Experimentele manipulatie van Body Maat aan Morfologische schalen Relaties schatten Drosophila</em

1. Opvoeding en manipulatie van voeding voor variatie te produceren in het lichaam van grootte en de vleugel grootte Rationeel en overzicht. De expressie van schaalvergroting relaties uiteindelijk draait om de ontwikkelingsprocessen processen die variatie te produceren in de uiteindelijke orgaan-en lichaamsgrootte. Deze processen zijn het best te omschrijven van het werk op volledig metamorfe (dat wil zeggen, holometabolous), insecten, zoals D. melanogaster, waarbij organen als ongedifferentieerde 'imaginaire discs' groeien binnen de grub-achtige larve 11,15-17. In Drosophila, zijn definitief orgel en lichaamsgrootte gereguleerd door de groei tijdens de larvale stadia, larven groeien door de eerste en tweede larvale instar tot ze een minimale levensvatbare gewicht voor Eclosion (MVW E) te bereiken naar het begin van het derde larvale instar 18. Honger voor het bereiken van MVW E voorkomt volwassen Eclosion. Echter, larven, die uitgehongerd op MVW E genereren levensvatbaar volwassenen, zij het ​​in een zeer kleine omvang. Dit komt omdat minder voeding tijdens de ontwikkeling vermindert finale lichaam en orgel grootte, niet alleen in vliegen, maar in bijna alle dieren 19-21. Door het manipuleren van de beschikbaarheid van voedsel nadat MVW E is bereikt, maar voordat verpopping plaatsvindt, is het mogelijk om te induceren extreme fenotypische plasticiteit in lichaamsgrootte dat sterk zwaarder weegt dan andere bronnen van variatie (bijvoorbeeld individuele genetische variatie). Eieren zijn verzameld uit de bevolking te fenotype, verdeeld in percelen van 50 en geplaatst in flesjes met 10 ml van de standaard vlieg voedsel. Omdat ovipositie gebeurt continu, worden de eieren verzameld elke 24 uur gedurende drie dagen, het produceren van drie leeftijdsgroepen. Toen de oudste cohort de dolende stadium bereikt of is net begonnen om zich te verpoppen, is het dieet manipulatie toegepast. Op dit punt, het oudste cohort is tot ver buiten de MVW E, is de jongste cohort heel dicht bij de MVW E en de resterende cohort is ergens tussen deze uitersten. Zo zal het verwijderen van voedsel op dit moment produceren zeer grote volwassenen uit de oudste cohort, zeer kleine volwassenen uit het jongste cohort en de tussentijdse-en kleinbedrijf volwassenen uit de overige cohort. Voor het verwijderen van de larven van de flacons, ongeveer 5 ml van 40% sucrose-oplossing wordt toegevoegd aan alle flesjes. Om gratis de larven, is het eten geroerd gedurende 15-20 minuten op een shaker tafel ingesteld op een intermediaire toerental. Drijvende larven worden verwijderd uit de sucrose-oplossing met een fijn (00) kwast, geplaatst in flacons met een natte katoenen plug en liet om zich te verpoppen. Als alternatief zou larven worden geplaatst op een niet-verteerbare additief voor levensmiddelen, zoals methyl cellulose 22. 2. Schatting van de lichaamslengte Rationeel en Overzicht. Eerdere studies tonen aan dat de lengte thorax is een minder dan ideaal maatstaf voor de globale lichaamsgrootte 22. In plaats daarvan gebruiken we pupal grootte als een maat voor de lichaamsgrootte. Maximale lichaamslengte is vastgesteld op de beëindiging van het voeden die verpopping voorafgaat. Als een gevolg daarvan is er een nauwe correlatie tussen popstadium grootte en de volwassen lichaamsgrootte 23. Poppen zijn gerangschikt ventrale kant naar boven op glas microscoopglaasjes en beeld gebracht met behulp van een digitale camera bevestigd aan een dissectie microscoop. Elk beeld is vastgelegd, krijgt een unieke identificatiecode en overgebracht naar een computer via een live feed aansluiten van de digitale camera naar de computer. Afgebeeld poppen worden verplaatst naar de individuele 2 ml epitubes met 1 ml van vlieg voedsel, voorzien van de unieke code voor die persoon, en doorboord met luchtgaten aan de gasuitwisseling mogelijk te maken. Popstadium grootte wordt geschat als het aantal pixels van de popstadium silhouet. Andere grootte statistieken kunnen ook worden gebruikt. 3. Eigenschap (vleugel) maat schatting Rationeel en Overzicht. Om de afbeelding vleugels, gebruiken we een 'wing grabber' 24, die trekt en houdt de vleugel van een leven, verdoofd vliegen loodrecht op zijn lichaam. Geperst tussen twee stukken glas, dit stelt de vleugel af te beelden als een twee dimensionaal object. Vliegen zijn verdoofd licht met CO 2 en in positie geplaatst in de vleugel grabber op een dissectiemicroscoop uitgerust met een digitale camera die is aangesloten op een computer. De vleugel is afgebeeld en opgeslagen onder de unieke code voor die persoon. Wing grootte kan worden geschat met behulp van de minimale convexe veelhoek die marginale vaste oriëntatiepunten omschrijft of als het aantal pixels van de vleugel silhouet. 4. Scaling relatie schatting De gegevens worden samengevoegd over de cohorten, maar van elkaar gescheiden door seks en log-getransformeerd. Scaling relaties geschikt zijn om de grootte gegevens met behulp van type II (dat wil zeggen, Reduced hoofdas) regressie (zie overzicht in 12) en de parameters geschat voor elke groep. 5. Representatieve resultaten: tent "> Onze dieet manipulatie zal produceren een breed scala van lichaam maten (figuur 1) en trait maten (figuur 2). Opstellen van de log-getransformeerde eigenschappen tegen elkaar onthult hun patroon van covariatie binnen een bepaalde biologische groep en maakt de montage van de schaal relatie aan de groep (figuur 3). Extractie van de schaal relatie parameters die beschrijven hoe de vorm schalen met het lichaam van formaat kunt vergelijken hoe de vorm covaries met grootte tussen groepen. Figuur 1. Pupa van extremen van de grootte-verdeling geproduceerd via de voeding te manipuleren na individuen bereiken van de MVW E. De werkelijke popstadium beelden worden getoond op de linker met de bijbehorende silhouetten voor de meting van popstadium grootte aan de rechterkant. Schaal bar is 1mm. Figuur 2. Wings uit extremen van het lichaam grootte-verdeling geproduceerd via de voeding te manipuleren na individuen bereiken van de MVW E. De werkelijke vleugel beelden worden getoond op de links met de bijbehorende silhouetten voor het meten van de vleugel grootte afgebeeld aan de rechterkant. Schaal bar is 1mm. Figuur 3. Wing-lichaamsomvang schaling voor Drosophila melanogaster naar geslacht. Log-getransformeerde gegevens voor personen van elk geslacht die werden volledig gevoed (donkere kringen), uitgehongerd een (grijze cirkels) of twee dagen (open cirkels) als larven. Type II regressielijn wordt voor elk geslacht. Tussen elke leeftijdscohort, dalingen in de gemiddelde vleugel gebied van ~ 0,1 mm (~ 7%) en ~ 0,2 mm (~ 8%) ontstaat, waardoor het totale bereik van de waargenomen fenotypes. De regressies blijkt dat vrouwen iets hypoallometric voor deze schalen relatie (helling van 0,96), terwijl mannen zijn iets hyperallometric (helling 1,06).