Établir un écosystème Octopus pour la recherche biomédicale et la bio-ingénierie

Notre protocole est important car il guide les chercheurs sur le maintien d’un environnement de poulpe, expliquant comment mettre en place l’aquarium, les soins quotidiens des pieuvres. Cette technique guide les nouveaux chercheurs sans expériences de soins de poulpes à mettre en place un environnement d’aquarium pour les pieuvres dans un laboratoire et à maintenir des pieuvres en bonne santé pour la recherche. Il est important que les nouveaux chercheurs avec des pieuvres se rendent compte que ces animaux nécessitent un engagement fort.

Ils nécessitent des soins quotidiens et la qualité de l’eau doit être surveillée en permanence dans un état stable avant même l’arrivée des animaux. Une semaine après la maturation des réservoirs de poulpe, installez un réservoir de crevettes séparé en transférant huit gallons d’eau salée mature dans le réservoir, puis ajoutez 15 kilogrammes de corail broyé au fond du réservoir. Ajoutez également quelques roches vivantes pour fournir des cachettes pour la mue.

Ensuite, fixez un filtre à bidon au bord du réservoir et configurez-le selon les instructions du fabricant. Ajoutez une pompe à air à côté du réservoir relié à un tube avec une pierre à air attachée placée dans le réservoir. Une fois que les sédiments coralliens broyés se dissipent, les crevettes peuvent être ajoutées au réservoir, Pour ajouter les crevettes à l’arrivée, déplacez d’abord les crevettes de l’eau de navigation vers le petit réservoir d’eau salée intermédiaire pendant cinq minutes pour éliminer les biodéchets, puis les crevettes peuvent être ajoutées directement au réservoir.

Les poissons moustiques, à l’arrivée, peuvent être ajoutés directement à l’aquarium de crevettes. Nourrissez les crevettes et les poissons avec des flocons de poisson, de la végétation morte ou des algues. Chaque semaine, nettoyez le filtre, changez les tampons filtrants et changez 25% de l’eau.

À l’aide de kits d’analyse de l’eau, vérifiez quotidiennement les paramètres d’azote, de pH et de température dans les réservoirs alimentaires. Si les paramètres d’azote de l’eau restent élevés, changez l’eau plus fréquemment et ajoutez un sac absorbant d’azote. Si les problèmes persistent plus d’un mois, déplacez les crevettes dans un réservoir plus grand.

Pour le réservoir de crabe, empilez 10 kilogrammes de cailloux d’un côté pour créer de la terre sèche et remplissez l’autre côté d’un gallon d’eau salée. Ensuite, ajoutez des crabes violoneux directement dans le réservoir. Les crabes passeront la majeure partie de leur vie sur terre, mais peuvent être sous l’eau pendant quelques jours à la fois, ce qui rend un réservoir partiellement sous-marin crucial pour leur survie à long terme.

Nourrissez les crabes violoneux une fois par jour en ajoutant des flocons de poisson dans le plat sur la zone de l’aquarium. Nettoyez les réservoirs chaque semaine en enlevant d’abord les crabes, puis en changeant 100% de l’eau salée et en nettoyant les cailloux. Placez les mollusques bivalves marins, tels que les palourdes et les moules, dans le réservoir d’eau salée de poulpe.

Ces mollusques s’ouvriront, fournissant un autre mécanisme de filtrage de l’eau. Avant d’introduire la pieuvre dans le réservoir, assurez-vous que les niveaux d’ammoniac, de nitrite et de nitrate sont inférieurs à 5, 25 et 10 parties par million, respectivement. Ayez une pompe à main à eau disponible pour retirer l’encre de pieuvre du réservoir.

Deux personnes sont nécessaires pour cette procédure. À l’arrivée, placez le sac sur la balance et enregistrez le poids du sac avec la pieuvre. Ajoutez une pierre à air au sac pour augmenter l’oxygénation de l’eau tout en transférant l’animal dans son réservoir.

Mesurez la température et la salinité de l’eau d’expédition et enregistrez les cas de maladie prolongée après l’expédition. Sans transférer d’eau du sac au réservoir, suspendez le sac de transport au-dessus du coin du réservoir avec le sac partiellement immergé dans l’eau du réservoir pour commencer à changer la température du sac de transport. Retirez 10% de l’eau du sac et jetez-la dans l’évier, puis ajoutez la même quantité d’eau du réservoir au sac.

Répétez toutes les 10 minutes jusqu’à ce que la température de l’eau dans le sac ne soit pas plus d’un degré différente de la température de l’eau dans le réservoir. Ensuite, portez des gants et placez les deux mains sous la pieuvre pour fournir un soutien pendant le transfert. La deuxième personne devra tirer doucement les bras aspirés du côté du sac.

