Summary

Analyser för att detektera UV reflekterande strukturer och bestämma deras betydelse i Mate preferens använder Sailfin Molly<em> Poecilia latipinna</em

Published: September 14, 2016
doi:

Summary

Detta protokoll beskriver användningen av spektrofotometri att upptäcka ultraviolett reflekterande strukturer organismer (i det här exemplet Sailfin molly Poecilia latipinna) och beskriver dikotoma val tester för fisk som tillåter slutsatser göras på sig rollen av ultraviolett signaler under partnerval.

Abstract

Många organismer använder signaler och signaler bortom mänsklig känslighet under sociala interaktioner. Det är viktigt att ta hänsyn till hur organismer uppfattar sina världar när man försöker förstå deras beteende och ekologi. Känsligheten för det ultravioletta spektrumet (UV, 300-400 nm) återfinns över flera släkten av fåglar, fiskar, reptiler, amfibier och även däggdjur. Detta protokoll beskriver en teknik för att pröva organismer med avseende på närvaro av UV-reflekterande strukturer och en metod för att testa huruvida dessa cues används som sociala signaler i samband med mate val. En spektrofotometer används för att detektera närvaron av UV-reflektans och variation i reflekterande intensitet mellan individer och könen. Ett exempel på denna teknik presenteras i vilken en dikotoma partnerval testet exponerar sexuellt mottagliga individer till motsatta könet individer vars utseende kan manipuleras av filter som antingen sänder hela spektrumet eller blockera UV-våglängder. DettaSystemet tillåts för bestämning att kvinnliga, men inte manliga, Sailfin Mollies (Poecilia latipinna) använde UV markeringar som en del av deras parnings beslut. Dessa typer av studier tjänar till att öka vår kunskap om de olika organismer som utnyttjar UV- och ge insikt i hur UV spelar en roll i deras liv.

Introduction

Förstå signaler och signaler som används i djur sociala interaktioner tillåter oss att förstå den fenotypiska variationen både inom och mellan arter. Denna variation spelar en viktig roll i evolutionära processer som befolknings divergens, sexuell selektion och artbildning. Ofta är dock forskare begränsade till utforska ledtrådar mest uppenbara mänskliga sensoriska system, särskilt inom de visuella eller auditiva riken. Användning av spektrofotometri, men ger oss möjlighet att expandera våra undersökningar utanför det mänskliga synliga spektrumet och in i våglängder som kan vara viktiga i sociala interaktioner i andra arter.

I synnerhet kortdistanskommunikation som ges av ultraviolett (UV, 300-400 nm) känslighet har potential att vara mycket fördelaktigt under partnerval ett. Många visuellt jakt rovdjur av fåglar och fiskar, till exempel, inte kan upptäcka UV-strålning. I system där män visar detaljerattill kvinnor, skulle dessa män minskar risken för predation samtidigt som deras förmåga att attrahera kompisar genom att utnyttja den UV-spektrum snarare än att utveckla ledtrådar detekteras i det synliga spektrat 2,3 .. Om man misslyckas med att överväga möjligheten att organismer kommunicerar med varandra andra som använder dessa "privata kommunikationskanaler", betydande förare av beteende och evolution kan missas.

Detta protokoll beskriver en utredning om användningen av UV-signaler för partnerval i Sailfin molly, Poecilia latipinna, en polygam fisk som inte har någon tidigare känd förmåga att upptäcka UV eller använda UV markeringar. Denna fiskarter har en nära fylogenetiskt närhet till andra UV-känsliga levande bärande fiskar 4 och det finns microspectroscopic bevis för att P. latipinna, tillsammans med andra molly arter såsom P. mexicana och P. Formosa, har en klass av koner (ljusmätare celler som ansvarar för samarbetelor syn) som är mest känsliga för UV-våglängder 5. I detta sexuellt dimorfa art, har kvinnliga val spelat en viktig roll i utvecklingen av hannarnas färgglada och förstorade flänsar 6-9. Denna metod gör det möjligt för oss att undersöka om UV är ett ytterligare medium genom vilket honor bedöma manliga kvalitet.

