Audacia, la agresión y ensayos para formar bancos de pez cebra de comportamiento Síndromes

Summary

This manuscript describes the setup, implementation, and analysis of boldness, aggression, and shoaling in zebrafish and testing for the presence of a behavioral syndrome. A standardized approach for behavioral quantification will allow for easier comparison across studies. Modifications to this protocol are possible as each assay can be run individually.

Abstract

Existe un síndrome de comportamiento cuando los comportamientos específicos interactúan en diferentes contextos. El pez cebra han sido sujetos de prueba en estudios recientes y es importante para estandarizar los protocolos para asegurar análisis e interpretaciones adecuadas. En nuestros estudios anteriores, hemos medido la audacia mediante el control de una serie de comportamientos (tiempo cerca de la superficie, la latencia en las transiciones, el número de transiciones y dardos) en un tanque trapezoidal de 1,5 l. Del mismo modo, se cuantificó la agresión por las picaduras de observación, pantallas laterales, dardos, y el tiempo cerca de un espejo inclinado en un tanque de 19 l rectangular. Al dividir un tanque de 76 L en tres partes, que también examinó las preferencias shoaling. El ensayo de los bancos de arena es un ensayo altamente personalizable y se puede adaptar para las hipótesis específicas. Sin embargo, los protocolos para este ensayo también debe ser estandarizada, pero lo bastante flexible para la personalización. En estudios previos, cámaras extremas eran o vacío, contenían 5 ó 10 peces cebra, o 5 Danios perla (D. albolineatus). En el folLowing manuscrito, se presenta un protocolo detallado y datos representativos que acompañan a las aplicaciones exitosas del protocolo, lo que permitirá la replicación de experimentos síndrome conductual.

Introduction

Hay un creciente cuerpo de literatura que investiga las asociaciones entre los comportamientos distintos dentro de cada animal a partir de una población determinada. Estas asociaciones se denominan síndromes de comportamiento, y las mediciones suelen incluir la audacia, la agresión, la conducta exploratoria, y la sociabilidad ^1-5. síndromes conductuales son valiosos por razones tanto directos como indirectos. Directamente, el conocimiento de los síndromes del comportamiento pueden dar una visión más completa de la teoría de la evolución, estructura de la población, y la dinámica de la población ^3. Indirectamente, el conocimiento en relación con las asociaciones de comportamiento puede informar a los campos que cuantifican el comportamiento tales como la farmacología ^{6, 7} toxicología, genética del comportamiento ^{8,9, 10} y endocrinología. Debido a estos beneficios directos e indirectos, un mayor conocimiento de los síndromes de comportamiento es especialmente valiosa en organismos modelo de uso común como el pez cebra. Los estudios que utilizan el pez cebra se encuentran ina variedad de disciplinas, incluyendo el análisis de los síndromes conductuales ^11-13. Para avanzar en el conocimiento en la investigación síndrome conductual, y debido a otras disciplinas también utilizan mediciones de comportamiento para las pruebas de hipótesis, se requieren descripciones sucintas fiables y de comportamiento para los análisis y las interpretaciones válidas y protocolos normalizados que facilitará las comparaciones entre los estudios dentro de las especies. El protocolo fue desarrollado para medir un síndrome conductual audacia-agresión-bancos de arena en una población de pez cebra criados en el laboratorio ^14. Sin embargo, la base del protocolo (seguimiento de peces individuales, asegurando la asignación al azar adecuada y análisis apropiados) puede ser modificado fácilmente para una variedad de medidas alternativas de comportamiento. Además, los ensayos de la audacia, la agresión, o de agrupamiento que se pueden ejecutar de forma individual para la verificación de hipótesis distintas. Por lo tanto, si bien es nuestro objetivo para describir cómo llevar a cabo un estudio síndrome conductual y el protocolo para el éxito de l individuoLa medición del comportamiento evel, cada faceta de este procedimiento puede estar solo.

La literatura sobre los síndromes conductuales abarca varios grupos taxonómicos, de artrópodos para los seres humanos y ^4, con el fin de medir un síndrome de comportamiento, por lo menos dos contextos de comportamiento deben ser cuantificados. Desafortunadamente, a menudo hay poca consistencia en los ensayos que se utilizan para cuantificar la medición del comportamiento a través de los ejes de comportamiento. Por ejemplo, en los peces, teniendo libertad se puede medir utilizando ensayos de laberinto en T, ensayos de campo abierto, o la introducción de una novela o estímulo exterior ^15. Los estudios de agresión en el pescado podrían implicar interacciones diádicas, ensayos de estímulo de vídeo, o ensayos de modelo de arcilla ^12,16,17. Del mismo modo, el análisis de comportamiento shoaling, que implica típicamente la medición de preferencia shoalmate, se puede realizar en diferentes tipos de tanques, con diferentes métodos para determinar el tiempo de asociación ^21-23. En este protocolo un subconjunto específico de la overase presenta ll repertorio ensayo conductual. En concreto, este protocolo presenta una metodología para realizar un seguimiento de los individuos a través de la audacia, la agresión, y los ensayos de agrupamiento que de una manera que facilita las comparaciones dentro de los individuos para determinar si las comparaciones son coherentes en todos los individuos dentro de una población. Hemos llevado a cabo este protocolo con el pez cebra y cíclidos convictos (Amatitlania nigrofasciata) en estudios previos ^14,18, y funcionará con cualquier pez de agua dulce de tamaño similar.