Une fois que la pieuvre est sortie du sac, déplacez-la rapidement dans l’eau de son nouvel habitat, en transférant le moins d’eau possible du sac d’expédition. Utilisez la pompe à main pour retirer toute encre que la pieuvre libère lorsqu’elle est dans le réservoir. Maintenant, pesez le sac avec de l’eau pour obtenir le poids approximatif de l’animal.

Pendant les deux premières semaines après son arrivée, surveillez la consommation quotidienne de la pieuvre, qui devrait représenter environ 4 à 8% de son poids. La pieuvre doit être vérifiée quatre fois par jour. Cela peut être réduit à deux fois par jour après deux semaines.

Pesez l’animal toutes les deux semaines et ajustez la consommation de nourriture au besoin. Utilisez une trousse d’analyse de l’eau salée disponible dans le commerce pour déterminer les niveaux de pH, d’ammoniac, de nitrite et de nitrate. Ajoutez la quantité d’eau du réservoir dirigée par le kit aux quatre tubes à essai fournis avec le kit.

Comme spécifié sur le kit de test, ajoutez la quantité de réactif calorimétrique au tube correspondant. Si les niveaux d’ammoniac, de nitrite et de nitrate sont supérieurs à 5, 25 et 10 parties par million, respectivement, lavez la biomasse du filtre à chaussettes ou changez pour un nouveau filtre à chaussettes. De plus, nettoyez la biomasse du haut de l’écumoire avec une brosse et ajoutez des bactéries dénitrifiantes supplémentaires au réservoir.

Si les problèmes persistent, remplacez 25% de l’eau par de l’eau salée douce. À l’aide d’une pompe manuelle, retirez toutes les carcasses de crabes et de crevettes morts du réservoir ainsi que toute matière fécale de poulpe. Retirez tous les crabes vivants restants du réservoir et replacez-les dans le réservoir de stockage.

Ensuite, réorganisez les gros objets dans le réservoir. Ensuite, introduisez la moitié du nombre de crabes que la pieuvre mangerait quotidiennement dans le réservoir. Nourrissez les crevettes décongelées ou les petits crabes violoneux mâles avec les pieuvres juvéniles.

Selon l’expérience, les crabes et les crevettes peuvent être introduits n’importe où dans le réservoir, ou directement dans la pieuvre. Offrez cinq crevettes fantômes par jour. Pour fournir une variété de nourriture à la pieuvre, donnez une palourde ou une moule vivante une fois par semaine et maintenez toujours trois poissons moustiques à l’intérieur de l’aquarium.

Pour l’assainissement hebdomadaire, éteignez les lumières de l’écumeur, de la pompe et du bac à algues avant de nettoyer le système de pompe, puis éteignez la vanne automatique du système avant de retirer l’eau. Enfin, retirez l’écumoire et toute l’eau uniquement du système de puisard. Frottez légèrement le bac à algues pour éliminer la majeure partie de la biomasse de ses murs et nettoyez le reste de la zone de puisard avec une brosse, puis retirez le filtre à chaussettes, nettoyez-le avec du vinaigre et laissez-le sécher.

Faites pivoter avec un autre filtre à chaussettes chaque semaine, en remplaçant par de nouveaux tous les trois mois. Après avoir nettoyé la biomasse du haut de l’écumoire, remettez l’écumoire dans le système et commencez à le remplir d’eau salée. Lorsque la zone de la pompe commence à se remplir, rallumez tous les systèmes.

Arrêtez d’ajouter de l’eau lorsque le haut automatique de la vanne à flotteur est en position d’arrêt. Dévisser les tubes à essai est un test précieux pour comprendre la fonction sensorimotrice, ainsi que pour apprendre les capacités de mémoire des pieuvres. Ce test a été effectué quotidiennement sur trois pieuvres, et il a fallu quatre jours en moyenne aux pieuvres pour apprendre à ouvrir le tube à essai.

On y voit ici des images IRM à ultra-haute résolution spatiale du cerveau et des bras de la pieuvre qui, ensemble, forment un système nerveux contenant plus de 500 millions de neurones. Il s’agit d’une vue coronale de la tête, montrant le cerveau et les lobes optiques. Dans la vue coronale des bras, le cordon axial est visible dans chacun des sept bras, et une vue sagittale des ventouses démontre une structure nerveuse périphérique complexe.

L’imagerie par cryo-tomographie par fluorescence, qui génère une image morphologique tridimensionnelle de l’animal entier, a permis de visualiser le cerveau et les ventouses positionnées le long du bras à la longueur d’onde de 470 nanomètres. Le système digestif est visualisé dans les longueurs d’onde de 555 et 640 nanomètres. Après le développement de cette technique, il a été possible d’utiliser des outils d’apprentissage automatique pour suivre et classer les mouvements de la pieuvre.