عن طريق اللمس تكييف وتحليل حركة استراتيجيات أخذ العينات Antennal في نحل العسل (<em> أبيس mellifera</em> L.)
Summary
في هذا البروتوكول نعرض كيفية تسخير حالة نحل العسل للمؤثرات عن طريق اللمس وإدخال تقنية التقاط الحركة 2D لتحليل الكينماتيكا الجميلة على نطاق ونمط أخذ العينات antennal.
Abstract
نحل العسل (أبيس mellifera L.) هي الحشرات eusocial ومعروفة للشعبة الخاصة بهم معقدة من العمل والتعلم النقابي القدرة 1 و 2. النحل العامل قضاء النصف الأول من حياتهم داخل الخلية الظلام، حيث يتم التمريض اليرقات أو بناء أمشاط العادية سداسية للأغذية (مثل حبوب اللقاح أو الرحيق) والحضنة 3. والهوائيات هي جس نبض المتعددة الحواس غير عادية وتلعب دورا محوريا في مختلف المهام بوساطة اللمس 4، بما في ذلك بناء الخلية 5 و التعرف على الأنماط 6. في وقت لاحق في الحياة، كل واحد يترك النحل خلية للبحث عن الطعام. ثم نحلة أن يتعلم التمييز مصادر الغذاء مربحة، حفظ مواقعها، والتواصل لزملائه عشها 7. النحل استخدام إشارات مختلفة مثل الزهور أو الألوان الروائح 7 و 8، ولكن أيضا عن طريق اللمس العظة من سطح البتلة 9 إلى تشكيل ذكريات المتعددة الحواس من مصدر الغذاء. تحت المختبر المشتركnditions، يمكن تدريب النحل في نموذج التعلم مشهي للتمييز ملامح وجوه عن طريق اللمس، مثل حواف الأخاديد أو الهوائيات الخاصة 10 و 11 و 12 و 13. يرتبط ارتباطا وثيقا هذا النموذج تعلم تكييف وحاسة الشم الكلاسيكية للاستجابة تمديد خرطوم (PER) في تسخير النحل 14. ميزة لنموذج التعلم عن طريق اللمس في المختبر هو إمكانية الجمع بين التجارب السلوكية على التعلم مع القياسات الفسيولوجية المختلفة، بما في ذلك تحليل نمط الحركة antennal.
Protocol
Representative Results
Discussion
إعداد النحل: جمع وتصحيح وينبغي أن يتم بسرعة النحل، من اجل الحفاظ على مستوى منخفض من التوتر الحيوان. الإجهاد له تأثير على استجابة PER-، وبالتالي، يمكن أن يكون لها تأثير غير مباشر على أداء التعلم في النحل 19، 20. يمكن تخفيض مستوى الإجهاد عن طريق وضع قنينة زجا?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر يواكيم Erber لإدخال بنا إلى نموذج التعلم عن طريق اللمس في نحل العسل. وأيد هذا العمل من قبل الكتلة التميز CITEC 277، الممولة في إطار مبادرة التميز الألمانية.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Pollen foragers, Apis mellifera L. | Private hives | ||
| Glass vials (22 x 45 mm) | Carl Roth GmbH & Co | X655.1 | |
| Brass tubes, 10 x 30 mm | Self-produced | ||
| Brass cube, 3 x 5 mm | Self-produced | ||
| Tipp-Ex (solvent-free) | Tipp-Ex GmbH & Co KG | ||
| Sucrose solution (30%) | Household suger diluted in water | ||
| Ethanol (70%) | Carl Roth GmbH & Co | 9065.3 | |
| Syringe (1 ml) and needle (0.6 x 25) | Carl Roth GmbH & Co | 59.1 | |
| Stop Watch | Carl Roth GmbH & Co | L423.1 | |
| Micromanipulator | Märzhäuser MM33 | 00-42-101-0000 | |
| Digital video camera | Basler A602f-2 | ||
| Macro lens for camera | TechSpec VZM 200 | ||
| Matlab R2009b | The MathWorks |
References
- Page, R. E., Scheiner, R., Erber, J., Amdam, G. V. The development and evolution of division of labor and foraging specialization in a social insect (Apis mellifera L.). Curr. Top. Dev. Biol. 74, 253-286 (2006).
