Abstract
शौकीन पूंछ मधुमक्खी bumble, Bombus terrestris तरह Generalist परागण, पुष्प अमृत वे फूल पौधों से इकट्ठा में दोनों पोषक तत्वों और विषाक्त पदार्थों को मुठभेड़। केवल कुछ अध्ययनों से भोजन में जहर की ओर मधुमक्खियों का स्वाद प्रतिक्रियाओं का वर्णन किया है, और इन प्रयोगों मुख्य रूप से रोका मधु मक्खियों पर सूंड विस्तार प्रतिक्रिया का इस्तेमाल किया है। इधर, एक नया व्यवहार परख पोषक तत्वों और विषाक्त पदार्थों के लिए स्वतंत्र रूप से चलती के खिला प्रतिक्रियाएं, व्यक्तिगत कार्यकर्ता Bumble मधुमक्खियों को मापने के लिए प्रस्तुत किया है। इस परख प्रत्येक मधुमक्खी bumble द्वारा किया जाता समाधान की राशि के उपाय और कैसे भोजन में tastants खिला व्यवहार के microstructure को प्रभावित पहचानती है।
समाधान है कि पहले 2-4 घंटे के लिए भूखे गया व्यक्ति Bumble मधुमक्खियों के लिए एक microcapillary ट्यूब में प्रस्तुत कर रहे हैं। व्यवहार डिजिटल वीडियो पर कब्जा कर लिया है। खिला व्यवहार के ठीक संरचना लगातार probo की स्थिति स्कोरिंग द्वारा विश्लेषण किया जाता हैScis घटना प्रवेश सॉफ्टवेयर का उपयोग वीडियो रिकॉर्डिंग से (mouthparts)। सूंड की स्थिति को तीन अलग-अलग व्यवहार श्रेणियों के आधार पर परिभाषित किया गया है: (1) सूंड बढ़ाया है और समाधान के साथ संपर्क में, (2) सूंड बढ़ाया है लेकिन समाधान और (3) सूंड के साथ संपर्क में सिर के नीचे stowed है नहीं। इसके अलावा सूंड समाधान से दूर retracting की गति भी अनुमान लगाया गया है।
वर्तमान परख समाधान की मात्रा में सेवन में, खिला मुकाबलों की संख्या, खिला मुकाबलों की अवधि और पहले से संपर्क के बाद सूंड त्याग की गति phagostimulatory या यौगिकों का परीक्षण के निवारक गतिविधियों का मूल्यांकन करने के लिए प्रयोग किया जाता है।
इस नए स्वाद परख शोधकर्ताओं को मापने के लिए कैसे अमृत में पाया यौगिकों मधुमक्खियों के खिला व्यवहार को प्रभावित और भी परागण जीव, toxicologists और neuroethologists मधुमक्खी bumble के स्वाद प्रणाली का अध्ययन करने के लिए उपयोगी हो जाएगा अनुमति देगा।
Introduction
संयंत्र pollinator बातचीत जटिल हैं। Pollinators अमृत और भोजन के रूप में पराग प्राप्त करने के लिए फूलों की यात्रा; बदले में, परागण पौधों में यौन प्रजनन की सुविधा। हालांकि इस संबंध में ज्यादातर पारस्परिक है, पुष्प अमृत और पराग कभी कभी विषाक्त पदार्थों को रोकने या अन्य संयंत्र यौगिकों 1-5 जो परागण को नुकसान पहुँचा सकते हैं। अमृत और पराग में ऐसे यौगिकों की उपस्थिति के लिए पारिस्थितिक औचित्य सभी सेटिंग्स में स्पष्ट नहीं है। इस क्षेत्र में एक बकाया सवाल यह है कि इस तरह के मधुमक्खियों के रूप में परागण का पता लगाने और अमृत युक्त विषाक्त पदार्थों के साथ फूलों से बच सकते है।
मधुमक्खी bumble प्रजातियों, Bombus Terrestris (लिनिअस, 1758), एक generalist pollinator कि उन उत्पादन अमृत विषाक्त पदार्थों को 6 युक्त सहित कई पौधों की प्रजातियों के फूलों का दौरा किया है। Bumble मधुमक्खियों एक 24 घंटा दो विकल्प परख 7 में जहर के उच्च सांद्रता वाले खपत समाधान से बचने के लिए दिखाया गया है। इस परखभोजन की खपत Tiedeken एट अल। 7 से वर्णित का पता चला है कि मधुमक्खियों के समाधान में कड़वा यौगिकों का पता लगा सकते। हालांकि, इस तरह के परख अस्वस्थता यह भी है कि इस समय अंतराल 8-10 ओवर खिला व्यवहार को प्रभावित कर सकता है के रूप में पद-ingestive प्रक्रियाओं से स्वाद भेद करने में असमर्थ था।
