We are grateful to anonymous reviewers for comments and suggestions that greatly improved this manuscript. We thank R. Bowes, R. Carreno, and T. Panhuis for assistance in collecting the fish. We also thank M. Lee for assistance with male preference trials. We are grateful to the Ohio Wesleyan University Department of Zoology for helpful advice and suggestions throughout this study and Arizona State University (McGraw Lab) for software advice.

Alle Versuche wurden mit Zustimmung der Ohio Wesleyan University Institutional Animal Care und Use Committee durchgeführt. 1. Die Aufnahme UV Reflectance von Fisch mit einem Spektralphotometer <ol><li> Kalibrieren eines Spektrometers und die Lichtquelle mit einem bekannten weißen Standard über den Bereich von Wellenlängen gemäß den Empfehlungen des Instruments oder Software gemessen werden. </li><li> Anesthetize Fisch durch in einer 0,5% igen Lösung von Ethyl-3-aminobenzoat Methansulfonsäuresalz (MS-222) gepuffert mit einer gleichen Menge von Natriumbicarbonat Platzierung bis der Fisch nicht mehr reagiert. Sobald nicht mehr reagiert, setzen Sie sofort den Fisch auf einem schwarzen, nicht reflektierenden Hintergrund. Hinweis: MS-222 ist potenziell toxisch und Handschuhe sollten zu jeder Zeit getragen werden. </li><li> Alle Messungen sind in einem abgedunkelten Raum jenseits des Spektrometers Lichtquelle zu viel Licht zu minimieren. </li><li> Measure Reflexions eine faseroptische Sonde gehalten gegen den Körper des Organismus verwendet wird. Machensicher zwischen den Faseroptik und dem Körper eine gleichbleibende 45 ° Winkel zu bilden, wie in einigen Sondendesigns eingebaut ist. Hinweis: Für die Messung Konsistenz, es kann sich über mehrere Scans (2 bis 5) zu durchschnittlich wünschenswert sein, pro Körperbereich. </li><li> Nehmen Sie Reflexionsdaten mit entsprechenden Reflexionsanalyse-Software. Hinweis: Die Software hier verwendet wurde, eingestellt auf: Integrationszeit = 2000 sec, durchschnittliche Scans = 2 und Pixelglättung = 5. Die Daten wurden kopiert und in eine Tabelle eingefügt. </li><li> Wiederholen auf mehreren Körperbereiche Anwesenheit oder Abwesenheit von UV-Reflexionsvermögen und die Reichweite der phänotypischen Unterschiede zwischen den Organismen zu bestimmen. Hinweis: Vorläufige Scans kann notwendig sein, um zu bestimmen, ob und welche Körperbereiche UV-Markierungen zeigen immer. </li><li> Bringen Sie den Fisch zu einem gut mit Sauerstoff angereichert Halte Aquarium bis vollständig erholt, als durch normale operculum Beats und Schwimmverhalten zeigt. Hinweis: Eine kommerzielle protectant die Schleimhaut Beschichtung wiederherzustellen der Körper in der Haut Erholung zu unterstützen hinzugefügt werden. </li><li> Vertreteressen für mehrere Personen, darunter beide Geschlechter, wenn gewünscht. </li><li> Auf Kalkulationstabelle, in der alle Daten kopiert wurden, Plot-Daten ein Streudiagramm mit, mit Reflexion auf der Y-Achse und Wellenlänge auf der X-Achse. Amplitudenspitzen im UV-Bereich (300-400 nm) zeigen die Gegenwart von UV-Reflexionsvermögen auf der Fische. </li></ol> 2. Dichotome Mating Trials HINWEIS: Führen Sie Steuer Beobachtungen, in denen Schwer Fisch, UV-Filter und undurchsichtige Filter vorhanden sind. In diesen Versuchen, wenn die lichtundurchlässigen Filter entfernt werden, wird Brenn Fisch Teile des Tanks ausgesetzt werden, um die Anwesenheit und Abwesenheit von UV-Licht anzeigt, aber möglichen Pass- Partner fehlt. Einzelheiten über die Gültigkeit der dichotomous - Choice - Tests in diesem Experiment sehen Palmer und Hankison (2015) 10, obwohl beachten Sie, dass diese Tests auch Nachteile 11 haben. <ol><li> Verwenden Sie sexuell empfänglich Individuen als fokale Organismen. Verwenden weibliche P. latipinna &lt;48 Stunden nach der Geburt 5 and Männchen für mindestens 24 h vor dem Testen isoliert die Wahrscheinlichkeit der sexuellen Motivation zu verbessern. </li><li> Legen Sie eine einzelne Brenn Individuum in einem neutralen Bereich neben zwei Wahl Fächern. Für P. latipinna, verwenden Sie einen 75,7 L Test Aquarium (30,5 cm x 30,5 cm x 75 cm; Abbildung 1) in drei Abschnitte unterteilt durch transparente Plexiglas - Partitionen, einen zentralen Bereich für die Brenn einzelnen flankiert von zwei gleich große Wahl Fächer bilden. Stellen Sie sicher, dass kein Wasser oder olfaktorischen Signale zwischen den einzelnen Tankabschnitte geteilt werden. Wiederholen für jedes einzelne zu beobachten. </li></ol><img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54453/54453fig1.jpg" /> Abbildung 1. Experimentelle Aquarium - Setup Ein rechteckiges Aquarium in drei Abschnitte unterteilt:. Einen zentralen Bereich, der die Brenn einzelnen und zwei End-Kammern gehalten , die Objektpaare gehalten (die Abbildung zeigt eine Frau in der Mitte mit dem Objekt Männchen an den Enden). Austauschbare filters, die entweder gesperrt oder zugelassen UV Reflexion über die Glaswände Teilen der männlichen und weiblichen Abschnitte des Aquariums platziert werden konnten. Diese Zahl wird geändert von Palmer und Hankison (2015) 10. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54453/54453fig1large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54453/54453fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <ol start="3"><li> Unter Vollspektrumlichtverhältnisse (Beleuchtung, deren Spektrum erstreckt sich in den UV-A-Bereich), isolieren einen potentiellen Paarungspartner in jedem Ende Fach (Wahl Fach) des Test Aquarium. Stellen Sie sicher, dass potenzielle Paarungspartner einander so nah wie möglich ähneln in Größe, Färbung und Anzeigeeigenschaften, so dass der Hauptunterschied zwischen den beiden isolierten Paarungspartnern ist, ob sie hinter einem Filter angezeigt werden, die Blöcke oder UV-Licht durchlässt. HINWEIS: Es kann bevorzugt sein Reflexionsvermögen im sichtbaren Spektrum zu erfassen, die bestmögliche Farbanpassung zu ermöglichen, alobwohl hier Anpassung wurde mit dem Auge getan. </li><li> Akklimatisieren Individuen unter Sicht Isolation (opak Filter) für 15 min. Stellen Sie sicher, dass die UV + und - Filter an Ort und Stelle zu diesem Zeitpunkt sind. Nach der Akklimatisierung, entfernen Sie die undurchsichtige Filter. Um sicherzustellen , dass die Neben Vorurteile nicht vorhanden sind (inhärente Bevorzugung einer Seite des Tanks unabhängig von Objekt), weisen Sie zufällig die UV + und UV - Seiten des Tanks für jeden einzelnen Versuch. </li><li> Notieren Sie sich die Menge an Zeit, die im Mittelpunkt Mensch verbringt in bestimmten Präferenzzonen (Gebiete in der Nähe der Wahl Fächer, in diesem Fall etwa zwei Standardkörperlängen) von Stoppuhren verwendet wird. Für weibliche Fisch, das ist die Höhe der Zeit, in der Nähe von jedem von zwei Männern, und umgekehrt für männliche Brenn Fisch verbringt. HINWEIS: Event-Recorder-Software kann auch für die Aufnahme verwendet werden. Fünfzehn Minuten Versuche wurden in diesem Experiment und Fisch verwendet, die nicht jede Präferenzzone zumindest einmal von den Ergebnissen ausgeschlossen wurden als unempfänglich besucht haben. </li><li> Speichert und analysiert die Zeit , die Fische in der Nähe leer UV + verbringen und UV - Abteilen um sicherzustellen , dass es nicht eine inhärente Vorspannung zu einer bestimmten Beleuchtungsumgebung, die die Paarungs Auswahl des Fisches beeinflussen. Verwenden gepaart t-Tests, um festzustellen, ob Individuen eine bestimmte UV Zustand bevorzugen. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Spektrophotometrie war erfolgreich UV - Markierungen auf P. bei der Identifizierung latipinna. Beide Geschlechter von P. latipinna besitzen UV Markierungen entlang ihrer Seiten. Darüber hinaus sind einige Männer UV - Markierungen auf ihren Rückenflossen hatten zuvor Züge gefunden 7 in der weiblichen Paarungspräferenzen wichtig. Wir empfehlen die Verwendung von UV-Spektrophotometrie als Mechanismus Gegenwart von UV-Markierungen zu detektieren. Weitere Tests könnten ihre Rolle in der sozialen Interaktionen, einschließlich Paarungspräferenzen bestimmen (wie hier beschrieben). Alternativ können UV - Eigenschaften beeinflussen shoaling, individuell, Geschlecht oder Arterkennung oder intra Wechselwirkungen 3, 12-15. Trotz der Nützlichkeit von Spektralphotometrie besser auf die UV-Eigenschaften von Organismen zu verstehen, vor allem in Bezug auf ihr soziales Verhalten, gibt es einige wichtige Schritte notwendig, um den genauen Verhaltensweisen zu verstehen und einige Einschränkungen, was kann be abgeschlossen. Alle Versuche sollten prüfen , ob fokale Personen haben Präferenz für UV + oder UV - Umgebungen durch Kontrollen ohne Test Personen in den flankierenden Wahl Tanks einschließlich, vor allem als UV - Sperr Veränderungen in der &quot;Helligkeit&quot; verursachen kann oder Leuchtdichte die Organismen zu beobachten. Während Leuchtdichte hat in Art weibliche Präferenz gezeigt zu beeinflussen eng verwandt mit P. nicht latipinna 16-18 zusätzliche Daten , die die Rolle der Helligkeit und Präferenztests detailliert wurde in einer früheren Studie 19 adressiert und könnte ein wichtiger Schritt sein , dass die Präferenz bei der Gewährleistung nicht auf Helligkeitsänderungen basieren. Alternativ Unterschiede in der Lichtstrom (Gesamthelligkeit pro Zeiteinheit) ausgeglichen werden, so dass es noch mehr Kontrolle über Lichtverhältnisse in Systemen , in denen dies von Belang ist 2,20. Darüber hinaus ist für die Partnerwahl Tests sollte Wahl Einzelpersonen abgestimmt werden so nah wie möglichGröße und Färbung (aka Attraktivität) , so dass Wahl spiegelt stärker bevorzugt für UV + oder UV -. Alternative Techniken , die ein einzelnes Individuum erlauben, sowohl unter UV + und UV betrachtet werden - kann nützlich sein , für einige Organismen 21. Diese Untersuchungen können zur Steuerung aller Unterschiede im individuellen Verhalten erlauben (wie die gleiche Person unter UV + betrachtet wird und UV - Bedingungen gleichzeitig). Auch wenn wir nicht Verhaltensunterschiede zwischen unseren Fisch in unserer experimentellen Design gesehen haben, kann dieser Aspekt für andere Organismen oder experimentelle Designs von Bedeutung sein. Darüber hinaus Studien , die einzelne Weibchen erneut testen , während die Seiten der UV - Filter 2 Schalt oder dieser Schalter Filter auf halbem Wege durch einen einzelnen Test wäre auch sinnvoll, sowohl für einzelne Seite Bias zu steuern. Schließlich, während Spektrometrie und Paarungspräferenzen Versuche diese Aspekte eines Organismus Phänotyp zeigen kann, das Protokoll hier tunes haben die Fähigkeit, nicht in vollem Umfang die Bedeutung der UV-Eigenschaften zu bestimmen und was sie Individuen zu fokalen enthüllen kann. Fitness-Studien zu verstehen, wie UV-Züge durch Entwicklung betroffen sind, Vererbung, Umweltbedingungen (wie Vorhersagbarkeit von Lebensmitteln oder Räuber) oder andere Faktoren würden in weiteren Verständnis der Bedeutung und Rolle von UV-Eigenschaften nützlich sein.

