Phenotypic 그라디언트 따라 계란 제거 실험을 사용 하 여 그 인식의 한계를 조사

Summary

이 프로토콜은 계란 제거 실험을 실행 하기 위한 지침을 제공 합니다: 실험적인 그림에 대 한 개요 기술 계란 천연 조류 계란, 현장, 실시 하 고 수집 된 데이터 분석의 색상을 흉내 낸 모델. 이 프로토콜 비교 계란 제거 실험을 실시 하기 위한 획 일 한 방법을 제공 한다.

Abstract

무리 기생충 알을 그들의 다른 여자의 둥지에 해치 고 그들의 영을 후방 호스트 부모. 공부 어떻게 가만히 기생충 그들의 영을 양육으로 호스트를 조작 하 고 호스트 기생을 검출 하는 방법 coevolutionary 생물학의 분야에서 중요 한 통찰력을 제공 합니다. 무리 기생충, 뻐꾸기 등 cowbirds, 그들은 그들의 자신의 영을 양육의 비용을 지불할 필요가 없기 때문에 진화 이점을 얻을. 그러나, 이러한 비용 기생충, 계란, 그들의 영, 그리고 성인을 포함 하 여 모든 발달 단계에 대 한 호스트 방어에 대 한 선택 합니다. 달걀 제거 실험 호스트 방어를 공부 하는 데 사용 하는 가장 일반적인 방법은 있습니다. 이 실험 동안 연구원 호스트 둥지에 실험적인 계란을 배치 하 고 모니터링 호스트 응답 하는 방법. 색상은 종종 조작, 그리고 기대 그 차별과 호스트와 실험에 그 간의 호환성의 학위의 가능성은 긍정적으로 관련. 이 종이 같은 실험의 결과 분석을 일관 된 계란 색을 만드는 방법을 설명에서 계란 제거 실험에 대 한 가이드로 제공 합니다. 특별 한 주의 잠재력이 호스트 인식에 색깔 편견을 탐구 하는 새로운 방법을 색상 그라디언트 따라 고유 색된 계란을 포함에 주어 집니다. 표준화, 없이 그것은 결과 의미 있는 방식으로; 연구 사이 비교할 수 이 필드는 표준 프로토콜 추가 실험에 대 한 점점 더 정확 하 고 비교 결과 대 한 수 있습니다.

Introduction

무리 기생충 다음 그들의 영을 인상 하 고 부모의 케어^1,2,3와 관련 된 비용을 지불 수 있습니다 다른 종의 둥지에 있는 그들의 계란을 낳는다. Outwit 호스트 부분 기생충을 감지 하는 기생충 및 sleuthing 편에서 호스트를 속임수의이 행위는 두 배우에 강한 선택 압력을 제공 한다. 새 무리 기생의 경우에 이질적인 기생 계란의 호스트의 인식 선택 호스트 달걀, 모방 하는 기생충에 대 한 호스트 및 기생충⁴사이 진화 군비 경쟁을 합니다. 가만히 기생 공부 coevolutionary 역학 조사를 위한 모델 시스템 이기 때문에 중요 하 고 야생⁵의사 결정 이다. 달걀 제거 실험 분야와 생태학⁶interspecific 상호 작용 조사 하기 위해 사용 하는 중요 한 도구에서 새 무리 기생 공부에 사용 되는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다.

계란 제거 실험의 과정, 연구원은 일반적으로 소개 자연 또는 계란을 모델 하 고 표준화 된 기간 동안 이러한 실험 계란에 대 한 호스트의 응답을 평가. 이러한 실험 수 둥지⁷, 사이 진짜 계란 (에서 변화 하는 모습)를 교환 하거나 염색 또는 그 계란 그림 진짜 계란 (필요에 따라 추가 패턴)와 그들의 원래 둥지⁸, 반환 또는 모델 생성의 표면 컬러⁹,¹⁰, 크기¹¹및 모양¹²안보 등 특성 조작. 다양 한 외관의 계란에 호스트 응답 계란 거절 결정¹³ 어떻게 다른 그 달걀¹⁴응답 유도 해야 도달 하는 사용 하는 정보 내용에 귀중 한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 최적의 수용 임계값 이론¹⁵ 상태 호스트 실수로 기생 계란 (수락 오류)을 수락 하거나 실수로 자신의 차이 검토 하 여 그들의 자신의 계란 (거부 오류)을 제거의 위험을 균형 해야 합니다 (또는 그 달걀의 내부 템플릿)과 기생 계란. 따라서, 수용 임계값을 넘어 호스트 결정 자극을 참을 수 너무 다르다 존재 합니다. 기생 위험 낮은 때 수용 오류의 위험이 낮습니다 때 기생의 위험이 높습니다. 따라서, 결정 특정 컨텍스트 이며 인식된 위험 변경^14,,1617으로 적절 하 게 이동 합니다.

