미에서 눈에 띄는 행동 차이) 모든 동물에 게 마 취 (가짜 컨트롤을 포함 하 여)의 동등한 수준의 실험에 제공 합니다. 마 취에서 거미를 유지 하기 위해 co2를 추가 한 후 바이 알을 닫아 유지; 따라서 거미가 CO2에 노출 되는 기간을 계산할 때이 시간을포함 시키십시오. 거미가 바이 알에서 제거 되어 색 조작을 시작 하면 약 1 ~ 2 분 동안 마 취가 완전히 유지 됩니다. 따라서 다음 단계 (섹션 3-6)를 신속 하 게 수행 합니다. 이 제한 된 시간 창 때문에, 살아있는 거미를 페인트 하려고 시도 하기 전에 먼저 죽은 표본 (연습)과 다음 페인팅 방법을 시도 합니다. 3. 거미를 현미경으로 장착 현미경의 시야에 준비 된 모델링 점토에 장착 핀 이나 손톱의 머리에 아주 소량의 접착제를 추가 하십시오.참고: 거미가 핀 헤드 (너무 많은 접착제를 사용 하는 경우)에서 미 끄 러 지지 않도록 하 고 ii) 거미가 깨어 난 후 자신을 자유롭게 하는 것을 보장 하기 위해 제자리에 스파이더를 유지 할 수 있습니다 접착제의 최소 금액을 사용 합니다. 마 취 된 거미를 아랫 배 쪽이 위로 있는 테이블에 부드럽게 밀어 넣습니다.참고: 거미 ‘ abdomens는 부드러운 때문에, 주의 탭 하거나 상처를 일으킬 수 있습니다 테이블에 거미를 드롭 하지 취해야 한다. 거미의 흉 골 (거미의 다리가 몸에 부착 되는 중앙 영역)에서 핀 헤드 (접착제 포함)를 살짝 누르면 거미가 약간 튀어 나가 적용 된 작은 압력으로 다리를 확장 할 수 있습니다. 적용 되는 압력의 추가 제어를 위해 양손으로 모델링 점토를 잡고 양손을 테이블에 단단히 고정 시킵니다. 페인팅 할 영역이 위 및 초점에 향하도록 현미경으로 모델링 점토의 위치를 조정 합니다. 4. 거미 칠하기 페인트 브러시를 거미에 접촉 하기 전에도 료의 일관성을 평가 합니다. 페인트의 일관성을 다시 테스트 하 고 (흡수 종이를 사용 하 여 얇은 브러시를 유지 한 경우 브러쉬를 닦으 면 서) 필요에 따라 조정한 후, 항상 먼저 프린터 용지에 페인트를 적용 하 여 브러시 머리카락에 포함 된 페인트 양을 제어 하십시오. 오른손으로 현미경을 보면서 브러시 끝을 시야에 가져와 서 브러시 털에 너무 많은 페인트가 포함 되어 있지 않다는 것을 확인 하 고,이 경우 프린터 용지에 일부를 닦아 내십시오. 거미의 페인트 일관성을 테스트 합니다. 페인트 칠이 필요한 가장 큰 영역에서 브러시로 거미를 터치 합니다. 이것은 페인트의 일관성과 양이 적당 한지 (즉, 페인트가 약간 천천히 거미의 머리카락/비늘에 스며 든)가 화가에 게 알려줄 것입니다. 페인트가 적용 되지 않으면 브러시를 페인트에 담근 후 4.1 단계로 돌아가 절차를 반복 합니다. 페인트가 페인트로 덮이 지 않아야 하는 영역에 급속 하 게 스며 들어가 고 흘림이 최소한이 고 개인이 여전히 실험에 참여할 수 있다고 가정할 경우, 흡수 성 용지에 브러시를 닦 고 반복 하는 4.1 단계로 돌아갑니다. 프로시저입니다.참고:이 유형의 액체 누출을 해결할 수 없습니다. 유출 물을 킬레이트 리 나 눈 또는 개인에 게 치명적 이거나 독성이 있을 수 있는 다른 부품에 도달 하는 경우, 그 거미가 잠에서 깨어 지 고 실험에서 거미를 제외 하기 전에이를 안락사 시키기 위해 냉동 실에 즉시 스파이더를 배치 하는 것을 고려 하십시오. 4.1 및 4.2 단계에 따라 색상이 필요한 모든 영역을 페인팅 합니다. 