Karınca görsel sistem anatomisi soruşturma teknikleri
Summary
Bu makalede a maiyet-in ışık ve elektron mikroskobu böceklerin iç ve dış göz anatomisi çalışma teknikleri özetlenmektedir. Bunlar karınca gözler, ayrıntılı sorun giderme ve optimizasyon farklı örnekler ve bölgelerinin ilgi için öneriler çalışmaları için en iyi duruma getirilmiş çeşitli geleneksel teknikler içerir.
Abstract
Bu makalede a maiyet-in ışık mikroskobu (LM) teknikleri özetliyor ve elektron mikroskobu (EM) böceklerin iç ve dış göz anatomisi çalışma için kullanılabilir. Bunlar karınca gözleri üzerinde çalışmak için optimize edilmiş ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve tarama elektron mikroskobu (SEM) gibi diğer teknikleri ile konserde çalışmaya adapte geleneksel histolojik teknikler içerir. Bu makaledeki sorun giderme ve optimizasyonu farklı numuneler için büyük önem yerleştirildi bu teknikleri, büyük ölçüde yararlı olsa da, acemi microscopist için zor olabilir. Biz bilgi görüntüleme teknikleri tüm numune için (fotoğraf-mikroskobu ve SEM) ve avantaj ve dezavantajları tartışıyorlar. Biz tüm göz için objektif çapı belirlemede kullanılan teknik vurgulayın ve yeni teknikler geliştirilmesi için tartışmak. Son olarak, LM ve TEM, örnekleri hazırlanmasında tekniklerin tartışmak kesit, boyama ve bu örnekler görüntüleme. Biz bir otelde hazırlama örnekleri arasında ve en iyi nasıl etrafında gezinmek gelebilir Engelli tartışıyorlar.
Introduction
En hayvanlar için önemli bir duyu modalite vizyonudur. Vizyon çok saptayarak hedefleri oluşturma ve yolları kalarak ve pusula bilgi1,2elde etmek için navigasyon bağlamda özellikle önemlidir. Böcekler bileşik gözler bir çift kullanarak görsel bilgileri algılayabilir ve bazı durumlarda, bir ila üç dorsally yerleştirilen basit gözleri ocelli3,4,5denir.
Karıncalar harika farklı olmakla birlikte, türler arasında bazı anahtar özellikleri korumak çünkü karıncalar gözünde özel ilgi vardır. Dramatik değişim anatomi, boyutu ve ekoloji rağmen türlerin büyük çoğunluğu eusocial olan ve koloniler halinde yaşıyorlar; Sonuç olarak, farklı türler açısından ileri geri merkezi bir yer ve kaynakları arasında gezinme benzer görsel sorunlarla karşı karşıya. Karıncalar arasında aynı temel göz bauplan vücut uzunluğu, kesinlikle gece türler için sadece gündüz ve yavaş görsel yırtıcı6,7sıçramak için yeraltı yürüyüş 0,5-26 mm arasında değişen hayvanlarda görülebilir, 8,9,10. Tüm bu şaşırtıcı farklılıkların ekoloji ve davranış farklı ortamlar, yaşam tarzı ve vücut-boyutları11,12uygun olarak aynı temel göz yapıları sayısız permütasyon neden olmaktadır. Sonuç olarak, görsel ekoloji karıncalar eğitim olanakları kararlı araştırmacı için gerçek bir hazine sağlar.
