基于表型梯度的鸡蛋排斥试验对鸡蛋识别极限的探讨

育雏寄生虫产卵在其他物种的巢, 然后可以提高他们的幼仔和支付与父母照顾^1,2,3相关的费用。这种欺骗行为, 以骗取宿主的寄生虫和侦查, 以检测寄生虫的一部分, 对两个行为者提供强烈的选择性压力。在一些鸟类育雏寄生的情况下, 寄主对不同的寄生卵的识别选择了模拟宿主卵的寄生虫, 这就产生了寄主和寄生虫之间的进化军备竞赛⁴。研究巢寄生是重要的, 因为它是一个模型系统的研究共同进化动力学和决策在野外⁵。鸡蛋排斥实验是研究鸟类巢寄生的最常用方法之一, 是生态学家研究⁶种种间相互作用的重要工具。

在卵子排斥实验过程中, 研究人员通常引入天然或模型卵, 并评估宿主在标准化时期对这些实验卵的反应。这种实验可以涉及在巢⁷之间交换真正的鸡蛋 (在外观上变化), 或染色或油漆真正的鸡蛋表面 (可选添加模式), 并返回他们原来的巢⁸, 或生成模型鸡蛋,操纵的特性, 如颜色⁹, 斑点¹⁰, 大小¹¹, 和/或形状¹²。宿主对不同外观的鸡蛋的反应, 可以提供有价值的洞察他们所使用的信息内容, 以达到一个鸡蛋排斥决定¹³和只是如何不同的鸡蛋需要得到一个反应¹⁴。最优接受阈值理论¹⁵指出, 主机应平衡错误接受寄生卵子的风险 (接受错误) 或错误地删除自己的卵子 (拒绝错误), 通过检查他们自己的鸡蛋之间的差异 (或这些卵的内部模板) 和寄生蛋。因此, 一个接受阈值存在的范围之外, 主机决定刺激是太不同的容忍。当寄生风险较低时, 接受误差的风险低于寄生风险高;因此, 决策是特定于上下文的, 当感知到的风险改变^14、16、17时, 就会适当地转移。

最优接受阈值理论假定宿主和寄生表型的持续变化决定宿主的基础决策。因此, 测量寄主对不同寄生虫表型的反应是必要的, 以确定宿主种群 (其自身的表型变化) 对一系列寄生形式的耐受程度。然而, 几乎所有先前的研究都依赖于分类鸡蛋颜色和 maculation 处理 (例如, 模拟/不模仿)。只有当寄主蛋壳表型没有变化, 这不是一个生物学上的实际期望, 所有的反应是直接可比的 (无论模仿程度)。否则, 一个 “模拟” 蛋模型将会有所不同, 它是如何相似的宿主鸡蛋内和人口之间, 这可能会导致混淆, 当比较调查结果¹⁸。理论表明, 宿主的决定是根据寄生蛋和他们自己的¹⁴之间的区别, 不一定是特定的寄生蛋颜色。因此, 使用单卵模型不是一个理想的方法来测试假设的主机决定阈值或歧视能力, 除非只是明显的差异 (以下 JND) 之间的鸡蛋模型类型和个人宿主鸡蛋颜色是变量的兴趣。这也适用于实验研究, 交换或添加天然蛋, 以测试主机响应的自然范围的颜色¹⁹。然而, 虽然这些研究确实允许变异的寄主和寄生虫表型, 他们是有限的自然变异发现在性状⁶, 特别是当使用同种卵⁷。

相比之下, 那些制造各种颜色的人造蛋的研究人员不受自然变异的限制 (例如, 他们可以调查对 superstimuli²⁰的反应), 让他们去探索寄主感知⁶的极限。最近的研究使用了新的技术来测量宿主的反应在一个表型范围内, 通过画实验蛋设计, 以匹配和超过自然范围的变化, 蛋壳⁹和专色²¹。研究宿主对带有颜色渐变的鸡蛋的反应可以揭示潜在的认知过程, 因为理论预测, 如接受阈值¹⁵或协同进化特别是模仿⁴, 是基于持续的差异性状。例如, 通过使用这种方法, Dainson等。²¹建立了当蛋壳地面着色和斑点着色之间的色对比更高时, 美国罗宾鸫 migratorius倾向于强烈拒绝蛋。这个发现提供了宝贵的洞察力如何这个宿主处理信息, 在这种情况下通过发现, 以决定是否删除寄生蛋。通过自定义颜料混合物, 研究人员可以精确地操纵实验鸡蛋颜色和宿主卵颜色之间的相似性, 同时标准化其他混杂因素, 如斑点模式¹⁰, 蛋大小²²和鸡蛋形状²³。

为了鼓励进一步的复制和 metareplication²⁴的经典和最近的卵子排斥工作, 重要的是, 科学家使用的方法, 标准化跨系统系统 (不同的寄主物种)^7,22,空间 (不同的寄主人口)^7,22,25,26和时间 (不同的繁殖季节)⁷,²²,^{25,26 ,27}, 很少做。未标准化²⁸的方法后来被证明导致 artefactual 结果^29,30。本文是一组指导研究人员试图复制这种类型的卵子排斥实验, 检查对持续变化的反应, 并强调了一些重要的方法论概念: 控制巢的重要性,先验假说, metareplication, pseudoreplication, 色谱分析。尽管在禽类寄主-寄生虫共同进化领域控制的卵子排斥实验还没有全面的协议存在。因此, 这些准则将是提高实验室间和内部重复性的宝贵资源, 因为任何假说的真正检验都在 metareplication,即在系统系统、空间和时间²⁴中重复整个研究, 这只有在使用一致方法^29、30、31时才能有意义地完成。