- Menzel, R., Müller, U. Learning and memory in honeybees: From behavior to neural substrates. Annu. Rev. Neurosci. 19, 379-404 (1996).
- Seeley, T. D. . The wisdom of the hive. , (1995).
- Staudacher, E., Gebhardt, M. J., Dürr, V. Antennal movements and mechanoreception: neurobiology of active tactile sensors. Adv. Insect Physiol. 32, 49-205 (2005).
- Martin, H., Lindauer, M. Sinnesphysiologische Leistungen beim Wabenbau der Honigbiene. Z. Vergl. Physiol. 53, 372-404 (1966).
- Kevan, P. G., Menzel, R., Mercer, A. Texture sensitivity in the life of honeybees. Neurobiology and behavior of honeybees. , 96-101 (1987).
- von Frisch, K. . Tanzsprache und Orientierung der Bienen. , (1965).
- Waser, N. M. Flower constancy: definition, cause, and ceasurement. Am. Nat. 127, 593-603 (1986).
- Kevan, P. G., Lane, M. A. Flower petal microtexture is a tactile cue for bees. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82, 4750-4752 (1985).
- Erber, J., Kierzek, S., Sander, E., Grandy, K. Tactile learning in the honeybee. J. Comp. Physiol. A. 183, 737-744 (1998).
- Kisch, J., Erber, J. Operant conditioning of antennal movements in the honey bee. Behav. Brain. Res. 99, 93-102 (1999).
- Scheiner, R., Erber, J., Page, R. E. Tactile learning and the individual evaluation of the reward in honey bees (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 185, 1-10 (1999).
- Erber, J., Scheiner, R., Adelman, G., Smith, B. Honeybee learning. Encyclopedia of Neuroscience. , (2004).
- Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schäfer, S. Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera). J. Comp. Psychol. 97, 107-119 (1983).
- Dacher, M., Gauthier, M. Involvement of NO-synthase and nicotinic receptors in learning in the honey bee. Physiol. Behav. 95, 200-207 (2008).
- Haralick, R. M., Shapiro, L. G. . Computer and Robot Vision. I, (1992).
- Erber, J., Galizia, C. G., et al. Tactile antennal learning in the honey bee. Honeybee Neurobiology and Behavior. , 439-455 (2012).
- Pankiw, T., Page, R. E. Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 189, 675-684 (2003).
- Harris, J. W., Woodring, J. Effects of stress, age, season and source colony on levels of octopamine, dopamine and serotonine in the honey bee (Apis mellifera L.) brain. J. Insect. Physiol. 38, 29-35 (1992).
- Scheiner, R., Kuritz-Kaiser, A., Menzel, R., Erber, J. Sensory responsiveness and the effects of equal subjective rewards on tactile learning and memory of honeybees. Learn. Mem. 12, 626-635 (2005).
- Mujagic, S., Sarkander, J., Erber, B., Erber, J. Sucrose acceptance and different forms of associative learning of the honey bee (Apis mellifera L.) in the field and laboratory. Front. Behav. Neurosci. 4, 46 (2010).
- Scheiner, R., Barnert, M., Erber, J. Variation in water and sucrose responsiveness during the foraging season affects proboscis extension learning in honey bees. Apidologie. 34, 67-72 (2003).
- Mujagic, S., Erber, J. Sucrose acceptance, discrimination and proboscis responses of honey bees (Apis mellifera L.) in the field and the laboratory. J. Comp. Physiol. A. 195, 325-339 (2009).
- Friedrich, A., Thomas, U., Müller, U. Learning at different satiation levels reveals parallel functions for the cAMP-protein kinase A cascade in formation of long-term memory. J. Neurosci. 24, 4460-4468 (2004).
- Erber, J., Pribbenow, B., Grandy, K., Kierzek, S. Tactile motor learning in the antennal system of the honeybee (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 181, 355-365 (1997).
- Lambin, M., Déglise, P., Gauthier, M. Antennal movements as indicators of odor detection by worker honeybees. Apidologie. 36, 119-126 (2005).
