مقالة منهجية

تحديد الحدود الحرارية للعوالق الحيوانية باستخدام كتلة حرارية

1.5K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/64762

⸱

نوفمبر 18, 2022

 ,  , 
1Biology Department, Swarthmore College

في هذه المقالة

ملخص

يوضح البروتوكول الحالي استخدام المكونات المتاحة تجاريا لتوليد تدرج حراري مستقر وخطي. يمكن بعد ذلك استخدام هذا التدرج لتحديد الحد الحراري الأعلى للكائنات العوالق ، وخاصة يرقات اللافقاريات.

الملخص

تم استخدام الحدود الحرارية والعرض على نطاق واسع للتنبؤ بتوزيع الأنواع. مع استمرار ارتفاع درجة الحرارة العالمية ، فإن فهم كيفية تغير الحد الحراري مع التأقلم وكيف يختلف بين مراحل الحياة والسكان أمر حيوي لتحديد مدى تعرض الأنواع للاحترار في المستقبل. معظم الكائنات البحرية لها دورات حياة معقدة تشمل مراحل العوالق المبكرة. في حين أن تحديد الحد الحراري لهذه المراحل التنموية المبكرة الصغيرة (عشرات إلى مئات الميكرونات) يساعد في تحديد الاختناقات التنموية ، يمكن أن تكون هذه العملية صعبة بسبب صغر حجم الكائنات الحية المستهدفة ، ومتطلبات مساحة مقاعد البدلاء الكبيرة ، وارتفاع تكلفة التصنيع الأولية. هنا ، يتم تقديم إعداد موجه نحو أحجام صغيرة (مل إلى عشرات مل). يجمع هذا الإعداد بين المكونات المتاحة تجاريا لتوليد تدرج حراري مستقر وخطي. كما يتم عرض مواصفات الإنتاج الخاصة بالإعداد ، بالإضافة إلى إجراءات إدخال وتعداد الأفراد الأحياء مقابل الأفراد الأموات وحساب درجة الحرارة المميتة.

المقدمة

التسامح الحراري هو مفتاح بقاء الكائنات الحية ووظيفتها 1,2. مع استمرار ارتفاع درجة حرارة الكوكب بسبب انبعاثات الكربون البشرية المنشأ ، يتم إيلاء اهتمام متزايد لتحديد وتطبيق الحدود الحرارية3. تم استخدام نقاط نهاية مختلفة ، مثل الوفيات والفشل في التطور وفقدان الحركة ، لتحديد الحدود الحرارية العليا والسفلى4. غالبا ما تعتبر هذه الحدود الحرارية بديلا عن المكانة الحرارية للكائن الحي. تستخدم هذه المعلومات بدورها لتحديد الأنواع الأكثر عرضة للاحترار العالمي ، وكذلك التنبؤ بتوزيع الأنواع في المستقبل وتفاعلات الأنواع الناتجة3،5،6،7. ومع ذلك ، فإن تحديد الحدود الحرارية ، خاصة بالنسبة للكائنات الحية الصغيرة العوالق ، يمكن أن يكون صعبا.

بالنسبة للكائنات العوالق ، وخاصة المراحل اليرقية لللافقاريات البحرية ، يمكن تحديد الحد الحراري من خلال التعرض المزمن. يتم تحقيق التعرض المزمن عن طريق تربية اليرقات في درجات حرارة متعددة على مدى أيام إلى أسابيع وتحديد درجة الحرارة التي ينخفض عندها بقاء اليرقات و / أو معدل نموها8،9،10. ومع ذلك، فإن هذا النهج يستغرق وقتا طويلا ويتطلب حاضنات كبيرة وخبرة في تربية اليرقات (انظر المرجع11 للحصول على مقدمة جيدة لاستزراع يرقات اللافقاريات البحرية).

