Заказать работу


Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Организация исследовательского поведения карповых рыб в лабиринте

Работа №70080
Тип работыДипломные работы, ВКР
Предметбиология
Объем работы79
Год сдачи2017
Стоимость4390 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 6
Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Введение 5
1. Литературный обзор 9
1.1. Исследовательское поведение и его
экспериментальное изучение 9
1.2. Асимметрия поведенческих реакций 17
1.3. Практическое значение показателей
исследовательского поведения 20
1.3.1. Изучение влияния гормональных препаратов 20
1.3.2. Искусственные агенты и поведение 23
1.4. Изучение исследовательского поведения рыб 26
2. Материалы и методы 30
2.1. Объекты исследования 30
2.2. Экспериментальная установка 30
2.3. Процедуры экспериментов 33
2.4. Анализ данных 35
2.4.1. Динамика активности по минутам 35
2.4.2. Чередование 36
2.4.3. Проверка наличия стереотипных
последовательностей посещения коридоров 38
2.4.3.1. Проверка наличия челночных движений 38
2.4.3.2. Проверка обходов по периметру 39
2.4.4. Проверка асимметрии 39
2.4.5. Статистическая обработка данных 40
3. Результаты 42
3.1. Danio margaritatus 42
3.2. Ballerus ballerus 50
3.3. Danio rerio 56
4. Обсуждение 66
Выводы 72
Список использованной литературы

Этология - наука о поведении животных. Данная дисциплина раскрывается в изучении четырех главных вопросов: 1) изучение физиологических механизмов поведения; 2) онтогенеза поведения; 3) эволюции поведения и 4) функций поведения, обеспечивающих выживание животных в их естественной среде.
В последние годы ученые из различных областей научного знания все больше уделяют внимание поведению животных. Физиологи и психологи исследуют поведение животных и человека, применяя при этом весьма разнообразные методы и подходы. Зоологам изучение поведения животных, в частности, их ориентации, необходимо как при изучении таксономических различий, так и для понимания механизмов адаптации к экологической нише. Особенности поведения играют ведущую роль при одомашнивании животных. (Трут,1978, 1981; Фабри, 1993).
Результаты исследований поведения животных используются для математического моделирования и создания сложных современных кибернетических устройств. Например, самые простые устройства, обладающие некими чертами поведения животных, - модель двух черепах английского ученого Грея Уолтера, знаменитая «мышь» Клода Шеннона. Изучение поведения животных в значительной степени служит той базой, на которой выросла бионика.
Существуют разные виды поведения - пищевое, половое, оборонительное и др. Однако, значительную роль играет исследовательское поведение, так как оно необходимо для адаптации к меняющимся условиям среды. Определений этому понятию существует много. Одно из наиболее распространенных формулируется следующим образом: это поведение, направленное на сбор информации об окружающей среде и ее свойствах. Когда животное помещают в незнакомую обстановку (например, в лабиринт), исследовательское поведение направлено на то, чтобы собрать сведения о его размерах и связях между коридорами лабиринта. Эта форма поведения за последние годы привлекает все больше внимания, так как в ней проявляется способность животного к изменению поведения и его «интеллектуальные» способности. В результате исследовательского поведения формируется так называемая «когнитивная карта» исследуемой среды. Она позволяет животному быстрее находить в уже знакомой среде источники пищи и т.д.
Одним из способов изучения исследовательского поведения является использование простых лабиринтов, например, крестообразных. В такого рода установке проводятся эксперименты в основном с грызунами. В результате этих экспериментов показано, что грызунам свойственно так называемое спонтанное чередование: животные стараются заходить в такой коридор, который не посещался дольше всех. При этом грызуны могут руководствоваться различными зрительными ориентирами, а при их отсутствии в однородном лабиринте запоминают последовательность своих перемещений (Lanke et al., 1993).
Большинство экспериментов по спонтанному чередованию в лабиринте проводились на крысах. Одним из исключений является работа, проведенная с крабами (Ramey, 2009). Рыбам уделялось недостаточное внимание. Эти животные, несмотря на простоту своей организации, являются важным звеном в эволюционном развитии всех позвоночных.
С рыбами в подобных лабиринтах изучали только общие свойства исследовательского поведения, а именно, общую двигательную активность, частоту посещения коридоров. Практически единственным исключением является недавно проведенное исследование спонтанного чередования у плотвы. Это редкий пример изучения чередования у рыб. Было показано, что у рыб этого вида последовательность посещений коридоров в лабиринте без ориентиров не отличается от случайной (Осипова и др., 2016). Однако, результаты, полученные с одним видом рыб недостаточны для характеристики рыб в целом.