Detektering och mätning av UV-markeringar på P. latipinna användning av en spektrofotometer med en fiberoptisk sond beskrivs här. Vidare, om mottagliga kvinnliga mollies differentiellt associerar med män tittade genom ett optiskt filter sänder fullspektrumljus inklusive UV-A ([UV +]; 320-700 nm) och män tittade genom en UV-blockerande filter ([UV-]; 400 – 700 nm) diskuteras. Denna metod har breda applikationer för att upptäcka UV känslighet och färgmönster hos fiskar och andra organismer, vilket gör att forskning i en mängd olika frågor som rör UV och dess roll i beteende.

Protocol

Alla experiment utfördes med godkännande av Ohio Wesleyan University Institutional Animal Care och användning kommittén. 1. Inspelning UV Reflektans av fisk med hjälp av en spektrofotometer Kalibrera en spektrofotometer och ljuskälla med en känd vit standard över våglängdsområde som skall mätas enligt rekommendationerna från instrumentet eller programvara. Söva fisken genom att placera i en 0,5% lösning av etyl 3-aminobensoat metansulfonsyrasalt (MS-222) buffrat med en lika st…

Representative Results

Figurerna 1 och 2 visar parning preferens akvarium ställa in och UV sajter mätnings för våra experiment. Mätning UV reflektion tillät bestämningen att P. latipinna besitter UV egenskaper, särskilt längs sidorna av sina kroppar (Figur 3), utöver individuell variation i dessa egenskaper. När UV-drag befanns visade tester att kvinnliga, men inte manliga,…

Discussion

Spektrofotometri lyckades identifiera UV markeringar på P. latipinna. Båda könen av P. latipinna besitter UV markeringar längs deras sidor. Dessutom är vissa män hade UV-markeringar på sina ryggfenor, drag som tidigare visat sig vara viktigt i kvinnliga parning preferenser 7.

Vi rekommenderar att du använder UV-spektrofotometri som en mekanism för att påvisa förekomsten av UV-märkning. Ytterligare tester kan avgöra dess roll i sociala interaktioner, …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We are grateful to anonymous reviewers for comments and suggestions that greatly improved this manuscript. We thank R. Bowes, R. Carreno, and T. Panhuis for assistance in collecting the fish. We also thank M. Lee for assistance with male preference trials. We are grateful to the Ohio Wesleyan University Department of Zoology for helpful advice and suggestions throughout this study and Arizona State University (McGraw Lab) for software advice.

Materials

Spectrophotometer, P1000 Ocean Optics newer models are availabe
DT 1000 xenon UV light source Ocean Optics newer models are availabe
Ocean Optics Overture Software Ocean Optics newer software is available
R200-Angle-UV bifurcated fiber-optic probe (Guided Wave) Ocean Optics newer models are availabe
Certified reflectance standard, white labsphere
75.7 L Aquarium, divided Experimental Builder
Full Spectrum Bulb Nature's Sunlight
UV blocking sheet GAM UV Sheet

