A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution.
Devetüyü kuyruklu bombus arısı, Bombus terrestris gibi Genelci polinatörler, çiçekli bitkilerin topladığımız çiçek nektar hem besin ve toksinlerin karşılaşıyoruz. Sadece birkaç çalışma gıda toksinlerin doğru arıların tat yanıtları açıklanan var ve bu deneyler özellikle ölçülü bal arıları üzerinde hortum uzatma yanıtı kullandık. Burada, yeni bir davranış tahlil besin ve toksinlerin özgürce hareket eden beslenme yanıtları, bireysel işçi bombus arıları ölçmek için sunulmuştur. Bu testte, her bombus arısı tarafından yutulur çözüm miktarını ölçer ve gıda tat yoğunluğu arttırıcı beslenme davranışının mikro nasıl etkilediğini tanımlar.
çözeltiler, daha önce 2-4 saat boyunca aç olan tek tek arılarının bir mikrokılcal bir tüp içinde sunulmaktadır. davranış dijital video üzerinde yakalanır. beslenme davranışı ince yapısı sürekli Probo konumunu puanlama analiz edilirSCIS olay günlüğü yazılımı kullanarak video kayıtları (ağız). hortum konumu üç farklı davranış kategoriye ile tanımlanır: (1) hortum genişletilir ve çözelti ile temas halinde, (2) hortum genişletilir, ancak çözeltisi ve (3) hortum ile temas halinde başlık altında muhafaza edilir değildir. Ayrıca çözümün uzak geri çekilmeden burnumun hızı da tahmin edilmektedir.
çözeltinin hacmi tüketilen Bu deneyde, besleme nöbetleri sayısı besleme nöbetleri süresi ve birinci temas ettikten sonra hortum geri çekme hızı phagostimulatory veya test edilen bileşiklerin caydırıcı etkinliğini değerlendirmek için kullanılır.
Bu yeni tat tahlil araştırmacılar nektar bulunan bileşikler arıların beslenme davranışını etkileyen ve aynı zamanda bombus arı tat sistemini inceleyerek tozlaşma biyologlar, toksikoloji ve neuroethologists yararlı olacaktır nasıl ölçmek için izin verecektir.
Bitki pollinator etkileşimleri karmaşıktır. Tozlayıcıları gıda olarak nektar ve polen elde etmek için çiçekleri ziyaret; sırayla, polinatörler bitkilerde cinsel üreme kolaylaştırır. Bu ilişki çoğunlukla Mutualistik iken, çiçek nektar ve polen bazen toksinlerin içerebilir veya diğer bitki 1-5 bileşikleri hangi tozlayıcı zarar verebilir. nektar ve polen gibi bileşiklerin varlığı için ekolojik gerekçesi her ortamda açık değildir. Bu alanda göze çarpan soru gibi arılar olarak polinatörler algılamak ve nektar içeren toksinler ile çiçek önleyebilirsiniz nasıl olduğunu.
Bombus arı türleri, Bombus terrestris (Linnaeus, 1758), toksinler 6 ihtiva edenler üreten nektarı gibi birçok bitki türünün çiçekleri ziyaret eden kültürlü pollinator olduğunu. Yaban arılar 24 saat, iki seçim tahlilinde 7 toksin yüksek konsantrasyonlarını ihtiva eden alıcı çözüm önlemek için gösterilmiştir. Bu deney,Tiedeken ve ark., 7 tarafından açıklanan gıda tüketiminin arılar çözümleri acı bileşikleri tespit edebilir ortaya koydu. Ancak, bu deney gibi de 8-10 aralık bu zamanla beslenme davranışını etkileyen halsizlik gibi post-içmeğe süreçlerden tadı ayırt edemedi.
Arılar bileşikleri 11-13 algılamak için kendi anten, ağız parçaları ve tarside üzerinde tat Sensilla sahiptirler. Hortum uzatma refleksi (PER) deneyler koşum bireysel arılar kısıtlama ve daha sonra besleme 14-17 refleks üretmek için arı antennal Sensilla uyarıcı barındırır. Arılar bağımsız koşum ölçülü ve daha sonra bileşiklerin 18,19 tat kabiliyetleri bir tahlil olarak besleme refleksini üretilmesi için teşvik edilebilir. Diğerleri toksinler 9,20 için anten veya ağızlarının duyarlılığını incelemek için PER tahlil değiştirdiniz. Ancak, arılar sokmak sırasında strese maruz kalırlar. Bu nasıl etkileyebilironlar 21 bileşikler cevap.