Чтобы подробнее изучить эту проблему, мы провели эксперименты с расборой звездной Danio margaritatus,данио рерио D. rerioи синцом Ballerus ballerus (Cyprinidae).
Научная проблема состоит в следующем: способны ли рыбы, также, как грызуны, к спонтанному чередованию, указывающему на способность запоминать пройденный путь в однородном лабиринте без ориентиров, позволяющих отличить один коридор от другого.
Актуальность: большинство подобных экспериментов проведено на млекопитающих (грызунах); очень мало известно о способности к спонтанному чередованию у представителей более древних таксонов. В частности, неизвестно, насколько подобное чередование свойственно рыбам. Является ли способность запоминать свой путь свойством только высших позвоночных (млекопитающих), или же она имеется и у таких низших позвоночных, как рыбы. Поэтому наша работа поможет выяснить организацию исследовательского поведения представителей семейства Cyprinidae, а также больше узнать об эволюции поведения позвоночных животных.
Новизна: подобные исследования редко проводились на рыбах. В литературе этот вопрос очень плохо освещен. У рыб в лабиринтах, как правило, изучалась только выработка условных пищедобывательных реакций, а также влияние на двигательную активность различных веществ, вызывающих или подавляющих стресс. Нами впервые получены данные о конкретных алгоритмах поведения, проявляющихся у рыб в незнакомом лабиринте.
Цель работы: изучение организации исследовательского поведения карповых рыб в крестообразном лабиринте.
Задачи:
1) выяснить, существуют ли у расборы звездной Danio margaritatus, данио рерио D. rerio,синца обыкновенного Ballerus ballerus (Cyprinidae) стереотипные стратегии последовательных посещений коридоров и описать их;
2) определить, существует ли в поведении D. margaritatus, D. rerio, B. ballerusтенденция к спонтанному чередованию в однородном лабиринте, где нет ориентиров, позволяющих различать разные коридоры;
3) оценить различия в исследовательском поведении между перечисленными видами рыб с одной стороны и млекопитающими (грызунами) - с другой;
4) на примере D. rerioвыяснить, как влияет на спонтанное чередование и стереотипные стратегии длина коридоров лабиринта;
5) на примере D. margaritatusопределить, как влияет на алгоритмы исследовательского поведения зрительный ориентир красного цвета.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


1. У исследованных видов карповых рыб наблюдаются стереотипные последовательности посещения коридоров - челночные передвижения между двумя коридорами, а также обходы коридоров по часовой стрелке или в противоположном направлении. У синца обыкновенного серии челночных движений были выражены сильнее, чем серии обходов, а у данио - серии обходов, как в коротких, так и в длинных коридорах. Это может свидетельствовать о том, что, возможно, рыбам свойственно повторять уже совершенное действие, которое первоначально могло быть выполнено по случайным причинам.
2. По крайней мере у части особей D. rerio, D. margaritatusи B. ballerusсуществует тенденция к спонтанному чередованию в крестообразном лабиринте. Однако, средний уровень чередования у расборы и синца статистически значимо ниже случайного, а у данио - не отличается от случайного.
3. В отличие от грызунов, исследуемые нами рыбы не пользовались памятью о пройденном пути, обследуя коридоры лабиринта. Чтобы поворачивать в одну и ту же сторону ли возвращаться в предыдущий коридор, требуется память только о предыдущем действии, а не всем пройденном пути. На это указывает статистически значимая положительная корреляция уровня чередования с обходами и отрицательная - с челночными движениями. Высокий уровень чередования, все же наблюдавшийся у некоторых особей, можно объяснить высокой долей обходов у этих же особей.
4. На примере D. rerioвыяснено, что длина коридора не влияет на уровень спонтанного чередования. Как в коротких, так и в длинных коридорах уровни чередования статистически значимо не отличались ни от случайного уровня, ни между собой. Однако короткие коридоры рыбами посещались чаще, чем длинные. На это указывает статистически значимые различия в среднем числе посещенных каждой рыбой коридоров (коротких и длинных) за все время опыта (25 минут).
5. У D. margaritatusобнаружено избегание красного ориентира.



Васильева Е. В., Салимов Р. М., Ковалев Г. И. Влияние ноотропных средств на поведение мышей BALB/Си C57BL/6 в крестообразном лабиринте// Экспериментальная и клиническая фармакология. 2012. № 7. С. 3 - 7.
Извеков Е.И., Непомнящих В.А. Сравнение двух видов функциональной асимметрии у плотвы Rutilus rutilus (Teleostei: Cyprinidae)// Журнал эволюционной биохимиии и физиологии. 2010. Т. 46. № 1. С. 59 - 65.
