Verifiserer grensene for Egg anerkjennelse bruker Egg avvisning eksperimenter langs fenotypiske graderinger

Summary

Denne protokollen gir retningslinjer for kjører egg avvisning eksperimenter: disponering teknikker for maleri eksperimentelle egg modeller å etterligne fargene på naturlige fuglen egg, utføre feltarbeid og analysere de innsamlede dataene. Denne protokollen gir en ensartet metode for å gjennomføre sammenlignbare egg avvisning eksperimenter.

Abstract

Foreldreomsorg og yngelens parasitter legger egg i andre kvinner reir, forlater vert foreldrene å klekkes og bakside deres ung. Studere hvordan Foreldreomsorg og yngelens parasitter manipulere verter til oppdra ungene sine og hvordan verter oppdage parasitism gi viktig innsikt i feltet coevolutionary biologi. Foreldreomsorg og yngelens parasitter, som cuckoos og cowbirds, få en evolusjonær fordel fordi de ikke trenger å betale kostnadene for oppdrett egen unge. Men velge disse kostnadene for vert forsvar mot alle utviklingsstadier av parasitter, inkludert egg, unge og voksne. Egg avvisning eksperimenter er den vanligste metoden for sliping vert forsvar. Under disse eksperimentene, plasserer en eksperimentell egg i en vert reir og overvåker hvordan verter reagerer. Farge er ofte manipulert, og håpet er at sannsynligheten for egg diskriminering og graden av dissimilarity mellom verten og eksperimentelle egg er positivt relatert. Denne artikkelen fungerer som en guide for å gjennomføre egg avvisning eksperimenter fra som beskriver metodene for å lage konsekvente egg farger til å analysere resultatene av slike eksperimenter. Spesiell oppmerksomhet er gitt til en ny metode som involverer unikt fargede egg langs fargeoverganger som har potensial til å utforske farge skjevheter i vert anerkjennelse. Uten standardisering er det ikke mulig å sammenligne resultatene mellom studier på en meningsfull måte; en standardprotokoll innen dette feltet vil tillate stadig mer nøyaktige og sammenlignbare resultater for videre studier.

Introduction

Foreldreomsorg og yngelens parasitter legger egg i redene til andre arter som kan deretter høyne deres ung og betale kostnadene forbundet med foreldrenes omsorg^1,2,3. Denne loven av bedrag å overliste verten fra parasitten og sleuthing for å oppdage parasitten fra verten gir sterk selektive presset på skuespillerne. I noen tilfeller av avian Foreldreomsorg og yngelens parasitism velger vertens anerkjennelse av ulike parasittiske egg for parasitter som etterligner vert egg, som produserer en evolusjonær våpenkappløp mellom vert og parasitt⁴. Studere Foreldreomsorg og yngelens parasitism er viktig fordi det er en modell for å undersøke coevolutionary dynamics og beslutningsprosesser i vill⁵. Egg avvisning eksperimenter er en av de vanligste metodene som brukes for å studere avian Foreldreomsorg og yngelens parasitism i feltet og et viktig verktøy økologer bruke undersøke interspesifikk vekselsvirkningene⁶.

I løpet av egg avvisning eksperimenter, forskere vanligvis introdusere naturlig eller modell egg og vurdere vertens svar på disse eksperimentelle egg over en standardisert periode. Slike eksperimenter kan innebære bytte ekte egg (som varierer i utseende) mellom reir⁷eller farging eller maleri overflater av ekte egg (eventuelt legge mønstre) og returnere dem til deres opprinnelige reir⁸eller genererer modell egg som har manipulert egenskaper som farge⁹, småblødninger¹⁰, størrelse¹¹eller figur¹². Verten svaret egg av varierende utseende kan gi verdifull innsikt i innhold de bruker en egg avvisning beslutning¹³ og bare hvor forskjellig som egg må være å lokke fram et svar¹⁴. Optimal aksept terskelen teori¹⁵ sier at vertene skal balansere risikoen for feilaktig å godta en parasitt egg (aksept feil) eller feilaktig fjerner egne egg (avvisning feil) ved å undersøke forskjellen mellom egne egg (eller en intern mal av de eggene) og parasitt egg. Som sådan, finnes en terskel for aksept utover som verter avgjøre en stimulans er for ulike tolerere. Når parasitism risikoen er lav, er risikoen for aksept feil lavere enn når risikoen for parasitism er høy; dermed beslutninger er kontekst spesifikk og vil skifte riktig som oppfattes risiko endre^14,16,17.