Böceklerin görsel sistemini anlama davranış yeteneklerini içine bir anlayış kazanıyor esastır. Bu güzel ekoloji ve davranış için birkaç böcek grupları (örneğin, başvurular13,14,15,16, büyük bir başarı ile anatomi birleştirmek bütünleştirici çalışmalar belirgindir 17). ant gezinti ve karınca davranış alanında genel olarak oldukça başarılı olmuştur rağmen çok az vurgu karınca vizyon birkaç seçili türler dışında üzerine yerleştirildi. Burada, biz göz tasarım karıncalar soruşturma tekniklerin üzerinde ayrıntılı. Biz karıncalar üzerinde durulacak iken, bu teknikler, diğer böcekler için hafif değişiklikler ile de uygulanabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Belgili tanımlık maiyet yukarıda belirtilen yöntemlerden karıncalar ve diğer böcekler optik sistemi etkili bir soruşturma için izin verir. Bu teknikler örnekleme çözünürlüğü, optik duyarlılık ve okudu göz potansiyel polarizasyon duyarlılığını anlayışımızı bilgilendirmek. Bu bilgi görsel yetenekleri fizyolojik ve davranışsal soruşturma için önemli bir temel sağlar. Burada ayrıntılı yöntemleri karınca görüntü sistemleri üzerinde odaklanmıştır, Ayrıca, bu teknikleri diğer b…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Böcek anatomi bilgi paylaşımı için Jochen Zeil, Paul Cooper ve Birgit Greiner için minnettarız ve tekniklerin birçoğunu gösteren için burada anlatmıştık. Merkezi yetenekli ve destek personeli için gelişmiş mikroskobu, ANU ve MQU mikroskobu birimi için sana şükrediyoruz. Bu eser FRE ve hibe yüksek lisans burs Avustralya Araştırma Konseyi (DE120100019, FT140100221, DP150101172) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Ant | Myrmecia midas | ||
| Stereomicroscope | Leica M205 FA | ||
| Sputter coater | Pro Sci Tech | ||
| Ethanol | Sigma Aldrich | ||
| Petri dish | ProSciTech | ||
| Dissecting microscope | Leica MZ6 | ||
| Insect Pin | ProSciTech | ||
| Colourless nail polish | Non branded: from any cosmetic store | ||
| Glass slide | ProSciTech | ||
| Razor blade | ProSciTech | ||
| Foreceps | ProSciTech | ||
| Cover slip | ProSciTech | ||
| Compound microscope | Leica DM5000 B | ||
| Glutaraldehyde | Sigma Aldrich | ||
| Paraformalydehyde | Sigma Aldrich | ||
| Potassium Chloride (KCl) | Sigma Aldrich | ||
| di-Sodium Hydrogen phosphate (Na2HPO4) | Sigma Aldrich | ||
| Potassium di-Hydrogen Phosphate (KH2PO4) | Sigma Aldrich | ||
| Sodium Chloride (NaCl) | Sigma Aldrich | ||
| Osmium tetroxide | Sigma Aldrich | ||
| Acetone | Sigma Aldrich | ||
| Araldite Epoxy Resin | Sigma Aldrich | ||
| Pasteur pipette | Sigma Aldrich | ||
| Toluidie Blue | Sigma Aldrich | ||
| Hotplate | Riechert HK120 |
References
- Zeil, J. Visual homing: an insect perspective. Curr. Opin. Neurobiol. 22, 285-293 (2012).
- Wehner, R. Desert ant navigation: how miniature brains solve complex tasks. J. Comp. Physiol. A. 189, 579-588 (2003).
- Fent, K., Wehner, R. Ocelli: a celestial compass in the desert ant Cataglyphis. Science. 228, 192-194 (1985).
- Warrant, E. J., Dacke, M. Visual navigation in nocturnal Insects. Physiology. 31, 182-192 (2016).
- Taylor, G. J., et al. The dual function of Orchid bee ocelli as revealed by x-ray microtomography. Curr. Biol. 26, 1-6 (2016).
- Hölldobler, B., Wilson, E. O. . The Ants. , (1990).
- Ali, T. M. M., Urbani, C. B., Billen, J. Multiple jumping behaviors in the ant Harpegnathos saltator. Naturwissen. 79, 374-376 (1992).
- Weiser, M. D., Kaspari, M. Ecological morphospace of New World ants. Ecol. Entomol. 31, 131-142 (2006).
- Bulova, S., Purce, K., Khodak, P., Sulger, E., O’Donnell, S. Into the black and back: the ecology of brain investment in Neotropical army ants (Formicidae: Dorylinae). Naturwissen. 103, 3-4 (2016).