Burada yeni bir tahlil 9 ve bal arıları (Apis mellifera) ve bombus arıları için zehirli 10 (Bombus sakaroz ve kinin, daha önce caydırıcı olduğu rapor edilmiştir bir alkaloid bombus arıları serbestçe hareket eden davranışsal tat yanıtını değerlendirmek için tarif edilmiştir terrestris) 7, 22. Kinin bitki nektarı bulunamadı edilmemiş olmasına rağmen, bu alkaloid genellikle arıların 7,9,12,13,22 davranışsal ve fizyolojik çalışmalarda caydırıcı bir uyarıcı olarak kullanılır. yöntem test çözeltileri ile ilk hortum temas sırasında büyük bir çözünürlükte bombus arıların ağız video kayıt içerir. Özel olarak, beslenme yanıtının ince yapı sürekli bir şekilde 2 dakika ara üzerinde davranış puanlama ile incelenmiştir. tüketilen çözeltisinin hacmi besleme döneminde ölçülür ve bu yemek yenen miktarı mikro ile korele edilebilirbeslenme davranışı. Ayrıca hortum retraksiyonu hızı aktif kaçınma bir göstergesi olarak, ölçülür ve bu nedenle ön içmeğe algılama.
Bu yeni davranış testi ile, kinin tutkunu kuyruklu bombus arısı beslenmesini caydırmak için gösterilmiştir. su veya kinin bezenmiş sukroz çözeltisi ile azaltılmış hortum temas süresi ve besleme butik frekansı daha besleyici olmayan veya potansiyel toksik çözümleri besleme başlatmak için bir ret olarak burada yorumlanır. kinin, 1 M sukroz çözeltisine eklendiğinde, Yaban arılar, sadece bu şekilde ağız kısımlarına ve bir toksini içeren solüsyon arasındaki temas süresini azaltmak, aynı zamanda daha hızlı proboscis geri, tükettikleri çözelti hacmini azaltmaz. Birlikte, bu sonuçlar daha önceden bal arısı 9 tanımlandığı gibi kinin, bombus arısı, ağız parçaları üzerinde tat reseptör hücreleri tarafından algılanan olduğunu düşündürmektedir. Kinin sıtma sivrisineği (Anopheles gambiae) 23 bal arısı 10 ve demonte olarak halsizlik gibi davranışları uyarır böcekler için bir zehirdir. Bu deney de identificat yol açabilirbombus arılar, ağız parçaları üzerinde tat reseptör hücreleri tarafından algılanan bazı caydırıcı ve potansiyel toksik bileşiklerin iyon.
Mikro kapiller tüp testi fazı boyunca son test çözeltisi yeterli bir hacmi ile doldurulması için, önemlidir. Mikrokılcal bir tüp (örneğin 70-80 ul), en az yaklaşık dörtte üçü doldurulur önerilir. Ancak, bakım tam tarama işlemi sırasında dökülme riskini azaltmak için Mikro kapiller tüp doldurmak alınmış ve deney cihazına Mikro kapiller tüp takılarak olmalıdır. deneyci tutma tüpüne damlacığı sızıntı önler, böylece bombus arısı 500 mM sükroz damlacık sunarken bakımı da alınmalıdır.
tutma tüpün ucunda 4 mm delik doğal test solüsyonu doğru olan burnumun genişletmek için bir yetişkin işçi bombus arısı için yeterince büyüktür. Bununla birlikte, mümkün olduğubombus arıları kendi hortumları genişletmeden önce kendi antenleri ile çözüm tadabilirsiniz. PER şeker çözeltisi 15 ile -antenler uyararak bombus arılarının ortaya çıkardı olabilir bu hortum uzatma olasılığını etkileyebilir. Aslında parazitoit wasp (Trissolcus brochymenae) 24 veya bal arısı 13 gibi Hymenoptera antenleri onları kinin gibi şekerler ve toksinleri tadı sağlayan, tat Sensilla ile donatılmıştır. Sonuç olarak, kinin gibi son derece caydırıcı bileşikleri içeren çözümleri ile ilk antennal temas aynı zamanda burnumun genişletmek ve bu nedenle deneysel başarı oranını etkileyen bir bombus arısı motivasyonunu düşürebilir. Test solüsyonu ile antennal temas kontrol edilemez olsa da, bu çalışmada biz test çözeltisinden doğru hortum uzantısı antennal temas anlamlı bir etkisi olmadı. Bu tahlilde hemen ön test faz daha sonra Mikro kapiller tüp ayarlamabombus arıları kendi antenleri test çözümü tadı için bombus arıların antenleri tutma tüp içinde hala tavuk fırsatı azaltabilir.
