A kétéltűek színezése a táplálkozási állapot tükrében: A fa békák esete Costa Ricán

Szerepek konceptualizáció, formális elemzés, finanszírozás megszerzése, vizsgálat, módszertan, projekt adminisztráció, források, felügyelet, írás - eredeti tervezet

Állattáplálkozási laboratórium, Állatorvos-tudományi Kar, Genti Egyetem, Merelbeke, Belgium, Állattudományi Tanszék, Costa Rica-i Egyetem, San José, Costa Rica

Közreműködött ebben a munkában: Ellen S. Dierenfeld, Geert P. J. Janssens

Szerepek konceptualizálás, formális elemzés, vizsgálat, felügyelet, validálás, vizualizáció, írás - áttekintés és szerkesztés

Társulás Ellen S. Dierenfeld, LLC, St. Louis, Missouri, Amerikai Egyesült Államok

Közreműködött ebben a munkában: Ellen S. Dierenfeld, Geert P. J. Janssens

Szerepek konceptualizálás, formális elemzés, vizsgálat, módszertan, felügyelet, validálás, vizualizáció, írás - áttekintés és szerkesztés

Állattáplálkozási laboratórium, Állatorvos-tudományi Kar, Genti Egyetem, Merelbeke, Belgium

Andrea Brenes-Soto,
Ellen S. Dierenfeld,
Geert P. J. Janssens

Ábrák

Absztrakt

Idézet: Brenes-Soto A, Dierenfeld ES, Janssens GPJ (2017) A kétéltűek színezése a táplálkozási állapot tükrében: A fa békák esete Costa Ricában. PLoS ONE 12 (8): e0182020. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182020

Szerkesztő: Carlos A. Navas, Sao Paulo Egyetem, BRAZIL

Fogadott: 2016. november 24 .; Elfogadott: 2017. július 11 .; Közzétett: 2017. augusztus 24

Adatok elérhetősége: Az adatok a Github adattárban érhetők el. https://github.com/Abreso/TreefrogCR#treefrogcr.

Finanszírozás: A munkát a Costa Rica-i Egyetem Kutatási Osztálya támogatta, 739–220–076 projekt, www.vinv.ucr.ac.cr. A finanszírozóknak nem volt szerepük a tanulmányok tervezésében, adatgyűjtésben és elemzésben, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat elkészítésében. Ellen S. Dierenfeld kapcsolatban áll az Ellen S. Dierenfeld, LLC céggel. Ellen S. Dierenfeld, LLC. támogatást nyújtott fizetés formájában a szerző ESD-nek, de semmilyen további szerepe nem volt a tanulmány tervezésében, adatgyűjtésében és elemzésében, a közzététel döntésében vagy a kézirat elkészítésében. A szerző sajátos szerepeit a "szerzői hozzájárulások" szakasz fogalmazza meg.

Versenyző érdeklődési körök: A következő érdekeink vannak: Ellen S. Dierenfeld leányvállalata Ellen S. Dierenfeld, LLC. Nincsenek szabadalmak, fejlesztés alatt álló termékek vagy forgalmazott termékek. Ez nem változtatja meg az adatok és anyagok megosztására vonatkozó PLOS ONE irányelvek betartását.

Bevezetés

Azokat az állatokat, akik képesek erőforrásaikat a túlélésre és a szaporodási sikerekre fordítani, evolúciós szempontból előnyben részesítik. A vizuális jeleket, például a tollak és a bőr színes díszítését, több fajnál használják a párzási választás jeleként [1]. Sok színes dísz a karotinoidok jelenlétének köszönhető, amelyeket az állatok csak az étrend révén szereznek be [2]. A karotinoidok az antioxidáns és immunvédelemben is fontosak [1], és a provitamin aktivitás miatt releváns szerepet játszanak az A-vitamin szintézisében [3]. A béta-karotin az A-vitamin aktivitásának fő forrása, bár arról számoltak be, hogy egyes xantofilok az A-vitamin prekurzoraként működhetnek a halakban és a kétéltűekben is [4–7]. Hasonlóképpen, az étrendi karotinoid-kiegészítés közvetlenül kapcsolódik a keringő karotinoid-koncentrációhoz, a növekedéshez és a reproduktív kimenetelhez [7,8,9].