거미의 얼굴을 페인팅 하는 경우, 앞 다리와 페 디아스 (그래서 그들은 페인트 브러시의 방법에서 될 것입니다)를 유지 하기 위해 왼손으로 여분의 얇은 핀을 사용 합니다. 이것은 거미의 부속 기를 손상 시 키 지 않도록 현미경을 통해 보면서 가장 잘 수행 됩니다. 또한, 거미의 얼굴을 페인팅 하 고, 페인트 하는 데 사용 되는 브러시에 따라, 눈 사이에 중앙 부분을 페인트 하기 전에 얼굴의 양면을 그리는 것을 고려-두 페인트 영역은 거미 얼굴과 평행 브러시를 잡고 결합 할 수 있습니다 모 세관 작용을 유도 한다.참고: 거미의 얼굴을 그릴 때 먼저 지배적 인 손에 가까운 측면을 페인트 하 고 다음 중간에, 다른 측면을 페인트 현미경 아래 주위에 점토 (장착 거미)의 공을 회전 하는 것이 가장 쉽습니다. 페 디먼 트 또는 다리를 페인팅 할 때 페인트가 경화 (에 나 멜 페인트) 인 경우 관절을 만지지 않도록 하 고 남성의 정자 전달 기관에 페인트를 적용 하지 않도록 하십시오 (페 레 팰의 말단 세그먼트 아래쪽). 5. 거미의 사진 찍기 목표를 카메라 모드로 전환 합니다. 컴퓨터 소프트웨어를 사용 하 여 사진을 촬영 하 고, 확대/축소 막대가 현미경에서 선택 된 것을 확인 하 여 스케일 바를 추가할 수 있도록 합니다. 6. 핀 이나 손톱에서 거미를 풀어 거미가 움직이기 시작 하면, 거미의 앞 다리가 거미의 유리병에 닿을 수 있도록 핀을 잡고 있습니다. 거미 자체를 풀어 놓고, 필요한 경우, 거미가 말린 접착제에서 멀리 당겨 지는 것을 돕도록 핀을 부드럽게 기울입니다. 그림이 완성 되기 전에 거미가 깨어나면 거미가 다시 마 취 되기 전에 적어도 15 분간 회복 하도록 하십시오. 이것이 완료 되 면 모든 그룹이 동일한 마 취 수준을 얻을 수 있는지 확인 하십시오 (해당 하는 경우, 가짜 처리 된 개인 포함).참고: 거미는 조작 후 빠르게 정상적인 동작을 재개 하는 것 처럼 보이지만 (< 15 분) 그러나 우리는 행동 테스트에서 거미를 사용 하기 전에 12 시간의 표준화 휴식 시간을 권장 합니다. 7. 거미의 행동 분석 조작 되지 않은, 샴 처리 및 조작 된 피사체의 거동을 비교 하 여 응용 프로그램의 잠재적 독성을 평가 합니다 (특정 페인트 유형, 색상, 적용 영역 및 연구 종에 따라 다를 수 있음). 비교와 관련 된 행동에는 활동 비율, 수행 된 활동 유형, 특정 활동 수행의 성공 (예: 먹이 포착) 등이 포함 될 수 있습니다. 실험 설계의 일환으로 샴 처리 된 거미를 사용 하 여 (예를 들어, 비 가시적 인 영역에 페인트 응용 프로그램을 받거나 같은 영역에 적용 된 중성 색의 페인트를 가짐)에 대 한 제어 하는 동안 개인의 색상을 변경 하기 위해 기타 요인 (예:시간, 악취, 표면 질감 등)주: 다리 또는 페 디아스를 페인팅 하는 경우,이는 감각 털 (거미 다리 및 페 럴 페 스에 널리 퍼진)을 방해할 수 있는 가능성을 고려 하십시오 (Foelix 201040참조) 그리고,이 경우에는 가짜 처리 된 남성은 중립 색 페인트를 적용 해야 합니다 컨트롤과 동일한 영역입니다. 새로운 방법을 개발할 때, 염색 된 거미를 조작 되지 않은 거미와 비교 하 여 색 조작 된 사람들이 여전히 정상적으로 동작 하는지 평가 합니다. 8. 