Nous présentons ici les méthodes d’étude haut débit d’une série de la mexicaine agassizii comportements et coloration vitale d’un système de mécanosensoriels. Ces méthodes utilisent des scripts logiciel libre et sur mesure, fournissant une méthode pratique et rentable pour l’étude des comportements.
Les animaux cavernicoles ont développé une série de traits morphologiques et comportementales pour s’adapter à leur environnement perpétuellement sombre et nourriture sont rares. Parmi ces traits de caractère, comportement alimentaire est l’une des fenêtres utiles dans les avantages fonctionnels de l’évolution du trait comportemental. Présentées ici sont mises à jour des méthodes pour analyser le comportement de l’attraction de vibration (VAB : un comportement adaptatif) et d’imagerie de mechanosensors associé de grotte adaptés tetra, Astyanax mexicanus. En outre, les méthodes sont présentées pour le haut débit suivi d’une série de comportements agassizii supplémentaires incluant hyperactivité et sommeil-perte. Agassizii montre également la sociabilité, de comportements répétitifs et d’anxiété plus élevée. Par conséquent, agassizii service comme modèle animal pour les comportements ont évolué. Ces méthodes utilisent des scripts de logiciel libre et sur mesure qui peuvent être appliquées à d’autres types de comportement. Ces méthodes offrent des solutions de rechange pratiques et économiques pour le logiciel de suivi disponible dans le commerce.
Le tétra aveugle, Astyanax mexicanus (Teleostei : Characidae), est unique parmi les poissons pour avoir deux formes alternatives radicalement distinctes – un morphing voyant, surface vivant et un morphing aveugle, cavernicoles, composé de plusieurs distincts les populations1. Bien que différents dans la morphologie et de physiologie, ils sont toujours interfertiles2,3. Ces formes interfertiles semblent avoir évolué rapidement (~ 20 000 ans)4, qui en fait un système de modèle idéal pour l’étude de l’adaptation rapide. Agassizii est connus pour avoir une suite divergente traits morphologiques et comportementales dont la densité accrue des papilles gustatives, augmentation du nombre de mechanosensors, à l’écoute d’une fréquence particulière d’un stimulus vibratoire, hyperactivité, comportement et insomnie. Bon nombre de ces comportements probablement évolués en même temps, dont certaines ont été proposées pour être avantageuse dans l’obscurité des grottes pour se nourrir de5 et de conservation de l’énergie dans les environnements sombres et nourriture sont rares6,7.
Dans de nombreux systèmes de modèle évolutionniste, il est difficile d’acquérir une connaissance intégrée sur l’évolution de la morphologie et le comportement animale comment en réponse à l’environnement parce que la plupart des espèces sont réparties sur un gradient continu dans des environnements complexes. Toutefois, le contraste entre la grotte et la surface morphing Astyanax qui a évolué en contrastés environnements délimitées par un écotone forte a conduit à Astyanax en train de devenir un excellent modèle pour comprendre l’évolution animale. Cela permet de relier plus facilement les gènes et les processus de développement à caractères adaptatifs et de sélection dans l’environnement. En outre, ces dernières recherches biomédicales de ces traits à Astyanax a montré que ces traits peuvent parallèles symptômes humaine8,9,10. Par exemple, perte de socialité et de sommeil et gain d’hyperactivité, comportements répétitifs et le niveau de cortisol sont semblables à ce qui est observé chez l’homme avec l’autism spectrum disorder8.
Pour répondre à la coévolution complexe de beaucoup de comportements et de traits morphologiques, il est avantageux pour bon nombre d’entre eux pour mettre en évidence les voies génétiques et moléculaires sous-jacents. Présentées ici sont des méthodes pour caractériser le degré de phénotypes comportementaux grotte-type de surface, cave et hybride morphes de Astyanax. Les comportements focales analysées afin de caractériser le phénotype sont adaptés à la grotte du comportement alimentaire (comportement de vibration attraction, dénommé désormais VAB) et hyperactivité/sommeil durée11,12. Également présenté est une méthode d’imagerie dans le système sensoriel associé VAB13. Récemment, de nombreux logiciel de suivi de l’open source pour l’exécution de tests comportements sont devenus disponibles14,15. Elles fonctionnent très bien pour de courtes vidéos, à moins de 10 minutes de longs. Toutefois, il devient problématique si la vidéo est plus longue en raison des temps de calcul/suivi intense. Logiciels disponibles dans le commerce capable peuvent coûter cher. Les méthodes présentées utilisent principalement des freeware et sont donc considérés comme des méthodes rentables et haut débit. Aussi inclus sont résultats représentatifs basés sur ces méthodes.
