Condicionado tátil e Análise do Movimento de estratégias de amostragem antenais de abelhas (<em> Apis mellifera</em> L.)
Summary
Neste protocolo, mostramos como condição aproveitado abelhas aos estímulos táteis e introduzir uma técnica de captura de movimento 2D para analisar a cinemática de multa escala padrão de amostragem antenal.
Abstract
As abelhas melíferas (Apis mellifera L.) são insetos eussociais e bem conhecidos por sua complexa divisão do trabalho e capacidade de aprendizagem associativa 1, 2. As abelhas operárias passar a primeira metade de sua vida dentro da colméia escuro, onde estão as larvas de enfermagem ou a construção dos favos hexagonal regular de alimentos (por exemplo, pólen ou néctar) e prole 3. As antenas são extraordinários antenas multissensoriais e desempenham um papel fundamental em diversas funções táteis mediadas 4, incluindo a construção colméia 5 e 6 de reconhecimento de padrões. Mais tarde na vida, cada única abelha deixa a colméia para procurar alimentos. Em seguida, uma abelha tem que aprender a discriminar fontes de alimento rentáveis, memorizar a sua localização, e comunicar a seus companheiros de ninho 7. As abelhas utilizam diferentes sinais florais como cores ou odores 7, 8, mas também pistas tácteis da superfície pétala 9 para formar memórias multissensoriais da fonte de alimentação. Em laboratório conditions, as abelhas podem ser treinadas em um paradigma de aprendizagem apetitiva discriminar características do objeto tátil, como bordas ou sulcos com suas antenas 10, 11, 12, 13. Este paradigma da aprendizagem é estreitamente relacionado com o condicionamento clássico olfactory extensão da resposta tromba (PER) em abelhas encapsuladas 14. A vantagem do modelo de aprendizagem tátil no laboratório é a possibilidade de combinar as experiências comportamentais na aprendizagem com várias medições fisiológicas, incluindo a análise do padrão de movimento da antena.
Protocol
Representative Results
Discussion
Preparação das abelhas: Coleta e fixação das abelhas deve ser feito rapidamente, a fim de manter o nível de estresse do baixo animal. O stress tem um efeito sobre a capacidade de resposta PER-e, portanto, pode ter um efeito indirecto sobre o desempenho da aprendizagem em abelhas 19, 20. O nível de tensão pode ser reduzida ao colocar os frascos de vidro com as abelhas directamente em gelo imediatamente após a colheita para imobilizá-los rapidamente. Tem que ser tido em conta que as ab…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos Joachim Erber por nos apresentar o paradigma de aprendizagem tátil em abelhas. Este trabalho foi apoiado pelo Cluster de Excelência 277 CITEC, financiado no âmbito da Iniciativa de Excelência alemão.
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).
