التجريبية التلاعب الجثث لتقدير حجم العلاقات الصرفية في تحجيم ذبابة الفاكهة</em
Summary
تحجيم العلاقات الشكلية والتقاط تصف الشكل العضوي. نقدم طريقة لقياس العلاقات القياس الصرفي عبر مجموعة من الأحجام الطبيعية في جسم الحشرات المتحولة بشكل كامل. باستخدام نظام غذائي بسيط التلاعب نزيد توزيع أحجام سمة ، والسماح للصفا دقيقا لكيفية شكل وحجم التعاون تختلف.
Abstract
والتحجيم من أجزاء الجسم هو سمة أساسية من مورفولوجيا الحيوان 1-7. داخل الأنواع والصفات المورفولوجية يلزم تتناسب بشكل صحيح في الجسم لكائن إلى وظيفة ؛ الأفراد وعادة ما يكون أكبر أجزاء الجسم الأكبر والأصغر الأفراد عموما أصغر أجزاء الجسم ، وحافظ على هذا أن شكل الجسم الكلي عبر مجموعة من أحجام الجسم الكبار. شرط النسب الصحيح يعني أن الأفراد داخل الأنواع المعرض عادة منخفضة التباين في حجم سمة النسبية. في المقابل ، يمكن أن الحجم النسبي سمة تختلف بشكل كبير بين الأنواع ، وهو الآلية الرئيسية التي تنتج التنوع المورفولوجية. أكثر من قرن من العمل وأنشأت هذه المقارنة البينية بين الأنواع والأنماط 3،4.
ولعل النهج الأكثر استخداما لوصف هذا الاختلاف هو لحساب العلاقة بين زيادة حجم صفتين المورفولوجية باستخدام المعادلة ص = bxα متفاوت ، حيث x و y هي حجم الصفات اثنين ، مثل حجم الجسم والجهاز 8 (9). هذه المعادلة تصف العلاقة داخل المجموعة التحجيم (على سبيل المثال ، والأنواع ، والسكان) بين صفتين على حد سواء تختلف في الحجم. سجل التحول ، من هذه المعادلة ينتج معادلة بسيطة الخطية ، وسجل (ذ) = السجل (ب) + αlog (خ) وسجل ، سجل حجم المؤامرات من الصفات المختلفة بين الأفراد من نفس النوع تكشف عادة التحجيم الخطي مع اعتراض من السجل (ب) والمنحدر من α ، ودعا "متفاوت معامل" 9،10. يوصف التباين بين المجموعات الصرفية الاختلافات في قراءتها العلاقة التحجيم أو المنحدرات لزوج سمة معينة. وبالتالي ، والتباين في معالم المعادلة متفاوت (ب) و (α) يصف بأناقة الشكل الاختلاف التي احتلتها في العلاقة بين الجهاز وحجم الجسم داخل وبين المجموعات البيولوجية (انظر 11،12).
ليس كل الصفات مقياس خطيا مع بعضها البعض أو مع حجم الجسم (على سبيل المثال ، 13،14) ومن ثم توسيع نطاق العلاقات الصرفية هي أكبر قدر من المعلومات عندما يتم أخذ البيانات من مجموعة كاملة من أحجام الصفة. نحن هنا تصف كيف يمكن استخدام التلاعب تجريبية بسيطة من النظام الغذائي لانتاج مجموعة كاملة من حجم الجسم في الحشرات. يسمح هذا تقدير للعلاقة التحجيم الكامل لإعطاء أي زوج من الصفات ، والسماح وصفا كاملا لكيفية covaries الشكل مع حجم ومقارنة قوية من المعلمات التحجيم العلاقة بين المجموعات البيولوجية. على الرغم من أن نركز على ذبابة الفاكهة ، وينبغي لنا منهجية يمكن تطبيقها على أي نحو الحشرات المتحولة بشكل كامل.
Protocol
Discussion
وقد تم توسيع نطاق المورفولوجية موضوع دراسة مكثفة في البيولوجيا التطورية لمدة قرن تقريبا. في الآونة الأخيرة ، أصبح الأساس المباشر لتنظيم النمو وتوسيع نطاق متزايد الأهمية في التنمية ، والفيزيولوجيا وعلم الوراثة (على سبيل المثال ، انظر نقدية في 12،15،23-25). منهجيتنا تصاريح تقدير تحجيم العلاقات الشكلية عبر مجموعة كاملة من الصفات والأحجام الجسم. وهذا يمكن أن يكون من المهم ، كما لا يجوز حجم سمة مقياس خطيا مع حجم الجسم (على سبيل المثال ، 13،14). ولكن هذا قد لا يكون واضحا إذا ما تربى الحيوانات فقط تحت ظروف المختبر المثالي.