بدلا من ذلك ، يمكن استخدام التعرض الحاد للإجهاد الحراري لتحديد الحدود الحرارية. في كثير من الأحيان ، يتضمن نهج التحديد هذا وضع قوارير صغيرة مع اليرقات في الحمامات الجافة التي يتم التحكم في درجة حرارتها 12،13،14 ، والاستفادة من وظائف التدرج الحراري في أجهزة التدوير الحراري PCR 15،16 ، أو وضع قوارير زجاجية / أنابيب طرد مركزي دقيقة على طول التدرج الحراري الناتج عن التسخين والتبريد المطبقين على نهايات كتل الألمنيوم الكبيرة مع ثقوب تتناسب فيها القوارير بشكل مريح 17 ، 18,19. الحمامات الجافة النموذجية تولد درجة حرارة واحدة. وبالتالي ، يجب تشغيل وحدات متعددة في وقت واحد لتقييم الأداء عبر مجموعة من درجات الحرارة. تولد أجهزة التدوير الحراري تدرجا ولكنها تستوعب فقط حجم عينة صغير (120 ميكرولتر) وتتطلب معالجات دقيقة. على غرار الدراجات الحرارية ، تخلق كتل الألمنيوم الكبيرة تدرجات حرارية خطية ومستقرة. يمكن أن يقترن كلا النهجين بالانحدار اللوجستي أو المحتمل لحساب درجة الحرارة المميتة ل 50٪ من السكان (LT50) 12،20،21. ومع ذلك ، كانت كتل الألمنيوم المستخدمة ~ 100 سم. يتطلب هذا الحجم مساحة معملية كبيرة وإمكانية الوصول إلى آلات طحن التحكم العددي المتخصصة بالكمبيوتر لحفر الثقوب. جنبا إلى جنب مع استخدام حمامين مائيين من الدرجة البحثية للحفاظ على درجة الحرارة المستهدفة ، فإن التكلفة المالية لتجميع الإعداد مرتفعة.

لذلك ، يهدف هذا العمل إلى تطوير وسيلة بديلة لتوليد تدرج درجة حرارة خطي مستقر مع الأجزاء المتاحة تجاريا. يجب أن يكون لمثل هذا المنتج بصمة صغيرة ويجب أن يكون قابلا للاستخدام بسهولة في تجارب التعرض للإجهاد الحراري الحاد للكائنات العوالق. تم تطوير هذا البروتوكول باستخدام العوالق الحيوانية التي يبلغ حجمها <1 مم ككائنات مستهدفة ، وبالتالي ، تم تحسينها لاستخدام أنبوب طرد مركزي دقيق 1.5 أو 2 مل. ستتطلب الكائنات الحية الأكبر حجما حاويات أكبر من أنابيب الطرد المركزي الدقيقة سعة 1.5 مل المستخدمة والثقوب المتضخمة في كتل الألومنيوم.

بالإضافة إلى جعل الجهاز التجريبي أكثر سهولة ، يهدف هذا العمل إلى تبسيط خط أنابيب معالجة البيانات. بينما توفر البرامج الإحصائية التجارية إجراءات روتينية لحساب LT50 باستخدام الانحدار اللوجستي أو المحتمل ، فإن تكلفة الترخيص ليست تافهة. لذلك ، فإن البرنامج النصي سهل الاستخدام الذي يعتمد على البرنامج الإحصائي مفتوح المصدر R22 سيجعل تحليل البيانات أكثر سهولة.

يوضح هذا البروتوكول كيف يمكن تصنيع كتلة حرارية مدمجة بأجزاء متاحة تجاريا وتطبيقها على تعريض العوالق الحيوانية (يرقات الدولار الرملي Dendraster excentricus) للإجهاد الحراري الحاد لتحديد الحد الحراري الأعلى.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1. تصنيع كتلة الحرارة

  1. قم بتوصيل سخان الشريط 120 فولت ، 100 واط بمقاومة متغيرة (انظر جدول المواد).
  2. قم بإعداد كتلة 20.3 سم × 15.2 سم × 5 سم (8 بوصات × 5 بوصات × 2 بوصة) من الألومنيوم عن طريق حفر 60 ثقبا في شبكة 6 × 10 (انظر جدول المواد). تأكد من أن الثقوب متباعدة 2 سم من المركز إلى المركز في كلا الاتجاهين. يجب أن يكون قطر كل منها 1.1 سم وعمقها 4.2 سم (الشكل 1).
    ملاحظة: قم بإجراء الحفر على آلة طحن أو مكبس حفر باستخدام لقم حفر فولاذية عالية السرعة. تم اختيار كل من عنصر التسخين وعنصر التبريد لتغطية أكبر قدر ممكن من سطح التلامس للأسطح 15.2 سم × 5 سم.
  3. قم بحفر فتحتين إضافيتين على أحد الأسطح مقاس 20.3 سم × 5 سمبين العمود 1 و 2 والعمود9 و 10 ، بما يتوافق مع حجم مجسات التحكم في درجة الحرارة (انظر جدول المواد).
  4. قم ببناء علبة من ألواح الأكريليك الشفافة مقاس 1.2 سم (0.5 بوصة) (انظر جدول المواد) لتثبيت العناصر في مكانها وعزل الكتلة الحرارية المكتملة. استخدم طبقتين من الأكريليك لعزل الجانب الخلفي من عنصر التسخين (الشكل 1).
  5. في التجميع النهائي ، ضع عجينة حرارية (انظر جدول المواد) لزيادة التوصيل الحراري من عنصر التسخين إلى الكتلة ومن الكتلة إلى عنصر التبريد.