Referências

  1. Endler, J. A., Zaret, T. M. Natural and sexual selection on color patterns in poeciliid fishes. Evolutionary ecology of neotropical freshwater fishes. , 95-111 (1984).
  2. Cummings, M. E., Rosenthal, G. G., Ryan, M. J. A private ultraviolet channel in visual communication. Proc. R. Soc. Lond. [Biol]. 270 (1518), 897-904 (2003).
  3. Siebeck, U. E., Parker, A. N., Sprenger, D., Mäthger, L. M., Wallis, G. A Species of Reef Fish that Uses Ultraviolet Patterns for Covert Face Recognition. Curr. Biol. 20 (5), 407-410 (2010).
  4. Hrbek, T., Seckinger, J., Meyer, A. A phylogenetic and biogeographic perspective on the evolution of poeciliid fishes. Mol. Phylogenet. Evol. 43 (3), 986-998 (2007).
  5. Körner, K. E., Schlupp, I., Plath, M., Loew, E. R. Spectral sensitivity of mollies: comparing surface- and cave-dwelling Atlantic mollies, Poecilia mexicana. J. Fish Biol. 69 (1), 54-65 (2006).
  6. Farr, J. A., Travis, J. Fertility Advertisement by Female Sailfin Mollies, Poecilia latipinna (Pisces: Poeciliidae). Copeia. 1986 (2), 467-472 (1986).
  7. Ptacek, M. B., Travis, J. Mate Choice in the Sailfin Molly, Poecilia latipinna. Evolution. 51 (4), 1217-1231 (1997).
  8. Ptacek, M., Grier, H. J., Uribe, M. C. Mating signal divergence, sexual selection and species recognition in mollies (Poeciliidae: Poecilia: Mollienesia). Proceedings from the Second International Symposium on Livebearing Fishes. , 71-87 (2005).
  9. MacLaren, R. D. The effects of male proximity, apparent size, and absolute size on female preference in the sailfin molly, Poecilia latipinna. Comportamento. 143 (12), 1457-1472 (2006).
  10. Palmer, M. S., Hankison, S. J. Use of ultraviolet cues in female mate preference in the sailfin molly, Poecilia latipinna. Acta Ethol. 18 (2), 153-160 (2014).
  11. Wagner, W. E. Measuring female mating preferences. Anim. Behav. 55 (4), 1029-1042 (1998).
  12. Rémy, A., Grégoire, A., Perret, P., Doutrelant, C. Mediating male-male interactions: the role of the UV blue crest coloration in blue tits. Behav. Ecol. Sociobiol. 64 (11), 1839-1847 (2010).
  13. Guillermo-Ferreira, R., Therézio, E. M., Gehlen, M. H., Bispo, P. C., Marletta, A. The Role of Wing Pigmentation, UV and Fluorescence as Signals in a Neotropical Damselfly. J. Insect Behav. 27 (1), 67-80 (2013).
  14. Ord, T. J., Stamps, J. A., Losos, J. B. Convergent evolution in the territorial communication of a classic adaptive radiation: Caribbean Anolis lizards. Anim. Behav. 85 (6), 1415-1426 (2013).
  15. Siebeck, U. E., Witzany, G. Communication in the Ultraviolet: Unravelling the Secret Language of Fish. Biocommunication of Animals. , 299-320 (2014).
  16. Modarressie, R., Rick, I. P., Bakker, T. UV matters in shoaling decisions. Proc. Biol. Sci. 273 (1588), 849-854 (2006).
  17. Lim, M. L. M., Li, J., Li, D. Effect of UV-reflecting markings on female mate-choice decisions in Cosmophasis umbratica, a jumping spider from Singapore. Behav. Ecol. 19, 61-66 (2008).
  18. Rick, I. P., Bakker, T. Color signaling in conspicuous red sticklebacks: do ultraviolet signals surpass others?. BMC Evol. Biol. 8, 189 (2008).
  19. Siebeck, U. E. Communication in coral reef fish: the role of ultraviolet colour patterns in damselfish territorial behaviour. Anim. Behav. 68 (2), 273-282 (2004).
  20. Cummings, M. E., De Leòn, F. J. G., Mollaghan, D. M., Ryan, M. J. Is UV ornamentation an amplifier in swordtails?. Zebrafish. 3, 91-100 (2006).
  21. Macìas Garcia, c., de Perera, T. Ultraviolet-based female preferences in a viviparous fish. Behav. Ecol. Sociobiol. 52 (1), 1-6 (2002).
check_url/pt/54453?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Hankison, S. J., Palmer, M. S. Assays to Detect UV-reflecting Structures and Determine their Importance in Mate Preference using the Sailfin Molly Poecilia latipinna. J. Vis. Exp. (115), e54453, doi:10.3791/54453 (2016).

View Video