Optimal aksept terskelen teori forutsetter at verter basere beslutninger ved kontinuerlig variasjon i vert og parasitt fenotyper. Derfor er måle vert Svar å varierende parasitten fenotyper nødvendig for å etablere hvor tolerant vert innbyggere (med sin egen fenotypiske variant) er en rekke parasittiske fenotyper. Men har nesten alle tidligere studier stolt på kategoriske egg farge og maculation behandlinger (f.eksmimetic/ikke-mimetic). Hvis verten eggeskallet fenotyper ikke varierer, som ikke er en biologisk praktisk forventning, ville alle svar er direkte sammenlignbare (uavhengig av graden av etterligner). Ellers, en “mimetic” egg modell varierer i hvor like det er å vert egg innenfor og mellom befolkningsgrupper, som kan føre til forvirring når du sammenligner resultatene¹⁸. Teori foreslår at verten beslutninger er basert på forskjellen mellom den parasittiske egg og egen¹⁴, ikke nødvendigvis en bestemt parasitt egg farge. Derfor bruke en enkelt egg modell er ikke en ideell tilnærming til å teste hypoteser om vert beslutning terskler eller diskriminering evner, med mindre den bare merkbar forskjellen (senere JND) mellom egg modelltypen og enkelte vert egg farge er den variabel rundt. Dette gjelder også eksperimentelle studier som bytte eller legge til naturlige egg for å teste vert svar for naturlige farger¹⁹. Men mens disse studiene tillater for variasjon i vert og parasitt fenotyper, er de begrenset av naturlig variasjon funnet i trekk⁶, særlig når benytter conspecific egg⁷.

Derimot forskere som gjør kunstig egg av varierte farger er fri fra begrensninger av naturlig variasjon (f.eksde kan undersøke svar til superstimuli²⁰), slik at de kan undersøke grensene for verten oppfatning⁶. Nyere forskning har brukt romanen teknikker for å måle vert svar over et fenotypiske spekter av maleri eksperimentelle egg designet for å matche og overgå det naturlige utvalget av variasjon i eggeskallet⁹ og spotfarger²¹. Studere vert Svar å egg med farger langs graderinger kan avdekke underliggende kognitive prosesser teoretisk spådommer, som aksept terskler¹⁵ eller coevolved etterligner⁴, er basert på kontinuerlig forskjellene mellom trekk. For eksempel ved hjelp av denne tilnærmingen, Dainson et al. ²¹ etablert at når kromatisk kontrasten mellom eggeskallet bakken coloration og flekk farge er høyere, amerikanske Robin Turdus migratorius tendens til å avvise egg sterkere. Dette funnet gir verdifull innsikt i hvordan denne verten behandler informasjon, i dette tilfellet gjennom småblødninger, avgjøre om å fjerne en parasitt egg. Ved å tilpasse maling blandinger, kan forskere nettopp manipulere likheten mellom en eksperimentell egg farge og vertens egg farge, mens standardisere andre forvirrende faktorer som småblødninger mønstre¹⁰, egg størrelse²² og egg figur²³.

For å oppmuntre ytterligere replikering og metareplication²⁴ klassiske og siste egg avvisning arbeid, er det viktig at forskere bruker metoder som er påkrevd fylogeni (annen vert arter)^7,22, plass (annen vert bestander)^7,22,25,26 og tid (forskjellige avl sesongene)^{7,22,25,26 ,27}, som ble gjort bare sjelden. Metoder som ikke var standardisert²⁸ ble vist å føre til artefactual resultater^29,30. Denne artikkelen fungerer som et sett med retningslinjer for forskere søker å gjenskape denne typen egg avvisning eksperiment som undersøker Svar å kontinuerlig variasjon og fremhever en rekke viktige metodologiske begreper: betydningen av kontroll reir, en priori hypoteser, metareplication, pseudoreplication, og farge og spektral analyse. Til tross for egg avvisning eksperimenter dominerende feltet avian vert-parasitten coevolution, finnes ennå ingen omfattende protokoll. Disse retningslinjene vil derfor være en verdifull ressurs for å øke inter – og intra-lab repeterbarhet som den sanne testen av enhver hypotese ligger i metareplication, dvs.gjenta hele studier over fylogeni, plass og tid²⁴, som kan bare meningsfullt gjøres ved konsekvente metoder^29,30,31.

Protocol

Alle metodene som er beskrevet her er godkjent av institusjonelle Animal Care og bruk Committee (IACUC) av Long Island University-Post. 1. blande Akryl maling Bland eggeskallet bakken farge, som er fargen jevnt dekker hele eggeskallet overflaten. Følgende oppskrift vil gjøre 50 g av maling, som vil fylle litt mer enn to 22 mL aluminium maling rør. Generere en blå-grønn farge, som representerer en blå-grønn eggeskall (f.eks, en amerikansk Ro…

Representative Results

Fargerike egg modeller Refleksjon spektra av tilpasset maling blandinger og naturlig egg er vist i figur 1A-D. Maling blandinger brukes i Foreldreomsorg og yngelens parasitism studier bør nøye samsvare med naturlig refleksjon mål spectral figur (farge) og omfanget (lysstyrke). Hvis det er oppnådd, bør fargen på eksperimentell egg oppfattes av verten som en nat…

Discussion

Selv om egg avvisning eksperimenter er den vanligste metoden å studere Foreldreomsorg og yngelens parasitten vert coevolution⁶⁶, mangler anstrengelser for å standardisere materialer, teknikker eller protokoller. Dette er spesielt problematisk for meta-analyser. Ikke meta-analyse, til vår kunnskap, for verten egg avvisning hittil har kontrollert for metodologiske uoverensstemmelser studier^67,68, inkludert hva regnes mimetic eller ikke-mi…

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