2. تحديد إعدادات التدرج الحراري

  1. قم بتوصيل حمام الماء / مبرد الحوض بأنابيب Tygon (انظر جدول المواد). اعزل الأنبوب بعزل الأنابيب الرغوية حسب الحاجة.
  2. أدخل مسبار الترموستات في الثقوب الموجودة على جانب كتلة الألومنيوم. تأكد من وضع المسبار 1 بالقرب من عنصر التسخين.
  3. ضع أنابيب الطرد المركزي الدقيقة المملوءة حتى أسنانها (1.5 مل) بماء الصنبور في جميع الثقوب المطحونة (إجمالي 60 أنبوبا).
  4. قم بتشغيل جهاز التحكم في درجة الحرارة واضبط درجة حرارة إيقاف التسخين للمسبار من 1 إلى 35-37 درجة مئوية والتحقيق من 2 إلى 21.5-22.5 درجة مئوية.
    ملاحظة: يحتوي منظم الحرارة المقترح على منفذين يعملان بشكل مستقل ؛ يتم استخدام المسبار 1 فقط لتنظيم درجة الحرارة الدافئة في حالة الاستخدام هذه. لذلك ، اضبط درجة حرارة المسبار 2 على درجة حرارة النهاية المنخفضة.
  5. قم بتدوير مقاومة متغيرة لتشغيل عنصر التسخين واضبطه على متوسط.
  6. قم بتشغيل مبرد الحمام المائي / حوض السمك واضبط درجة حرارة المبرد على 15 درجة مئوية.
  7. تأكد من أن الكتلة دافئة من أحد طرفيها وتبرد من الطرف الآخر بعد 10 دقائق.
    تنبيه: يمكن أن تكون الأطراف المكشوفة لعنصر التسخين ساخنة ؛ لا تلمسهم.
  8. تحقق من درجة الحرارة داخل كل أنبوب طرد مركزي دقيق باستخدام مزدوج حراري مع قطب كهربائي من النوع K (انظر جدول المواد) كل 10 دقائق بعد ذلك. سوف تستقر درجة الحرارة بعد ~ 60 دقيقة وتظهر خطية (الشكل 2).
  9. اضبط قيم نقاط النهاية عن طريق تغيير إعدادات وحدة التحكم في درجة الحرارة والحمام المائي حسب الحاجة.

3. التعرض الحراري والعيش: التعداد الميت

ملاحظة: يمكن حذف الخطوة 2 بمجرد تحديد الإعدادات المطلوبة لتدرج درجة الحرارة.

