Tactile Conditioning and Movement Analysis Of antennal Prøvetaking Strategies i Honey Bees (<em> Apis mellifera</em> L.)
Summary
I denne protokollen viser vi hvordan du tilstand utnyttet honningbier til taktile stimuli og innføre en 2D motion capture teknikk for å analysere kinematikken i fin-skala antennal sampling mønster.
Abstract
Honningbier (Apis mellifera L.) er eusocial insekter og godt kjent for sine komplekse arbeidsdeling og assosiativ læring evne 1, 2. Arbeideren bier tilbringe første halvdel av sitt liv inne i mørke strukturen, hvor de er sykepleier larvene eller bygge den vanlige sekskantede kammer for mat (f.eks pollen eller nektar) og gruble 3. Antennene er ekstraordinære multisensoriske følehorn og spiller en sentral rolle i ulike taktile medierte oppgaver 4, inkludert hive bygge 5 og mønstergjenkjenning 6. Senere i livet, forlater hver enkelt bie strukturen til fôr for mat. Så en bie må lære å diskriminere lønnsomme mat kilder, huske deres plassering, og kommunisere den til sine reir mates 7. Bier bruke ulike floral signaler som farger eller lukter 7, 8, men også taktile signaler fra bladet overflaten 9 til å danne multisensoriske minner fra matkilde. Under laboratorium conditions kan bier få opplæring i en appetitive læring paradigme å diskriminere taktile objekt, for eksempel kanter eller spor med sine 10 antenner, 11, 12, 13. Dette læring paradigmet er nært knyttet til den klassiske olfactory condition av snabel forlengelse respons (PER) i utnyttes bier 14. Fordelen med den taktile læring paradigmet i laboratoriet er muligheten for å kombinere atferdsmessige eksperimenter på læring med ulike fysiologiske målinger, inkludert analyse av antennal bevegelsesmønster.
Protocol
Representative Results
Discussion
Fremstilling av bier: Innsamling og fikse biene bør gjøres raskt, for å holde stresset nivået på dyret lav. Stress har en effekt på PER-respons og derfor kan ha en indirekte effekt på læring ytelse i bier 19, 20. Stressnivået kan reduseres ved å plassere hetteglass med bier direkte på isen umiddelbart etter samlingen til immobilize dem raskt. Det må tas hensyn til at biene trenger mer tid til å utvinne den lenger anestesi perioden er før.
Vision har …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker Joachim Erber for å introdusere oss til den taktile læring paradigmet i honningbier. Dette arbeidet ble støttet av Cluster of Excellence 277 CITEC, finansiert innenfor rammen av den tyske Excellence Initiative.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Pollen foragers, Apis mellifera L. | Private hives | ||
| Glass vials (22 x 45 mm) | Carl Roth GmbH & Co | X655.1 | |
| Brass tubes, 10 x 30 mm | Self-produced | ||
| Brass cube, 3 x 5 mm | Self-produced | ||
| Tipp-Ex (solvent-free) | Tipp-Ex GmbH & Co KG | ||
| Sucrose solution (30%) | Household suger diluted in water | ||
| Ethanol (70%) | Carl Roth GmbH & Co | 9065.3 | |
| Syringe (1 ml) and needle (0.6 x 25) | Carl Roth GmbH & Co | 59.1 | |
| Stop Watch | Carl Roth GmbH & Co | L423.1 | |
| Micromanipulator | Märzhäuser MM33 | 00-42-101-0000 | |
| Digital video camera | Basler A602f-2 | ||
| Macro lens for camera | TechSpec VZM 200 | ||
| Matlab R2009b | The MathWorks |
Referências
- Page, R. E., Scheiner, R., Erber, J., Amdam, G. V. The development and evolution of division of labor and foraging specialization in a social insect (Apis mellifera L.). Curr. Top. Dev. Biol. 74, 253-286 (2006).
