国外的蝗虫研究资料.doc

食物味道和毒性:美洲沙漠蝗的联系性学习 Lee JC, Bernays EA Food tastes and toxic effects: associative learning by the polyphagous grasshopper Schistocerca americana. Anim Behav 39:163-173. 当第一次取食的食物中注射 4种植物次生代谢物之一或氯化锂时,美洲沙漠蝗个体取食陌生植物量更少。对照组测试发现这种取食量的下降不是由于注射的化合物对食物接受度的直接的非联系性影响。这种习得的食物- 注射的化合物效应的联结至少能够保留 2d,但不会超过 4d。美洲沙漠蝗能学会将陌生的食物菠菜和洋葱与厌恶性刺激联系起来,但不能学会对黑莓取食更少,因为黑莓似乎是初次接触时最适口的食物。学习提高蝗虫学习速度 Dukas R, Bernays EA (2000) Learning improves growth rate in grasshoppers. Proc Natl Acad Sci USA 97:2637-2640 .为量化昆虫学习的适合度意义,我们研究了含有 3种人工食物的环境中美洲沙漠蝗的行为和生长速度,一个提供蛋白质和糖平衡的食物,另一组是缺乏糖而不适合生长的食物。学习组的蝗虫经历可预期的环境,每种食物源的空间位置、味道和颜色在整个试验中保持不变。相反,随机处理组在时相变化的环境中发育,平衡食物和营养缺乏食物类型的空间位置、味道和颜色每天随机轮换 2次。结果发现能进行食物选择的联系性学习的蝗虫生长速度比随机组的蝗虫更快( 也可视为前者学过之后不再需要学习,而后者因不确定最佳食物而尝试了不适合的食物, 故导致生长慢而并非脑神经元学习所需的物质基础导致的生长受阻,不是吗? ), 展示了学习在小体短命的昆虫中的适合度意义。【前言】联系性学习在各种非社会性昆虫中得到了广泛研究,包括蝇类、寄生蜂和蝗虫。然而昆虫行为像是由本能偏好和遗传预置的模式主导的,并不清楚学习是否显著提高了适合度。比较了可以联系性学习和不可以联系性学习两种条件下美洲沙漠蝗生长速度的差异。长时滞厌食学习使蝗虫摄入毒素后回避其关联气味 Sim ? es PMV, Ott SR, Niven Je. A long-latency aversive learning mechanism enables locusts to avoid odours associated with the consequences of ingesting toxic food 。J Exp Biol. 215, 1711-1719. 2012. 回避有毒食物对植食者存活是关键的。动物不仅利用味觉回避,也能依靠摄入后效应回避。研究了多食性沙漠蝗摄入后厌食记忆,利用这种记忆在 Y 形迷宫中测试嗅觉选择。蝗虫逐渐厌食与含水合烟碱食物配对的气味,暗示着一种具有长时滞的联系性机制。将气味和无毒食物配对,并在不同时间注射水合烟碱,蝗虫能在气味和毒素所致不明原因的不舒服之间形成联结,记忆长达 30 min 。品尝但不摄入食物或对气味和食物供给时间分离会阻碍长时滞记忆形成,表明是摄入后效应。第二种联系机制不是随取食直接发生的,仅在气味刺激与水合烟碱注射同步时才起作用。摄入后记忆形成不会被单独暴露于陌生气味干扰,但如果气味同时伴随水合烟碱注射则会干扰已形成记忆。食物、气味和毒素的时间吻合,而觅食像是影响记忆的形成的随后的觅食决策。蝗虫能够形成长期的厌食嗅觉联结, 并用来在觅食中回避含有毒素的食物。沙漠蝗嗅觉联系性学习(11) Sim ? es P, Ott SR, Niven Je. Associative olfactory learning in the desert locusT, Schistocerca gregaria. J Exp Biol. 214 : 2495-2503, 2011 蝗虫能将嗅觉刺激和食物奖励联系并利用获得记忆根据营养需要选择食物。蝗虫是研究嗅觉编码和营养调控的模式昆虫。过去对自由活动的蝗虫条件化研究较多,而嗅觉记忆获取的神经机制研究较少,这部分需要电生理记录。本文给出了沙漠蝗嗅觉记忆研究经典条件化步骤的 2种补偿性步骤。第一步是巴甫洛夫经典的奖励性条件化。下颚须打开可视为记忆获得的指标。 US 和 CS 关联学习训练的蝗虫下颚须打开次数明显高于 2种刺激非配对处理及单独气味处理的蝗虫。记忆保留期至少 24h;第二步,受约束蝗虫嗅觉记忆的经典条件化影响随后学习任务中的决策。在 Y 迷宫中训练时处理蝗虫比无经历蝗虫选择含气味的支臂次数更多。单次条件化学习就足以诱导对训练气味的偏好,并持续长达 4h ;多次和( block-trial )训练