페인팅 된 피사체에 대 한 색상 조작의 반사율 속성 측정 일단 안락사 (거미 실험에 관여 하거나이 목적을 위해 구체적으로 안락사 한 후에, 아래 참고 참조), 표준 휴대용 UV-VIS 분 광 광도 계 (재료 표)를 사용 하 여 색상 조작의 스펙트럼 특성을 측정 합니다. ), 특히 직경이 1mm 보다 큰 영역에 적합 합니다. 현미경의 광학 장치가 UV 광을 차단 하는 것을 의미 하지만, 더 작은 영역의 경우, 보다 쉽고 정밀한 측정을 위해 맞춤형 마이크로 분 광 광도 계 (현미경을 통해 전달 되는 UV-VIS 분 광 광도 계)를 사용 하 여 측정이 제한 된 인간의 눈에 띄는 파장 (테일러 외 201141참조). 색상 조작 영역이 매우 작고 UV 반사율 데이터가 필요한 경우에는 상업적으로 사용 가능한 UV-VIS 마이크로 분 광 광도 계를 사용 하십시오 (테일러 외 201442참조).참고: UV-VIS 분 광 광도 계 광원은 자외선을 포함 하며 동물의 눈 (우리를 포함 하 여)에 위험 할 수 있으므로 동물을 안락사 한 후에만 분 광 측정을 수행 해야 합니다. 에 나 멜 페인트 거미의 경우,이는 페인트가 마모 되지 않기 때문에 거미가 실험에서 사용 된 후에 수행 될 수 있습니다 (아래의 대표적인 결과 참조). 때로는 며칠 또는 몇 주 후에 퇴색 할 수 있는 수성 페인트의 경우, 상응 하는 실험에 사용 되는 실제 색상 조작을 반영 하는 데이터를 캡처하는 시간에 측정을 위해 거미 세트를 희생할 수 있습니다. 실험). 페인트의 스펙트럼 속성을 보고 하면 색상 조작을 복제 할 수 있지만 동일한 특정 페인트 제품에 대 한 액세스 권한이 없는 다른 연구자에의 한 복제가 허용 됩니다.
Representative Results
색상 조작의 효과 이러한 기술을 사용 하 여 색상을 완전히 은폐 하거나 강도를 줄이거나 향상 시키는 등 다양 한 색상 조작이 효과적입니다. 이는 스펙트럼 반사율의 사진 및 측정 결과 (그림 2, 그림 3및 그림 4)에서 분명 하 게 드러납니다. 여기에서 우리는 자연 붉은 얼굴 남성에 비해 색상 조작 남성 Habronattus 의 피로를 보여줍니다. 직경 1mm의 작은 색 영역을 정밀 하 게 측정할 수 있는 UV-VIS 분 광 광도 계 (재료 표 참조)를 사용 하 여 스펙트럼 특성을 측정 했습니다. 분산 반사율 흰색 표준에 상대적으로 측정을 수행 했습니다 (재질 표 참조). 드문 경우 (5 108 남성에서 검은 색 아이라이너 1 ( 재료 표참조)를 얼굴에 그린 후, 수용 성 아이라이너는 1-2 주 후에 거미의 얼굴을 벗으 기 시작 했습니다. 이것은 다른 브랜드의 아이라이너 (아이라이너 2)에 대해서는 관찰 되지 않았다. 두 경우 모두, 거미의 케이지는 일주일에 3 ~ 5 회 물로 분무 되었다. 유지 보수의 다른 조건은 수성 페인트의 마모에 영향을 미칠 수 있습니다. 에 나 멜 페인트는 여전히 6 개월 후에도 살아있는 사람들을 위해 조작 된 모든 남성 (n=221)을 그대로 유지 했습니다. 색상 조작의 잠재적 인 독성 하나는 그들의 비전을 방해 하지 않도록 거미 ‘ 눈에 페인트를 점점 피해 야 한다,도 그들의 킬레이트 icerae에, 입 부분 및 기타 오리 피스, 그리고 가능 하 게 다른 부드러운 신체 부품 가능한 섭취와 중독을 방지 하기 위해. 하나는 또한 그들의 이동성 또는 감각 시스템을 제한 하지 않도록 감각 털 (다리와 페 레 팔 프 등)을 포함 하는 부분을 그림 관절에 주의 해야 합니다. 