Ces méthodes présentées sont facile d’accès, mais peuvent être compliqués à réaliser en raison de la nature de ses origines de freeware. Par conséquent, il est fortement recommandé d’effectuer l’essais essais et analyses avant toute expérimentation réelle.
Le taux de génération de données peut être rapid une fois que le cadre analytique et expérimental sont établis. Une fois établi, il est possible des deux poissons Records en 7 min pour le dosage de VAB, 30 en 24h pou…
The authors have nothing to disclose.
Nous remercions tous les membres du laboratoire Yoshizawa dont N. Cetraro, N. Simon, C. Valdez, C. Macapac, J. Choi, L. Lu, J. Nguyen, S. Podhorzer, H. Hernandes, J. Fong, J. Kato et I. Lord pour soins de poissons sur les poissons expérimentaux utilisés dans ce manuscrit. Nous remercions également les membres de laboratoire A. Keene, dont P. Masek pour former mon montage caméra CCD IR. Enfin, nous tenons à remercier l’école Media Lab – collège des Sciences sociales – des Communications à l’Université d’Hawaï Manoa pour leur inestimable aide à faire de la vidéo, surtout B. Smith, J. Lam et S. White. Ce travail a été soutenu par Hawaiian Community Foundation (16CON-78919 et 18CON-90818) et Institut National de NIGM santé (P20GM125508) accorde aux MY.
4-Di-1-ASP (4-(4-(dimethylaminostyryl)-1-methylpyridinium iodide) | MilliporeSigma | D3418 | |
880 nm wave length black light | Advanced Illumination | BL41192-880 | |
avfs | freeware | Version 1.0.0.6 | http://turtlewar.org/avfs/ |
Avisynth | freeware | Version 2.6.0 | http://avisynth.nl/index.php/Main_Page |
Cygwin | freeware | Version 2.11.0 | https://www.cygwin.com/ |
Cylindrical assay chamber (Pyrex 325 ml glass dish) | Corning | 3140-100 | 10 cm diameter 5 cm high |
Ethovision XT | Noldus Information Technology, Wageningen, The Netherlands | Version 14 | https://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt |
Fish Aquarium Cylinder Soft Sponge Stone Water Filter, Black | Jardin (through Amazon.com) | NA | Sponge filter for Sleep/hyperactivity recording system |
Grade A Brine shrimp eggs | Brine shrimp direct | BSEA16Z | |
ImageJ | freeware | Version 1.52e | https://imagej.nih.gov/ij/ |
macro 1.8/12.5-75mm C-mount zoom lens | Toyo | NA | Attach to USB webcam by using c-mount, which is printed in 3-D printer |
Neutral Regulator | Seachem | NA | |
Optical cast plastic IR long-pass filter | Edmund optics | 43-948 | Cut into a small piece to fit in the CCD of USB webcam |
pfmap | freeware | Build 178 | http://pismotec.com/download/ (at “Download Archive” link at the bottom) |
Reef Crystals Reef Salt | Instant Ocean | RC15-10 | |
SwisTrack | freeware | Version 4 | https://en.wikibooks.org/wiki/SwisTrack |
USB webcam (LifeCam Studio 1080p HD Webcam) | Microsoft | Q2F-00013 | Cut 2-2.5 cm of the front |
WinAutomation | freeware | Version 8 | https://www.winautomation.com/ (free stand-alone app for this procedure) |
Windows operating system | Microsoft | 7, 8 or 10 | https://www.microsoft.com/en-us/windows |
x264vfw | freeware | NA | https://sourceforge.net/projects/x264vfw/ |