  1. قم بتشغيل حمام الماء والسخان المعاد تدويرهما واضبطهما على 15 درجة مئوية و 37 درجة مئوية ، على التوالي ، لتوليد تدرج درجة الحرارة من 19.5 درجة مئوية إلى 37 درجة مئوية.
  2. للتأكد من أن التدرج الحراري خطي ، ضع أنابيب الطرد المركزي الدقيقة المملوءة حتى أسنانها (1.5 مل) بماء الصنبور في جميع الثقوب المطحونة (إجمالي 60 أنبوبا).
  3. دع كتلة الحرارة تصل إلى درجة الحرارة المحددة بالانتظار 45-60 دقيقة. تحقق من درجة الحرارة داخل كل أنبوب طرد مركزي دقيق باستخدام مزدوج حراري مع قطب كهربائي من النوع K لمعرفة ما إذا كان قد وصل إلى درجة الحرارة المتوقعة. لاحظ درجات الحرارة هذه.
  4. إذا كان حجم الكائنات الحية التي خضعت للدراسة >500 ميكرومتر ويمكن نقلها بسهولة من حاوية إلى أخرى (على سبيل المثال ، مجدافيات الأرجل) ، املأ أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل ب 750 ميكرولتر من مياه البحر المفلترة 0.45 ميكرومتر. بدلا من ذلك ، إذا كانت الكائنات الحية التي خضعت للدراسة صغيرة ، فقم بملء أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل ب 250 ميكرولتر من مياه البحر المفلترة 0.45 ميكرومتر.
    ملاحظة: بالنسبة للبيانات التمثيلية ، تم استخدام يرقات الدولار الرملي Dendraster excentrics ، والتي هي 2 و 4 و 6 أيام بعد الإخصاب (انظر جدول المواد). كان متوسط حجم هؤلاء الأفراد (± S.D. ، ن = 15 لكل عمر) 152 ± 7 ميكرومتر و 260 ± 17 ميكرومتر و 292 ± 14 ميكرومتر على التوالي. بالنظر إلى أن هذه اليرقات يمكن أن تتركز بسهولة (الخطوة 3.5) ، تم ملء أنابيب الطرد المركزي الدقيقة ب 750 ميكرولتر من مياه البحر المفلترة.
  5. تركيز ثقافة الكائنات الحية للدراسة مع الترشيح العكسي (أي وضع الشبكة في الحاوية التي تحمل الكائنات الحية للدراسة وإزالة الماء من خلال الجزء العلوي من الشبكة) ، بحيث تبقى الكائنات الحية للدراسة في الجزء السفلي من الدورق11.
    ملاحظة: تم استخدام شبكة نايلون 30 ميكرومتر لدولارات رمل اليرقات المدروسة (انظر جدول المواد).
  6. شطف عينة الحيوانات المركزة بمياه البحر المفلترة (على سبيل المثال ، عند الزراعة بمواد غذائية طحالبية أو مواد كيميائية أخرى). كرر الترشيح العكسي مرة أخرى لتركيز عينة الحيوان.
  7. ضع عددا معروفا من الكائنات الحية الفردية في أنابيب الطرد المركزي الدقيقة نصف المملوءة. عد الكائنات العوالق الصغيرة تحت مجهر تشريح (انظر جدول المواد) وانقلها باستخدام ماصات باستور الزجاجية.
    ملاحظة: يعتمد عدد الكائنات الحية التي يجب وضعها على الحجم. بالنسبة لدولارات رمل اليرقات التي كان حجمها ~ 200 ميكرومتر ، كان 20 فردا لكل أنبوب طرد مركزي دقيقا مناسبا.
    تنبيه: الماصات الزجاجية مرغوبة أكثر من الماصات البلاستيكية لأن بعض الكائنات الحية العوالق كارهة للماء وستلتصق بالأسطح البلاستيكية.
  8. أضف 0.45 ميكرومتر من مياه البحر المفلترة إلى أنابيب الطرد المركزي الدقيقة التي تحتوي على حتى يصبح الحجم النهائي 1 مل.