A színezéssel járó karotinoid pigmentek táplálkozási költségekkel járnak a megszerzéshez és a felhasználáshoz is [10,11]. A jó állapotú, egészségesebb állatok tehát úgy tűnik, hogy a karotinoidokat felhalmozzák a dísznövekedés maximalizálása érdekében, miután már kielégítették pigmentjeik elsődleges fiziológiai szükségleteit az immun- és antioxidáns válasz érdekében. Csak azok a személyek engedhetik meg maguknak az étrend-pigmentekhez hozzáférhető mennyiségeket, amelyek meghaladják az egészségügyi és táplálkozási funkciókhoz szükséges pigmenteket, a karotinoidok dísztárgyakba történő befektetésének immunológiai költségeit, felhasználva ezt az erőforrást a szexuális megjelenítés fokozására [1,11,12]. A nőstények előnyben részesítése a díszesebb hímek számára azt jelzi, hogy a fenotípus minőséget választják, amely közvetlen vagy közvetett genetikai előnyökhöz kapcsolódik. Az erősebb díszítés tükrözi a hím képességét anyagi előnyök biztosítására, mint például termékenység, kiváló minőségű terület, táplálkozás, védelem és a genetikai variáció fenntartása [13,14]. Halakon és madarakon végzett párválasztási vizsgálatok megállapították, hogy a szexuális szignálokban jobb karotinoid pigmentációt mutató egyedek előnyösebbek, mint mások [15,16].

A táplálkozási állapot értékelése kihívást jelent a szabadon élő fajokban, de a kutatók fajonként morfometrikus elemzést használtak, a méret és a súly összehasonlításával a test állapotának becsléséhez [28,29], valamint a vér metabolitkoncentrációjának méréséhez, ez utóbbi mechanikusabb betekintést nyújthat a táplálkozási állapotba [30]. Ennek ellenére még mindig nincs érdemi bizonyíték arra, hogy megmagyarázzák, mennyire egyeznek ezek a mérések a színezéssel. A testállapot értékes eszköz a zsírszövet izomdefiníciójának és külső lerakódásának becsléséhez, tükrözve az állat energiatartalékait; ezért ez a rendszer hozzájárul annak azonosításához, hogy az étrend megváltoztatására van-e szükség az általános egészségi állapot javításához [28,31]. Kétéltűeknél egyes szerzők jelentős összefüggést találtak a test állapota és a színminták között a vörös foltos gőte Notophthalmus v. Viridescens [17] és a láp béka (Rana arvalis) között, ami a párzási állapotra és a harci képességre utaló hatásokra utal [32].

A vérelemzések lehetővé teszik az állatok egészségi állapotának felmérését, információkkal szolgálnak a belső szervek állapotáról, az elektrolitokról, az immunológiai állapotról, valamint a táplálkozási és anyagcsere-paraméterekről, és tükrözhetik a természetes populáció ökológiai és környezeti állapotának változását is [33, 34]. Számos állatgyógyászati ellátásban részesülő faj esetében létezik vérbiokémiai referencia tartomány [34]. Bár számos hematológiai jelentés létezik az anuran fajokról, mind a külső, mind a belső tényezők bonyolítják e tartományok megállapítását szabadon élő fajokban [35].

Ezekben a békákban a bőr színeződésének jellemzői, a vércukorszint, a plazmafehérjék, a hematokrit és a test állapota közötti összefüggéseket használták a vadon élő táplálkozási állapotot meghatározó tényezők értékelésére.

Anyagok és metódusok

A vizsgálatot két békafajon, az A. annae-n végeztük, zöld felsõ, kék szárnyakkal és hasi krémes sárgától narancssárgáig, valamint A. callidryas-nal, felsõ felületük általában levélzöld, ventrális felülete krémes fehér és sárga [46]. Az A. callidryas fajokon belül két populációt vontak be: az atlanti morfot kék oldalcsíkokkal és a csendes-óceáni morfust narancssárga-barna szárcsíkokkal [51,52] (1. ábra).

1: A. annae, 2: A. callidryas atlanti populáció, 3: A. callidryas csendes-óceáni populáció.