मधुमक्खियों यौगिकों 11-13 पता लगाने के लिए उनके एंटीना, mouthparts और tarsi पर स्वाद sensilla के पास है। सूंड विस्तार पलटा (प्रति) प्रयोगों एक दोहन में अलग-अलग मधुमक्खियों निरोधक शामिल है और फिर मधुमक्खी के antennal sensilla खिला पलटा 14-17 उत्पादन करने के लिए उत्तेजक। मधुमक्खियों व्यक्ति harnesses में रोका जा सकता है और उसके बाद यौगिकों 18,19 स्वाद के लिए अपनी क्षमता का एक परख के रूप में खिला पलटा उत्पादन करने के लिए प्रेरित किया। दूसरों एंटीना या विषाक्त पदार्थों को 9,20 mouthparts की संवेदनशीलता का अध्ययन करने के लिए प्रति परख संशोधित किया है। हालांकि, मधुमक्खियों के दोहन के दौरान तनाव के अधीन हैं। यह कैसे प्रभावित कर सकता हैवे 21 यौगिकों का जवाब।
इधर, एक नया परख 9 और विषाक्त 10 मधु मक्खियों (एपीआई mellifera) और Bumble मधुमक्खियों के लिए (Bombus सुक्रोज और कुनैन, एक उपक्षार है कि पहले निवारक होने की सूचना दी गई है करने के लिए Bumble मधुमक्खियों के लिए स्वतंत्र रूप से चलती का व्यवहार स्वाद प्रतिक्रिया का आकलन करने के लिए वर्णन किया गया है terrestris) 7, 22। यद्यपि कुनैन संयंत्र अमृत में नहीं पाया गया है, इस उपक्षार अक्सर मधुमक्खियों 7,9,12,13,22 में व्यवहार और शारीरिक अध्ययन में एक प्रतिकूल प्रोत्साहन के रूप में प्रयोग किया जाता है। विधि परीक्षण समाधान के साथ प्रारंभिक सूंड संपर्क के दौरान महान संकल्प पर वीडियो Bumble मधुमक्खियों 'mouthparts रिकॉर्डिंग शामिल है। विशेष रूप से, खिला प्रतिक्रिया के ठीक संरचना लगातार एक 2 मिनट के अंतराल पर व्यवहार स्कोरिंग द्वारा जांच की है। समाधान की मात्रा में सेवन खिला अवधि के दौरान मापा जाता है और इसलिए खाया भोजन की राशि के microstructure के साथ सहसंबद्ध किया जा सकताखिला व्यवहार। इसके अलावा सूंड त्याग की गति एक सक्रिय परिहार का एक संकेतक के रूप में मापा जाता है, और इसलिए पूर्व ingestive पता लगाना है।
Protocol
1. कॉलोनी और भुखमरी अवधि से मधुमक्खियों को पकड़ना
नोट: यहाँ वर्णित प्रयोगों Bombus terrestris AUDAX साथ न्यूकैसल विश्वविद्यालय, ब्रिटेन में प्रदर्शन किया गया। एकाधिक (2-3) वाणिज्यिक खरीदा कालोनियों इलाज के प्रति इस्तेमाल किया गया। कालोनियों प्रयोगशाला परिस्थितियों लगातार अंधेरे में (25 ± 2 डिग्री सेल्सियस और 28 ± 2% आरएच) पर एक बेंच पर बनाए रखा गया है और मधु मक्खी एकत्र पराग और चीनी समाधान यथेच्छ के साथ खिलाया गया।
- , व्यक्तिगत कार्यकर्ता Bumble एक छिद्रित प्लास्टिक डाट के साथ एक प्लास्टिक की शीशी (7 सेमी लंबा, 2.8 सेमी भीतरी व्यास) का उपयोग करते हुए मधुमक्खियों लीजिए एक के बाद एक मधुमक्खी के लिए अभी काफी लंबा कॉलोनी के गेट खोला और बाहर निकलने के लिए फंस सकता।
- प्रयोग करने से पहले, व्यक्तिगत रूप से प्लास्टिक की शीशियों में 2-4 घंटे के लिए सभी Bumble मधुमक्खियों भूखा और पूरी तरह अंधेरे में कमरे के तापमान पर रखने के लिए।
2. होल्डिंग ट्यूब और एच में मधुमक्खियों का स्थानांतरणabituation चरण
- भुखमरी अवधि के बाद, एक होल्डिंग ट्यूब में प्लास्टिक की शीशी से सीधे एक मधुमक्खी bumble हस्तांतरण। पिघलने से अंदर तय:, एक 4 मिमी छेद नोक पर drilled के साथ और इस्पात जाल (8 मिमी ऊंचाई 30 मिमी आधार) का एक टुकड़ा; पकड़े ट्यूब एक संशोधित 15 मिलीलीटर अपकेंद्रित्र ट्यूब (व्यास 17 मिमी 119 मिमी लंबाई) है एक गर्म विदारक स्टील सुई के साथ ट्यूब की प्लास्टिक की।
- दंत मोम के साथ एक polystyrene धारक पर मधुमक्खी bumble युक्त पकड़े ट्यूब को ठीक करें। पकड़े ट्यूब के दोनों तरफ गत्ते के दो टुकड़े ठीक। यह दृश्य उत्तेजनाओं कि प्रयोग के साथ हस्तक्षेप कर सकता से मधुमक्खी को बचाने के लिए है।
- पकड़े ट्यूब की नोक ऊपर 5 सेमी एक डिजिटल कैमरा सूक्ष्म स्थिति और एक संगत लैपटॉप के लिए कैमरा कनेक्ट।
- पकड़े ट्यूब समायोजित इतना है कि कम से कम जोत ट्यूब टिप के पहले 18 मिमी वीडियो सीमा के भीतर है। प्रयोग करने से पहले, 3 मिनट के आदी होना अवधि शुरू।
3।पूर्व परीक्षण चरण: सुक्रोज की एक बूंद पेश