  9. للسماح للكائنات الحية بالتسخين تدريجيا إلى درجة الحرارة التجريبية المطلوبة ، ضع أنابيب الطرد المركزي الدقيقة مع الحيوانات ، المعدة في الخطوة 3.7 ، في كتلة الحرارة بدءا من النهاية الباردة. ضع أزواجا من أنابيب الطرد المركزي الدقيقة على كل صف (إجمالي 12 أنبوبا).
  10. انتظر 10 دقائق.
  11. انقل أزواج أنابيب الطرد المركزي الدقيقة التي تم إدخالها في الخطوة 3.9 إلى الثقوب المحفورة المجاورة ذات درجات الحرارة الأكثر دفئا. ضع أزواجا إضافية من أنابيب الطرد المركزي الدقيقة في كل صف في الطرف البارد. سيحتوي كل صف الآن على أربعة أنابيب. انتظر 10 دقائق أخرى.
  12. استمر في إضافة أنابيب الطرد المركزي الدقيقة مع الحيوانات عن طريق تحويل مواقعها من الطرف الأكثر برودة إلى الطرف الأكثر دفئا في أزواج. انتظر 10 دقائق بين كل وردية حتى تمتلئ كتلة الحرارة تماما.
    ملاحظة: تعتبر الخطوات 3.9-3.12 مرحلة تكثيف لزيادة درجة الحرارة التي تعاني منها الكائنات الحية الخاضعة للدراسة تدريجيا.
  13. دع الحيوانات تحضن عند درجة الحرارة المحددة لمدة 2 ساعة. هذه الخطوة هي مرحلة التعرض لدرجة حرارة ثابتة من التجربة.
    1. تحقق من درجة حرارة أنابيب الطرد المركزي الدقيقة مع الحرارية كل ساعة إذا تجاوزت فترة الحضانة 2 ساعة.
      ملاحظة: اضبط وقت الحضانة بناء على الاحتياجات التجريبية. إذا كانت الحضانة أطول من 2 ساعة ، فتحقق من درجة حرارة الأنابيب على فترات زمنية منتظمة مع المزدوجة الحرارية في حالة حدوث عطل غير متوقع في المعدات. لتقليل إزعاج الكائنات الحية الخاضعة للدراسة ، ضع بشكل عشوائي ستة أو أكثر من أنابيب الطرد المركزي الدقيقة المملوءة فقط بمياه البحر المفلترة في الكتلة لمراقبة درجة الحرارة.
  14. في نهاية فترة الحضانة ، قم بقياس درجة الحرارة داخل كل أنبوب طرد مركزي دقيق باستخدام مزدوج حراري مع قطب كهربائي من النوع K. لاحظ درجات الحرارة هذه.
  15. قم بإزالة جميع أنابيب الطرد المركزي الدقيقة البالغ عددها 60 أنبوبا مع الحيوانات وضعها في حوامل ملصقة مسبقا.
  16. احتضان الأنابيب (الخطوة 3.14) عند درجة حرارة محددة مسبقا ، مثل درجة حرارة التربية ، لمدة 1 ساعة ، وهي فترة الاسترداد.
    ملاحظة: يمكن أن تكون فترة الاسترداد خاصة بالأنواع. بالنسبة لدولار رمل اليرقات ، كانت درجة حرارة التربية 18 درجة مئوية ، وبالتالي تم وضع العينة في غرفة بيئية. استشر الأدبيات ذات الصلة و / أو قم بإجراء تجربة تجريبية للتأكد من أن عدد الموتى الأحياء لم يتأثر بطول فترة التعافي. في البيانات التمثيلية ، كان عدد الحيوانات على قيد الحياة بعد 1 ساعة هو نفسه بعد 12 أو 24 ساعة من الشفاء.
  17. لتعداد نسبة كائن الدراسة الذي يبقى على قيد الحياة بعد التعرض الحراري ، انقل محتويات أنبوب طرد مركزي دقيق فردي إلى طبق بتري 35 مم باستخدام ماصة زجاجية.
  18. لاحظ ولاحظ العدد النسبي للأفراد الذين ما زالوا نشطين (على قيد الحياة) وأولئك الذين استولوا على السباحة أو ذابوا (ميتين) تحت مجهر التشريح. تأكد من أن العدد الإجمالي للأفراد الذين تمت ملاحظتهم يساوي عدد الأفراد الموضوعين في الأنابيب في الخطوة 3.7. تحقق من جانب أنابيب الطرد المركزي الدقيقة وطبق بتري للأفراد إذا كانت الأرقام غير متطابقة.