Nyolcvanhat felnőtt hím békát gyűjtöttek a vadonból a tenyészidőszakban (júniustól novemberig) Costa Rica három helyszínén két év alatt: n = 35 A. callidrya a csendes-óceáni populációból (1. év, n = 16; 2. év, n = 19), San Isidro de Dota (északi északi szélesség 9 ° 33´57,99 ”, ny. h. 84 ° 05´35,12”) 5000 m 2 területen; n = 31 A. callidrya az atlanti populációból (az összes összegyűjtése a 2. évben történt), az El Zota Biológiai Állomás (É 10 ° 33'43,7 ", 83 ° 44'1,77" W) 10000 m 2 területen, és n = 20 A. annae (1. év, n = 11; 2. év, n = 9), San José (északi 9 ° 56´19,24 ”, 84 ° 04´23,68” ny.) Terület 2000 m 2 területen. Az állatokat a Környezetvédelmi és Energiaügyi Minisztérium 055513 sz. Engedélye alapján gyűjtötték össze, és ennek a tanulmánynak az eljárásait a Costa Rica-i Egyetem Állatainak Felhasználási és Gondozási Intézménye hagyta jóvá, 29–11.

Az állatok gyűjtése 19:00 óra után kezdődött. Az állatokat tavak közelében találták, és a hím dalának azonosításával lokalizálták őket, egy felismerési tréning után. Az állatok összegyűjtésére, kezelésére és kezelésére vonatkozó valamennyi eljárást egységesítették, hogy elkerüljék a stressz okozta esetleges torzítást. A békákat kézzel, nitril kesztyűben gyűjtötték össze, és éjszakánként egyenként 10 x 10 x 15 cm-es műanyag edényben tartották nedves papírtörlővel és levéllel. Másnap kora reggel, 10 órás böjt után minden mérést in situ, kondicionált helyiségekben végeztek a munka érdekében, ebben a sorrendben: morfometria, színezés és vérvétel. Bár elismert tény, hogy az Agalychnis dacnicolor és az A. callidryas színváltozásának javasolt mechanizmusait leírták, amelyeket külső ingerek válthatnak ki [53,54], ezek a változások jellemzően rövid ideig tartanak [21], és a szín ebben a tanulmányban átlagosan 10 órával a gyűjtés után mértük. Az állatokat nem érte közvetlen napfény, és egységes fehér papírtörölközőket használtak a műanyag edény belsejének, valamint a mérések elvégzésének területéhez [53].

A morfometrikus méréseket (W: súly, L: Hossz) egy CQT-202 Adam Equipment Company 200 g (± 0,01 g) mérleggel és 180 mm-es Vernier féknyereggel (± 0,1 mm) határoztuk meg, és az arányt (W/L) a test állapotának becslése [55]. A ventrális és a dorsalis felületek mennyiségi színeződését a terület közepére irányítva kézi spektrofotométerrel (Konica Minolta ® CM-700d, Konica Minolta Sensing Americas, Inc., Ramsey, New Jersey, USA) használtuk, átmérővel mérete 1,2 cm. Ezután az adatokat a Spectramagic NX ® szoftveren keresztül regisztráltuk, beleértve az –a * (zöld), + a * (piros), + b * (sárga) és L * (világosság) koordinátákat, valamint a kromát (C *) és a színárnyalatot. a színdiagram. A kromát a következő képlet szerint számítottuk: C = √ (a) 2 + (b) 2 .

Az állatokat desztillált vízzel és ultrahang-géllel kevert izofluorán-oldattal altattuk, amelyet helyileg 0,03 ml/testtömeg-dózisban adtunk be. A vérmintákat (a testtömeg 3% -a [56]) szívszúrással vettük tuberkulin fecskendővel a glükóz, a plazmafehérjék és a hematokrit meghatározásához. A glükózt hordozható készlet segítségével határoztuk meg (Multicare in ®, Biochemical Systems International, Firenze, Olaszország). Ezután a vért hematokrit centrifugával (Equipslab ® Ningbo Equipslab International Co. Ltd., Ningbo, Kína) centrifugáltuk a hematokrit mérésére, és plazma mintákat használtunk a plazma fehérje meghatározásához hordozható refraktométerrel (Boeco ®, Boeckel & Co, Hamburg, Németország). . A teljes helyreállítás (± 7 óra) után az állatokat 19:00 óra után visszavittük a gyűjtés helyére.

A statisztikai összehasonlításokat átlagként és különbségként fejeztük ki, és szignifikánsnak tekintettük a p® 23 programban.

Eredmények

Fajok és csoportok

Jelentős különbségeket észleltünk a populációk között az összes értékelt paraméterben, kivéve a dorzális –a * tengely színezését (2. táblázat).