عالية الإنتاجية المقايسة من الحدود الحرارية الحرجة في الحشرات

ملخص

الحدود الحرارية يمكن التنبؤ البيئات التي تتسامح مع الكائنات الحية، وهي معلومات قيمة في مواجهة التغير المناخي السريع. يتم وصفها هنا بروتوكولات عالية الإنتاجية لتقييم الحد الأدنى الحراري الحرج ووقت الضربة القاضية للحرارة في الحشرات. البروتوكولين تكبير الإنتاجية وتقليل تكلفة المقايسات.

الملخص

والحدود الحرارية العليا والدنيا للنباتات والحيوانات هي مؤشرات هامة لأدائها وبقائها وتوزيعاتها الجغرافية، وهي ضرورية للتنبؤ بالاستجابات لتغير المناخ. يصف هذا العمل بروتوكولين عاليي الإنتاجية لقياس الحدود الحرارية للحشرات: أحدهما لتقييم الحد الأدنى الحراري الحرج (CT_min)والآخر لتقييم الحرارة يهدم الوقت (KDT) استجابةً لجهد حراري ثابت. في_{المقايسة} الدقيقة CT، يتم وضع الأفراد في عمود أكريليك سترة، تخضع لتراجع درجة الحرارة المنحدر، وتحسب لأنها تقع من قعقعتهم باستخدام جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء. في اختبار KDT الحرارة ، يتم احتواء الأفراد في لوحة 96 بئرًا ، توضع في حاضنة تم تعيينها إلى درجة حرارة ساخنة ومجهدة ، والفيديو المسجل لتحديد الوقت الذي لم يعد بإمكانهم البقاء فيه منتصبين والتحرك. توفر هذه البروتوكولات مزايا على التقنيات الشائعة الاستخدام. كل من المقايسات هي منخفضة التكلفة ويمكن أن تكتمل بسرعة نسبيا (~ 2 ح). _{المقايسة} الدقيقة CT يقلل من خطأ المجرب ويمكن قياس عدد كبير من الأفراد في وقت واحد. يولد بروتوكول KDT الحرارة سجل فيديو لكل مقايسة وبالتالي يزيل التحيز المجرب والحاجة إلى مراقبة الأفراد باستمرار في الوقت الحقيقي.

المقدمة

الحدود الحرارية للحشرات
الاختلاف في الظروف البيئية، بما في ذلك درجة الحرارة، هو عامل رئيسي يؤثر على الأداء واللياقة البدنية والبقاء على قيد الحياة والتوزيع الجغرافي للكائنات الحية^1،2. تحدد الحدود الحرارية العليا والدنيا النطاق النظري للبيئات التي يمكن أن يتسامح معها الكائن الحي ، وبالتالي ، فإن هذه الحدود هي تنبؤات مهمة لتوزيع النباتات والحيوانات ، خاصة في مواجهة تغير المناخ^3،4. وهكذا، فإن البروتوكولات لقياس الحدود الحرارية بدقة هي أدوات مهمة لعلماء البيئة، وعلم وظائف الأعضاء، وعلماء الأحياء التطورية، وعلماء الأحياء المحافظة، من بين....

البروتوكول

1. عالية الإنتاجية CT_دقيقة المقايسة

1. تجميع العمود المعطف (الشكل 1أ، الشكل 2)
   1. قطع أوسع (7 سم × 6.35 سم × 0.3 سم) وأضيق (5.7 سم × 5.1 سم × 0.3 سم) أنابيب الاكريليك إلى أطوال متساوية (31.5 سم) مع المنشار (الشكل 2أ). هذه الأنابيب اثنين سيكون الخارجي والأعمق الجدران من العمود سترة.
   2. قطع حلقتين (2 سم واسعة) من متوسطة الized (6.35 سم × 5.7 سم × 0.3 سم) أنبوب الاكريليك مع المنشار (الشكل 2أ). وسوف يكون هذان الحلقتان الفواصل بين الأنابيب الداخلية والخارجية، مما يخلق مساحة ....

النتائج

تم قياس الحدود الحرارية_{(أي، دقيقة} CT وKDT الحرارية) للإناث من الفريق المرجعي الوراثي Drosophila melanogaster (DGRP) لإثبات البيانات عالية الإنتاجية المتولدة من البروتوكولين الموصوفين. تم فحص_{المقطع المقطعي} باستخدام خطوط DGRP 714 (ن = 37) و913 (ن = 45). تم فحص KDT الحرارة ومقارنتها مع خطوط DGRP 189 (ن = 42) و 461 (ن = 42)، وتم تحليل ملفات الفيديو يدويا. استغرق الوقت الإجمالي للتجارب، بما في ذلك مشاهدة الفيديو، <2 ح لكل بروتوكول.