die Hinweise und Signale zu verstehen in der Tier sozialen Interaktionen verwendet wird, erlaubt uns die phänotypische Variation zu verstehen, sowohl innerhalb als auch zwischen den Arten. Diese Variante spielt eine wichtige Rolle in evolutionären Prozessen wie Bevölkerungs Divergenz, sexuelle Selektion und Artbildung. Oft aber sind die Forscher beschränkt die Hinweise offensichtlichste für die menschliche Sinnessysteme zu erforschen, vor allem diejenigen in den optischen oder akustischen Welten. Die Verwendung von Spektrophotometrie jedoch ermöglicht es uns, unsere Untersuchungen über den menschlichen sichtbaren Spektrum zu erweitern und in Wellenlängen, die in sozialen Interaktionen in anderen Arten von Bedeutung sein können. Insbesondere die Nahbereichskommunikation durch ultraviolette ergab (UV, 300-400 nm) Empfindlichkeit hat das Potenzial , bei der Partnerwahl 1 sehr vorteilhaft erwiesen. Viele optisch Jagd Räuber der Vögel und Fische, sind beispielsweise nicht in der Lage UV-Strahlung zu detektieren. In Systemen, in denen Männer aufwändig angezeigtzu den Frauen, würden diese Männer ihr Risiko von predation reduzieren und gleichzeitig ihre Fähigkeit beibehalten Kollegen zu gewinnen durch das UV - Spektrum , anstatt die Entwicklung Signale nachweisbar im sichtbaren Spektrum 2,3 ausnutzen .. Wenn man die Möglichkeit , die Organismen mit jedem kommunizieren zu prüfen , schlägt fehl andere verwenden diese &quot;private Kommunikationskanäle&quot;, die wesentlichen Treiber des Verhaltens und der Evolution kann verfehlt werden. Dieses Protokoll beschreibt eine Untersuchung über die Verwendung von UV - Signale für die Partnerwahl in der sailfin molly, Poecilia latipinna, eine polygame Fische , die nicht vorher bekannt Fähigkeit UV zu erkennen oder UV - Markierungen verwenden. Diese Fischarten hat eine enge phylogenetische Nähe zu anderen UV-empfindlichen Lebendgebärende Fische 4 , und es gibt Hinweise darauf , dass mikrospektroskopischen P. latipinna, zusammen mit anderen molly Arten wie P. mexicana und P. formosa, besitzen eine Klasse von Kegeln (Sehzellen verantwortlich für die Zusammenarbeitlor Vision) , die am empfindlichsten sind für UV - Wellenlängen 5. In dieser geschlechtsdimorphischen Spezies hat Weibchenwahl eine starke Rolle in der Entwicklung des bunten und vergrößerten Flossen 6-9 &#39;Männchen gespielt. Diese Methode ermöglicht es uns, zu untersuchen, ob UV ein zusätzliches Medium, durch die Frauen männliche Qualität beurteilen zu können. Der Nachweis und die Messung von UV Markierungen auf P. latipinna unter Verwendung eines Spektrophotometers mit einer faseroptischen Sonde hier detailliert. Ferner ob empfänglich weibliche mollies differentiell mit Männern assoziieren einen optischen Filter gesehen durch Vollspektrumlicht mit UV-A-Übertragung ([UV +]; 320-700 nm) und durch eine UV-Sperrfilter betrachtet Männchen ([UV]; 400 - 700 nm) wird diskutiert. Dieses Verfahren hat eine breite Anwendung für die Entdeckung der UV-Empfindlichkeit und Farbmuster in Fischen und anderen Organismen, so dass die Erforschung einer Vielzahl von Fragen UV und seine Rolle im Verhalten beteiligt sind.

