Das vorliegende Protokoll veranschaulicht die Verwendung kommerziell erhältlicher Komponenten zur Erzeugung eines stabilen und linearen thermischen Gradienten. Ein solcher Gradient kann dann verwendet werden, um die obere thermische Grenze von Planktonorganismen, insbesondere wirbellosen Larven, zu bestimmen.
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Methodenartikel
Bestimmung der thermischen Grenzen für Zooplankton mit einem Wärmeblock
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Thermische Grenzen und Breite wurden häufig verwendet, um die Verbreitung von Arten vorherzusagen. Da die globale Temperatur weiter steigt, ist es wichtig zu verstehen, wie sich die thermische Grenze mit der Akklimatisierung ändert und wie sie zwischen Lebensstadien und Populationen variiert, um die Anfälligkeit von Arten für zukünftige Erwärmung zu bestimmen. Die meisten Meeresorganismen haben komplexe Lebenszyklen, die frühe planktonische Stadien umfassen. Während die Quantifizierung der thermischen Grenze dieser kleinen frühen Entwicklungsstadien (Dutzende bis Hunderte von Mikrometern) hilft, Entwicklungsengpässe zu identifizieren, kann dieser Prozess aufgrund der geringen Größe der Zielorganismen, des großen Platzbedarfs auf der Bank und der hohen anfänglichen Herstellungskosten eine Herausforderung darstellen. Hier wird ein Aufbau vorgestellt, der auf kleine Volumina (ml bis zehn ml) ausgerichtet ist. Dieser Aufbau kombiniert handelsübliche Komponenten, um einen stabilen und linearen thermischen Gradienten zu erzeugen. Produktionsspezifikationen des Aufbaus sowie Verfahren zur Einführung und Zählung lebender und toter Individuen und zur Berechnung der tödlichen Temperatur werden ebenfalls vorgestellt.
Einleitung
Die thermische Toleranz ist der Schlüssel zum Überleben und zur Funktion von Organismen 1,2. Da sich der Planet aufgrund anthropogener Kohlenstoffemissionen weiter erwärmt, wird der Bestimmung und Anwendung thermischer Grenzwerte zunehmend Aufmerksamkeit geschenkt3. Verschiedene Endpunkte wie Mortalität, Entwicklungsstörungen und Mobilitätsverlust wurden verwendet, um sowohl die oberen als auch die unteren thermischen Grenzen zu bestimmen4. Diese thermischen Grenzen werden oft als Proxy für die thermische Nische eines Organismus angesehen. Diese Informationen wer....
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Protokoll
1. Herstellung des Wärmeblocks
- Verkabeln Sie den 120 V, 100 W Heizstreifen mit dem Rheostat (siehe Materialtabelle).
- Bereiten Sie den 20,3 cm x 15,2 cm x 5 cm (8 Zoll x 5 Zoll x 2 Zoll) Aluminiumblock vor, indem Sie 60 Löcher in ein 6 x 10 Raster bohren (siehe Materialtabelle). Stellen Sie sicher, dass die Löcher 2 cm von Mitte zu Mitte in beide Richtungen verteilt sind. Jeder sollte einen Durchmesser von 1,1 cm haben und 4,2 cm tief sein (Abbildung 1).
HINWEIS: Führen Sie das Bohren auf einer Fräsmaschine oder Bohrpresse mit Schnellarbeitsstahlbohrern durch. Heizel....
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Ergebnisse
Das Ziel dieses Protokolls ist es, die obere thermische Grenze des Zooplanktons zu bestimmen. Dazu ist ein stabiler und linearer thermischer Gradient erforderlich. Der vorgeschlagene Aufbau war in der Lage, einen thermischen Gradienten von 14 °C bis 40 °C zu erzeugen, indem die Wasserbadtemperatur auf 8 °C und die Heizung auf 39 °C eingestellt wurde (Abbildung 2A). Der Temperaturgradient kann durch Ändern der Endpunktwerte verengt und verschoben werden. Ein thermischer Gradient mit einem eng.......
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Diskussion
Dieses Protokoll bietet einen zugänglichen und anpassbaren Ansatz zur Bestimmung der thermischen Grenzen von kleinen Planktonorganismen durch akute thermische Exposition. Das 10-Loch-Design und die flexiblen Temperaturendpunkte, die durch das Wasserbad am unteren Ende und die Heizung am oberen Ende gesteuert werden, ermöglichen eine präzise Bestimmung des LT50. Mit diesem Ansatz konnte ein Unterschied in der thermischen Grenze von <1 °C festgestellt werden (Abbildung 3). Dieser An.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben keinen Interessenkonflikt zu erklären.
