Invertire la dissezione e dati DiceCT Reveal altrimenti nascosti nell'evoluzione del Primate viso
Summary
Le espressioni facciali sono una modalità di comunicazione visiva prodotta dai muscoli mimetici. Qui, presentiamo i protocolli per le nuove tecniche della dissezione inversa e DiceCT completamente visualizzare e valutare i muscoli mimetici. Queste tecniche combinate possono esaminare aspetti sia morfologici e fisiologici della muscolatura mimetico per determinare gli aspetti funzionali.
Abstract
Le espressioni facciali, o schermi facciali, di intenti sociali o impressionabili sono prodotte da molti taxa mammiferi come mezzo per comunicare visivamente con i conspecifici a una distanza ravvicinata. Questi display sono raggiunti dalla contrazione dei muscoli mimetici, che sono attaccato al derma del viso del muscolo scheletrico. Invertire la dissezione, rimuovendo la maschera pieno facciale dal cranio e avvicinando i muscoli mimetici in senso inverso, è un efficace ma distruttivo modo di rivelare la morfologia dei muscoli mimetici, ma esso è distruttivo. DiceCT è un nuovo meccanismo per visualizzare i muscoli scheletrici, compresi muscoli mimetici e isolando i fasci muscolari individuali per misurazione quantitativa. DiceCT fornisce inoltre un meccanismo non-distruttivo per la visualizzazione di muscoli. Tecniche combinate di dissezione inversa e DiceCT possono essere utilizzate per valutare la morfologia evolutiva della muscolatura mimetica così come potenziale forza di contrazione e velocità in questi muscoli. Questo studio ulteriore dimostra che DiceCT può essere utilizzato per esattamente ed attendibilmente visualizzare mimetici muscoli così come invertire la dissezione e fornire un metodo non distruttivo per il campionamento muscoli mimetici.
Introduction
Mimetico muscolatura, o muscolatura di espressione facciale, è muscolo scheletrico ed è trovato in tutto Mammalia1. Mentre più mammifero muscolo scheletrico attribuisce ai punti di riferimento ossute discreti, muscolatura mimetico è unico nella relativi allegati principalmente nella pelle del viso, cuoio capelluto e la funzione ventrale del collo1,2,3, 4. Contrazione della muscolatura mimetica si deforma la “maschera facciale” in espressioni o facciale Mostra d’intenti sociali ed emotivo, cambia la dimensione e la forma degli sfinteri dell’occhio, cavità nasale e cavità orale utilizzato in alimentazione, respirazione e vocalizzazioni, ed è parte del meccanismo di comunicazione visiva nel complesso accostamento trovato tra la maggior parte mammiferi2,3,4,5. Attraverso Mammalia, gli schermi facciali generati dai muscoli mimetici assistono nella regolazione e mantenimento di confini territoriali, legami sociali e il gruppo sociale inserente conspecifici sulle intenzioni del mittente2, emotive e comportamentale 5.
Tra i mammiferi, primati sono caratterizzati in parte quanto impiegano un alto livello di comportamento sociale in tutto il ciclo di vita con tutte le specie viventi in un gruppo sociale2,5. Mentre alcuni taxa, come i galagoni nocturnal e Lori, possono vivere in gruppi costituiti solo da una madre e prole, altri taxa, come i macachi diurni e babbuini, possono vivere in gruppi di oltre 100 persone6. Non importa la dimensione del gruppo sociale, primati utilizzano spesso i comportamenti stereotipati sociali associati al grado e territorialità e questi comportamenti includono in genere un componente di visualizzazione del viso. Display del viso sono parte del processo di mantenere legami tra membri di gruppi sociali, gerarchie di dominanza, riproduzione e la comunicazione che fa parte della vita quotidiana, soprattutto nelle specie diurne2,5,7 . Mentre è stato chiaro per qualche tempo quello muscolatura facciale viene utilizzato per creare questi schermi facciali, solo recentemente è diventato apparente che la fisiologia e la muscolatura facciale forma sono associati con le esigenze funzionali di variabili sociali2, 8. Precedenti studi su filogeneticamente e comportamentale diverse gamme di primati hanno dimostrato che specie diurne vivono in grande, gruppi sociali complessi tendono ad avere un elevato numero di schermi facciali discreti che si concentrano il movimento delle labbra, sopracciglia, palpebre e con un elevato numero di muscoli facciali raggruppati attorno alle labbra e la regione orbitale9. Al contrario, ci sono stati pochi studi sulla specie notturne che vivono in piccoli gruppi, ma queste specie hanno un elevato numero di muscoli facciali discreti con allegati intorno l’orecchio esterno e labbra, che possono essere associate con i movimenti dell’orecchio e labbra (che sono stati documentati in alcune specie notturne negli incontri agonistici con i conspecifici e l’individuazione di suoni)2,9,10,11. Inoltre, gli esseri umani hanno una percentuale relativamente più alta delle fibre di miosina contrazione lenta nella muscolatura mimetica rispetto macaques del reso o gli scimpanzé, che possono essere correlati al “rallentamento” nella contrazione della muscolatura umana mimetico intorno alle labbra usato durante la produzione di suoni vocali o alla capacità di resistenza di affaticamento generale dei muscoli8.