<table><tbody><tr><td>Spectrophotometer, P1000</td><td>Ocean Optics</td><td></td><td>newer models are availabe</td></tr><tr><td>DT 1000 xenon UV light source</td><td>Ocean Optics</td><td></td><td>newer models are availabe</td></tr><tr><td>Ocean Optics Overture Software</td><td>Ocean Optics</td><td></td><td>newer software is available</td></tr><tr><td>R200-Angle-UV bifurcated fiber-optic probe (Guided Wave)</td><td>Ocean Optics</td><td></td><td>newer models are availabe</td></tr><tr><td>Certified reflectance standard, white</td><td>labsphere</td><td></td><td></td></tr><tr><td>75.7 L Aquarium, divided</td><td>Experimental Builder</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Full Spectrum Bulb</td><td>Nature&#039;s Sunlight</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV blocking sheet</td><td>GAM UV Sheet</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

assays to detect uv-reflecting structures and determine their importance in mate preference using the sailfin molly poecilia latipinna

Viele Organismen verwenden Hinweise und Signale jenseits der menschlichen Empfindlichkeit während der sozialen Interaktionen. Es ist wichtig, zu berücksichtigen, wie Organismen ihre Welten wahrnehmen, wenn sie versuchen, ihr Verhalten und Ökologie zu verstehen. Die Empfindlichkeit gegenüber UV-Spektrum (UV, 300-400 nm) über mehrere Gattungen von Vögeln, Fischen, Reptilien, Amphibien und sogar Säugetiere gefunden. Dieses Protokoll beschreibt eine Technik für die Organismen, die für das Vorhandensein von UV-reflektierenden Strukturen und ein Verfahren zum Testen, ob diese Signale verwendet werden als soziale Signale im Zusammenhang mit der Partnerwahl zu untersuchen. Ein Spektrophotometer wird verwendet, um die Gegenwart von UV-Reflexionsvermögen und die Variation in Reflexionsintensität zwischen Individuen und Geschlechtern zu erkennen. Ein Beispiel für diese Technik vorgestellt, in dem kann ein dichotomous Partnerwahl Test zu anderen Geschlecht Individuen, deren sexuell empfänglich Individuen macht visuelle Erscheinungsbild durch Filter manipuliert werden, um entweder das gesamte Spektrum oder Block UV-Wellenlängen zu übertragen. DiesSystem für die Bestimmung erlaubt , die Frau, aber nicht männlich, sailfin mollies (Poecilia latipinna) ihrer Paarung Entscheidungen wurden unter Verwendung UV - Markierungen als Teil. Diese Arten von Studien dienen dazu, unser Wissen über den Bereich von Organismen zu erweitern, die UV nutzen und geben einen Einblick in, wie UV spielt eine Rolle in ihrem Leben.

<html> Die Abbildungen 1 und 2 zeigen die Paarungspräferenzen Aquarium eingerichtet und UV - Messstellen für unsere Experimente. Messen der UV - Reflexionsvermögen für die Bestimmung erlaubt , daß P. latipinna tun UV - Eigenschaften besitzen, besonders an den Seiten ihres Körpers (Abbildung 3), zusätzlich zu den individuellen Variation in diesen Eigenschaften. Sobald UV - Merkmale gefunden wurden, ergab , Tests, weiblich, aber nicht männlich, P. verwenden latipinna diese Eigenschaften in ihre Paarungsentscheidungen (Weiblich: t 15 = 4,08, p = 0,001; männlich: t 14 = 0,67, p = 0,517; Abbildung 4). Dass beide Geschlechter besitzen UV - Züge, sondern dass die Züge nur von Frauen verwendet werden als Teil der Partnerpräferenz eine Rolle dieser Merkmale in anderen sozialen Interaktionen, wie shoaling oder Nahrungssuche, in P. kann darauf hindeuten , latipinna. ontent &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/54453/54453fig2.jpg" /> Abbildung 2. Orte auf der Poecilia latipinna , die für UV - Reflexion gemessen wurden. Regionen wurden zunächst aus vorläufigen Reflexions Studien mit Reflexionsabtastwerte aus in fast allen Körperregionen genommen bestimmt. 1 - siehe 3, DF (Rückenflosse) und CF (Schwanzflosse) Regionen Körper in Abbildung 3 Diese Zahl wird geändert von Palmer und Hankison (2015) 10.. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54453/54453fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54453/54453fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/54453/54453fig3.jpg" /> Abbildung 3. Mittlere Spektren von männlichen und weiblichen Poecilia latipinna. Die Diagramme zeigen die Mittel spectral Reflexion an fünf Standorten (Seitenbereiche, Schwanzflosse, Rückenflosse) SE gemessen. Die Bereiche innerhalb der Kästen stellen Reflexionsvermögen im UV-Spektrum. Diese Zahl wird geändert von Palmer und Hankison (2015) 10. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54453/54453fig3large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54453/54453fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/54453/54453fig4.jpg" /> Abbildung 4. Mittlere Mitarbeiterin Zeiten von Männern und Frauen. Die Grafiken zeigen die mittlere Zeit SE , dass Frauen und Männer in der Nähe von männlichen Fächer durch UV + und UV - Filter während der Kontroll- und experimentellen Tests gesehen ausgegeben. Diese Zahl wird geändert von Palmer und Hankison (2015) 10. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54453/54453fig4large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54453/54453fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Assays to Detect UV-reflecting Structures and Determine their Importance in Mate Preference using the Sailfin Molly Poecilia latipinna

Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von Spektrophotometrie UV - reflektierenden Strukturen auf Organismen (in diesem Beispiel die sailfin molly Poecilia latipinna) und beschreibt dichotomous - Choice - Tests für die Fische zu erkennen , die Rückschlüsse erlauben , über die Rolle der UV - Signale bei der Partnerwahl getroffen werden.

Assays UV-reflektierenden Strukturen zu erkennen und zu bestimmen, deren Bedeutung in Mate-Vorlieben der Sailfin Molly mit<em&gt; Poecilia latipinna</em

Many organisms use cues and signals beyond human sensitivity during social interactions. It is important to take into account how organisms perceive their ...

assays-to-detect-uv-reflecting-structures-determine-their-importance

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Assays to Detect UV-reflecting Structures and Determine their Importance in Mate Preference using the Sailfin Molly Poecilia latipinna

6.5K Aufrufe.  Ohio Wesleyan University.  Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von Spektrophotometrie UV - reflektierenden Strukturen auf Organismen (in diesem Beispiel die sailfin molly Poecilia latipinna) und beschreibt dichotomous - Choice - Tests für die Fische zu erkennen , die Rückschlüsse erlauben , über die Rolle der UV - Signale bei der Partnerwahl getroffen werden. 

Serie: Assays to Detect UV-reflecting Structures and Determine their Importance in Mate Preference using the Sailfin Molly Poecilia latipinna

Multimodal Optical Microscopy Methods Reveal Polyp Tissue Morphology and Structure in Caribbean Reef Building Corals

An integrated suite of imaging techniques has been applied to determine the three-dimensional (3D) morphology and cellular structure of polyp tissues comprising the Caribbean reef building corals Montastraeaannularis and M. faveolata. These approaches include fluorescence microscopy (FM), serial block face imaging (SBFI), and two-photon confocal laser scanning microscopy (TPLSM). SBFI provides deep tissue imaging after physical sectioning; it details the tissue surface texture and 3D visualization to tissue depths of more than 2 mm. Complementary FM and TPLSM yield ultra-high resolution images of tissue cellular structure. Results have: (1) identified previously unreported lobate tissue morphologies on the outer wall of individual coral polyps&#160;and (2) created the first surface maps of the 3D distribution and tissue density of chromatophores and algae-like dinoflagellate zooxanthellae endosymbionts. Spectral absorption peaks of 500 nm and 675 nm, respectively, suggest that M. annularis and M. faveolata contain similar types of chlorophyll and chromatophores. However, M. annularis and M. faveolata exhibit significant differences in the tissue density and 3D distribution of these key cellular components. This study focusing on imaging methods indicates that SBFI is extremely useful for analysis of large mm-scale samples of decalcified coral tissues. Complimentary FM and TPLSM reveal subtle submillimeter&#160;scale changes in cellular distribution and density in nondecalcified coral tissue samples. The TPLSM technique affords: (1) minimally invasive sample preparation,&#160;(2) superior optical sectioning ability,&#160;and (3) minimal light absorption and scattering, while still permitting deep tissue imaging.

An integrated suite of imaging techniques has been applied to determine polyp morphology and tissue structure in the Caribbean corals Montastraeaannularis and M. faveolata. Fluorescence, serial block face,&#160;and two-photon confocal laser scanning microscopy have identified lobate structure, polyp walls, and estimated chromatophore and zooxanthellae densities and distributions.

Multimodale Optische Mikroskopie Methoden Reveal Polyp Gewebemorphologie und Struktur in der Karibik Korallen-Riff-Gebäude

An integrated suite of imaging techniques has been applied to determine the three-dimensional (3D) morphology and cellular structure of polyp tissues ...

Forschung

Umwelt

A Fish-feeding Laboratory Bioassay to Assess the Antipredatory Activity of Secondary Metabolites from the Tissues of Marine Organisms

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with the goal of examining the ecological functions of secondary metabolites from the tissues of marine organisms. The result has been a progression of protocols that have increasingly refined the ecological relevance of the experimental approach. Here we present the most up-to-date version of a fish-feeding laboratory bioassay that enables investigators to assess the antipredatory activity of secondary metabolites from the tissues of marine organisms. Organic metabolites of all polarities are exhaustively extracted from the tissue of the target organism and reconstituted at natural concentrations in a nutritionally appropriate food matrix. Experimental food pellets are presented to a generalist predator in laboratory feeding assays to assess the antipredatory activity of the extract. The procedure described herein uses the bluehead, Thalassoma bifasciatum, to test the palatability of Caribbean marine invertebrates; however, the design may be readily adapted to other systems. Results obtained using this laboratory assay are an important prelude to field experiments that rely on the feeding responses of a full complement of potential predators. Additionally, this bioassay can be used to direct the isolation of feeding-deterrent metabolites through bioassay-guided fractionation. This feeding bioassay has advanced our understanding of the factors that control the distribution and abundance of marine invertebrates on Caribbean coral reefs and may inform investigations in diverse fields of inquiry, including pharmacology, biotechnology, and evolutionary ecology.

This bioassay employs a model predatory fish to assess the presence of feeding-deterrent metabolites from organic extracts of the tissues of marine organisms at natural concentrations using a nutritionally comparable food matrix.

Ein Fisch-Fütterung Labor Bioassay die antipredatory Aktivität von Sekundärmetaboliten aus dem Gewebe mariner Organismen beurteilen

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with ...

Individual Culturing of Tigriopus Copepods and Quantitative Analysis of Their Mate-guarding Behavior

Copepods of the genus Tigriopus, which are common zooplankton in rocky tide pools, show precopulatory mate-guarding behavior where a male clasps a potential mate to form a pair. While this phenomenon has attracted interest of researchers, methods for its analysis have not been well described. Here we describe procedures for: 1) individual culturing and staging of Tigriopus juveniles and adults, and 2) video-based analysis of their mate-guarding behavior. The culturing method enables experimental control of paring experience of animals as well as the ability to track their development before behavioral tests. The analysis method allows quantitative evaluation of several aspects of the mate-guarding behavior, including capturing attempts by males and swimming trajectory of mate-guarding pairs. Although these methods were originally established for ethological studies on Tigriopus, with proper modifications they can also be applied to studies of other zooplankton in different research fields, such as physiology, toxicology, and ecological genetics.

Individual Culturing of Tigriopus Copepods and Quantitative Analysis of Their Mate-guarding Behavior

Mate-guarding behavior plays an important role in reproduction of intertidal copepods of the genus Tigriopus. However, methods for studying this behavior have not been well described. Here we describe methods for: 1) individual culture of virgin Tigriopus animals, and 2) quantitative analysis of their mate-guarding behavior.

Individuelle Kultivierung von Copepoden Tigriopus und Quantitative Analyse ihres Verhaltens Mate-Bewachung

Copepods of the genus Tigriopus, which are common zooplankton in rocky tide pools, show precopulatory mate-guarding behavior where a male clasps a ...

Probing the Limits of Egg Recognition Using Egg Rejection Experiments Along Phenotypic Gradients

Brood parasites lay their eggs in other females' nests, leaving the host parents to hatch and rear their young. Studying how brood parasites manipulate hosts into raising their young and how hosts detect parasitism provide important insights in the field of coevolutionary biology. Brood parasites, such as cuckoos and cowbirds, gain an evolutionary advantage because they do not have to pay the costs of rearing their own young. However, these costs select for host defenses against all developmental stages of parasites, including eggs, their young, and adults. Egg rejection experiments are the most common method used to study host defenses. During these experiments, a researcher places an experimental egg in a host nest and monitors how hosts respond. Color is often manipulated, and the expectation is that the likelihood of egg discrimination and the degree of dissimilarity between the host and experimental egg are positively related. This paper serves as a guide for conducting egg rejection experiments from describing methods for creating consistent egg colors to analyzing the findings of such experiments. Special attention is given to a new method involving uniquely colored eggs along color gradients that has the potential to explore color biases in host recognition. Without standardization, it is not possible to compare findings between studies in a meaningful way; a standard protocol within this field will allow for increasingly accurate and comparable results for further experiments.

This protocol provides guidelines for running egg rejection experiments: outlining techniques for painting experimental egg models to emulate the colors of natural bird eggs, conducting fieldwork, and analyzing the collected data. This protocol provides a uniform method for conducting comparable egg rejection experiments.

Die Grenzen der Ei-Anerkennung mit Ei Ablehnung Experimente entlang phänotypischen Verläufen sondieren

Brood parasites lay their eggs in other females' nests, leaving the host parents to hatch and rear their young. Studying how brood parasites manipulate ...

