Summary

Analyser til Detect UV-reflekterende strukturer og bestemme deres betydning i Mate Preference bruge Sailfin Molly<em> Poecilia latipinna</em

Published: September 14, 2016
doi:

Summary

Denne protokol beskriver brugen af spektrofotometri til at opdage ultraviolet reflekterende strukturer på organismer (i dette eksempel sailfin molly Poecilia latipinna) og beskriver dikotome choice test for fisk, der tillader slutninger, der skal foretages på den rolle, ultraviolette tidskoder under mate udvælgelse.

Abstract

Mange organismer bruger stikord og signaler uden menneskelig følsomhed i sociale interaktioner. Det er vigtigt at tage hensyn til, hvordan organismer opfatter deres verdener, når de forsøger at forstå deres adfærd og økologi. Følsomhed over for ultraviolette spektrum (UV; 300 – 400 nm) findes på tværs af flere slægter af fugle, fisk, krybdyr, padder og endda pattedyr. Denne protokol beskriver en teknik til at undersøge organismer for tilstedeværelsen af ​​UV-reflekterende strukturer og en fremgangsmåde til at teste, om disse signaler anvendes som sociale signaler i forbindelse med mate valg. Et spektrofotometer anvendes til at påvise tilstedeværelsen af ​​UV reflektans og variation i reflekterende intensitet mellem individer og køn. Et eksempel på denne teknik er præsenteret i hvilken en dikotomisk mate choice test udsætter seksuelt modtagelige individer til modsatte køn individer, hvis udseende kan manipuleres af filtre, som enten overfører hele spektret eller blokere UV bølgelængder. DenneSystemet tilladt for bestemmelsen, at kvindelige, men ikke mænd, sailfin mollies (Poecilia latipinna) brugte UV aftegninger som en del af deres parring beslutninger. Disse typer af undersøgelser tjener til at udvide vores viden om forskellige organismer, der udnytter UV og give indsigt i, hvordan UV spiller en rolle i deres liv.

Introduction

Forståelse af stikord og signaler, der anvendes i animalske sociale interaktioner giver os mulighed for at forstå den fænotypiske variation både inden for og mellem arterne. Denne variation spiller en vigtig rolle i evolutionære processer såsom befolkning divergens, seksuel udvælgelse, og artsbestemmelse. Men ofte forskerne er begrænset til at udforske de stikord mest oplagte menneskelige sensoriske systemer, navnlig inden for de visuelle eller auditive riger. Anvendelse af spektrofotometri imidlertid giver os mulighed for at udvide vores undersøgelser ud over det humane synlige spektrum og ind bølgelængder som kan være vigtige i sociale interaktioner i andre arter.

Især den kortrækkende kommunikation gives af ultraviolet (UV; 300 – 400 nm) følsomhed har potentiale til at være yderst fordelagtigt under mate valg 1. Mange visuelt-jagt rovdyr af fugle og fisk, for eksempel, er ikke i stand til at detektere UV-stråling. I systemer, hvor mænd viser kunstfærdigttil kvinder, ville disse mænd reducere deres risiko for prædation samtidig bevare deres evne til at tiltrække hjælpere ved at udnytte UV-spektret stedet for at udvikle stikord påvises i det synlige spektrum 2,3 .. Hvis man undlader at overveje muligheden for, at organismer kommunikerer med hver andre bruger disse "private kommunikationskanaler", væsentlige drivkræfter for adfærd og evolution kan blive savnet.

Denne protokol skitserer en undersøgelse af brugen af UV stikord til mate valg i sailfin molly, Poecilia latipinna, en polygame fisk, der ikke tidligere kendt evne til at opdage UV eller udnytte UV aftegninger. Denne fiskearter har en tæt fylogenetiske nærhed til andre UV-følsomme levende bærende fisk 4, og der er microspectroscopic beviser for, at P. latipinna, sammen med andre Molly arter, såsom P. mexicana og P. formosa, besidder en klasse af kegler (fotoreceptorer med ansvar for samarbejdelor vision), der er mest følsomme for UV bølgelængder 5. I denne seksuelt dimorfe arter, har kvindelige valg spillet en stor rolle i udviklingen af de hanner 'farvestrålende og forstørrede finner 6-9. Denne metode giver os mulighed for at undersøge, om UV er en ekstra medium, som kvinder vurderer mandlig kvalitet.

Påvisning og måling af UV aftegninger på P. latipinna anvendelse af et spektrofotometer med en fiberoptisk probe er detaljeret her. Endvidere om receptive kvindelige mollies forskelligt forbinder med mænd set gennem et optisk filter, der sender hele spektret lys, herunder UV-A ([UV +] 320-700 nm) og hannerne set gennem en UV-blokerende filter ([UV-]; 400 – 700 nm) diskuteres. Denne metode har brede applikationer til at opdage UV følsomhed og farvemønstre i fisk og andre organismer, tillader forskning i en række spørgsmål, der involverer UV og dens rolle i opførsel.

Protocol

Alle forsøg blev udført med godkendelse af Ohio Wesleyan University Institutional Animal Care og brug Udvalg. 1. Optagelse UV reflektans af fisk med et spektrofotometer Kalibrer et spektrofotometer og lyskilde med en kendt hvid standard over området af bølgelængder, som skal måles efter anbefalingerne fra instrumentet eller software. Bedøve fiskene ved at placere i en 0,5% opløsning af ethyl-3-aminobenzoat methansulfonsyre salt (MS-222) bufret med en tilsvarende mængde af natriumbic…

Representative Results

Figurerne 1 og 2 viser parring præference akvarium oprette og UV målesteder for vores eksperimenter. Måling UV reflektans tilladt for bestemmelsen, at P. latipinna do besidder UV egenskaber, særlig langs kanterne af deres krop (figur 3), i tillæg til individuel variation i disse træk. Når UV-træk blev fundet, test afslørede, at kvindelig, men ikke mænd…

Discussion

Spektrofotometri lykkedes at identificere UV markeringer på P. latipinna. Begge køn af P. latipinna besidder UV markeringer langs deres sider. Desuden er nogle hanner havde UV markeringer på deres rygfinne, træk tidligere fundet at være vigtige ved hunparring præferencer 7.

Vi anbefaler anvendelse af UV spektrofotometri som en mekanisme til at detektere tilstedeværelsen af ​​UV markeringer. Yderligere forsøg kunne bestemme sin rolle i sociale interakt…

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