- sucrose के समाधान की एक छोटी बूंद युक्त एक महिला एडाप्टर के लिए एक सिरिंज कनेक्ट (~ 3.5 μl, 500 मिमी सुक्रोज विआयनीकृत पानी में भंग)। सूंड के विस्तार के लिए प्रेरित करने के पकड़े ट्यूब टिप अंदर सुक्रोज प्रस्तुत करते हैं।
- 5 मिनट के लिए ऊपर मधुमक्खी bumble सुक्रोज छोटी बूंद का उपभोग करने दीजिए। छोटी बूंद का सेवन नहीं किया जाता है तो प्रयोग से मधुमक्खी bumble को हटा दें।
- आदी होना अवधि के बाद वीडियो रिकॉर्डिंग शुरू करते हैं। इस अध्ययन में, सूंड गतिविधि 26.7 फ्रेम / सेक -1 एक 25x बढ़ाई दर के साथ दर्ज किया गया।
4. परीक्षण के चरण: पेश परीक्षण समाधान
- परीक्षण समाधान के साथ एक 100 μl microcapillary ट्यूब भरें। यह सिलिकॉन टयूबिंग (6 सेमी लंबाई, व्यास के अंदर 1 मिमी) के एक टुकड़े से कनेक्ट करें और एक माइक्रो जोड़तोड़ करने के लिए इसे ठीक कर।
- (6 सेमी लंबाई, व्यास के अंदर 4 मिमी) एक और सिलिकॉन टयूबिंग के लिए एक पुरुष एडाप्टर के माध्यम से ट्यूबिंग कनेक्ट, whiसीएच एक पिपेट बल्ब के रूप में कार्य करता है।
- microcapillary ट्यूब 5-10 मिमी पकड़े ट्यूब नोक से दूर स्थिति। धीरे ट्यूबिंग microcapillary ट्यूब की नोक पर खिला समाधान बनाए रखने के लिए निचोड़।
- बाद मधुमक्खी bumble सुक्रोज छोटी बूंद खपत होती है, तुरंत 500 मिमी सूक्रोज समाधान युक्त सिरिंज को हटा दें।
- 2 मिनट के परीक्षण के चरण शुरू जब मधुमक्खी bumble की सूंड संपर्कों microcapillary ट्यूब के अंदर समाधान।
- संभव वाष्पीकरण के लिए नियंत्रण, सूक्रोज या पानी के साथ दो अतिरिक्त microcapillary ट्यूबों को भरने और परीक्षण के चरण के दौरान के रूप में वास्तव में यह हेरफेर करने के लिए।
- पहले और प्रत्येक परीक्षण के बाद 600 डीपीआई पर एक स्कैनर का उपयोग कर भोजन का सेवन (चित्रा -4 ए) की मात्रा को मापने के लिए microcapillary ट्यूब के अंदर तरल के स्तर को स्कैन।
5. छवि विश्लेषण
- ImageJ का उपयोग कर समाधान की खपत की मात्रा का निर्धारण (संस्करण 1.48), एक छवि procसॉफ्टवेयर essing।
- छवि फ़ाइल अपलोड करें और छवि (~ 400%) में ज़ूम। संदर्भ के पैमाने तय है, सीधी रेखा उपकरण का चयन करें और microcapillary ट्यूब के दोनों सिरों के बीच एक रेखा खींचना। 'विश्लेषण' फिर 'पैमाने पर सेट' का चयन करें। इनपुट 'ज्ञात दूरी' और 'लंबाई की इकाई' के तहत इसी इकाई के तहत ट्यूब की कुल लंबाई।
- सीधी रेखा उपकरण फिर से चयन करें और तरल स्तर के दो सिरों के बीच एक रेखा खींचना। 'विश्लेषण' फिर 'उपाय' का चयन करें। परिणाम विंडो में तरल पदार्थ की लंबाई 'लंबाई' कॉलम के तहत दिया जाता है।
- सूत्र का उपयोग करके समाधान की खपत की मात्रा की गणना:
कहा पे
है microcapillary ट्यूब की लंबाई और 
तथा
है microcapillary ट्यूब की लंबाई और 
तथा 6. वीडियो विश्लेषण
- प्रत्येक वीडियो एक घटना प्रवेश सॉफ्टवेयर का उपयोग कर के 2 मिनट के परीक्षण के चरण के दौरान स्कोर खिला व्यवहार (सामग्री तालिका देखें)।
- सबसे पहले, रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर के व्यवहार वर्गों मेनू में खिला व्यवहार (अर्थात। तत्वों) को परिभाषित। खिला व्यवहार के रूप में पालन कर रहे हैं: (1) बाहर सूंड / संपर्क: सूंड फैली हुई है और microcapillary ट्यूब के अंदर समाधान (2) बाहर / कोई संपर्क सूंड के साथ संपर्क में है: सूंड फैली हुई है और microcapillary ट्यूब के अंदर समाधान के साथ संपर्क में नहीं है, (3) सूंड stowed: सूंड नहीं बढ़ाया गया है, लेकिन इसके बजाय सिर और (4) दृष्टि से बाहर के नीचे stowed: मधुमक्खी bumble वीडियो फ्रेम से बाहर है।
- प्रत्येक व्यवहार सेटएक 'राज्य' और गुण मेनू में 'परस्पर अनन्य' और एक 2 मिनट के अंतराल के लिए सतत रिकॉर्डिंग कर के रूप में। अधिक परिशुद्धता के लिए धीमी गति मोड में वीडियो (2 बार धीमी) फिर से खेलना।