그러나, 이러한 신체 영역에 이러한 색상 조작이 필요 하거나 미묘한 부정적인 영향의 가능성에 대 한 의심이 있는 경우, 그것은 모든 치료 범주의 개인에 게 페인트를 적용 하는 것이 가장 좋습니다. 이런 식으로, 하나는 치료 중 하나에 대해 편향 될 수 있는 방법으로 개인의 감각 시스템을 실수로 조작 하는 것을 피할 것 이다. 예를 들어, 그림 4에 표시 된 조작 남성을 사용 하 여 실험에서, 목표는 증가 하 고 구애 동안 남성에 의해 표시 하는 빨간 패치의 수를 감소 했다. 일부 남성 회색에 나 멜 페인트로 은폐 그들의 자연적인 빨간 얼굴을 얻을 것 이다 때문에 (빨간 표시의 양을 줄이기 위해), 우리가 빨간색 얼굴을 유지 하 고 싶 었 다른 남성은 회색 얼굴 같은 제품으로 그들의 자연적인 빨간색 표면에 빨간색 페인트 남성. 마찬가지로, 우리는 표시 되는 붉은 색 패치의 양을 증가 특정 남성에 페 디아스에 빨간 패치를 추가 하 고 싶 었 기 때문에, 회색 페인트는 모든 남성이 민감한 영역에 그려진 것 그래서 다른 남성의 페 디아스 팔 프를 커버 하는 데 사용 되었다 ( 그림 4참조) . 하지만이 전략이 항상 실현 가능한 것은 아닙니다. 예를 들어, 다른 실험에서, 적색 착 색은 다른 남성의 색상을 온전 하 고 자연 그대로 유지 하면서 남성의 표 피와 동일한 스펙트럼 특성을 주는 흑색 아이라이너를 사용 하 여 제거 하였다 (도 2). 이 경우, 자연 스러운 남성의 경우, 동일한 양의 아이라이너는 전방 중앙 분리 대 눈 (여성에 게 명확 하 게 보이지 않는 영역) 뒤에 있는 갑 피의 상단 영역에 적용 되어 잠재적인 악취 또는 전반적인 독성을 제어 합니다. 제품. 그러나 페인트가 적용 되는 위치는 거미에 다르게 영향을 줄 수 있습니다. 따라서, 방법 또는 페인트 적용 된 위치에 미묘한 차이를 평가 하는 것은 거미의 무결성에 있을 수 있습니다, 우리의 가설에 관련 된 맥락에서 남성의 두 종류의 행동 (짝짓기 선택과 성적 식인 것에 상대적) 비교 하였다. 남성은 암컷의 존재에 2 바이-2를 넣어 했다, 우리는 그들의 지연을 활성화 하는 그들의 지연, 그리고 그들은 일반적인 선형 혼합 효과 모델로 코 팅 하는 데 소요 총 기간을 비교 (함수 lmer를 사용 하 여 R 패키지 lme443 R 버전 3.5.244 에서 임의 효과로 여성 id를 사용 하 고 최대 우도 기준으로 p-값을 얻습니다. 이 경우 모든 비교는 치료법 사이에 차이를 보이지 않습니다 (표 1 참조) 따라서 우리는 하나 또는 다른 치료 범주에 찬성 편견을 도입 하지 않은 결론을 내렸다. 두 경우 모두 매우 유사한 치료 범주 (그림4) 또는 단지 샴 처리 된 개인 (그림 2 및 그림 3)을 갖는 경우 연구원은 자신의 모델 종들이 사용 하는 페인트의 영향을 받는 방법을 평가 하 고 그들은 여전히 유사 하 고 생태학적으로 관련 된 방식으로 행동 합니다. 하나는 가능한 한 많은 독성의 가능한 효과 평가 하기 위해 데이터를 기록할 수 있습니다., 치료와 조작 되지 않은 개인 간의 활동 비율을 비교 하 여 예를 들어. 그림 4 와 같은에 나 멜 페인트로 칠한 우리의 거미는 그렇지 않으면 동일한 맥락에서 조작 되지 않은 남성에 비해. 구체적으로, 수 컷은 단독으로 암컷 케이지를 떠나 바이 알을 떠나기 위해 그들의 지연, 침 적 및 침 적 속도 (교 화 하기 전에, 그리고 공격 또는 식인 것이 되기 전에)를 비교 하였다. 