Hareket izleme video yazılımı kullanan ilk hortum temasından sonra test çözeltisi uzak hortum geri çekilmesini izlerken bu testin ana sınırlama ortaya çıkar. video görüntüleri sadece burnumun 2B hareketini gösterir, bu yüzden hız ölçümü verilen çıkış altında veya tahmini üzerinde olabilir. Ancak bazı değişikliklerle, testin bu yönü gelişmiş olabilir.
Bu deney, doğal olarak oluşan bitkisel metabolizma da dahil olmak üzere, farklı bileşikleri ihtiva eden çözeltiler doğru doğal beslenme tepkileri gözlemlemek için kullanılabilir. Bu testi ile hemen besleme yanıtları gözlemleyerek bombus arılarının bu bileşikleri tespit nasıl hakkında ayrıntılı bilgi verir. Bu mevcut avantajlıdır 'go-no go' PER 18,19 gibi yöntemleri </sup> Ve bu yöntem ayrı bir besleme maçın sırasında gıda tüketimi dahil olmak üzere birçok davranışsal tepki önlemleri üretir çünkü 7 iki seçenekli tahliller bitti.
çeşitli parametreler Ölçme aynı anda bir bileşiğin lezzeti daha iyi değerlendirilmesini sağlar. Bizim tahlilde Örneğin bombus arılarının su veya kinin bezenmiş sakaroz çözüm tüketen kaçının. Burnumun Geri çekme şeker reseptör hücrelerinin 12,13 cevapları bir değişiklik neden olabilir. Bizim tahlil bombus arıları tek başına sudan daha sakaroz artı kinin çözümü başvurarak sonra hortum hızlı geri olduğunu göstermektedir; Bu o kinin şeker algılama nöronlar 9,12,13,25 inhibe ek olarak nöronların ayrı bir dizi etkiler hatırlatıyoruz.
Bizim tahlil beslenme sırasında davranışsal tepkilerin zamansal desen analiz edilmesini sağlar. tüketim zamanı ve nöbetleri sayısı ölçülür benzer bir protokol al sahiptirhazır besleyici ve besleyici-olmayan şekerler 26 Drosophila besleme yanıtı değerlendirmek için uygulanan. Biz arıların tutma tüp 21 serbestçe hareket çünkü arılar gibi PER gibi diğer yöntemlere göre daha bizim deneyde uyarıcı beslenmesi için daha güvenilir bir tepki gösterirler olacağını tahmin ediyor. besinler ve toksinler bombus arıları ve potansiyel diğer arı türlerinin beslenme mekanizmaları aydınlatmak için bu tekniğin tat eşiklerinin kapsamlı bir analizini izin verecektir.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Leverhulme Güven hibe (RPG-2012-708) ve BBSRC hibe GAW için (BB / M00709X / 1) tarafından finanse edildi.
Bumblebee colonies | Koppert Biological Systems | NATUPOL Beehive | |
Digital microscopic camera | Dino-lite Europe | AM4815ZT | Dino-Lite Edge |
100 μl microcapillary tube | Blaubrand IntraEND | 709144 | |
15 ml polypropylene centifuge tube | Fisher Scientific | 11849650 | |
1 ml disposable plastic luer slip syringe | BD | 300013 | |
Dell Latitude 3550 laptop | Dell | Check for compatibility with video software | |
Canon CanoScan LiDE 120 | Canon | Check for compatibility with the computer/laptop | |
Observer software version 5.0.25 | Noldus | ||
Kinovea software version 0.8.15 | Kinovea | ||
silicone tubing | 6 cm length, 1 mm inside Ø & 6 cm length, 4 mm inside Ø | ||
Male luer x 1/16" standard hose barbed polypropylene adapter | Cole-Parmer | TW-45518-22 | |
Female luer x 1/16" standard hose barbed polypropylene adapter | Cole-Palmer | TW-45508-12 | |
Steel mesh | 0.5 mm mesh size | ||
Sucrose (grade II) | Sigma-Aldrich | S5391 | |
Quinine hydrochloride dihydrate | Sigma-Aldrich | Q1125 | |
ImageJ software version 1.48 | ImageJ |