4. حساب LT50

  1. قم بإنشاء جدول بيانات بتنسيق CSV مع الرؤوس التالية على الأقل: تجميع متغير الاهتمام ، ودرجة حرارة الأنبوب في درجة مئوية ، وعدد الأفراد على قيد الحياة ، وعدد الأفراد القتلى.
    ملاحظة: بالنسبة للبيانات التمثيلية ، يتم استبدال متغير التجميع محل الاهتمام بالعمر لأن الهدف هو المقارنة بين الفئات العمرية.
  2. لملاءمة البيانات مع الانحدار اللوجستي ، استخدم نموذجا خطيا معمما بتوزيع ذو حدين. يعرض ملف الترميز التكميلي 1 مثالا على نموذج برنامج نصي باستخدام البرنامج مفتوح المصدر R22.
  3. لتحديد الحد الحراري الأعلى المتوسط (LT 50) ، احسب قيمة المتنبئ (أي درجة الحرارة) التي نجا عندها50٪ من الأفراد. يعرض ملف الترميز التكميلي 2 مثالا على البرنامج النصي باستخدام الدالة dose.p من MASS23 في R22.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

الهدف من هذا البروتوكول هو تحديد الحد الحراري الأعلى للعوالق الحيوانية. للقيام بذلك ، هناك حاجة إلى تدرج حراري مستقر وخطي. كان الإعداد المقترح قادرا على توليد تدرج حراري يتراوح من 14 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية عن طريق ضبط درجة حرارة حمام الماء على 8 درجات مئوية والسخان على 39 درجة مئوية (الشكل 2 أ). يمكن تضييق تدرج درجة الحرارة وإزاحته عن طريق تغيير قيم نقطة النهاية. كما تم إنشاء تدرج حراري بنطاق أضيق (19 درجة مئوية إلى 37 درجة مئوية) عن طريق ضبط السخان على 37 درجة مئوية والحمام المائي على...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

يوفر هذا البروتوكول نهجا يمكن الوصول إليه وقابل للتخصيص لتحديد الحدود الحرارية لكائنات العوالق الصغيرة من خلال التعرض الحراري الحاد. يتيح التصميم المكون من 10 ثقوب ونقاط نهاية درجة الحرارة المرنة ، التي يتم التحكم فيها بواسطة حمام مائي في الطرف السفلي والسخان في الطرف العلوي ، تحديد LT50 بدقة. باستخدام هذا النهج ، يمكن اكتشاف اختلاف في الحد الحراري الذي يبلغ <1 درجة مئوية (الشكل 3). يوفر هذا النهج تحديدا سريعا للحدود الحرارية (بالساعات) لمجموعة متنوعة من الأنواع ، وقد تم تطبيق الق...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح يعلنونه.