차이가 발견 되지 않았습니다 (위와 유사한 선형 혼합 효과 모델을 사용 하는 경우) 우리는 그려진 남성이 자연적으로 행동 했다고 결론 지었습니다 (표 2). 최종적으로,이 실험에서 어떤 거미 (일반적으로 여성)는 식인 색 조작 남성은 부정적인 영향에서 고통을 결코 나타났다는 것을 주의 하는 것이 중요 하다. 거미는 먹이를 외부에서 소화 하며, 일반적으로 큐티 클의 페인팅 된 부위를 뒤에 남깁니다. 그러나, 색상 조작 동물을 소비 하는 다른 시스템에 대 한이 방법을 적응 하는 경우, 하나는 독성의 잠재적인 위험을 평가 한다. 그림 1 . 그들의 색깔의 신체 지역이 얼마나 작은 설명 하는 성인 남성 Habronattus . 사진 라 일 Buss. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 그림 2 . Habronattus에서 붉은 얼굴 채색을 은폐 하는 데 사용 되는 실험적인 색상 조작. (A) 컬러 조작 전의 온전한 적색 얼굴 착 색. (B) 검은 색 아이라이너로 자연 붉은 채색을 은폐 한 후 같은 남성의 얼굴 채색 1. (C) 천연 붉은 얼굴, 자연적인 기본 검은 표 피에 대 한 대표 반사율 스펙트럼, 그리고 검은 색 아이라이너 2로 그려진 빨간 얼굴. 테일러와 McGraw 201339에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 그림 3 . 실험 색상 조작은 남성 Habronattus의이 르 rithrix 의 빨간 얼굴 패치의 크기와 빨갛게를 줄이기 위해 사용. (A) 컬러 조작 전의 온전한 적색 얼굴 착 색. (B) 얼굴의 앞쪽 부분에 블랙 아이라이너 (Urban 부패)를 희석 하 여 도포 한 후 동일한 남성의 얼굴 착 색, 그리고 안 면 패치의 가장자리를 따라 희석되 지 않은 블랙 아이라이너를 적색 영역의 크기를 감소 시킨다. (C) 이전 연구41에서 10 개의 drabbest 남성 (n=57)과 비교 하 여 샴 처리 된 대조 군 남성 (n=21) 및 색 조작 남성 (n=21)의 평균 스펙트럼 곡선을 의미 한다. 테일러 외. 201438에서 재현 된 그림. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 그림 4 . 남성의 빨간 얼굴 패치의 색상을 수정 하는 데 사용 되는 실험적 색상 조작 그는 . Habronattus 의에로 그린 () 빨간색과회색, 그리고 (C) 회색 법랑 페인트 그들의 자연적인 빨간 얼굴과 자연스럽 게 크림 색상의 페 퍼 페 스에 그려진 남성. (D) 조작 되지 않은 남성 (n=9)과 그들의 얼굴에 빨간 법랑 페인트 (n=9)로 덮인 남성을 위한 평균 스펙트럼 곡선. 거미의 얼굴 위에 더 밝은 적색을 적용 함으로써, 우리는 효과적으로 붉은 얼굴 채색을 향상 시켰습니다. 에 나 멜 페인트가 기본 저울을 완벽 하 게 커버 하기 때문에 그레이에 나 멜의 경우와 마찬가지로 색상도 완전히 변경 될 수 있습니다. (E) 본 실험에서는 적색 및 회색에 나 멜 페인트가 총 휘도 (이 거미에 게 보이는 파장의 범위에 걸친 총 반사율)에 대해 매칭 되도록 선택 되었다. D와 E의 Y 축 스케일의 차이는 종이에 있는 컬러 샘플을 측정 하기 위한 다양 한 기술 (예: 측정 된 면적의 크기)에 기인 하며 스파이더 (d)의 얼굴에 있는 색상을 직접 측정 하는 것입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. N 