- Menzel, R., Müller, U. Learning and memory in honeybees: From behavior to neural substrates. Annu. Rev. Neurosci. 19, 379-404 (1996).
- Seeley, T. D. . The wisdom of the hive. , (1995).
- Staudacher, E., Gebhardt, M. J., Dürr, V. Antennal movements and mechanoreception: neurobiology of active tactile sensors. Adv. Insect Physiol. 32, 49-205 (2005).
- Martin, H., Lindauer, M. Sinnesphysiologische Leistungen beim Wabenbau der Honigbiene. Z. Vergl. Physiol. 53, 372-404 (1966).
- Kevan, P. G., Menzel, R., Mercer, A. Texture sensitivity in the life of honeybees. Neurobiology and behavior of honeybees. , 96-101 (1987).
- von Frisch, K. . Tanzsprache und Orientierung der Bienen. , (1965).
- Waser, N. M. Flower constancy: definition, cause, and ceasurement. Am. Nat. 127, 593-603 (1986).
- Kevan, P. G., Lane, M. A. Flower petal microtexture is a tactile cue for bees. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82, 4750-4752 (1985).
- Erber, J., Kierzek, S., Sander, E., Grandy, K. Tactile learning in the honeybee. J. Comp. Physiol. A. 183, 737-744 (1998).
- Kisch, J., Erber, J. Operant conditioning of antennal movements in the honey bee. Behav. Brain. Res. 99, 93-102 (1999).
- Scheiner, R., Erber, J., Page, R. E. Tactile learning and the individual evaluation of the reward in honey bees (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 185, 1-10 (1999).
- Erber, J., Scheiner, R., Adelman, G., Smith, B. Honeybee learning. Encyclopedia of Neuroscience. , (2004).
- Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schäfer, S. Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera). J. Comp. Psychol. 97, 107-119 (1983).
- Dacher, M., Gauthier, M. Involvement of NO-synthase and nicotinic receptors in learning in the honey bee. Physiol. Behav. 95, 200-207 (2008).
- Haralick, R. M., Shapiro, L. G. . Computer and Robot Vision. I, (1992).
- Erber, J., Galizia, C. G., et al. Tactile antennal learning in the honey bee. Honeybee Neurobiology and Behavior. , 439-455 (2012).
- Pankiw, T., Page, R. E. Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 189, 675-684 (2003).
- Harris, J. W., Woodring, J. Effects of stress, age, season and source colony on levels of octopamine, dopamine and serotonine in the honey bee (Apis mellifera L.) brain. J. Insect. Physiol. 38, 29-35 (1992).
- Scheiner, R., Kuritz-Kaiser, A., Menzel, R., Erber, J. Sensory responsiveness and the effects of equal subjective rewards on tactile learning and memory of honeybees. Learn. Mem. 12, 626-635 (2005).
- Mujagic, S., Sarkander, J., Erber, B., Erber, J. Sucrose acceptance and different forms of associative learning of the honey bee (Apis mellifera L.) in the field and laboratory. Front. Behav. Neurosci. 4, 46 (2010).
- Scheiner, R., Barnert, M., Erber, J. Variation in water and sucrose responsiveness during the foraging season affects proboscis extension learning in honey bees. Apidologie. 34, 67-72 (2003).
- Mujagic, S., Erber, J. Sucrose acceptance, discrimination and proboscis responses of honey bees (Apis mellifera L.) in the field and the laboratory. J. Comp. Physiol. A. 195, 325-339 (2009).
- Friedrich, A., Thomas, U., Müller, U. Learning at different satiation levels reveals parallel functions for the cAMP-protein kinase A cascade in formation of long-term memory. J. Neurosci. 24, 4460-4468 (2004).
- Erber, J., Pribbenow, B., Grandy, K., Kierzek, S. Tactile motor learning in the antennal system of the honeybee (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 181, 355-365 (1997).
- Lambin, M., Déglise, P., Gauthier, M. Antennal movements as indicators of odor detection by worker honeybees. Apidologie. 36, 119-126 (2005).
