Les limites thermiques peuvent prédire les environnements que les organismes tolèrent, ce qui est une information précieuse face au changement climatique rapide. Décrits ici sont des protocoles à haut débit pour évaluer les minima thermiques critiques et le temps de choc thermique chez les insectes. Les deux protocoles maximisent le débit et minimisent le coût des tests.
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Article de méthode
Tests à haut débit des limites thermiques critiques chez les insectes
Dans cet article
Résumé
Résumé
Les limites thermiques supérieures et inférieures des plantes et des animaux sont d’importants prédicteurs de leur performance, de leur survie et de leur répartition géographique, et sont essentielles pour prédire les réponses au changement climatique. Ce travail décrit deux protocoles à haut débit pour mesurer les limites thermiques des insectes : l’un pour l’évaluation des minima thermiques critiques (CTmin),et l’autre pour évaluer le temps d’arrêt de la chaleur (KDT) en réponse à un facteur de stress thermique statique. Dans le test ctmin, les individus sont placés dans une colonne à veste acrylique, soumis à une rampe de température décroissante, et comptés comme ils tombent de leurs perchoirs à l’aide d’un capteur infrarouge. Dans le test de chaleur KDT, les individus sont contenus dans une plaque de puits 96, placé dans un incubateur réglé à une température stressante et chaude, et vidéo enregistrée pour déterminer l’heure à laquelle ils ne peuvent plus rester debout et se déplacer. Ces protocoles offrent des avantages par rapport aux techniques couramment utilisées. Les deux essais sont peu coûteux et peuvent être effectués relativement rapidement (~2 h). Le test CTmin réduit l’erreur de l’expérimentateur et peut mesurer un grand nombre d’individus à la fois. Le protocole KDT de chaleur génère un enregistrement vidéo de chaque essai et supprime ainsi le biais d’expérimentateur et la nécessité de surveiller en permanence les individus en temps réel.
Introduction
Limites thermiques des insectes
La variation des conditions environnementales, y compris la température, est un facteur important influençant la performance, la condition physique, la survie et la répartition géographique des organismes1,2. Les limites thermiques supérieures et inférieures déterminent l’éventail théorique des environnements qu’un organisme peut tolérer et, par conséquent, ces limites sont d’importants prédicteurs des distributions végétales et animales, en particulier face au changement climatique3,4. Ainsi, les pro....
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Protocole
1. Essai dect min à haut débit
- Assemblage de la colonne en veste (Figure 1A, Figure 2)
- Couper les tubes acryliques les plus larges (7 cm x 6,35 cm x 0,3 cm) et les plus étroits (5,7 cm x 5,1 cm x 0,3 cm) à longueurs égales (31,5 cm) avec des scies à aas (figure 2A). Ces deux tubes seront les murs extérieurs et les plus intimes de la colonne veste.
- Couper deux anneaux (2 cm de large) du tube acrylique de taille moyenne (6,35 cm x 5,7 cm x 0,3 cm) à l’aide d’une scie à métaux (figure 2
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Résultats
Les limites thermiques (c.-à-d. CTmin et KDT thermique) des femelles du Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel (DGRP) ont été mesurées pour démontrer les données à haut débit générées par les deux protocoles décrits. CTmin a été analysé à l’aide des lignes 714 (n = 37) et 913 (n = 45). Le KDT thermique a été analysé et comparé aux lignes 189 (n = 42) et 461 (n = 42), et les fichiers vidéo ont été analysés manuellement. Le temps total des expériences.......
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Discussion
Les deux méthodes détaillées ci-dessus génèrent des données à haut débit de mesures écologiquement pertinentes pour les limites thermiques supérieures et inférieures. Ces protocoles s’appuient sur des méthodologies déjà établies communes à la recherche sur les limites thermiques des insectes (résumées dans Sinclair et al.) 6. Les deux protocoles peuvent être complétés en peu de temps (~2 h chacun), produire des ensembles de données avec de grandes tailles d’échantillon, ne pas sacrifier la rép.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à révéler.