ensayos de Intrepidez se llevan a cabo en un tanque trapezoidal 1,5 L que tiene una línea horizontal delimitar las zonas de igual tamaño en las partes superior e inferior del tanque. comportamientos cuantificados incluyen el número de transiciones por los peces del ensayo entre la parte superior e inferior del tanque, el tiempo de cada porción, el número de dardos, y la latencia para entrar en la parte superior. El ensayo se lleva a cabo la agresión en un tanque rectangular 19L que incluyeun espejo de 3 pulgadas x 5 pulgadas inclinada en unos 22 ° situados en la esquina inferior izquierda del depósito ^19. Cuantificados comportamientos incluyen la cantidad total de tiempo dedicado por los peces objetivo interactuar con el espejo ^20, junto con los indicadores específicos agresivos – número de picaduras, pantallas laterales, dardos entre los peces del ensayo y su reflejo. Para estos indicadores específicos, las picaduras se definen como estocadas rápidas hacia el espejo con la boca abierta, pantallas laterales se definen como el aleteo de las aletas laterales, pectorales, dorsal y anal en la dirección del espejo, y dardos son los movimientos erráticos que son no se dirige hacia el espejo. Por último, el ensayo shoaling cuantifica el comportamiento de un pez de ensayo en cámara central de un tanque de tri-cámaras. Las cámaras laterales del tanque son o vacío, o contienen una "diana de bajo fondo" de los peces, y el tiempo de los peces del ensayo pasa cerca de cada cámara lateral se mide ^21-23. Una puntuación compuesta única, conocida como StrenGTH de Shoaling (SOS), se calcula para cada pez de ensayo individual, específica a los estímulos, y se puede utilizar en los análisis de aguas abajo ^14. Todos los comportamientos son calificadas por un solo espectador, o múltiples espectadores utilizando el software de cuantificación del comportamiento libre conocido como JWatcher ^24.

Prueba de la presencia de un síndrome conductual es ante todo un esfuerzo estadístico, y es aconsejable seguir las pautas que se presenta por Budeav 2010 ^25. En concreto, se recomienda realizar un análisis de componentes principales (PCA) en los datos centrados y normados en la que el insumos son los vectores de los comportamientos de un individuo en ensayos con las mediciones de comportamiento múltiples (es decir, la audacia y la agresión). La PCA, se realiza en una matriz de correlación, reduce la dimensionalidad de las mediciones de comportamiento, y por lo tanto extrae el conocimiento más importante que explica la mayoría de la variación. Los componentes extraídos a continuación, pueden ser interpretados based en altas cargas de factor para el comportamiento individual de las puntuaciones de interés y de regresión se puede extraer para cada individuo sobre la base de los componentes explicativas. Estas puntuaciones de regresión pueden ser comparados con la medición de SOS y otras diversas mediciones no conductuales tales como el tamaño del pez o el sexo.

Este flujo de trabajo se ha aplicado en un estudio de los síndromes de comportamiento del pez cebra en el que se descubrió un síndrome específico de comportamiento sexual que existe entre la audacia y bancos de arena ^14. En esta situación, más audaz machos de pez cebra son más propensos a asociarse con una especie más grande, más agresivos (D. albolineatus), pero esta asociación se pierde en las mujeres. Este flujo de trabajo también se llevó a cabo en un estudio de convicto familiares menores de cíclidos (Amatitlania nigrofasciata) ¹⁸ en la que no fue descubierto un síndrome conductual, lo que podría indicar la plasticidad de comportamiento de la especie. Por lo tanto, el siguiente protocolo se presenta won un objetivo de delinear la naturaleza de tres ensayos específicos (audacia, la agresión y shoaling) en el marco del estudio de un síndrome de comportamiento a nivel individual.

Protocol

Las siguientes metodologías para la vivienda, la atención, y el estudio de pez cebra han sido aprobados por la Universidad CICUAL de San José. 1. El pez cebra vivienda, la asistencia Obtener el pez cebra objeto de un proveedor local, o de poblaciones silvestres capturados. Tenga en cuenta que el pez cebra vivienda está sujeta a las directrices del IACUC y permisos adicionales son necesarios para las poblaciones silvestres capturados vivienda. Identificar y pez cebra …

Representative Results

Dependiendo de la naturaleza del estudio, y el protocolo específico empleado, varios resultados diferentes son posibles en un experimento de síndromes del comportamiento. Las siguientes tablas y figuras, donde se indica, son una adaptación de nuestro estudio anterior publicado en la revista Behavioural Processes 14 y 17 de la revista de pez cebra. Cuando la propuesta (como se describió anteriormente) se lleva a cabo en su totalidad, dos conjuntos de resultados, …

Discussion

El protocolo determinará si existen asociaciones consistentes en la audacia, la agresión y los comportamientos de agrupamiento que en el pez cebra. Si hay asociaciones consistentes en una población dada entre cualquiera de estos comportamientos, a continuación, un síndrome de comportamiento está presente. Mediante el estudio de síndrome de comportamiento natural de una población, los investigadores pueden tener una comprensión más completa de su dinámica de comportamiento, estructura de la población, y, posi…

Materials

Zebrafish Rack System	Aquaneering Inc	Cat. # ZS550
Pet Valu Tropical Fish Food, 224.0g	Pet Valu	Cat. # 31700
Premium Grade Brine Shrimp Eggs, 16 oz	Brine Shrimp Direct
1.5 L Trapezoidal Tank	Pentair Aquatic Ecosystems	Cat. # itsts-a
19L rectangular tank	That Fish Place	211932
76L rectangular tank	That Fish Place	212180
Hitachi KP-D20A CCD Camera	Prescott's, Inc.
Nikon AF Nikkor 35-105mm f/305~4.5s MACRO lens	Nikon Corporation
ArtMinds Square Mirror, Value Pack 3"x3"	Michaels	Cat. # 10334162
Jwatcher
SPSS Statistics Base	IBM
R	The R Foundation