- परीक्षण समाधान लगातार दो फ्रेम (यहाँ दिखाया गया वीडियो रिकॉर्डिंग में 37.5 मिसे के द्वारा अलग) के बीच पहले से संपर्क के बाद से सूंड त्याग एक प्रस्ताव पर नज़र रखने वीडियो सॉफ्टवेयर का उपयोग की गति को मापने (सामग्री तालिका देखें)।
- वीडियो फ़ाइल अपलोड करें और जहां सूंड पहला संपर्क समाधान फ्रेम करने के लिए छोड़।
- संदर्भ के पैमाने तय है, लाइन उपकरण का चयन करें और वीडियो फ्रेम में microcapillary ट्यूब की चौड़ाई पर एक रेखा खींचना। सही लाइन पर क्लिक करें और 'उपाय जांचना' का चयन करें। इनपुट केशिका ट्यूब की चौड़ाई और इसी इकाई।
- 'छवि' फिर 'प्रणाली मूल समन्वय' का चयन करें। नई विंडो पर सूंड की नोक पर क्लिक करें और चुनें9; 'लागू करें।
- हाथ आगे उपकरण का चयन करें, सही वीडियो फ्रेम पर सूंड की नोक पर क्लिक करें और 'ट्रैक पाथ'। अगले फ्रेम करने के लिए ले जाएँ और सूंड की टिप करने के लिए ट्रैकिंग बिंदु बदल डालना।
- सही ट्रैकिंग बिंदु पर क्लिक करें और '' विन्यास का चयन करें। 'पूरा पथ' का चयन करें और 'स्पीड' का चयन माप के अंतर्गत। 'लागू करें' का चयन करें। गति तो प्रदर्शित किया जाता है।
Representative Results
उपन्यास परख 1 एम सुक्रोज, 1 एम sucrose के समाधान प्लस 1 मिमी कुनैन और अकेले विआयनीकृत पानी के लिए खिला प्रतिक्रियाओं का परीक्षण करने के लिए प्रयोग किया जाता है। प्रत्येक उपचार के लिए तत्काल खिला प्रतिक्रियाओं परीक्षण समाधान, खिला मुकाबलों की आवृत्ति और सूंड 2 मिनट के परीक्षण के चरण के दौरान पहले से संपर्क के बाद परीक्षण समाधान से दूर retracting की गति के साथ सूंड संपर्कों की अवधि बढ़ाता द्वारा निर्धारित कर रहे हैं। भस्म समाधान की मात्रा भी परीक्षण चरण के बाद मापा जाता है। इस अध्ययन में, हम 5 सेकंड का डटकर कसौटी अंतराल को चुना है फ्रेंच एट अल। 25 है जो एक 5 सेकंड सीमा का इस्तेमाल किया जवाब में ड्रोसोफिला द्वारा सूंड त्याग व्यवहार की विशेषताएँ के लिए निवारक करने के लिए पिछले काम के आधार पर (चित्रा 1, पूरक फ़ाइल देखें) यौगिकों 25। इस प्रकार, हम विस्तारित सूंड और समाधान के बीच एक संपर्क के रूप में एक मुक्केबाज़ी खिला परिभाषित कोईटी 5 सेकंड या उससे अधिक की संपर्कों की अनुपस्थिति से बाधित।
सुक्रोज और अकेले विआयनीकृत पानी, सूक्रोज समाधान के लिए कुनैन जोड़ने की तुलना में जाहिर Bumble मधुमक्खियों द्वारा खिला रवैयों के लिए बाधक के रूप में वे तेजी से दूर ले जाते हैं अगर वे एक प्रतिकूल पदार्थ (वीडियो चित्रा 1) का पता लगाने जाएगा।
इस प्रयोग में, उपचार के परीक्षण के चरण के दौरान सूंड संपर्कों की संचयी अवधि पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव है (एनोवा लॉग तब्दील डेटा पर, एफ 2,31 = 41, पी <0.001)। सूक्रोज युक्त कुनैन के साथ संपर्क समय की संचयी अवधि काफी तुलना में कम हो जाता है अकेले sucrose के लिए (पी <0.001) लेकिन विआयनीकृत पानी के लिए अकेले नहीं (पी = 0.219) (चित्रा 2)। इसी तरह, उपचार लॉग तब्दील डेटा, एफ पर खिला मुकाबलों की (एनोवा संचयी अवधि पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव है
2 ग वितरण की तुलना में: पी = 0.450)। उपचार का कोई प्रभाव पहले antennal संपर्क और परीक्षण समाधान और सूंड (मंझला की पहली संपर्कों के बीच विलंबता पर पाया जाता है: सुक्रोज के लिए 2.67 सेकंड, सूक्रोज प्लस कुनैन के लिए 1.10 सेकंड; विआयनीकृत पानी के लिए 0.80 सेकंड, एनोवा पर लॉग-बदल डेटा, एफ 2,13 = 0.620, पी = 0.550)। सुक्रोज प्लस कुनैन; 66.7%: इसके अलावा, सूंड का विस्तार परीक्षण समाधान स्वाद के लिए Bumble मधुमक्खियों का प्रतिशत उपचार (सूक्रोज भर में लगातार बना रहता है 50.0%; विआयनीकृत पानी: 52.2%; द्विपद GLM, सी 2 वितरण की तुलना में विचलन में परिवर्तन: पी = 0.840)। एक साथ इन परिणामों का सुझाव है कि एंटीना इस परख में विषाक्त पदार्थों का पता लगाने में एक छोटी सी भूमिका निभाते हैं।
