Taktil konditionering och rörelse Analys av antenn provtagningsmetoder i honung Bin (<em> Apis mellifera</em> L.)
Summary
I detta protokoll visar vi hur man tillstånd utnyttjas honungsbin till taktila stimuli och införa en 2D teknik motion capture för att analysera kinematik finskaliga antenn provtagning mönster.
Abstract
Honungsbin (Apis mellifera L.) är eusocial insekter och väl kända för sin komplicerade arbetsfördelning och associativ inlärning kapacitet 1, 2. De arbetstagare bin tillbringar den första halvan av sitt liv inom mörka kupan, där de ammar larverna eller bygga ordinarie sexkantiga kammar för livsmedel (t.ex. pollen eller nektar) och grubbla 3. Antennerna är extra multisensoriska känselspröt och spelar en central roll i olika taktila medierade uppgifter 4, inklusive bikupa byggnad 5 och mönsterigenkänning 6. Senare i livet, lämnar varje enskild bee bikupa till foder för mat. Sedan ett bi måste lära sig att skilja lönsamma mat källor, memorera deras plats och förmedla det till sitt bo kompisar 7. Bin använder olika blommor signaler som färger eller lukt 7, 8, men även taktila signaler från bladet ytan 9 för att bilda multisensoriska minnen av föda. Enligt laboratorium conditions kan bina tränas i appetitive lärande att diskriminera taktila föremål funktioner, till exempel kanter eller spår med sina antenner 10, 11, 12, 13. Detta lärande är nära besläktad med den klassiska lukt konditionering av snabel förlängning svar (PER) i selade bin 14. Fördelen med det taktila lärande i laboratoriet är möjligheten att kombinera beteende experiment på lärande med olika fysiologiska mätningar, bland annat en analys av antenn rörelsemönster.
Protocol
Representative Results
Discussion
Beredning av bin: Insamling och fastställande av bin bör göras snabbt, för att hålla stressnivån hos djuret låg. Stress påverkar per-lyhördhet och därför kan ha en indirekt effekt på lärandet prestanda i bin 19, 20. Stressnivån kan minskas genom att placera glasflaska med bina direkt på is omedelbart efter samlingen att immobilisera dem snabbt. Det måste beaktas att bin behöver mer tid för att återhämta ju längre anestesi tiden är före.
Visi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi tackar Joachim Erber för att införa oss till den taktila lärande i honungsbin. Detta arbete stöddes av Cluster of Excellence 277 CITEC, finansieras inom ramen för det tyska Excellence Initiative.
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).