종속 변수 P T 레드 페이스 ± SE 블랙 페이스 ± SE nFID 202b 남성 지연 접시를 떠날 0.35 -0.93 140.0 23.9 109.8 23.9 102 179c 법원에 남성 지연 0.74 0.33 983.4 127.1 1031.0 126.5 95 204a 남성 구애 노력 0.52 0.63 181.2 24.4 203.0 24.4 102 204a 어떤 공격 전에 남성 구애 노력 0.41 0.68 89.0 15.7 97.5 15.7 102 표 1. 동작에 대 한 남성의 얼굴 색상 조작의 효과, 블랙 아이라이너 대 샴 처리를 그릴 때 (그림 2). 각 모델의 구조는 각 처리 그룹에 대해 초 (± SE)의 평균 추정 뿐만 아니라 주어진 다. 남성, p 및 t의 수는 남성의 처리에 대 한 t 값과 티-가치 nFID = 랜덤 효과 여성 정체성의 수준 수. 한 밖으로 수행 하는 104 남성 테스트, 102 성공적으로 기록 되었다, 204 독특한 남성 관찰을 선도. b2 남성은 페 트리 디쉬를 빠져 나오기 전에 암컷에 의해 식 재 되었다. c25 남성은 여성에 게 이전에 여자에 의해 식인 것 이었다. N 종속 변수 P T 조작 되지 않은 ± SE 그린 ± SE 32a 남성 지연 접시를 떠날 0.87 -0.17 380.8 143.1 345.4 152.4 31개 비 법원에 남성 지연 0.93 -0.09 502.6 105.8 488.1 116.6 31개 비 남성 구애 노력 0.74 -0.33 2324.3 455.0 2102.1 484.4 31개 비 어떤 공격 전에 남성 구애 노력 0.68 0.42 1495.1 450.8 1770.1 479.9 표 2. 빨간색 또는 회색에 나 멜 페인트로 페인팅 할 때 동작에 대 한 남성의 얼굴 색상 조작의 영향 (n=15, 그림 4) vs. 조작 되지 않은 남성 (n=17). 각 모델의 구조는 각 처리 그룹에 대해 초 (± SE)의 평균 추정 뿐만 아니라 주어진 다. N = 남성의 수, p 및 t = 값 및 t-값 남성 처리. 17 조작 되지 않은 남성 은우리의 실험에서 모든 그려진 된 남성의 하위 집합에 비해 (n = 221). 구체적으로는 15 개의 페인트 된 수 컷 (도2a)과 같은 맥락에서 테스트 된 5 개의 적색 및 회색 (도2b) 및 동일한특정 시간 기간에서 시험 된 것을 비교 하였다. 조작 되지 않은 남성 실험의 끝으로 테스트 되었기 때문에 중요 하다 (8 월과 9 월 2018), 그들의 자연 번 식의 끝에 해당 하 고 어디 남성은 일반적으로 덜 활성. 이러한 모든 다른 변수를 동일 하 게 유지 하면 다른 바이어스를 도입 하지 않고도 페인팅 처리를 비교할 수 있습니다. b 한 남성 (모든 회색)은 이제까지 여성을 구애 하기 전에 식 재 되었다.
Discussion
여기, 우리는 절지동물의 작은 신체 부분의 색상이 효과적으로 메이크업과에 나 멜 페인트 등의 착 색 제를 사용 하 여 조작 할 수 있음을 보여줍니다.
이러한 섬세 한 조작을 달성 하기 위한 첫 번째 중요 한 단계는 작은 동물 들을 움직이지 못하게 하는 것입니다. 여기에, 점프 거미의 얼굴과 같은 민감한 영역을 페인트 할 수 있도록, 우리는 CO2로 개인을 마 취 및 핀의 머리에 장착. 이것은 거미가 깨어 있다면 (그림 과정에서 그들의 얼굴에 빛나는 빛으로) 가능성이 발생할 것 보다 더 적은 스트레스와 거미의 눈에 가까운 작업을 할 수 있습니다.