एक अलग प्रयोग की परख होती है कि क्या यह 2 मिनट से अधिक समय समय की अवधि के लिए मधुमक्खियों का परीक्षण करने के लिए आवश्यक है। एक 2 मिनट परीक्षण अवधि और एक 10 मिनट के परीक्षण अवधि: भोजन की मात्रा मधुमक्खियों द्वारा खपत 1 एम सुक्रोज या दो परिस्थितियों में 1 एम sucrose के समाधान में 1 मिमी कुनैन के साथ परीक्षण किया है। दोनों उपचार के लिए, कुल खाद्य खपत परीक्षण अवधि के लिए अलग नहीं है और कोई महत्वपूर्ण बातचीत परीक्षण अवधि और उपचार के बीच होते हैं (एन = 6 - 13, एनोवा लॉग तब्दील डेटा पर; उपचार का असर: एफ 1,31 = 54.8, पी <0.001; परीक्षण अवधि के प्रभाव: एफ 1,31 = 0, पी = 0.979; बातचीत का प्रभाव: एफ = 0.1, पी = 0.457)। सारांश में, एक2 मिनट के परीक्षण अवधि के bumblebees और इस परख में विषाक्त या बचाने वाली क्रीम पदार्थों के निवारक प्रभाव से भस्म भोजन की कुल राशि पर समाधान के प्रभाव का आकलन करने के लिए पर्याप्त है। इस प्रकार, भोजन की खपत को मापने और व्यवहार खिला परख करने की क्रिया द्वारा, यह संभव परख के दौरान खिलाने के ठीक संरचना करने के लिए कुल खाद्य खपत सहसंबंधी है।
चित्रा 1: दूध पिलाने की परख के पहले 2 मिनट के दौरान सूंड संपर्क बीच विलंबता काल समय विलंबता 1 एम sucrose के समाधान के साथ प्रत्येक सूंड संपर्क को अलग अवधियों के घनत्व भूखंडों, 1 एम सुक्रोज + 1 मिमी कुनैन समाधान और पानी।। 13, 10 और 11 मधुमक्खियों से संचयी डेटा क्रमशः प्रतिनिधित्व कर रहे हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें। </ P>
चित्रा 2: सूंड संपर्क अवधियां दूध पिलाने की परख के पहले 2 मिनट के दौरान 1 एम सुक्रोज, 1 एम सुक्रोज + 1 मिमी कुनैन या पानी पर खिला bumblebees द्वारा सूंड संपर्क durations के घनत्व भूखंडों।। नमूना आकार चित्र 1 में के रूप में यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3: bumblebees 1 एम सुक्रोज, 1 एम सुक्रोज + 1 मिमी कुनैन या पानी पर दूध पिलाने की सूंड गतिविधि (ए) के परीक्षण के चरण (बी) के मुकाबलों को खिलाने की आवृत्ति और (सी) गति के दौरान खिला मुकाबलों की संचयी अवधि। सूंड फिर सेपहले से संपर्क के बाद कर्षण। लिखे एक महत्वपूर्ण अंतर इंगित करता है: अलग अलग पत्र के साथ उपचार का संकेत पी <0.05। बॉक्स भूखंडों मंझला (काली सलाखों), निम्नतम और अन्तःचतुर्थक श्रेणी के 1.5 के भीतर अभी भी उच्चतम डेटा अंक (मूंछ) और outliers (हलकों) प्रतिनिधित्व करते हैं। नमूना आकार चित्र 1 में के रूप में यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4:। पहले और परीक्षण चरण के बाद 1 एम सुक्रोज का स्तर या 1 एम सुक्रोज प्लस 1 मिमी कुनैन समाधान (एक काले रंग की रेखा द्वारा इंगित) दिखा microcapillary ट्यूब की कुनैन supresses Bumble मधुमक्खियों द्वारा खिला (ए) स्कैन छवियों क्रमशः। (बी) 1 एम सुक्रोज की खपत, 1 एम सुक्रोज प्लस 1 मिमी कुनैन या विआयनीकृत पानी परीक्षण चरण के बाद Bumble मधुमक्खियों द्वारा अकेले। लिखे एक महत्वपूर्ण अंतर इंगित करता है: अलग अलग पत्र के साथ उपचार का संकेत पी <0.001। बॉक्स भूखंडों मंझला (काली सलाखों), निम्नतम और अन्तःचतुर्थक श्रेणी के 1.5 के भीतर अभी भी उच्चतम डेटा अंक (मूंछ) और outliers (हलकों) प्रतिनिधित्व करते हैं। नमूना आकार चित्र 1 में के रूप में यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
वीडियो चित्रा 1: की ओर (ए) सूंड गतिविधि की वीडियो रिकॉर्डिंग 1 एम सुक्रोज , (बी) 1 एम सुक्रोज प्लस 1 मिमी कुनैन और (सी)डी / 54233 / Video_figure_1C_Water.m4v "लक्ष्य =" _blank "> Deionized जल परीक्षण के चरण के दौरान।
Discussion
