Physiologische Charakterisierung des Korallenholobionten mit einem neuen Mikro-Respirometrie-Tool

Die Stoffwechselaktivität, die als Summe aller organismischen Aktivitäten definiert werden kann, die Energie beinhalten, ist entscheidend für das Verständnis der Funktion und Evolution des Lebens auf der Erde. An Korallenriffen sind Messungen des Stoffwechsels sehr wichtig, um Muster wie Symbiose oder den Prozess zwischen einem Wirt und beispielsweise dem Symbionten Symbiodiniaceae im Korallenwirtsgewebe zu beschreiben. Und es kann uns nicht nur Aufschluss darüber geben, wie der Organismus normal funktioniert, sondern auch, wie dieser Organismus funktioniert, wenn zum Beispiel Klimastressoren im Spiel sind.

Um mit der Einrichtung der Ausrüstung und der Korallen zu beginnen, verbinden Sie die beiden Wasserbadplatten mit blauem Polyrohr und Verbindern. Stellen Sie sicher, dass die Motorplatte durch die transparenten Wasserbadplatten sichtbar ist, wenn die Respirometriekammern nicht vorhanden sind. Verbinden Sie als Nächstes die Basis des Wasserbades mit der Grundmotorplatte mit den Magneträdern, bevor Sie diese Baugruppe an eine Stromquelle anschließen und die Stromversorgung einschalten.

Um die Respirometriekammer zusammenzubauen, geben Sie die Magnetperle in die Glaskammer und legen Sie den undurchsichtigen Kunststofffluss durch den Stativfuß in die Glaskammer. Stellen Sie die Kammern fest in die Wasserbäder und stellen Sie sicher, dass die Glaskammern mit dem temperierten Wasser für das Experiment in Kontakt stehen. Mit den Ventilsteuerknöpfen können Sie den Wasserfluss nach Bedarf modulieren, indem Sie einen kontinuierlichen und sanften Durchfluss von 75 Litern pro Stunde mit langsamem Rühren von 30 Umdrehungen pro Minute anwenden.

Verbinden Sie die Sauerstofffaserkabel mit den Sauerstoffsensorpunkten, die Signale von der Kammer durch das Kabel erkennen und übertragen. Stellen Sie sicher, dass die Glasfaser mit den entsprechenden Anschlüssen im Sauerstoffmodul verbunden ist. Führen Sie die Kabel in die seitlich gebohrten Löcher der Deckelkammern ein und stellen Sie den Kontakt mit den Stellen sicher.

Befestigen Sie bei Bedarf das weiße, dünne, selbstdichtende Sanitärband, damit das Kabel fest sitzt und fest in der Wasserkammer bleibt. Stellen Sie sicher, dass die einzelnen Korallen mit braunen Tentakeln nach oben in der Kammer zu sehen sind. Messen Sie abschließend die Atmung mit der Sauerstoffmesssoftware.

Nach dem Importieren der Respirometriedaten mit dem R-Paket respR wurde die Inspect-Funktion verwendet, um nach häufigen Anomalien wie nicht-numerischen oder fehlenden Werten zu suchen, die Sauerstoff-Zeitreihen darzustellen und eine Rollrate zu berechnen. Die rollierende Rate wurde nach dem Zeitpunkt von 3000 stabil. Der abnehmende Sauerstoff wurde erst nach Reihe 200 in der Vollzeitserie nachweisbar.

Die automatische Unterstrich-Rate-Funktion, die lineare Bereiche der Daten identifiziert, wurde verwendet, um Raten zu extrahieren. Ein linearer Bereich von etwa 3.000 bis 5.000 wurde als der linearste Bereich identifiziert. Die Funktion adjust_rate wurde verwendet, um die Hintergrundraten aus den Kontrollexperimenten zu bestimmen.

Abschließend wurden die Raten anhand verschiedener Parameter in die gewünschten Ausgabeeinheiten umgerechnet. Die oberflächenspezifische Rate, d. h. die absolute Rate geteilt durch die Oberfläche der Probe, wurde als Ausgabe erhalten. Die Ergebnisse der Atmung im Dunkeln bei der getesteten kleinen Probengröße zeigten die Effizienz dieser Methode bei der Erfassung einer niedrigen Signalschwelle.

Weiterhin wurden die repräsentativen Atmungswerte für Leerproben sowie ein Kontroll- und Hochtemperaturvergleich für sehr kleine Proben ermittelt. Trotz der Bedeutung mangelt es an Methoden und damit an Daten über wichtige Stoffwechselraten, die mit Korallenriffen zu tun haben, insbesondere wenn es sich um Korallennachkommen handelt, die oft sehr klein sind, was es schwierig macht, sie zu messen. Aus diesem Grund haben wir dieses kostengünstige, sehr flexible physiologische Respirometriesystem entwickelt, mit dem die Atemfrequenz, die IE-Stoffwechselraten, in sehr kleinen Organismen und in diesem Fall bei jungen Korallen gemessen werden können.