이 방법은 또한 좋은 품질의 마이크로 브러시, 가장 비판적으로, 적절 한 착 색 물질을 받고 필요 합니다. 누출 없이 페인트를 적용 하는 가장 어려운 단계 이지만 좋은 커버리지는 올바른 일관성을 얻는 것입니다. 따라서 착 색 물질은 쉽게 얇게 희석 하 여 두껍게 하기 위해 쉽게 건조 시켜야 합니다. 페인트의 다른 유형은 사용 될 수 있다; 여기서, 상기 결과는 수용 성 (비 방수) 아이라이너 및에 나 멜 페인트로 제시 된다. 비 방수 아이라이너는 물과 혼합할 때 쉽게 액 화 되는 장점이 있습니다. 그러나 이것은 색소 침착 (예를 들면 그림 3참조)의 희석과 거래 됩니다. 에 나 멜 페인트는 완벽 한 커버리지를 제공 하면서도에 나 멜 희석제를 추가 하 여 쉽게 제어 할 수 있는 일관성을가지고 있습니다. 그러나,이 특성은 페인트 신체 부분의 머리 또는 스케일 구조를 유지 하는 가능성과 거래. 또한에 나 멜 페인트는 오래 지속 됩니다. 이에 대 한 단점은에 나 멜 페인트와 희석제가 적용 되는 동안 그리고 건조 하기 전에 강한 냄새를 방출 한다는 것입니다. 착 색 물질에 관하여 1 개의 추가 어려움은 적당 한 스펙트럼 특성을 가진 적당 한 그늘을 찾아내는 것일 수 있습니다. 아이 라이너는 빨간색 보다 분홍색이 더 많기 때문에 레드 아이라이너를 블랙 아이라이너와 병행 하 여 사용 하는 것은 어려운 일입니다. 또한 (때로는 현미경에서 볼 수 있습니다) 어떤 반짝임을 포함 하지 않는 메이크업 분말 (또는 안료)을 얻기 어렵다. 많은 메이크업 제품 들은 또한 자외선을 반사 하 여, 실험 동물 들에 게 보이지 않는 반면, 연구 된 동물은 눈에 띄지 않을 수도 있습니다.
자신의 신체 부분에 착 색 제를 직접 적용 하 여 절지동물의 채색을 조작 하는 것은 다른 방법에 비해 장점과 불편 함이 있습니다. 그것의 주요 제한은 하나 절대적으로 일부 미묘한 독성 효과의 가능성을 해제할 수 없습니다. 그러나 모든 처리 범주에 페인트를 적용 하 여 하나의 처리 그룹에 대 한 바이어스를 도입 하지 않도록 보장할 수 있으며, 그리고/또는 페인트 응용 프로그램이 관심 있는 동작을 방해 하는지 여부를 테스트할 수 있습니다. 여기에 제시 된 방법으로, 우리는 페인트 응용 프로그램이 부정적인 영향을 무시할 정도로 주도 제안 하는 충분 한 증거를 수집 (표 1 과 표 2). 이 방법의 가장 큰 장점은 색상의 작은 패치가 대상이 될 수 있다는 것입니다, 그들의 색깔은 (그림을 참조) 제거 (그림 2)또는 더 밝은 (그림4)의 나머지 신체 착 색 및 개인의 분리에서 환경. 이는 조명 조건을 조작 하 여 전체 개인과 그 주변의 시각적인 모양을 수정 하는 가장 일반적인 대체 방법과 대조 됩니다. 실제로 조명 조건을 특별히 조작 하지 않더라도 조명 환경이 적절 한39이 아닌 경우 색상을 성공적으로 조작 하 고이 조작의 제한 되거나 영향을 받지 않음을 확인할 수 있습니다. 따라서 모든 실험이 수행 될 조명 환경을 측정 하 고 고려 하는 것이 중요 합니다 (예: 조도 측정) 및 자연 조명 조건과 밀접 하 게 일치 해야 합니다 (예를 들어, 전체 스펙트럼 전구를 사용 하 여 자연 채광 시). 전반적으로, 마이크로 브러시와 현미경을 사용 하 여,이 프로토콜은 무척 추 동물에 이전에 사용 된 대부분의 다른 직접 착 색 방법 보다 작은 색 패치의 더 정확한 조작을 할 수 있습니다. 대부분의 이전 연구는 거미 점프의 얼굴에 비해 상대적으로 큰 컬러 패치와 동물을 사용 했다 (예: 나비 날개 색상의 조작29,34,35, 성인의 시체 반 룡 (진짜 벌레 들)30,36 및 그래스호퍼31, 또는 상대적으로 큰 늑대 거미의 다리32,33,37). 여기에 제시 된 방법은 작은 크기로 인해 과소 연구 된 타사에 색상 패치의 놀라운 다양성을 연구 할 수 있는 기회를 엽 니.