المناقشة

الطريقتان المفصلتان أعلاه تولدان بيانات عالية الإنتاجية للمقاييس ذات الصلة من الناحية الإيكولوجية للحدود الحرارية العليا والدنيا. وتستند هذه البروتوكولات إلى منهجيات سبق وضعها في البحوث المتعلقة بالقيود الحرارية للحشرات (ملخصة في Sinclair et al.) ^6.يمكن الانتهاء من كل من البروتوكولات في فترة قصيرة من الوقت (~ 2 ح لكل منهما)، وإنتاج مجموعات البيانات مع أحجام عينة كبيرة، لا تضحي التكرار أو الدقة، والحد من خطأ المجرب عن طريق القضاء على تسجيل البيانات اليدوية والدخول (CT_min المقايسة)، أ.......

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
ARCTIC A40 دائري السوائل المبردة (منحدرات teperature قابلة للبرمجة) Thermo	Scientific ؛ والثام ، ماساتشوستس	153-5401
C922 برو ستريم كاميرا ويب	لوجيتك ؛ نيوارك ، كاليفورنيا	960-001087
مشبك فولاذي دائري قابل للتعديل & 5.08 سم إلى 7.62 سم	أي
أنابيب أكريليك شفافة & 5.7 سم × 5.1 سم × 0.3 سم	الولايات المتحدة للبلاستيك ، أوهايو	44036
أنابيب أكريليك شفافة & ndash ؛ 6.35 سم × 5.7 سم × 0.3 سم	الولايات المتحدة للبلاستيك ، أوهايو	440515
أنابيب أكريليك واضحة &ndash ؛ 7 سم × 6.35 سم × 0.3 سم	الولايات المتحدة للبلاستيك ، OH	44041
مانع تسرب سيليكون شفاف	أي	أنبوب
تجميع (15 مل)	أي
مثقاب لاسلكي	أي
جهاز مراقبة قمع ذبابة الفاكهة (DFM)	TriKinetics ؛ Waltham ، MA	DFM	تستخدم لحساب عدد الذباب الذي يسقط عبر مسار التحويل في نقطة زمنية معينة
برنامج جمع بيانات DAM	TriKinetics. Waltham ، MA		يسجل إدخال البيانات من DFM
Fly Storage غطاء	FlySorter. Seatle ، WA	FS-96LID-5PK	تستخدم لتحميل الذباب في لوحة التخزين لاختبار sCTmax
Fly Storage Plate	FlySorter ؛ Seatle ، WA	FS-96PLATE-5PK	تستخدم لحمل الذباب أثناء اختبار sCTmax
Fly Food Tray	FlySorter ؛ Seatle ، WA	FS-TRAY-5PK	تستخدم لإبقاء الذباب على الطعام بعد التحميل في لوحة 96 بئر حتى قمع زجاجي لاختبار sCTmax
	Kimax	28950-75	75 مم
حارس	مزراب أي		فتحات قطرها ~ 0.5 سم
منشار	أي	حاضنة
علمية حرارية من Heratherm	Thermo Scientific ؛ Waltham ، MA	OMS100
محولات النايلون خرطوم (2) – ¼ ؛ MNPT x 3/8	United States Plastic Corp. ، OH	61135
مسدس الغراء الساخن وغراء	أي	مصدر
ضوء	أي
مغناطيس	أي
مسجل OMEGA TC-08 وبرنامج مشغل TC-08	أوميغا ؛ Norwalk ، CT
OMEGA الحرارية (النوع T)	أوميغا ؛ Norwalk ، CT	5LRTC-TT-K-20-36
قمع بلاستيكي	أي		بقطر 2
بوصة - قطر 0.6 سم	شركة الولايات المتحدة للبلاستيك ، OH	62852
حلقة معوجة	أي	حامل	معوجة بقطر 2 بوصة
	أي	مشبك
			ثلاثي الشقوق
موصل المنفذ التسلسلي Rstudio
(PSIU9)	TriKinetics ؛ Waltham ، MA	PSIU9	الاتصال الوسيط بين DFM والكمبيوتر ، بتوصيلات DFM
الستايروفوم (2 "سميكة) أي
	أي
مصدر طاقة غير منقطع (PS9-1)	TriKinetics ؛ Waltham ، MA	PS9-1	مصدر طاقة ل DFM و PSIU9
Weld-on # 4 Acrylic Cement	United States Plastic Corp. ، OH	45737

شركة شركة شركة أنابيب بلاستيكية أي يسمح متعددة شريط