شكر وتقدير

يتم دعم هذا العمل من قبل صندوق أبحاث أعضاء هيئة التدريس في كلية سوارثمور [KC] وزمالة روبرت رينولدز ولوسيندا لويس 70 الصيفية للأبحاث ل BJ.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
0.45 وميكرو ؛ م مرشح الغشاءVWR74300-042
& frac12 ؛ ” لوح أكريليكMcMaster-Carr8560K266يستخدم لبناء علبة ممتلئة مع عزل كاف.
1 مل حقنةVWR76290-420
2 قناة 7 أنواع مزدوجة حرارية مسجل بياناتأوميغا الهندسيةHH506Aيمكن استبدالها بأي مقياس حرارة يناسب أنبوب الطرد المركزي
الدقيق ماصة أوتوماتيكية   ؛رنين 
سخان شريط مثبت على الترباس والمشابك
مع 430 غمد من الفولاذ المقاوم للصدأ ، 120 فولت تيار متردد ، 1-1 / 2 بوصة عريضة ، 100 واط		McMaster-Carr3619K32
Crystal Sea Bioassay MixPentairCM2Bتستخدم لصنع مياه البحر الاصطناعية   ؛
Denraster excentricusM-Rep ساند دولار من كاليفورنيا   ؛
تشريح المجهر نيكون SMZ645
DIYhz كتلة تبريد المياه الألومنيوم ، نظام المشتت الحراري لمبرد الماء السائل لجهاز الكمبيوتر وحدة المعالجة المركزية رسومات المبرد المبرد رأس ماص للحرارة فضي (40 مم × 120 مم × 12 مم)يتصل أمازونبالحمام المائي ويستخدم لتبريد أحد طرفي الكتلة.
صفائح الألمنيوم المصبوب MIC6 سهلة الماكينة 2 بوصة سميكة 8 بوصة × 8 بوصة ؛ماكماستر كار86825K953تم تشكيله إلى 2 × 6 × 8 بوصة مع 60 ثقبا متباعدة بشكل متساو (قطر 11 مم ، عمق 42 مم) مع فتحتين إضافيتين محفورتين في جانب واحد لمجسات منظم الحرارة.
عزل أنابيب رغوة البولي إيثيلين المرنة الاقتصاديةMcMaster-Carr4530K121يغطي الأنابيب البلاستيكية بين المبرد والكتلة لتقليل فقد الحرارة. يمكن حذفها إذا كان نطاق درجة الحرارة قريبا من درجة حرارة الغرفة   ؛
EVERSECU 72w 110-240v حوض السمك مبرد المياه أكثر دفئا / برودة تحكم في درجة الحرارة لخزان الروبيان البحري خزان الشعاب المرجانية البحرية أقل من 20 لتر / 30 لتر مبرد حوضالسمك الأمازونيمكن استخدامه بدلا من الحمام المائي من الدرجة المختبرية   ؛
مثال مع الدولار اليرقي الرملي 
GENNEL 100 غرام من السيليكون الفضي معجون الشحوم المركب الموصل الحراري لوحدة معالجة الرسومات وحدة المعالجة المركزية IC أفران تبريدأمازونيحسن التوصيل الحراري بين الكتلة وعناصر التسخين والتبريد.
Inkbird WiFi Reptile Thermostat Thermostat مع 2 مجسات و 2 منفذ ، IPT-2CH Reptiles Heat Mat Thermostat (بحد أقصى 250 واط لكل منفذ)يراقب أمازونالنهايات الساخنة والباردة. يحافظ على نهاية ساخنة في النطاق
يمكن استبدال أجهزة الدوران المبردة المبردة بالهواء الفضية Lauda EcolineVWR89202-386بمبرد حوض السمك 
أنابيب الطرد المركزيVWR76019-014إذا تم استخدام أكبر ، فإن قوارير المسح (VWR 66022-004) هي بديل جيد   ؛
مرشح شبكة Nitex  عصاميالصنع يستخدم الغراء الساخن لربط شبكة Nitex بأنابيب PVC 1/2 بوصة   ؛
ماصة باستورVWR14673-010
كلوريد البوتاسيوم (0.35 م) Millpore-SigmaP3911-500G
R البرمجيات الإحصائية. مشروع R للحوسبة الإحصائية
إبرة حقنةVWR89219-346اعتمادا على حجم الكائن الحي المستهدف gague 14 و 16 يمكن استخدام
Tygon Tubing ماكماستر كار5233K65اضبط لتتناسب مع المبرد والكتلة المستخدمة 
Zoo Med Repti Temp RheostatChewy.comإلى 150 واط وأعيد توصيله لتغذيته مباشرة في عنصر التسخين. تستخدم للتحكم في معدل ناتج الحرارة
الدقيقة تم تصنيف