इस उपन्यास व्यवहार परख के साथ, कुनैन शौकीन पूंछ मधुमक्खी bumble के खिला रोकते दिखाया गया है। कम हो सूंड संपर्क समय और पानी या सूक्रोज समाधान कुनैन से सजी साथ खिला मुक्केबाज़ी आवृत्ति इनकार आगे गैर पोषक या संभावित विषाक्त समाधान पर खिला आरंभ करने के लिए यहाँ के रूप में व्याख्या की है। कुनैन 1 एम sucrose के समाधान के लिए जोड़ा जाता है, Bumble मधुमक्खियों केवल समाधान की मात्रा वे उपभोग को कम नहीं हैं, वे भी सूंड तेजी से वापस लेना है, इस प्रकार mouthparts और समाधान के लिए एक विष युक्त बीच संपर्क समय को कम करने। साथ में, इन परिणामों का सुझाव है कि कुनैन, मधुमक्खी bumble की mouthparts पर स्वाद रिसेप्टर कोशिकाओं द्वारा माना जाता है के रूप में पहले से ही पहले से मधु मक्खी 9 में पहचान की। कुनैन कि मधु मक्खी 10 और मलेरिया मच्छर (एनोफ़ेलीज़ gambiae), 23 में पछाड़ना में अस्वस्थता की तरह व्यवहार लाती कीड़ों के लिए एक विष है। इस परख अच्छी तरह identificat करने के लिए ले जा सकता हैकुछ निवारक और संभावित विषाक्त यौगिकों कि Bumble मधुमक्खियों में mouthparts पर स्वाद रिसेप्टर कोशिकाओं से माना जाता है के आयन।
यह महत्वपूर्ण है के लिए microcapillary ट्यूब परीक्षण के चरण के दौरान पिछले करने के लिए परीक्षण समाधान की पर्याप्त मात्रा के साथ भरा जाना है। यह सिफारिश की है कि microcapillary ट्यूब (जैसे 70-80 μl) के कम से कम तीन तिमाहियों के आसपास भरा है। हालाँकि, ध्यान पूरी तरह से स्कैनिंग की प्रक्रिया के दौरान बहाव के जोखिम को कम करने के लिए microcapillary ट्यूब को भरने नहीं लिया जाना चाहिए और प्रयोगात्मक उपकरण को microcapillary ट्यूब संलग्न। देखभाल भी जब मधुमक्खी bumble 500 मिमी सुक्रोज छोटी बूंद पेश, इतना है कि प्रयोगकर्ता पकड़े ट्यूब में छोटी बूंद लीक से बचा जाता है लिया जाना चाहिए।
पकड़े ट्यूब की नोक पर 4 मिमी छेद स्वाभाविक रूप से परीक्षण समाधान की ओर अपनी सूंड का विस्तार करने के लिए एक वयस्क के कार्यकर्ता मधुमक्खी bumble के लिए काफी बड़ी है। हालांकि यह संभव है किBumble मधुमक्खियों उनकी proboscises देने से पहले उनके एंटीना के साथ समाधान स्वाद कर सकते हैं। यह सूंड विस्तार की संभावना को प्रभावित कर सकता है के रूप में प्रति एक चीनी समाधान 15 के साथ उनके एंटीना प्रेरक द्वारा Bumble मधुमक्खियों में हासिल किया जा सकता है। वास्तव में परजीवी ततैया (Trissolcus brochymenae) 24 या 13 मधु मक्खी की तरह कलापक्ष के एंटीना उन्हें कुनैन की तरह शर्करा और विषाक्त पदार्थों के स्वाद के लिए अनुमति देता है, स्वाद sensilla से लैस हैं। नतीजतन, कुनैन की तरह अत्यधिक निवारक यौगिकों से युक्त समाधान के साथ प्रारंभिक antennal संपर्क भी अपनी सूंड का विस्तार है और इसलिए प्रयोगात्मक सफलता की दर को प्रभावित करने के लिए एक मधुमक्खी bumble की प्रेरणा कम कर सकता है। हालांकि परीक्षण समाधान के साथ antennal संपर्क नियंत्रित नहीं किया जा सकता है, वर्तमान अध्ययन में हम परीक्षण के समाधान की ओर सूंड विस्तार पर antennal संपर्क के किसी भी महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं मिल रहा था। इस परख में, तुरंत पूर्व परीक्षण के चरण w के बाद microcapillary ट्यूब की स्थापनाBumble मधुमक्खियों उनके एंटीना के साथ परीक्षण के समाधान के स्वाद के लिए के लिए मुर्गी Bumble मधुमक्खियों 'एंटीना अभी भी पकड़ ट्यूब के भीतर हैं अवसर कम कर सकते हैं।
इस परख के मुख्य सीमा पैदा होती है जब परीक्षण समाधान प्रस्ताव पर नज़र रखने वीडियो सॉफ्टवेयर का उपयोग कर पहली सूंड संपर्क के बाद से दूर सूंड त्याग ट्रैकिंग। वीडियो फुटेज केवल सूंड के 2 डी आंदोलन को प्रदर्शित करता है, तो गति माप के दिए गए उत्पादन के तहत या अनुमान से अधिक हो सकता है। हालांकि कुछ संशोधनों के साथ, परख के इस पहलू में सुधार किया जा सकता है।