Крыжановский С. А., Салимов Р. М., Лагунин А. А., Филимонов Д. А., Глориозова Т. А., Поройков В. В. Ноотропное действие некоторых антигипертензивных препаратов: компьютерный прогноз и
экспериментальное тестирование// Химико - фармацевтический журнал. 2011. № 10. С. 25 - 31.
Мышкин И.Ю. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность. Ярославль: Изд-во ЯрГУ, 2008. 77 с.
Непомнящих В.А. Связь между автономным и адаптивным поведением у искусственных агентов и животных// Подходы к моделированию мышления (под ред. В.Г. Редько). М.: ЛЕНАНД. 2014. С. 9 - 28.
Непомнящих В.А. Увеличение изменчивости поведения животных вследствие автокорреляций// Журн. общей биол. 2012. Т. 73. №4. С. 243 - 252.
Никольская К.А. Системно-информационные аспекты познавтельной деятельности позвоночных// Дисс. докт. биол. наук. М: МГУ. 2010. 77 с.
Овсяников Н.Г., Рутовская М.В., Менюшина И.Е., Непринцева Е.С. Социальное поведение белых песцов (Alopex lagopus):репертуар двигательных реакций// Зоологический журнал. 1988. № 9. С. 1371 - 1380.
Осипова Е. А., Непомнящих В. А., Крылов В. В., Чеботарева Ю. В. Исследовательское поведение молоди плотвы Rutilus rutilus (L.) (Teleostei: Cyprinidae) в лабиринте после различного магнитного воздействия в раннем онтогенезе// Биология внутренних вод. 2016. №3. С. 89 - 92.
Панкова Н.А., Болотовский А.А., Лёвин Б.А., Непомнящих В.А. Организация исследовательского поведения трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus L. (Gasterosteidae: Pisces) в крестообразном лабиринте// Биология внутренних вод. 1 п.л. (в печати).
Попов С.В. Неопределенность внешней среды и возбуждение/стресс как детерминанты поведения// Журн. общ. биологии. 2010. Т. 71. № 4. С. 287-297.
Рунион, Р. П. Справочник по непараметрической статистике: Современный подход.// М.: Финансы и статистика. 1982. 200 с.
Трут Л.Н. Генетика и феногенетика доместикационного поведения. М.: Наука, 1981. С. 323 - 332.
Трут Л.Н. Очерки по генетике поведения. Новосибирск: Наука, 1978. 216 с.
Фабри К. Э. Основы зоопсихологии. М.: МГУ, 1993. 464 с.
Ahmad F., Richardson M. Exploratory behaviour in the open field test adapted for larval zebrafish: impact of environmental complexity// Behavioural Processes. 2013. № 92. P. 88 - 98.
Avdesh A., Martin-Iverson M., Mondal A. Evaluation of color preference in zebrafish for learning and memory// Journal of Alzheimer’s disease. 2012. №28. P. 459-469.
Balci F., Ramey-Balci P.A. Spontaneous Alternation and Locomotor Activity in Three Species of Marine Crabs: Green Crab (Carcinus maenas), Blue Crab (Callinectes sapidus), and Fiddler Crab (Uca pugnax)// Journal of Comparative Psychology. 2014. № 1. P. 65 - 73.
Blaser R. Behavioral phenotyping in zebrafish: comparison of three behavioral quantification methods// Behavior Research Methods. 2006. № 38 (3). P. 456 - 469.
Brown M. F., Huggins C. K. Maze-arm length affects a choice criterion in the radial-arm maze// Animal Learning and Behavior. 1993. № 21. P. 68 - 72.
Buchanan S. M., Kain J. S., de Bivort B. L. Neuronal control of locomotor handedness in Drosophila// Neuroscience. 2015. №21. P. 6700 - 6705.
Chiussi, R., Diaz, H., Rittschof, D., Forward J. Orientation of the hermit crab Clibanarius antillensis: effects of visual and chemical cues// Crustaceans Biology. 2001. № 21. P. 593-605.
Dunn T. W., Mu Y., Narayan S., Randlett O., Naumann E. A., Yang C., Schier A. F., Freeman J., Engert F., Ahrens M. B. Brain-wide mapping of neural activity controlling zebrafish exploratory locomotion// Neuroscience. 2016. P. 1 - 29.
Gehring T.V., Luksys G., Sandi C.,Vasilaki E. Detailed classification of swimming paths in the Morris Water Maze: multiple strategies within one trial// Scientific Reports. 2015. V. 5: 14562. doi:10.1038/srep14562. P. 1 - 15.
Girling R.D., Hassall M., Turner J.G., Do turning biases by the 7-spot ladybird, Coccinella septempunctata, increase their foraging efficiency?// Behaviour. 2007. № 144. P. 143-163.
Gottlieb J., Oudeyer P., Lopes M., Baranes A. Information - seeking, curiosity, and attention: computational and neural mechanisms// Tends in Cognitive Science. 2013. P. 1 - 9.
Hlinak Z., Krejci I. Spontaneous alternation behaviour in rats: kynurenic acid attenuated deficits induced by MK-801// Behavioural Brain Research. 2006. № 168. P. 144-149.
Hunt E. R., O’Shea-Wheller T., Albery G. F., Bridger T. H., Gumn M., Franks N. R. Ants show a leftward turning bias when exploring unknown nest sites// Biology letters. 2014. № 10. P. 1 - 4.
Lanke J., Mansson L., Bjerkemo M., Kjellstrand P. Spatial memory and stereotypic behaviour of animals in radial arm mazes// Brain Research. 1993. № 605. P. 221 - 228.
Lennartz R. The role of extramaze cues in spontaneous alternation in a plus-maze// Learning and Behavior. 2008. №36 (2). P. 138 - 144.
Lloyd D.R., Gancarz A.M., Ashrafioun L., Kausch M.A., Richards J.B. Habituation and the reinforcing effectiveness of visual stimuli// Behav. Processes. 2012. № 91. P. 184-191.
Loh A., Smith A., D., Roberts C. Evaluation of response perseveration of rats in the radial arm maze following reinforcing and nonreinforcing drugs// Pharmacology Biochemistry and Behavior. 1993. № 44. P. 735 - 740.
Lopez-Patino M., Yu L., Cabral H., Zhdanova I.V. Anxiogenic effects of cocaine withdrawal in zebrafish// Physiology and Behavior. 2008. № 93. P. 160-171.
Mariappan, P., Balansudaram, Ch., Schmitz, B. Decapod crustacean chelipeds: an overview// J. Biosci. 2000. № 25. P. 301 - 313.
Miklosi A., Andrew R. J., Gasparini S. Role of right hemifield in visual control of approach to target in zebrafish// Behavioural Brain Research. №122. 2001. P. 57-65.
Mueller-Paul J., Wilkinson A., Hall G., Huber L. Response-stereotypy in the jewelled lizard (Timon lepidus) in a radial-arm maze// Herpetology Notes. 2012. № 5. P. 243 - 246.
Oliveira J., Silveira M., Chacon D., Luchiari A. The zebrafish world of colors and shapes: preference and discrimination// Zebrafish. 2015. № 00. P. 1 - 8.
Ragozzino, M. E., Unick, K. E., Gold, P. E. Hippocampal acetylcholine release during memory testing in rats: Augmentation by glucose// Proceedings of the National Academy of Sciences. Psychology. 1996. Vol. 93. P. 4693-4698.
Ramey P., Teichman E., Oleksiak J., Balci F. Spontaneous alternation in marine crabs: Invasive versus native species// Behavioural Processes. 2009. № 82. P. 51-55.
Roberts W. A., Ilersich T. J. Foraging on the radial maze: The role of travel time, food accessibility, and the predictability of food location// Journal of Experimental Psychology: Animal Behavior Processes. 1989. №21. P. 274 - 285.
Salimov R., Salimova N., Shvets L.,Shvets N. Effect of chronic piracetam on age-related changes of cross-maze exploration in mice// Pharmacology and Biochemistry Behavior. 1995. № 3. P. 637 - 640.
Shuranova Z. Bilateral symmetry in crayfish behavioral reactions// Acta Biologica Hungarica. № 59. 2008. P. 163 - 172.
Schwarting, K. W., Borta A. Analysis of behavioral asymmetries in the elevated plus-maze and in the T-maze// J. Neurosci. Methods. 2005. № 141. P. 251 - 260.
Sison M., Gerlai R. Associative learning in zebrafish (Danio rerio) in the plus maze // Behavioural Brain Research. 2010. V.207. P. 99-104
Sison M., Gerlai R. Behavioral performance altering effects of MK-801 in zebrafish (Danio rerio)// Behavioural Brain Research. 2011. № 220. P. 331¬337.
Swain H., Sigstad Ch., Scalzo F. Effects of dizocilpine (MK-801) on circling behavior, swimming activity, and place preference in zebrafish (Danio rerio)// Neurotoxicology and Teratology. 2004. № 26. P. 725 - 729.
Timberlake W., White W. Winning isn’t everything: rats need only food deprivation and not food reward to efficiently traverse a radial arm maze// Learning and motivation. 1990. № 21. P. 153 - 163.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!



© 2008-2021 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.