Gli esseri umani sono, senza dubbio, il più sociale di tutti i primati e hanno sviluppato il linguaggio come una componente di comunicazione sociale. Ancora, però, gli esseri umani utilizzano espressione facciale come mezzo di comunicazione visiva e hanno il più grande repertorio di schermo facciale noto tra i primati. Nel tentativo di capire più completamente le variabili che circondano l’evoluzione del comportamento sociale umano e generale dei primati, una maggiore comprensione della morfologia e della fisiologia della muscolatura mimetico primate è altamente desiderabile. Perché muscolatura mimetico è attaccato alla pelle stessa e, in alcune specie, possono eccezionalmente sottile e difficile da visualizzare, abbiamo sviluppato un metodo unico di visualizzare questa muscolatura per entrambi i processi di registrazione lordo presenza/assenza e gli allegati così come campionamento per elaborazione microanatomical.
“Reverse dissezione” è un metodo per preservare la muscolatura mimetica rimuovendo la maschera facciale intera dalla testa e aumentando la visibilità dei muscoli anche piccoli. Perché la dissezione inversa è un processo distruttivo, possono non essere sempre disponibili per questa metodologia esemplari rari e preziosi. DiceCT è un metodo efficace che può visualizzare molti dei muscoli mimetici in specie anche piccolissimi12,13,14. Questo metodo può essere utilizzato in concerto con la dissezione inversa o in casi in cui gli esemplari rari, preziosi non possono essere sezionati e possono fornire molte informazioni senza dover rimuovere la maschera facciale “inversa dissezione”12,13, 14. Il presente protocollo descrive un insieme di metodi per la combinazione inversa dissezione con DiceCT al fine di esaminare la muscolatura mimetico primate.
Protocol
Representative Results
Discussion
Seguendo i passi per la dissezione”inversa” protocollo produce in genere una maschera facciale che può essere sezionata, lentamente e metodicamente, per rivelare la muscolatura mimetico, indipendentemente dalle dimensioni della testa. È particolarmente importante spostare lentamente e continuamente valutare se i muscoli sono stati completamente tagliati attraverso inavvertitamente, particolarmente in più piccole specie di corposo.
Al fine di determinare dove si trova la muscolatura, è part…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori desiderano riconoscere Yerkes National Primate Research Center per accedere a scimpanzé e gli esemplari di macaco rhesus e Chris Vinyard (Northeast Ohio Medical University) per l’accesso ai comuni esemplari di uistitì. Ringraziamo Marissa Boettcher, Kaitlyn Leonard e Antonia Meza presso la University of North Carolina per assistenza con il processo di scansione. Quest’opera è stata eseguita in parte presso la Duke University ha condiviso materiali strumentazione Facility (SMIF), un membro della Carolina del Nord ricerca triangolo nanotecnologia Network (RTNN), che è sostenuto dalla National Science Foundation (Grant ECCS-1542015) nell’ambito della nanotecnologia nazionale infrastrutture di coordinata (NNCI). Si tratta di Duke Lemur Center pubblicazione numero 1405.
Materials
| Nikon XTH 225 ST | Nikon | no catalog numbers | |
| 10% buffered formalin | Fisher Scientific | SF98-4 | |
| Iodine, ACS Grade | Lab Chem, Inc. | LC155901 | |
| Sodium thiosulfate | Acros Organics | AC450620010 | |
| Potassium Iodide | Alfa Aesar | A1270430 |
References
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