المراجع

  1. Dowd, W. W., King, F. A., Denny, M. W. Thermal variation, thermal extremes and the physiological performance of individuals. Journal of Experimental Biology. 218 (12), 1956-1967 (2015).
  2. García, F. C., Bestion, E., Warfield, R., Yvon-Durocher, G. Changes in temperature alter the relationship between biodiversity and ecosystem functioning. Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (43), 10989-10994 (2018).
  3. Sinclair, B. J., et al. Can we predict ectotherm responses to climate change using thermal performance curves and body temperatures. Ecology Letters. 19 (11), 1372-1385 (2016).
  4. Lutterschmidt, W. I., Hutchison, V. H. The critical thermal maximum: history and critique. Canadian Journal of Zoology. 75 (10), 1561-1574 (1997).
  5. Bennett, J. M., et al. The evolution of critical thermal limits of life on Earth. Nature Communications. 12 (1), 1198(2021).
  6. Sunday, J. M., Bates, A. E., Dulvy, N. K. Thermal tolerance and the global redistribution of animals. Nature Climate Change. 2 (9), 686-690 (2012).
  7. Deutsch, C. A., et al. Impacts of climate warming on terrestrial ectotherms across latitude. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (18), 6668-6672 (2008).
  8. Collin, R., Chan, K. Y. K. The sea urchin Lytechinus variegatus lives close to the upper thermal limit for early development in a tropical lagoon. Ecology and Evolution. 6 (16), 5623-5634 (2016).
  9. Wang, W., Ding, M. -w, Li, X. -x, Wang, J., Dong, Y. -w Divergent thermal sensitivities among different life stages of the pulmonate limpet Siphonaria japonica. Marine Biology. 164 (6), 1-10 (2017).
  10. Mak, K. K. -Y., Chan, K. Y. K. Interactive effects of temperature and salinity on early life stages of the sea urchin Heliocidaris crassispina. Marine Biology. 165 (3), 1-11 (2018).
  11. Strathmann, R. R. Culturing larva of marine invertebrates. Developmental Biology of the Sea Urchin and Other Marine Invertebrates. , Humana Press. Totowa, NJ. 1-25 (2014).
  12. Stillman, J. H., Somero, G. N. A comparative analysis of the upper thermal tolerance limits of Eastern Pacific porcelain crabs, Genus Petrolisthes: Influences of latitude, vertical Zonation, acclimation, and phylogeny. Physiological and Biochemical Zoology. 73 (2), 200-208 (2000).
  13. Sasaki, M. C., Dam, H. G. Integrating patterns of thermal tolerance and phenotypic plasticity with population genetics to improve understanding of vulnerability to warming in a widespread copepod. Global Change Biology. 25 (12), 4147-4164 (2019).
  14. Sasaki, M. C., Dam, H. G. Genetic differentiation underlies seasonal variation in thermal tolerance, body size, and plasticity in a short-lived copepod. Ecology and Evolution. 10 (21), 12200-12210 (2020).
  15. Kelly, M. W., Sanford, E., Grosberg, R. K. Limited potential for adaptation to climate change in a broadly distributed marine crustacean. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 279 (1727), 349-356 (2012).
  16. Rivera, H. E., Chen, C. -Y., Gibson, M. C., Tarrant, A. M. Plasticity in parental effects confers rapid larval thermal tolerance in the estuarine anemone Nematostella vectensis. Journal of Experimental Biology. 224 (5), 236745(2021).
  17. Sewell, M. A., Young, C. M. Temperature limits to fertilization and early development in the tropical sea urchin Echinometra lucunter. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 236 (2), 291-305 (1999).
  18. Walther, K., Crickenberger, S. E., Marchant, S., Marko, P. B., Moran, A. L. Thermal tolerance of larvae of Pollicipes elegans, a marine species with an antitropical distribution. Marine Biology. 160 (10), 2723-2732 (2013).
  19. Byrne, M., Gall, M. L., Campbell, H., Lamare, M. D., Holmes, S. P. Staying in place and moving in space: contrasting larval thermal sensitivity explains distributional changes of sympatric sea urchin species to habitat warming. Global Change Biology. 28 (9), 3040-3053 (2022).
  20. Zippay, M. L., Hofmann, G. E. Physiological tolerances across latitudes: thermal sensitivity of larval marine snails (Nucella spp). Marine Biology. 157 (4), 707-714 (2010).
  21. Collin, R., Rebolledo, A. P., Smith, E., Chan, K. Y. K. Thermal tolerance of early development predicts the realized thermal niche in marine ectotherms. Functional Ecology. 35 (8), 1679-1692 (2021).
  22. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. , Vienna, Austria. https://www.R-project.org/ (2021).
  23. Venables, W. N., Ripley, B. D. Modern Applied Statistics with S-PLUS. Fourth edn. , Springer. (2002).
  24. Fumo, J. T., et al. Contextualizing marine heatwaves in the southern California bight under anthropogenic climate change. Journal of Geophysical Research: Oceans. 125 (5), (2020).
  25. Wheeler, M. W., Park, R. M., Bailer, A. J. Comparing median lethal concentration values using confidence interval overlap or ratio tests. Environmental Toxicology and Chemistry: An International Journal. 25 (5), 1441-1444 (2006).
  26. Kingsolver, J. G., MacLean, H. J., Goddin, S. B., Augustine, K. E. Plasticity of upper thermal limits to acute and chronic temperature variation in Manduca sexta larvae. Journal of Experimental Biology. 219 (9), 1290-1294 (2016).
  27. Kuo, E. S. L., Sanford, E. Geographic variation in the upper thermal limits of an intertidal snail: implications for climate envelope models. Marine Ecology Progress Series. 388, 137-146 (2009).
  28. Hammond, L. M., Hofmann, G. E. Thermal tolerance of Strongylocentrotus purpuratus early life history stages: mortality, stress-induced gene expression and biogeographic patterns. Marine biology. 157 (12), 2677-2687 (2010).
  29. Sasaki, M., Dam, H. G. Global patterns in copepod thermal tolerance. Journal of Plankton Research. 43 (4), 598-609 (2021).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة