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="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54453/54453fig1large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/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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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+UV+ornamentation+an+amplifier+in+swordtails?.">Is UV ornamentation an amplifier in swordtails?.</a> Zebrafish. 3, 91-100 (2006).</li><li>Mac&#236;as Garcia, c., de Perera, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultraviolet-based+female+preferences+in+a+viviparous+fish.">Ultraviolet-based female preferences in a viviparous fish.</a> Behav. Ecol. Sociobiol. 52 (1), 1-6 (2002).</li></ol>

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. Weiter...

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. S...

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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 de Cartagena UDEC

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

A Noninvasive Method For In situ Determination of Mating Success in Female American Lobsters (Homarus americanus)

Despite being one of the most productive fisheries in the Northwest Atlantic, much remains unknown about the natural reproductive dynamics of American lobsters. Recent work in exploited crustacean populations (crabs and lobsters) suggests that there are circumstances where mature females are unable to achieve their full reproductive potential due to sperm limitation. To examine this possibility in different regions of the American lobster fishery, a reliable and noninvasive method was developed for sampling large numbers of female lobsters at sea. This method involves inserting a blunt-tipped needle into the female&#39;s seminal receptacle to determine the presence or absence of a sperm plug and to withdraw a sample that can be examined for the presence of sperm. A series of control studies were conducted at the dock and in the laboratory to test the reliability of this technique. These efforts entailed sampling 294 female lobsters to confirm that the presence of a sperm plug was a reliable indicator of sperm within the receptacle and thus, mating. This paper details the methodology and the results obtained from a subset of the total females sampled. Of the 230 female lobsters sampled from George&#39;s Bank and Cape Ann, MA (size range = 71-145 mm in carapace length), 90.3% were positive for sperm. Potential explanations for the absence of sperm in some females include: immaturity (lack of physiological maturity), breakdown of the sperm plug after being used to fertilize a clutch of eggs, and lack of mating activity. The surveys indicate that this technique for examining the mating success of female lobsters is a reliable proxy that can be used in the field to document reproductive activity in natural populations.

A Noninvasive Method For In situ Determination of Mating Success in Female American Lobsters Homarus americanus

Fishery-induced changes to exploited crustacean fisheries, such as the American lobster fishery, could potentially influence their reproductive dynamics, leading to a reduction in mating success. This study&#39;s goal was to develop a noninvasive method for ascertaining the mating success of female lobsters that may be physiologically or functionally mature.

Eine nichtinvasive Methode zur<em&gt; In situ</em&gt; Bestimmung des Gegen Erfolg im Frauen amerikanischen Hummer (<em&gt; Homarus americanus</em&gt;)

Despite being one of the most productive fisheries in the Northwest Atlantic, much remains unknown about the natural reproductive dynamics of American ...

Forschung

Umwelt

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 ...

The Identification of Sea Lamprey Pheromones Using Bioassay-Guided Fractionation

Bioassay-guided fractionation is an iterative approach that uses the results of physiological and behavioral bioassays to guide the isolation and identification of an active pheromone compound. This method has resulted in the successful characterization of the chemical signals that function as pheromones in a wide range of animal species. Sea lampreys rely on olfaction to detect pheromones that mediate behavioral or physiological responses. We use this knowledge of fish biology to posit functions of putative pheromones and to guide the isolation and identification of active pheromone components. Chromatography is used to extract, concentrate, and separate compounds from the conditioned water. Electro-olfactogram (EOG) recordings are conducted to determine which fractions elicit olfactory responses. Two-choice maze behavioral assays are then used to determine if any of the odorous fractions are also behaviorally active and induce a preference. Spectrometric and spectroscopic methods provide the molecular weight and structural information to assist with the structure elucidation. The bioactivity of the pure compounds is confirmed with EOG and behavioral assays. The behavioral responses observed in the maze should ultimately be validated in a field setting to confirm their function in a natural stream setting. These bioassays play a dual role to 1) guide the fractionation process and 2) confirm and further define the bioactivity of isolated components. Here, we report the representative results of a sea lamprey pheromone identification that exemplify the utility of the bioassay-guided fractionation approach. The identification of sea lamprey pheromones is particularly important because a modulation of its pheromone communication system is among the options considered to control the invasive sea lamprey in the Laurentian Great Lakes. This method can be readily adapted to characterize the chemical communication in a broad array of taxa and shed light on waterborne chemical ecology.

Here, we present a protocol to isolate and characterize the structure, olfactory potency, and behavioral response of putative pheromone compounds of sea lampreys.

Die Identifizierung von Meerneunauge Pheromone mit Bioassay-geführte Fraktionierung

Bioassay-guided fractionation is an iterative approach that uses the results of physiological and behavioral bioassays to guide the isolation and ...

Biochemie

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 ...

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 ...

Verhalten

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

Boldness, Aggression, and Shoaling Assays for Zebrafish Behavioral Syndromes

A behavioral syndrome exists when specific behaviors interact under different contexts. Zebrafish have been test subjects in recent studies and it is important to standardize protocols to ensure proper analyses and interpretations. In our previous studies, we have measured boldness by monitoring a series of behaviors (time near surface, latency in transitions, number of transitions, and darts) in a 1.5 L trapezoidal tank. Likewise, we quantified aggression by observing bites, lateral displays, darts, and time near an inclined mirror in a rectangular 19 L tank. By dividing a 76 L tank into thirds, we also examined shoaling preferences. The shoaling assay is a highly customizable assay and can be tailored for specific hypotheses. However, protocols for this assay also must be standardized, yet flexible enough for customization. In previous studies, end chambers were either empty, contained 5 or 10 zebrafish, or 5 pearl danios (D. albolineatus). In the following manuscript, we present a detailed protocol and representative data that accompany successful applications of the protocol, which will allow for replication of behavioral syndrome experiments.

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.

Mut, Aggression, und Shoaling Assays für Zebrabärblinge Behavioral Syndromes

A behavioral syndrome exists when specific behaviors interact under different contexts. Zebrafish have been test subjects in recent studies and it is ...

Medizin

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.

Zebrafish (Danio rerio) have become a particularly effective tool for modeling human diseases affecting skeletal muscle, including muscular ...

Biologie

Environmental Screening of Aeromonas hydrophila, Mycobacterium spp., and Pseudocapillaria tomentosa in Zebrafish Systems

Health monitoring systems are developed and used in zebrafish research facilities because pathogens of Danio rerio such as Aeromonas hydrophila, Mycobacterium spp., and Pseudocapillaria tomentosa have the potential to impair animal welfare and research. The fish are typically analyzed post mortem to detect microbes. The use of sentinels is a suggested way to improve the sensitivity of the surveillance and to reduce the number of animals to sample. The setting of a pre-filtration sentinel tank out of a recirculating system is described. The technique is developed to prevent water pollution and to represent the fish population by a careful selection of age, gender, and strains. In order to use the minimum number of animals, techniques to screen the environment are also detailed. Polymerase Chain Reaction (PCR) on surface sump swabs is used to significantly improve the detection of some prevalent and pathogenic mycobacterial species such as Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium haemophilum, and Mycobacterium chelonae. Another environmental method consists of processing the sludge at the bottom of a holding tank or sump to look for P. tomentosa eggs. This is a cheap and fast technique that can be applied in quarantine where a breeding device is submerged into the holding tank of imported animals. Finally, PCR is applied to the sludge sample and A. hydrophila is detected at the sump&#39;s bottom and surface. Generally, these environmental screening techniques applied to these specific pathogens have led to an increased sensitivity compared to the testing of pre-filtration sentinels.

Environmental Screening of Aeromonas hydrophila, Mycobacterium spp., and Pseudocapillaria tomentosa in Zebrafish Systems

This protocol describes the use of sump swabs and sludge analysis of zebrafish systems, which leads to increased detection compared to the sole use of sentinels to detect pathogens such as Aeromonas hydrophila, Mycobacterium spp., and Pseudocapillaria tomentosa. A system to monitor P. tomentosa eggs in quarantine is also proposed.

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

Zusammenfassung

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Eine nichtinvasive Methode zur