La manipolazione sperimentale di Dimensione Corpo di Stima Relazioni scala morfologica in Drosophila</em

1. Allevamento e la manipolazione della dieta di produrre variazioni nelle dimensioni del corpo e ali dimensioni Razionale e panoramica. L'espressione dei rapporti di scala dipende in ultima analisi, sui processi di sviluppo normativo che producono variazione di organo finale e dimensioni del corpo. Questi processi sono meglio descritti dal lavoro di insetti completamente metamorfiche (cioè olometaboli) come D. melanogaster, dove gli organi crescere come indifferenziato 'dischi immaginali' all'interno del grub-come larve 11,15-17. In Drosophila, organo finale e dimensioni del corpo sono regolati da una crescita durante gli stadi larvali, larve di crescere attraverso il instar prima e la seconda larvale fino a raggiungere un peso minimo vitale per eclosion (MVW E) verso l'inizio del terzo larve instar 18. La fame prima di raggiungimento di MVW E impedisce eclosion adulti. Tuttavia, le larve che sono affamati di MVW E generare adulti praticabile, anche se a una dimensione molto piccola. Questo perché riduce la nutrizione durante lo sviluppo del corpo riduce finale e le dimensioni degli organi, non solo le mosche ma in quasi tutti gli animali 19-21. Manipolando la disponibilità di cibo dopo MVW E è raggiunto, ma prima di impupamento si verifica, è possibile indurre estrema plasticità fenotipica nella dimensione corporea che supera notevolmente altre fonti di variazione (ad esempio, singole variazioni genetiche). Le uova sono raccolti dalla popolazione per essere fenotipizzati, suddiviso in lotti di 50 e collocati in fiale contenenti 10 ml di cibo volare standard. Perché deposizione delle uova avviene di continuo, le uova vengono raccolti ogni 24 ore per tre giorni, producendo tre coorti di età. Quando la più antica coorte raggiunge la fase erranti o ha appena iniziato a pupate, la manipolazione dieta è applicata. A questo punto, la più antica coorte è ben oltre la E MVW, il più giovane di coorte è molto vicino alla E MVW e la coorte rimanente è a metà strada tra questi due estremi. Così, l'eliminazione degli alimenti, a questo punto produrrà adulti molto grande dal più antico coorte, gli adulti molto piccolo dal più giovane di coorte e di dimensioni intermedie adulti della coorte rimanenti. Per rimuovere le larve dai flaconi, circa 5 ml di soluzione di saccarosio 40% si aggiunge a tutte le fiale. Per liberare le larve, il cibo è agitato per 15-20 minuti su un tavolo shaker insieme a una velocità intermedia. Larve galleggianti vengono rimosse dalla soluzione di saccarosio con una multa (00) pennello, collocati in fiale contenenti un tappo di cotone bagnato e lasciato pupate. In alternativa, le larve possono essere immessi in un non-digeribile additivo alimentare come metilcellulosa 22. 2. Stima della dimensione del corpo Razionale e panoramica. Precedenti studi indicano che la lunghezza del torace è a meno di delega ideale per il formato generale del corpo 22. Invece, usiamo dimensioni pupa come misura della dimensione corporea. Dimensioni corporee massimo è fissato a la cessazione della alimentazione che precede impupamento. Di conseguenza, vi è una stretta correlazione tra le dimensioni pupa e il corpo formato adulto 23. Pupe sono disposti lato ventrale su vetrini da microscopio vetro e ripreso con una telecamera digitale collegata ad un microscopio da dissezione. Ogni immagine viene catturata, assegnato un codice univoco di identificazione e trasferito su un computer tramite un live feed di collegare la fotocamera digitale al computer. Ripreso pupe vengono spostati a singoli epitubes 2 ml contenente 1 ml di cibo volare, etichettati con il codice unico per l'individuo, e forato con prese d'aria per permettere lo scambio di gas. Dimensioni pupa è stimato come il numero di pixel della silhouette pupa. Metriche altro formato potrebbe essere utilizzato anche. 3. Trait (ala) dimensioni stima Razionale e panoramica. Per ali immagine, usiamo un 'ala grabber' 24, che tira e tiene l'ala di un live, perpendicolare volare anestetizzato al suo corpo. Pressato tra due pezzi di vetro, questo permette l'ala di essere ripreso come un oggetto bidimensionale. Le mosche sono leggermente anestetizzati con CO 2 e collocati in posizione nel grabber ala di un microscopio da dissezione dotato di una fotocamera digitale che è collegato a un computer. L'ala è ripreso e salvato sotto il codice unico per l'individuo. Dimensioni ala può essere stimato utilizzando il minimo poligono convesso che circoscrive marginale punti di riferimento fissi o come il numero di pixel del profilo alare. 4. Scaling rapporto di stima I dati sono aggregati con coorti, ma separati per sesso e trasformati in logaritmo. Rapporti di scala sono adatti ai dati utilizzando dimensioni di tipo II (cioè ridotto principale asse) di regressione (vedi recensione in 12) e dei parametri stimati per ogni gruppo. 5. Rappresentante dei risultati: tenda "> I nostri manipolazione dieta produce una vasta gamma di dimensioni del corpo (Figura 1) e dimensioni tratto (Figura 2). Tracciare i tratti accedere trasformato uno contro l'altro rivela il loro modello di covariazione all'interno di un dato gruppo biologico e permette di montare il rapporto di scala al gruppo (Figura 3). estrazione dei parametri del rapporto di scala, che descrivono come scale di forma con la dimensione corporea permette di confronto su come covaries forma con dimensioni tra i gruppi. Figura 1. Pupa dagli estremi della distribuzione delle dimensioni prodotta attraverso la manipolazione dieta dopo le persone a realizzare la E MVW. Le immagini sono reali pupa mostrato a sinistra con le loro sagome corrispondenti per la misurazione delle dimensioni pupa a destra. Barra di scala è 1 mm. Ali Figura 2. Tratti da estremi della distribuzione delle dimensioni del corpo prodotta attraverso la manipolazione dieta dopo le persone a realizzare la E MVW. Immagini ala reale vengono visualizzati sulla sinistra con le loro sagome corrispondenti per la misurazione delle dimensioni ala mostrato a destra. Barra di scala è 1 mm. Figura 3. Wing-corpo scala dimensioni per Drosophila melanogaster per sesso. I dati del log-trasformati per gli individui di ogni sesso, che sono stati completamente alimentato (occhiaie), affamati uno (cerchi grigi) o due giorni (cerchi aperti), come larve. Tipo di linea di regressione II è indicato per ciascun sesso. Tra ogni fascia di età, declina in superficie alare media di ~ 0,1 mm (~ 7%) e ~ 0.2mm (~ 8%) si verifica, aumento del numero totale dei fenotipi osservati. Le regressioni mostrano che le femmine sono leggermente hypoallometric per questo rapporto di scala (pendenza di 0,96) mentre i maschi sono leggermente hyperallometric (pendenza 1,06).