Danksagungen
Diese Arbeit wird vom Faculty Research Fund des Swarthmore College [KC] und dem Robert Reynolds und Lucinda Lewis '70 Summer Research Fellowship für BJ unterstützt.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 0,45 &Mikro; m Membranfilter | VWR | 74300-042 | |
| ½ ” Acrylplatte | McMaster-Carr | 8560K266 | Wird verwendet, um ein geriffeltes Gehäuse mit ausreichender Isolierung zu konstruieren. |
| 1 mL Spritze | VWR | 76290-420 | |
| 2 Kanal 7 Thermoelement-Typen Datenlogger | Omega Engineering | HH506A | Kann durch jedes Thermometer ersetzt werden, das in ein Mikrozentrifugenröhrchen passt |
| Automatische Pipette | Ranin | ||
| Schraub- und Klemmmontage-Streifenheizkörper mit Mantel aus Edelstahl 430, 120 V AC, 1-1/2" breit, 100 W | McMaster-Carr | 3619K32 | |
| Crystal Sea Bioassay Mix | Pentair | CM2B | Zur Herstellung von künstlichem Meerwasser verwenden |
| Denraster excentricus | M-Rep | Sanddollar aus Kalifornien | |
| Präpariermikroskop | Nikon | SMZ645 | |
| DIYhz Aluminium-Wasserkühlungsblock, Flüssigkeitswasserkühler Kühlkörpersystem für PC-Computer-CPU-Grafikkühler-Kühlkörper Endothermischer Kopf Silber (40 mm x 120 mm x 12 mm) | Amazon | Verbindet sich mit dem Wasserbad und wird verwendet, um ein Ende des Blocks zu kühlen. | |
| Leicht zu bearbeitendes MIC6 Aluminiumgussblech 2" dick 8" x 8" | McMaster-Carr | 86825K953 | Bearbeitet auf 2" x 6" x 8" mit 60 gleichmäßig verteilten Löchern (11 mm Durchmesser, 42 mm Tiefe) mit zwei zusätzlichen Löchern in einer Seite für Thermostatfühler. |
| Wirtschaftliche Rohrisolierung aus flexiblem Polyethylenschaum | McMaster-Carr | 4530K121 | Deckt den Kunststoffschlauch zwischen Kühler und Block ab, um Wärmeverluste zu reduzieren. Kann weggelassen werden, wenn der Temperaturbereich nahe der Raumtemperatur liegt |
| EVERSECU 72w 110-240v Aquarium Wasserkühler Wärmer/Kühler Temperaturregler für Fischgarnelen Aquarium Marine Coral Reef Tank Unter 20 L/30 L Aquarium Chiller | Amazon | Kann anstelle des Wasserbads in Laborqualität verwendet werden | |
| Beispiel mit Larvensand Dollar | |||
| GENNEL 100 g Silber Silikon Wärmeleitpaste Fettpaste für GPU CPU IC LED Öfen Kühlung | Amazon | Verbessert die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Block und den Heiz- und Kühlelementen. | |
| Inkbird WiFi Reptile Thermostat Temperaturregler mit 2 Sonden und 2 Ausgängen, IPT-2CH Reptiles Heat Mat Thermostat (max. 250 W pro Steckdose) | Amazon | Überwacht heiße und kalte Enden. Hält das heiße Ende im Bereich | |
| Lauda Ecoline Silber Luftgekühlte Kühlthermostate | VWR | 89202-386 | Kann durch einen Aquarienkühler ersetzt werden |
| Mikrozentrifugenröhrchen | VWR | 76019-014 | Wenn größere Tiere verwendet werden, sind Scanilationsfläschchen (VWR 66022-004) eine gute Alternative |
| Nitex Mesh-Filter | Selbstgemacht | Gebrauchter Heißkleber zum Befestigen von Nitex Mesh an 1/2" PVC-Schläuchen | |
| Pasteurpipette | VWR | 14673-010 | |
| Kaliumchlorid (0,35 M) | Millpore-Sigma | P3911-500G | |
| R Statistik-Software. | Das R-Projekt für statistisches Rechnen | ||
| Spritzennadel | VWR | 89219-346 | Je nach Größe des Zielorganismus können die Gague 14 und 16 verwendet werden |
| Tygon Tubing | McMaster-Carr | 5233K65 | Passend zum verwendeten Kühler und Block |
| Zoo Med Repti Temp Rheostat | Chewy.com | von 150 W und neu verdrahtet, um direkt in das Heizelement eingespeist zu werden. Wird verwendet, um die Heizleistung zu steuern |
Referenzen
- 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).
- García, F. C., Bestion, E., Warfield, R., Yvon-Durocher, G.
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Nachdrucke und Genehmigungen
