Ein neuer Ansatz, die Handhabung für ein Studium Aggression Eliminiert und die "Loser" Effect in<em> Drosophila melanogaster</em

Aggression in der Tieranlagen ist stark mit dem Erwerb und der Besitz von Ressourcen wie Nahrung, Territorium und Kollegen verbunden. Angesichts der wichtigen Rolle dieses spielt in der Fitness von Individuen, ist es nicht verwunderlich, dass Aggression in der Tierwelt entwickelt. Als ein adaptives Merkmal, das direkt zugute Individuen wird eine starke Lernen und Gedächtnis-Komponente mit Aggression verbunden. Im Wettbewerb um die sozialen Rang, beeinflusst das Ergebnis der späteren Wettbewerben früheren Kampferfahrung. In der Regel vor Verlierer Erfahrung zu und gewinnen Erfahrung ab, die Wahrscheinlichkeit zu verlieren späteren Wettbewerben (so genannte "Verlierer" und "Gewinner" Effekte). "Loser" Effekte wurden in einer Vielzahl von Arten beobachtet worden, und einige Berichte deuten darauf hin, dass diese mehrere Tage dauern, während "Gewinner" Wirkungen sind in der Regel von kürzerer Dauer ^2,10,11.

Der erste Bericht über aggressives Verhaltenin Fruchtfliegen (D. ampelophila) wurde durch Sturtevant 1915 in einer mit Sex Anerkennung und Geschlechtsselektion ¹² betroffenen Papier. Ein halbes Jahrhundert später, vollständigere Untersuchung der männlichen Fruchtfliege Aggression wurden, dass die meisten der während der Fruchtfliege Kämpfe beobachtete Verhaltensmuster beschrieben. Diese Versuche waren meist in kleinen Gruppen von mehr als ^{13 bis 15} Stunden beobachtet, männliche und weibliche Fliegen durchgeführt. In jüngster Zeit mit der Zugabe von leistungsfähigen genetischen Werkzeuge, dyadische gleichgeschlechtlichen Kampf Setups und kürzere Zeiten der Beobachtung, D. melanogaster hat sich als wichtiges Modellsystem für das Studium der Biologie der Aggression ^1,16 entstanden. Die Analyse der Kämpfe zwischen gleichgeschlechtlichen Paaren von männlichen und weiblichen Fliegen zeigten, dass Aggression beinhaltet stereotype Verhaltensmuster, die Übergang von einem zum anderen zu einer statistisch zuverlässige Weise ^1,17. Einige der beobachteten Verhaltensmuster sind geschlechtsspezifisch, während andere im Kampf beobachtets bei beiden Geschlechtern. Männlich Kämpfe gehen zu höheren Intensitätsstufen als weibliche Kämpfe und führen zur Bildung von Dominanzverhältnisse mit klaren "Gewinner" und "Verlierer". Derzeit haben viele Labors begann die Untersuchung der biochemischen ^18, neuronale ^7,19-21 und genetische ²² Grundlagen der Aggression. Leider eine Meta-Analyse von Studien, um Einblick in Kampf Dynamik und die Bildung und Aufrechterhaltung der Dominanzbeziehungen ist problematisch aufgrund der Verwendung einer Vielzahl von experimentellen Verfahren in verschiedenen Labors erhalten. Im wesentlichen alle der in der Literatur beschriebenen Techniken beinhalten Handhabung und Manipulationen der Fliegen, um sie in Arenen ^19,23,24 und während des Verhaltensexperiment ^3,4 einzuführen Fliegen aus Arenen übertragen. Sanfte Aspiration ist der häufigste Weg, um Fliegen zu manipulieren ^3,4,23-25, aber kalt oder _CO 2 Anästhesie werden auch verwendet, ^9,26, auch wenn previous Studien haben bereits berichtet, dass diese Verfahren haben schädliche Auswirkungen auf Flugverhalten ^27,28. Ein Zeitraum von mindestens 24 h nach der Verwendung von Anästhetika empfohlen, ihre Auswirkungen auf das Verhalten ^29,30 minimieren.