최적의 수용 임계값 이론 호스트 호스트와 기생충 고기에서 연속 변화에 따라 결정의 기초는 가정 합니다. 따라서, 다양 한 기생충 고기 호스트 응답 측정은 얼마나 관용 (자체 phenotypic 변이)를 가진 호스트 인구는 기생 고기의 범위를 설정 하는 데 필요한. 그러나, 거의 모든 이전 연구는 여 지 없이 그 색과 maculation 치료 (예를 들면, 모방/비 모방)에 의존 했습니다. 호스트 껍질 고기 하지 변화, 생물학적으로 실용적인 기대는, 경우에 모든 것 (흉내의 정도)에 직접 비교. 그렇지 않으면, “모방” 달걀 모델 어떻게 비슷한 그것은 호스트 계란 시간과 결과¹⁸을 비교할 때 혼란에 잠재적으로 지도할 수 있던 인구 사이 달라질 수 있습니다. 이론 기생 계란과 그들의 자신의¹⁴, 반드시 특정 기생 계란 색의 차이 기반으로 결정 하는 해당 호스트를 제안 합니다. 따라서 단일 계란 모델 형식을 사용 하 여지 않습니다 호스트 결정 임계값 또는 차별 능력, 가설을 테스트 하는 이상적인 접근 하지 않으면 그냥 눈에 띄는 차이 (JND이) 계란 모델 유형 및 개별 호스트 달걀 색은 관심의 변수입니다. 이 또한 교환 또는 색상¹⁹범위의 자연에 대 한 호스트 응답을 테스트 하려면 자연 계란을 추가 하는 실험적인 연구에 적용 됩니다. 그러나, 이러한 연구 호스트와 기생충 고기에 변화에 대 한 허용, 하는 동안 그들은 특성⁶, conspecific 계란⁷을 사용 하는 경우에 특히 발견 자연 변화에 의해 제한 됩니다.

대조적으로, 다양 한 색상의 인공 계란 연구원은 자연 변이의 제약 조건에서 (예를 들어, 그들은 응답 superstimuli²⁰을 조사할 수), 호스트 인식⁶의 한계를 조사 하도록 허용. 최근 연구는 그림 실험 계란 일치 하 고 껍질⁹ 에 별색²¹변이의 자연적인 범위를 능가 하도록 설계 하 여 호스트 응답 phenotypic 범위에 걸쳐 측정 하 소설 기법을 사용. 기본 인지 과정을 설명할 수 있는 호스트 응답 따라 그라디언트 색상으로 계란을 공부 수용 임계값¹⁵ 등 coevolved 흉내⁴, 이론적인 예측 사이의 지속적인 차이 기반 하기 때문에 특성입니다. 예를 들어 사용 하 여이 접근, Dainson 외. ²¹ 그 껍질 지상 채색 및 자리 채색 색채 대비 높은 경우 미국의 로빈 Turdus migratorius 경향이 계란을 더 강하게 거부 설립. 이 어떻게이 호스트 정보를 처리,이 경우에 구경, 통해 기생 계란을 제거할지 여부를 결정 하에 중요 한 통찰력을 제공 합니다. 페인트 혼합물을 사용자 지정, 연구원은 정확 하 게 조작할 수 실험 달걀의 색과 호스트의 계란, 사이의 유사성 다른 혼동 요인 안보 패턴¹⁰, 계란 크기²² 및 계란 등을 표준화 하는 동안 모양²³.

추가 복제 및 metareplication²⁴ 전과 최근 계란 제거 작업의 격려, 그것은 중요 한 과학자 계통 (다른 호스트 종)^7,22, 전체 표준화 방법론을 사용 공간 (다른 호스트 인구)^7,22,,2526 및 시간 (다른 번 식 계절)^{7,22,25,26 ,27}, 단지 희소 하 게 수행 했다. 표준화 된²⁸ 없었던 방법론 나중 artefactual 결과^29,30이어질 표시 했다. 이 종이 달걀 제거 실험 연속 변화에 대 한 응답을 검사 하 고 중요 한 방법론 개념의 수를 강조 하는 이러한 유형의 복제 하고자 하는 연구자에 대 한 지침 역할: 제어 둥지의 중요성 선험적 가설, metareplication, pseudoreplication, 그리고 색상 및 스펙트럼 분석. 계란 제거 실험 조류 호스트 기생충 coevolution 분야 지배에 불구 하 고 아니 포괄적인 프로토콜은 아직 존재 한다. 따라서, 이러한 지침 남북 및 내부-실험실 반복성 어떤 가설의 진정한 시험 metareplication, 즉에 공간 계통, 전체 전체 연구를 반복 고 시간²⁴, 귀중 한 자원이 될 것을 수만 의미 해질 때 일관 된 방법^29,,3031를 사용 하 여.