Remerciements
Nous remercions Ellie McCabe pour son aide à l’élevage des mouches. Ce travail est soutenu par la subvention 1010996 du National Institute of Food and Agriculture De l’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture des États-Unis et la National Science Foundation accorde oia-1826689 à N.M.T.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Circulateur de fluide réfrigéré ARCTIC A40 (rampes de température programmables) | Thermo Scientific ; Waltham, MA | 153-5401 | |
| C922 Pro Stream Webcam | Logitech ; Newark, CA | 960-001087 | |
| Pince circulaire réglable en acier &ndash ; 5,08 cm à 7,62 cm | Any | Any | |
| Tube acrylique transparent &ndash ; 5,7 cm x 5,1 cm x 0,3 cm | United States Plastic Corp., OH | 44036 | |
| Tube acrylique transparent &ndash ; 6,35 cm x 5,7 cm x 0,3 cm | United States Plastic Corp., OH | 440515 | |
| Tube acrylique transparent &ndash ; 7 cm x 6,35 cm x 0,3 cm | États-Unis Plastic Corp., OH | 44041 | |
| Scellant silicone transparent | N’importe quel N’importe quel | ||
| tube de collecte (15 ml) | N’importe | quel N’importe quel | |
| Perceuse sans fil | N’importe quel | ||
| moniteur d’entonnoir de drosophile (DFM) | TriKinetics ; Waltham, MA | DFM | Utilisé pour compter le nombre de mouches qui tombent dans l’entonnoir à un moment donné |
| Logiciel de collecte de données DAM | TriKinetics ; Waltham, MA | Enregistre les données saisies à partir du | |
| DFM Fly Storage Lid | FlySorter ; Seatle, WA | FS-96LID-5PK | Utilisé pour charger les mouches dans la plaque de stockage pour le test sCTmax |
| Fly Storage Plate | FlySorter ; Seatle, WA | FS-96PLATE-5PK | Utilisé pour retenir les mouches pendant le test sCTmax |
| Fly Food Tray | FlySorter ; Seatle, WA | FS-TRAY-5PK | Utilisé pour garder les mouches sur les aliments après le chargement dans la plaque à 96 puits jusqu’au test sCTmax |
| Entonnoir en verre | Kimax | 28950-75 | 75mm |
| Garde de gouttière | N’importe quel | Ouvertures de diamètre N’importe lequel | ~0,5 cm |
| de diamètre Scie à métaux | N’importe | quel | |
| Incubateur Heratherm Thermo Scientific | ; Waltham, MA | OMS100 | |
| Adaptateurs de tuyau en nylon (2) &ndash ; ¼ ; MNPT x 3/8 | United States Plastic Corp., OH | 61135 | |
| Pistolet à colle chaude et colle | N’importe | quelle | |
| source de lumière | N’importe | quel | |
| aimant | N’importe | quel | |
| OMEGA TC-08 Enregistreur et TC-08 Logiciel de lecture | OMEGA ; Norwalk, CT | ||
| Thermocouple OMEGA (Type T) | OMEGA ; Norwalk, CT | 5LRTC-TT-K-20-36 | |
| Entonnoir en plastique | N’importe | quel 2 | de diamètre |
| Tube en plastique - 0,6 cm de diamètre | United States Plastic Corp., OH | 62852 | |
| Anneau d’autoclave | N’importe | quel N’importe quel | de 2 » de diamètre |
| N’importe quel | N’importe quel | ||
| Pince à trois broches | d’autoclave N’importe quel | ||
| Rstudio | |||
| Connecteur de port série (PSIU9) | TriKinetics ; Waltham, MA | PSIU9 | Connexion intermédiaire entre le DFM et l’ordinateur, permet plusieurs connexions DFM |
| Styromousse (2" d’épaisseur) | N’importe quelle | ||
| bande | N’importe quelle | ||
| alimentation ininterrompue (PS9-1) | TriKinetics ; Waltham, MA | PS9-1 | Alimentation pour le DFM et le PSIU9 |
| Weld-on #4 Acrylic Cement | United States Plastic Corp., OH | 45737 |
Références
- 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).
- Angilletta, M. J. Thermal Adaptation: A Theoretical and Empirical Synth....
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