इस परख प्राकृतिक रूप से होने वाली संयंत्र माध्यमिक चयापचयों सहित विभिन्न यौगिकों से युक्त समाधान की ओर प्राकृतिक खिला प्रतिक्रियाओं का निरीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इस परख के साथ तत्काल खिला प्रतिक्रियाएं देख कैसे Bumble मधुमक्खियों इन यौगिकों का पता लगाने के बारे में विस्तृत जानकारी देता है। यह मौजूदा ओवर फायदेमंद है 'गो-कोई जाना' प्रति 18,19 जैसे तरीकों 7 पर दो-पसंद assays क्योंकि इस प्रक्रिया में एक असतत मुक्केबाज़ी खिला के दौरान भोजन की खपत सहित कई उपायों व्यवहार प्रतिक्रिया पैदा करता है।
मापने कई मापदंडों एक साथ एक यौगिक के स्वादिष्ट का एक बेहतर मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है। हमारे परख में उदाहरण के लिए, Bumble मधुमक्खियों पानी या सूक्रोज समाधान कुनैन से सजी लेने वाली बचें। सूंड के त्याग चीनी रिसेप्टर कोशिकाओं 12,13 की प्रतिक्रियाओं में एक परिवर्तन की वजह से हो सकता है। हमारे परख पता चलता है कि Bumble मधुमक्खियों अकेले पानी की तुलना में सुक्रोज प्लस कुनैन समाधान संपर्क करने के बाद सूंड तेजी से वापस लेना; इस सुझाव है कि सकता है कि कुनैन चीनी संवेदन न्यूरॉन्स 9,12,13,25 बाधा के अलावा न्यूरॉन्स का एक अलग सेट को प्रभावित करता है।
हमारे परख खिला दौरान व्यवहार प्रतिक्रियाओं के अस्थायी पैटर्न के विश्लेषण के लिए परमिट। इसी तरह की एक प्रोटोकॉल जहां खपत समय और मुकाबलों की संख्या में मापा जाता है अल हैतैयार पोषक और गैर पोषक शक्कर 26 ड्रोसोफिला के खिला प्रतिक्रिया का मूल्यांकन करने के लिए लागू किया गया। हम भविष्यवाणी क्योंकि मधुमक्खियों पकड़े ट्यूब 21 में स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र हैं कि मधुमक्खियों इस तरह के अनुसार अन्य तरीकों की तुलना में हमारे परख में उत्तेजक खिलाने के लिए एक और अधिक विश्वसनीय प्रतिक्रिया प्रदर्शन करेंगे। पोषक तत्वों और विषाक्त पदार्थों Bumble मधुमक्खियों और संभवतः अन्य मधुमक्खी प्रजातियों में खिलाने के तंत्र रोशन करने के लिए इस तकनीक का स्वाद थ्रेसहोल्ड की एक विस्तृत विश्लेषण की अनुमति होगी।
Disclosures
ऑथर ने किसी हित संघर्ष की घोषणा नहीं की है।
Acknowledgments
इस काम Leverhulme ट्रस्ट अनुदान (आरपीजी-2012-708) और एक बीबीएसआरसी अनुदान (बी बी / M00709X / 1) GAW द्वारा वित्त पोषित किया गया।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bumblebee colonies | Koppert Biological Systems | NATUPOL Beehive | |
| Digital microscopic camera | Dino-lite Europe | AM4815ZT | Dino-Lite Edge |
| 100 μl microcapillary tube | Blaubrand IntraEND | 709144 | |
| 15 ml polypropylene centifuge tube | Fisher Scientific | 11849650 | |
| 1 ml disposable plastic luer slip syringe | BD | 300013 | |
| Dell Latitude 3550 laptop | Dell | Check for compatibility with video software | |
| Canon CanoScan LiDE 120 | Canon | Check for compatibility with the computer/laptop | |
| Observer software version 5.0.25 | Noldus | ||
| Kinovea software version 0.8.15 | Kinovea | ||
| silicone tubing | 6 cm length, 1 mm inside Ø & 6 cm length, 4 mm inside Ø | ||
| Male luer x1/16" standard hose barbed polypropylene adapter | Cole-Parmer | TW-45518-22 | |
| Female luer x 1/16" standard hose barbed polypropylene adapter | Cole-Palmer | TW-45508-12 | |
| Steel mesh | 0.5 mm mesh size | ||
| Sucrose (grade II) | Sigma-Aldrich | S5391 | |
| Quinine hydrochloride dihydrate | Sigma-Aldrich | Q1125 | |
| ImageJ software version 1.48 | ImageJ |
References
- Adler, L. S. The ecological significance of toxic nectar. Oikos. 91, 409-420 (2000).