Protocol

여기에 설명 된 모든 메서드는 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)의 롱 아일랜드 대학-게시물에 의해 승인 되었습니다. 1. 혼합 아크릴 물감 색을 균일 하 게 껍질 표면 전체를 커버 것은 껍질 지상 채색 혼합. 다음 레시피 보다 조금 더 두 22 mL 알루미늄 페인트 튜브를 채울 것입니다 페인트의 50 g을 만들 것입니다. 블루-그린 색상을 대표 하는 파?…

Representative Results

화려한 달걀 모델 생성 사용자 정의 페인트 혼합물과 자연 계란의 반사율 스펙트럼은 그림 1A-D에 표시 됩니다. 가만히 기생 연구에 사용 되는 페인트 혼합물 자연 반사율 측정 스펙트럼 모양 (색) 및 크기 (밝기)와 밀접 하 게 일치 해야 합니다. 달성 하는 경우 자연 계란 색으로 ?…

Discussion

계란 제거 실험 무리 기생충-호스트 coevolution⁶⁶를 공부 하는 가장 일반적인 방법 이지만, 재료, 기술, 또는 프로토콜 표준화에 공동된 노력 부족은. 이것은 특히 메타 분석에 대 한 문제가입니다. 지금까지 호스트 계란 거절의 우리의 지식, 아니 메타-분석 연구^67,68, 모방 또는 비 모방으로 간주 됩니다 포함 한 가운데 방법론 불일치에 대…

Materials

Replicator Mini +	Makerbot
Professional Acrylic Paint Cobalt Turquoise Light	Winsor & Newton	28382
Professional Acrylic Paint Titanium White	Winsor & Newton	28489
Professional Acrylic Paint Cobalt Green	Winsor & Newton	28381
Professional Acrylic Paint Cobalt Turquoise	Winsor & Newton	28449
Professional Acrylic Paint Burnt Umber	Winsor & Newton	28433
Professional Acrylic Paint Red Iron Oxide	Winsor & Newton	28486
Professional Acrylic Paint Cadmium Orange	Winsor & Newton	28437
Professional Acrylic Paint Raw Umber Light	Winsor & Newton	28391
Professional Acrylic Paint Yellow Ochre	Winsor & Newton	28491
Professional Acrylic Paint Mars Black	Winsor & Newton	28460
Paint Brush	Utrecht	206-FB	Filbert brush
Paint Brush	Utrecht	206-F	Flat brush
Hair Dryer	Oster	202
Fiber optic cables	Ocean Optics Inc.	OCF-103813	1 m custom bifurcating fiber optic assembly with blue zip tube (PVDF), 3.8mm nominal OD jeacketing and 2 legs
Spectrometer	Ocean Optics Inc.	Jaz	Spectrometer unit with a 50 um slit width, installed with a 200-850 nm detector (DET2B-200-850), and grating option # 2.
Battery and SD card module for spectrometer	Ocean Optics Inc.	Jaz-B
Light source	Ocean Optics Inc.	Jaz-PX	A pulsed xenon light source
White standard	Ocean Optics Inc.	WS-1-SL	made from Spectralon
OHAUS Adventurer Pro Scale	OHAUS	AV114C	A precision microbalance
Gemini-20 portable scale	AWS	Gemini-20	A standard scale
Empty Aluminum Paint Tubes (22 ml)	Creative Mark	NA
Telescopic mirror	SE	8014TM
GPS	Garmin	Oregon 600
220-grit sandpaper	3M	21220-SBP-15	very fine sandpaper
400-grit sandpaper	3M	20400-SBP-5	very fine sandpaper
color analysis software: ‘pavo’, an R package	for use in, R: A language and environment for statistical computing	v 1.3.1	https://cran.r-project.org/web/packages/pavo/index.html
UV clear transparent	Flock off!	UV-001	A transparent ultraviolet paint
Plastic sandwich bags	Ziploc		Regular plastic sandwich bags from Ziploc that can be purchased at the supermarket.
Kimwipes	Kimberly-Clark Professional	34120	11 x 21 cm kimwipes
Toothbrush	Colgate		Toothbrush