- Narendra, A., Reid, S. F., Hemmi, J. M. The twilight zone: ambient light levels trigger activity in primitive ants. Proc. R. Soc. B. 277, 1531-1538 (2010).
- Narendra, A., et al. Caste-specific visual adaptations to distinct daily activity schedules in Australian Myrmecia ants. Proc. R. Soc. B. 278, 1141-1149 (2011).
- Moser, J., et al. Eye size and behaviour of day-and night-flying leafcutting ant alates. J. Zool. 264, 69-75 (2004).
- Stöckl, A. L., Ribi, W. A., Warrant, E. J. Adaptations for nocturnal and diurnal vision in the hawkmoth lamina. J. Comp. Neurol. 524, 160-175 (2016).
- Zeil, J. Sexual dimorphism in the visual system of flies: the compound eyes and neural superposition in Bibionidae (Diptera). J. Comp. Physiol. A. 150, 379-393 (1983).
- Dacke, M., Nordström, P., Scholtz, C. H. Twilight orientation to polarised light in the crepuscular dung beetle Scarabaeus zambesianus. J. Exp. Biol. 206, 1535-1543 (2003).
- Greiner, B., Ribi, W. A., Warrant, E. J. Retinal and optical adaptations for nocturnal vision in the halictid bee Megalopta genalis. Cell Tiss Res. 316, 377-390 (2004).
- Warrant, E. J., et al. Nocturnal vision and landmark orientation in a tropical halictid bee. Curr. Biol. 14, 1309-1318 (2004).
- Lattke, J. E. . Ants Standard Methods for Measuring and Monitoring Biodiversity. , 155-171 (2000).
- Ribi, W. A. . A Handbook in Biological Electron Microscopy. , 1-106 (1987).
- Narendra, A., Ramirez-Esquivel, F., Ribi, W. A. Compound eye and ocellar structure for walking and flying modes of locomotion in the Australian ant, Camponotus consobrinus. Sci. Rep. 6, 22331 (2016).
- Narendra, A., Greiner, B., Ribi, W. A., Zeil, J. Light and dark adaptation mechanisms in the compound eyes of Myrmecia ants that occupy discrete temporal niches. J. Exp. Biol. 219, 2435-2442 (2016).
- Ribi, W. A., Zeil, J. The visual system of the Australian "Redeye" cicada (Psaltoda moerens). Arthr. Struct. Dev. 44, 574-586 (2015).
- Ribi, W. A., Warrant, E. J., Zeil, J. The organization of honeybee ocelli: regional specializations and rhabdom arrangements. Arthr. Struct. Dev. 40, 509-520 (2011).
- Ribi, W. A. Colour receptors in the eye of the digger wasp, Sphex cognatus Smith: evaluation by selective adaptation. Cell Tiss. Res. 195, 471-483 (1978).
- Ribi, W. A. Ultrastructure and migration of screening pigments in the retina of Pieris rapae L. (Lepidoptera, Pieridae). Cell Tiss. Res. 191, 57-73 (1978).
- Lau, T., Gross, E., Meyer-Rochow, V. B. Sexual dimorphism and light/dark adaptation in the compound eyes of male and female Acentria ephemerella (Lepidoptera: Pyraloidea: Crambidae). Eur. J. Entomol. 104, 459-470 (2007).
- Wipfler, B., Pohl, H., Yavorskaya, M. I., Beutel, R. G. A review of methods for analysing insect structures – the role of morphology in the age of phylogenomics. Curr. Opin. Insect Sci. 18, 60-68 (2016).
- Streinzer, M., Brockmann, A., Nagaraja, N., Spaethe, J. Sex and caste-specific variation in compound eye morphology of five honeybee species. PLoS ONE. 8, e57702 (2013).
- Somanathan, H., Warrant, E. J., Borges, R. M., Wallén, R., Kelber, A. Resolution and sensitivity of the eyes of the Asian honeybees Apis florea, Apis cerana and Apis dorsata. J. Exp. Biol. 212, 2448-2453 (2009).