Verhalten

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Over the last decade, employing computer animations for animal behavior research has increased due to its ability to non-invasively manipulate the appearance and behavior of visual stimuli, compared to manipulating live animals. Here, we present the FishSim Animation Toolchain, a software framework developed to provide researchers with an easy-to-use method for implementing 3D computer animations in behavioral experiments with fish. The toolchain offers templates to create virtual 3D stimuli of five different fish species. Stimuli are customizable in both appearance and size, based on photographs taken of live fish. Multiple stimuli can be animated by recording swimming paths in a virtual environment using a video game controller. To increase standardization of the simulated behavior, the prerecorded swimming path may be replayed with different stimuli. Multiple animations can later be organized into playlists and presented on monitors during experiments with live fish.
In a case study with sailfin mollies (Poecilia latipinna), we provide a protocol on how to conduct a mate-choice copying experiment with FishSim. We utilized this method to create and animate virtual males and virtual model females, and then presented these to live focal females in a binary choice experiment. Our results demonstrate that computer animation may be used to simulate virtual fish in a mate-choice copying experiment to investigate the role of female gravid spots as an indication of quality for a model female in mate-choice copying.
Applying this method is not limited to mate-choice copying experiments but can be used in various experimental designs. Still, its usability depends on the visual capabilities of the study species and first needs validation. Overall, computer animations offer a high degree of control and standardization in experiments and bear the potential to &#39;reduce&#39; and &#39;replace&#39; live stimulus animals as well as to &#39;refine&#39; experimental procedures.

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Using the novel FishSim Animation Toolchain, we present a protocol for non-invasive visual manipulation of public information in the context of mate-choice copying in sailfin mollies. FishSim Animation Toolchain provides an easy-to-use framework for the design, animation and presentation of computer-animated fish stimuli for behavioral experiments with live test fish.

Mit der FishSim Animation Toolchain zu Fisch Verhalten zu untersuchen: A Case Study on Partnerwahl kopieren In Segelkärpflinge Mollies

Over the last decade, employing computer animations for animal behavior research has increased due to its ability to non-invasively manipulate the ...

Behavioral Tracking and Neuromast Imaging of Mexican Cavefish

Cave-dwelling animals have evolved a series of morphological and behavioral traits to adapt to their perpetually dark and food-sparse environments. Among these traits, foraging behavior is one of the useful windows into functional advantages of behavioral trait evolution. Presented herein are updated methods for analyzing vibration attraction behavior (VAB: an adaptive foraging behavior) and imaging of associated mechanosensors of cave-adapted tetra, Astyanax mexicanus. In addition, methods are presented for high-throughput tracking of a series of additional cavefish behaviors including hyperactivity and sleep-loss. Cavefish also show asociality, repetitive behavior and higher anxiety. Therefore, cavefish serve as an animal model for evolved behaviors. These methods use free-software and custom-made scripts that can be applied to other types of behavior. These methods provide practical and cost-effective alternatives to commercially available tracking software.

Here, we present methods for high-throughput study of a series of the Mexican cavefish behaviors and vital staining of a mechanosensory system. These methods use free-software and custom-made scripts, providing a practical and cost-effective method for the studies of behaviors.

Verhaltens-Tracking und Neuromast Darstellung der mexikanischen Cavefish

Cave-dwelling animals have evolved a series of morphological and behavioral traits to adapt to their perpetually dark and food-sparse environments. Among ...

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response is a vision-based, reflexive behavior that has been observed in all vertebrates tested. Tadpole eyes are small so the tail flip response was used as alternative measure, which requires a trained technician to record the subtle response. We developed an alternative behavior assay based on the fact that tadpoles prefer to swim on the white side of a tank when placed in a tank with both black and white sides. The assay presented here is an inexpensive, simple alternative that creates a response that is easily measured. The setup consists of a tripod, webcam and nested testing tanks, readily available in most Xenopus laboratories. This article includes a movie showing the behavior of tadpoles, before and after severing the optic nerve. In order to test the function of one eye, we also include representative results of a tadpole in which each eye underwent retinal axotomy on consecutive days. Future studies could develop an automated version of this assay for testing the vision of many tadpoles at once.

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Xenopus laevis tadpoles prefer swimming on the white side of a black/white tank. This behavior is guided by their vision. Based on this behavior, we present a simple assay to test the visual function of tadpoles.

Eine einfache Verhaltenstest zur Prüfung von Visual Function in<em&gt; Xenopus laevis</em

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response ...

Neurowissenschaften

Swimming Performance Assessment in Fishes

Swimming performance tests of fish have been integral to studies of muscle energetics, swimming mechanics, gas exchange, cardiac physiology, disease, pollution, hypoxia and temperature. This paper describes a flexible protocol to assess fish swimming performance using equipment in which water velocity can be controlled. The protocol involves one to several stepped increases in flow speed that are intended to cause fish to fatigue. Step speeds and their duration can be set to capture swimming abilities of different physiological and ecological relevance. Most frequently step size is set to determine critical swimming velocity (Ucrit), which is intended to capture maximum sustained swimming ability. Traditionally this test has consisted of approximately ten steps each of 20 min duration. However, steps of shorter duration (e.g. 1 min) are increasingly being utilized to capture acceleration ability or burst swimming performance. Regardless of step size, swimming tests can be repeated over time to gauge individual variation and recovery ability. Endpoints related to swimming such as measures of metabolic rate, fin use, ventilation rate, and of behavior, such as the distance between schooling fish, are often included before, during and after swimming tests. Given the diversity of fish species, the number of unexplored research questions, and the importance of many species to global ecology and economic health, studies of fish swimming performance will remain popular and invaluable for the foreseeable future.