على الرغم من أن لدينا بروتوكول تم تطويره بشكل صريح للسماح للعلاقة تقدير حجم التحجيم الجناح الجسم في ذبابة الفاكهة ، ويمكن استخدامه مع التعديل ، سمة محددة لتقدير العلاقة التحجيم لأي صفة شكلية في الذباب. وبالمثل ، يمكن أن يحتمل التلاعب حمية أن تستخدم لإنتاج مجموعة كاملة من أحجام سمة والجسم في غيرها من الحشرات المتحولة تماما ، وتطبيقات هذه ببساطة تتطلب معرفة متى يتحقق E MVW وتطبيق التلاعب في تلك المرحلة في تطور الجنين.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد دعمت البحوث وصفها في هذه الدراسة عن طريق منحة من مؤسسة العلوم الوطنية (DEB – 0805818) لWAF ، أوس ومعرف كما أيد هذه الدراسة من المنح IOS – 0845847 لأوس ، IOS – 0919855 للأوس والهوية وIOS – 0920720 ل WAF
References
- Schmidt-Nielsen, K. . Scaling: Why is animal size so important. , (1984).
- Calder, W. A. . Size, function and life history. , (1984).
- Huxley, J. S. . Problems of relative growth. , (1932).
- Gould, S. J. Allometry and size in ontogeny and phylogeny. Biol. Rev. 41, 587-640 (1966).
- Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., Wake, D. B. Size and shape in ontogeny and phylogeny. Paleobiology. 5, 296-317 (1979).
- Thompson, D. W. . On growth and form. , (1917).
- Klingenberg, C. P. Heterochrony and allometry: The analysis of evolutionary change in ontogeny. Biol. Rev. 73, 79-123 (1998).
- Dubois, E. Sur le rapport de l’encéphale avec la grandeur du corps chez les Mammiferes. Bull. Soc. Anthropol. 8, 337-374 .
- Huxley, J. S., Teissier, G. Terminology of relative growth. Nature. 137, 780-781 (1936).
- Huxley, J. S. Constant differential growth-ratios and their significance. Nature. 114, 895-896 (1924).
- Shingleton, A. W., Frankino, W. A., Flatt, T., Nijhout, H. F., Emlen, D. J. Size and shape: The developmental regulation of static allometry in insects. BioEssays. 29, 536-548 (2007).
- Frankino, W. A., Emlen, D., Shingleton, A. W., Garland, T., Rose, M. Experimental approaches to studying the evolution of morphological allometries: The shape of things to come. Experimental evolution: Concepts, methods, and applications. , (2009).
- Emlen, D. J. Artificial selection on horn length-body size allometry in the horned beetle Onthophagus acuminatus. Evolution. 50, (1996).
- Emlen, D. J., Nijhout, H. F. The development and evolution of exaggerated morphologies in insects. Annu. Rev. Entomol. 45, 661-708 (2000).
- Shingleton, A. W. Body-size regulation: Combining genetics and physiology. Curr. Biol. 15, 825-827 (2005).
- Nijhout, H. F., Davidowitz, G., Roff, D. A. A quantitative analysis of the mechanism that controls body size in Manduca sexta. J. Biol. 5, 16.11-16.15 (2006).
- Davidowitz, G., Nijhout, H. F. The physiological basis of reaction norms: The interaction among growth rate, the duration of growth and body size. Integr. Comp. Biol. 44, 443-449 (2004).
- Stieper, B. C., Kupershtok, M., Driscoll, M. V., Shingleton, A. W. Imaginal discs regulate developmental timing in Drosophila melanogaster. Dev. Biol. 321, 18-26 (2008).
- Colombani, J. A nutrient sensor mechanism controls Drosophila growth. Cell. 114, 739-749 (2003).
- Mirth, C. K., Riddiford, L. M. Size assessment and growth control: How adult size is determined in insects. BioEssays. 29, 344-355 (2007).
- Thissen, J. P., Ketelslegers, J. M., Underwood, L. E. Nutritional regulation of the insulin-like growth factors. Endocr. Rev. 15, 80-101 (1994).
- Boots, M., Begon, M. Resource limitation and the lethal and sublethal effects of a viral pathogen in the Indian meal moth, Plodia interpunctella. Ecol. Entomol. 19, 319-326 (1994).
- Shingleton, A. W., Mirth, C. K., Bates, P. W. Developmental model of static allometry in holometabolous insects. Proc. R. Soc. B. 275, 1875-1885 (2008).
- Stern, D. L., Emlen, D. J. The developmental basis of allometry in insects. Development. 126, 1091-1101 (1999).
- Emlen, D. J., Allen, C. E. Genotype to phenotype: Physiological control of trait size and scaling in insects. Integr. Comp. Biol. 43, 617-634 (2003).