- Hagler, J. R., Buchmann, S. L. Honey bee (Hymenoptera, Apidae) foraging responses to phenolic-rich nectars. J Kansas Entomol Soc. 66, 223-230 (1993).
- Irwin, R. E., Cook, D., Richardson, L. L., Manson, J. S., Gardner, D. R. Secondary compounds in floral rewards of toxic rangeland plants: Impacts on pollinators. J Agr Food Chem. 62, 7335-7344 (2014).
- Praz, C. J., Mueller, A., Dorn, S. Specialized bees fail to develop on non-host pollen: Do plants chemically protect their pollen. Ecology. 89, 795-804 (2008).
- Baker, H. G., Baker, I. Studies of nectar-constitution and pollinator-plant coevolution. Coevolution of animals and plants. Gilbert, L. E., Raven, P. H. , University of Texas Press. 100-140 (1975).
- Stout, J. C., Parnell, J. A. N., Arroyo, J., Crowe, T. P. Pollination ecology and seed production of Rhododendron ponticum in native and exotic habitats. Biodivers Conserv. 15, 755-777 (2006).
- Tiedeken, E. J., Stout, J. C., Stevenson, P. C., Wright, G. A. Bumblebees are not deterred by ecologically relevant concentrations of nectar toxins. J Exp Biol. 217, 1620-1625 (2014).
- Ayestaran, A., Giurfa, M., de Brito Sanchez, M. G. Toxic but drank: Gustatory aversive compounds induce post-ingestional malaise in harnessed honeybees. Plos One. 5, (2010).
- Wright, G. A., et al. Parallel reinforcement pathways for conditioned food aversions in the honeybee. Curr Biol. 20, 2234-2240 (2010).
- Hurst, V., Stevenson, P. C., Wright, G. A. Toxins induce 'malaise' behaviour in the honeybee (Apis mellifera). J Comp Physiol A. 200, 881-890 (2014).
- Whitehead, A. T., Larsen, J. R. Electrophysiological responses of galeal contact chemoreceptors of Apis mellifera to selected sugars and electrolytes. J Insect Physiol. 22, 1609-1616 (1976).
- de Brito Sanchez, M. G., et al. The tarsal taste of honey bees: behavioral and electrophysiological analyses. Front Behav Neurosci. 8, 25 (2014).
- de Brito Sanchez, M. G., Giurfa, M., Mota, T. R. D., Gauthier, M. Electrophysiological and behavioural characterization of gustatory responses to antennal 'bitter' taste in honeybees. European Journal of Neuroscience. 22, 3161-3170 (2005).
- Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schafer, S. Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera). J Comp Psychol. 97, 107-119 (1983).
- Laloi, D., et al. Olfactory conditioning of the proboscis extension in bumble bees. Entomol Exp Appl. 90, 123-129 (1999).
- Smith, B. H., Burden, C. M. A proboscis extension response protocol for investigating behavioral plasticity in insects: Application to basic, biomedical, and agricultural Research. J Vis Exp. , (2014).
- Felsenberg, J., Gehring, K. B., Antemann, V., Eisenhardt, D. Behavioural Pharmacology in classical conditioning of the proboscis extension response in honeybees (Apis mellifera). J Vis Exp. , (2011).
- Pankiw, T., Page, R. E. Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.). Journal of comparative physiology. A, Neuroethology, sensory, neural, and behavioral physiology. 189, 675-684 (2003).
- Scheiner, R., Page, R. E., Erber, J. Sucrose responsiveness and behavioral plasticity in honey bees (Apis mellifera). Apidologie. 35, 133-142 (2004).
- Kessler, S. C., et al. Bees prefer foods containing neonicotinoid pesticides. Nature. 521, 74-76 (2015).
- Mommaerts, V., Wackers, F., Smagghe, G. Assessment of gustatory responses to different sugars in harnessed and free-moving bumblebee workers (Bombus terrestris). Chem Senses. 38, 399-407 (2013).
- Chittka, L., Dyer, A. G., Bock, F., Dornhaus, A. Psychophysics: Bees trade off foraging speed for accuracy. Nature. 424, 388 (2003).
- Kessler, S., González, J., Vlimant, M., Glauser, G., Guerin, P. M. Quinine and artesunate inhibit feeding in the African malaria mosquito Anopheles gambiae: the role of gustatory organs within the mouthparts. Physiol Entomol. 39, 172-182 (2014).
- Iacovone, A., Salerno, G., French, A. S., Conti, E., Marion-Poll, F. Antennal gustatory perception and behavioural responses in Trissolcus brochymenae females. J Insect Physiol. 78, 15-25 (2015).
- French, A. S., et al. Dual mechanism for bitter avoidance in Drosophila. J. Neurosci. 35, 3990-4004 (2015).
- LeDue, E., Chen, Y. -C., Jung, A. Y., Dahanukar, A., Gordon, M. D. Pharyngeal sense organs drive robust sugar consumption in Drosophila. Nat. Commun. 6, 6667 (2015).