The lives of the majority of fish are predicated on swimming. This protocol describes techniques for capturing a range of swimming modes available to individual and schooling fish, and includes metrics associated with swimming physiology and behaviour.

Schwimmen Performance Assessment in Fische

Swimming performance tests of fish have been integral to studies of muscle energetics, swimming mechanics, gas exchange, cardiac physiology, disease, ...

Biologie

Visualization of Caenorhabditis elegans Cuticular Structures Using the Lipophilic Vital Dye DiI

The cuticle of C. elegans is a highly resistant structure that surrounds the exterior of the animal1-4. The cuticle not only protects the animal from the environment, but also determines body shape and plays a role in motility4-6. Several layers secreted by epidermal cells comprise the cuticle, including an outermost lipid layer7.
Circumferential ridges in the cuticle called annuli pattern the length of the animal and are present during all stages of development8. Alae are longitudinal ridges that are present during specific stages of development, including L1, dauer, and adult stages2,9. Mutations in genes that affect cuticular collagen organization can alter cuticular structure and animal body morphology5,6,10,11. While cuticular imaging using compound microscopy with DIC optics is possible, current methods that highlight cuticular structures include fluorescent transgene expression12, antibody staining13, and electron microscopy1. Labeled wheat germ agglutinin (WGA) has also been used to visualize cuticular glycoproteins, but is limited in resolving finer cuticular structures14. Staining of cuticular surface using fluorescent dye has been observed, but never characterized in detail15. We present a method to visualize cuticle in live C. elegans using the red fluorescent lipophilic dye DiI (1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate), which is commonly used in C. elegans to visualize environmentally exposed neurons. This optimized protocol for DiI staining is a simple, robust method for high resolution fluorescent visualization of annuli, alae, vulva, male tail, and hermaphrodite tail spike in C. elegans.

Visualization of Caenorhabditis elegans Cuticular Structures Using the Lipophilic Vital Dye DiI

We present a method to visualize cuticle in live C. elegans using the red fluorescent lipophilic dye DiI (1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate), which is commonly used in C. elegans to visualize environmentally exposed neurons. With this optimized protocol, alae and annular cuticular structures are stained by DiI and observed using compound microscopy.

Visualisierung von Caenorhabditis elegans Cuticle Strukturen mit der lipophilen Vital Dye, DiI

The cuticle of C. elegans is a highly resistant structure that surrounds the exterior of the animal1-4. The cuticle not only protects the animal from the ...

Analysis of Skeletal Muscle Defects in Larval Zebrafish by Birefringence and Touch-evoke Escape Response Assays

Zebrafish (Danio rerio) have become a particularly effective tool for modeling human diseases affecting skeletal muscle, including muscular dystrophies1-3, congenital myopathies4,5, and disruptions in sarcomeric assembly6,7, due to high genomic and structural conservation with mammals8. Muscular disorganization and locomotive impairment can be quickly assessed in the zebrafish over the first few days post-fertilization. Two assays to help characterize skeletal muscle defects in zebrafish are birefringence (structural) and touch-evoked escape response (behavioral).
Birefringence is a physical property in which light is rotated as it passes through ordered matter, such as the pseudo-crystalline array of muscle sarcomeres9. It is a simple, noninvasive approach to assess muscle integrity in translucent zebrafish larvae early in development. Wild-type zebrafish with highly organized skeletal muscle appear very bright amidst a dark background when visualized between two polarized light filters, whereas muscle mutants have birefringence patterns specific to the primary muscular disorder they model. Zebrafish modeling muscular dystrophies, diseases characterized by myofiber degeneration followed by repeated rounds of regeneration, exhibit degenerative dark patches in skeletal muscle under polarized light. Nondystrophic myopathies are not associated with necrosis or regenerative changes, but result in disorganized myofibers and skeletal muscle weakness. Myopathic zebrafish typically show an overall reduction in birefringence, reflecting the disorganization of sarcomeres.
The touch-evoked escape assay involves observing an embryo&#39;s swimming behavior in response to tactile stimulation10-12. In comparison to wild-type larvae, mutant larvae frequently display a weak escape contraction, followed by slow swimming or other type of impaired motion that fails to propel the larvae more than a short distance12. The advantage of these assays is that disease progression in the same fish type can be monitored in vivo for several days, and that large numbers of fish can be analyzed in a short time relative to higher vertebrates.

The zebrafish is now an established and powerful tool for modeling muscular dystrophies, congenital myopathies, and related neuromuscular diseases. Birefringence and touch-evoked escape behavior are two common noninvasive assays used to determine the degree of muscular disorganization and locomotive impairment of zebrafish embryos during early development.

Assays UV-reflektierenden Strukturen zu erkennen und zu bestimmen, deren Bedeutung in Mate-Vorlieben der Sailfin Molly mit

Zusammenfassung

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