유사한 기술은 고 정화 또는 마 취 될 수 있는 다른 절지동물에 적용 될 수도 있으며, 페인트가 개인의 이동성 또는 건강에 영향을 미치지 않는 영역 (즉, 관절, 머리카락 또는 아로 리아와 같은 구조물을 제외 합니다. 적절 한 운동, 입 부분 또는 호흡 구조와 같은 기타 오리 피스). 이러한 기술은 또한 광범위 하 게 사용할 수 있는 염료, 페인트 및 메이크업의 큰 팔레트를 포함 하도록 확장 될 수 있다.
마지막으로, 이러한 섬세 한 기술은 작은 유기 체에 색상을 조작 하는 것 뿐만 아니라 상대적으로 큰 유기 체에서 패턴 (예: 줄무늬)을 조작 하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 성적 선택, 의사 소통, 포 매 틱 먹이 신호 및 동물이 색을 사용 하는 기타 상황에 대 한 자신의 연구에 우리의 방법을 적응할 수 있는 다양 한 연구자에 게 도움이 될 것입니다.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 국립 과학 재단 (IOS-1557867에서 LAT까지), 플로리다 자연사 박물관, 플로리다 대학교의 생태 학 학과에서 자금 지원을 받았습니다. 이 기사의 출판 비용은 플로리다 대학 오픈 액세스 출판 기금에 의해 부분적으로 투자 되었습니다.
Materials
| CO2 tank | AirGas (Radnor, PA) | #CD 50 | to anesthesize spiders |
| Enamel paint thinner | Testors (Vernon Hills, IL) | 75611792569 | to thin enamel paint |
| Flat enamel paint | Testors (Vernon Hills, IL) | red: 075611115009, black: 075611114903, white: 075611116808 | can be thinned with enamel paint thinner |
| Light microscope | Zeiss (Jena, Germany) | stemi 508 | to paint small areas with precision |
| Light microscope camera | Zeiss (Jena, Germany) | Axiocam 105 color | to take picture before and after manipulation for documentation |
| Light microscope camera software | Zeiss (Jena, Germany) | Zen 2 blue edition | to process pictures taken before and after manipulation |
| Liquid liner eyeliner, shade “Perversion” | Urban Decay (Costa Mesa, CA) | (discontinued) | non-waterproof eyeliner which can be thinned with water; eyeliner 2 |
| MegaLiner liquid eyeliner, black | WetnWild (Los Angeles, CA) | SKU# 871A | non-waterproof eyeliner which can be thinned with water; eyeliner 1 |
| Micro brushes | MicroMark (Berkeley Heights, NJ) | #84648 | to allow precise painting of small areas |
| Non-hardening modelling clay | Van Aken International Claytoon (North Charleston, SC) | 18165 | to stick small nail or insect pin in and flexily adjust their angles |
| Small nail or insect mounting pins | BioQuip (Rancho Dominguez, CA) | #1208B7 | to glue spiders on as well as moving away spider’s appendages in front of the area to paint |
| Small plastic containers such as the lids of snap-cap insect collection vials | BioQuip (Rancho Dominguez, CA) | #8912 | to mix paint and thinner to the right consistency |
| Small syringe | Fisher Scientific | 1482910F | to transfer small amount of enamel thinner |
| Spectralon white standard | Labsphere Inc. (North Sutton, NH) | WS-1-SL | to measure spectral properties of colors |
| UV-VIS spectrophotometer | Ocean Optics (Dunedin, FL) | USB 2000 (spectrophotometer) with PX-2 (light source) | to measure spectral properties of colors |
| Water soluble school glue | Elmer's (High Point, NC) | #E304 | to mount the spiders onto a nail/pin |
| Wood toothpicks | Up&Up, Target Corporation (Minneapolis, MN) | #253-05-0125 | to transfer drops of enamel paint |
Referenzen
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Ihle, M., Taylor, L. A. Manipulation of Color Patterns in Jumping Spiders for Use in Behavioral Experiments. J. Vis. Exp. (147), e59824, doi:10.3791/59824 (2019).