Fliegen lernen aus früheren Kampferfahrung und ihre Verhaltensmuster zu verändern Nutzung in neuen Situationen, was darauf hindeutet, dass Lernen und Gedächtnis zu begleiten und Folgen der agonistischen Begegnungen. In diesem Sinne, Fliegen Kämpfe ähneln operante Konditionierung Lernsituationen, in dem Fliegen zu lernen, dass eine Strategie hat funktioniert und es dann immer öfter bei der späteren Begegnungen. Fliegen ändern ihre Kampfstrategien nach dem Dominanzverhältnisse wurden während der Kämpfe etabliert, mit Gewinnern Longieren mehr und mehr und Verlierer immer weniger. Nach einer Zeit der Trennung vorherigen Verlierer zeigen viel mehr unterwürfige Verhalten und mit hoher Wahrscheinlichkeit ^2. wenn gepaart mit naiven fl kämpft verlierenies oder vorherigen Gewinnern ^3,4. Jedoch hat das Fehlen eines experimentellen Verfahrens gesetzt wird, das Handling von Fliegen detaillierte Studien "loser" Effekte erschwert. In einer aktuellen Studie verglichen wir zwei experimentellen Verfahren routinemäßig in Laboratorien (Aspiration und Kälte-Anästhesie) verwendet werden, um Fliegen in Verhaltenskammern an das neue Verfahren, das Handling eliminiert einzuführen. Die Ergebnisse zeigten, dass Kalt Anästhesie hatten viel größere negative Auswirkungen auf Aggression als Aspiration, sondern sogar Aspiration reduziert das Niveau der Aggressivität von Fliegen. Aspiration war jedoch zu hoch signifikante Auswirkungen auf das Lernen und Gedächtnis, die Aggression zu begleiten. Nach identischen Protokoll mit zwei experimentellen Verfahren (Aspiration und keine Behandlung), eine robuste "Verlierer" Effekt wurde nur beobachtet, wenn die Handhabung von Fliegen wurde von der Versuchsdurchführung ^5,6 eliminiert.

Idealerweise Studium der Drosophila Aggression in labotorien sollten Umweltsituationen, die normalerweise in der Wildnis begegnen fliegt (Wettbewerb um Ressourcen, Territorium zu verteidigen und Raum zu entkommen) enthalten. Darüber hinaus sollten Versuchsbedingungen optimiert werden, um zuverlässig zu induzieren, zu beobachten und das Verhalten zu untersuch interpretiert werden (versuchen, die Behandlung der Tiere zu minimieren, die Verwendung von _CO 2 als Narkosemittel zu begrenzen, und Standardisierung der experimentellen Verfahren). Bei dem Versuch, die meisten oder alle diese Probleme anzugehen, haben wir einen neuen Verhaltensgerät, das Handling von Fliegen beseitigt, bevor, während und nach den verhaltens Arenen ihre Einführung. Mit diesen Vorrichtungen verwenden Fliegen ihre angeborene negativen Geotaxis zu bewegt und in die und aus den Kampf Kammern übertragen werden. Durch den Wegfall der Handhabung von Fliegen, zielt darauf ab, das Protokoll an: (a) verringern die Verhaltens Variabilität zwischen Individuen; (b) verringern Sie die notwendige Zeit für Fliegen zu interagieren und erzeugen klare Dominanzverhältnisse (Männer); und (c) sicher zu induzieren stark genug behavioral Änderungen Bildung "Verlierer" Effekte erlauben.

Dieses Protokoll beschreibt eine neue experimentelle Vorrichtung und ein schrittweises Vorgehen, um Aggressionen zu analysieren und die Bildung einer starken "Verlierer" Effekt in D. ermöglichen melanogaster. Wir erwarten, dass dieser Verhaltensvorrichtung leicht für die Untersuchung von anderen sozialen Verhaltensweisen, die von Fruchtfliegen zeigte angepasst werden.