Summary

蜂蜜の蜂で触角サンプリング戦略の触覚エアコンと運動解析(<em>ミツバチ</em> L.)

Published: December 12, 2012
doi:

Summary

このプロトコルでは、条件に触覚刺激にミツバチを活かしたとファインスケール触角サンプリングパターンの運動を解析するための2Dモーションキャプチャ技術を導入する方法を示しています。

Abstract

ミツバチ( セイヨウミツバチ L.)は真社会性昆虫であるとよく労働と連想学習能力1、2のその複雑な除算で知られています。働き蜂は、彼らが幼虫の介護や食品( 例えば花粉や花の蜜)とひな3の正六角形の櫛を構築している暗いハイブ、内側に自分の人生の最初の半分を費やしています。アンテナは臨時五感触手あり、ハイブビル56パターン認識を含む様々な触覚媒介タスク4、極めて重要な役割を果たす。その後の人生で、それぞれ単一の蜂が食べ物をあさるにハイブを残す。すると蜂は、収益性の高い食品のソースを区別その場所を記憶し、7その巣の仲間にそれを伝えるために学ばなければならない。蜂は食料源の多感覚記憶を形成するために、花弁表面9から色や臭い、7,8のような別の花の信号だけでなく、触覚的手がかりを使用しています。研究室の共同の下nditionsは、ミツバチは、それらのアンテナ10、11、12、13とエッジや溝などの触覚のオブジェクト機能を、区別するために食欲の学習パラダイムに訓練することができます。この学習パラダイムは密接に活かさ蜂14でテングザルの拡張応答(PER)の古典的な嗅覚のコンディショニングに関連しています。実験室における触覚学習パラダイムの利点は、触角運動パターンの分析を含む様々な生理学的測定と学習に行動実験を組み合わせることの可能性である。

Protocol

1。蜂の準備採餌旅行から帰国しながら花の蜜や花粉飼料収穫機は、スクロースフィーダから、または直接ハイブの入り口から、どちらかのフィールドでキャッチされます。各シングル蜂は泡栓で閉じ、さらなる処理のための実験室にすぐに取られるガラスバイアル中に取り込まれます。 彼らは不動の最初の兆候を示し°Cまでの研究室では、キャプチャされたミツバチは簡潔に…

Representative Results

以下の実験では、触覚学習がミツバチで触角サンプリング動作にどのように影響するかを検討した。このため、我々は触覚刺激のプレゼンテーションの実行前と実行中ナイーブおよびエアコン蜂で触角の先端の動きを監視した。 まず、花粉飼料収穫機のグループの自発的な触角の動き(N = 42)は、1分間記録した。ミツバチの半分(N = 21)は、その後、30%スクロース報?…

Discussion

ミツバチの調製:ミツバチの収集と固定は、動物の低応力レベルを維持するために、迅速に行われるべきである。ストレスがPER-反応性に影響を与え、したがって、蜂19、20の学習パフォーマンスに間接的な影響を及ぼす可能性があります。ストレスレベルはすぐにそれらを固定するために収集した直後に直接氷の上でハチとガラスバイアルを配置することによって減少さ…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

私たちはミツバチに触覚学習パラダイムをご紹介してヨアヒムErberに感謝します。この作品はドイツのエクセレンス·イニシアチブの枠組みの中で賄わエクセレンス277 CITECのクラスター、サポートされていました。

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

  1. 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).
  2. Menzel, R., Müller, U. Learning and memory in honeybees: From behavior to neural substrates. Annu. Rev. Neurosci. 19, 379-404 (1996).
  3. Seeley, T. D. . The wisdom of the hive. , (1995).
  4. Staudacher, E., Gebhardt, M. J., Dürr, V. Antennal movements and mechanoreception: neurobiology of active tactile sensors. Adv. Insect Physiol. 32, 49-205 (2005).
  5. Martin, H., Lindauer, M. Sinnesphysiologische Leistungen beim Wabenbau der Honigbiene. Z. Vergl. Physiol. 53, 372-404 (1966).
  6. Kevan, P. G., Menzel, R., Mercer, A. Texture sensitivity in the life of honeybees. Neurobiology and behavior of honeybees. , 96-101 (1987).
  7. von Frisch, K. . Tanzsprache und Orientierung der Bienen. , (1965).
  8. Waser, N. M. Flower constancy: definition, cause, and ceasurement. Am. Nat. 127, 593-603 (1986).
  9. 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).
  10. Erber, J., Kierzek, S., Sander, E., Grandy, K. Tactile learning in the honeybee. J. Comp. Physiol. A. 183, 737-744 (1998).
  11. Kisch, J., Erber, J. Operant conditioning of antennal movements in the honey bee. Behav. Brain. Res. 99, 93-102 (1999).
  12. 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).
  13. Erber, J., Scheiner, R., Adelman, G., Smith, B. Honeybee learning. Encyclopedia of Neuroscience. , (2004).
  14. 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).
  15. Dacher, M., Gauthier, M. Involvement of NO-synthase and nicotinic receptors in learning in the honey bee. Physiol. Behav. 95, 200-207 (2008).
  16. Haralick, R. M., Shapiro, L. G. . Computer and Robot Vision. I, (1992).
  17. Erber, J., Galizia, C. G., et al. Tactile antennal learning in the honey bee. Honeybee Neurobiology and Behavior. , 439-455 (2012).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. Lambin, M., Déglise, P., Gauthier, M. Antennal movements as indicators of odor detection by worker honeybees. Apidologie. 36, 119-126 (2005).
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Cite This Article
Mujagić, S., Würth, S. M., Hellbach, S., Dürr, V. Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.). J. Vis. Exp. (70), e50179, doi:10.3791/50179 (2012).

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