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Saggio della reotassi del pesce zebra: un metodo per misurare il comportamento di orientamento in risposta a diverse portate d'acqua

April 30th, 2023

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Abstract

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Fonte: Cresci, A., et al. Valutazione dell'influenza della personalità sulla sensibilità ai campi magnetici nel pesce zebra. J. Vis. Exp.(2019)

Questo video descrive il test della reotassi nel pesce zebra. Il metodo prevede la misurazione del comportamento di orientamento del pesce zebra in risposta a diverse portate d'acqua sotto l'influenza di diversi campi magnetici.

Protocol

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1.Impostazione del Campo Magnetico con la Manipolazione del Campo Magnetico Unidimensionale

  1. Accendere l'unità di alimentazione (Figura 1A).
  2. Posizionare il tunnel a spirale nel luogo in cui verrà eseguito il protocollo reotattico (sezione 3) ma tenerlo scollegato dall'apparecchio natatorio (Figura 1A). Posizionare una sonda magnetica collegata con un Gauss/Teslameter all'interno del tunnel e verificare quale tensione è necessaria per ottenere il valore del campo magnetico scelto lungo l'asse maggiore del tunnel.
    NOTA: A causa delle proprietà magnetiche di un solenoide, il campo è ragionevolmente uniforme all'interno del tunnel; Questo può essere verificato muovendo lentamente la sonda sia orizzontalmente che verticalmente.
  3. Scollegare la sonda e collegare il tunnel di flusso all'apparecchio per il nuoto.
  4. Inizia con il protocollo reotattico (sezione 3).

2. Impostazione del campo magnetico con la manipolazione tridimensionale del campo magnetico

  1. Attivare i driver della CPU, del DAC e della bobina (Figura 1B).
  2. Impostare il campo magnetico scelto su ciascuno dei tre assi (x, y e z).
  3. Posiziona il tunnel al centro del set di coppie di Helmholtz.
  4. Inizia con il protocollo reotattico (sezione 3).

3. Test della reotassi del pesce zebra nella camera di flusso

  1. Trasferire da uno a cinque pesci nel tunnel di flusso utilizzando una vasca da 2 L con i lati e il fondo oscurati.
  2. Accendere la pompa e impostare la portata nel tunnel a 1,7 cm/s.
    nota: Quest'acqua che si muove lentamente manterrà ossigenata l'acqua nel tunnel e faciliterà il recupero degli animali.
  3. Lascia che gli animali si acclimatino al tunnel di nuoto per 1 ora.
  4. Avvia la registrazione video del comportamento dei pesci nel tunnel.
    nota: Abbiamo utilizzato una fotocamera (ad esempio, Yi 4K Action) con telecomando (ad esempio, Bluetooth) e salvato il video come .mpg (30 fotogrammi/s).
  5. Iniziare l'aumento graduale della portata secondo il protocollo sperimentale scelto (1.3 cm/s in questo studio; Figura 2).
    NOTA: Per questo protocollo, abbiamo utilizzato basse portate che, per il pesce zebra, vanno da 0 a 2,8 BL (lunghezze del corpo)/s. Queste velocità di flusso si collocano nell'intervallo inferiore delle portate che inducono il nuoto orientato continuo nel pesce zebra (3%-15% della velocità di nuoto critica [Ucrit]). L'utilizzo di basse portate (seguendo il protocollo di Brett) è legato alle specifiche caratteristiche comportamentali di questa specie in presenza di correnti d'acqua. I pesci zebra tendono a nuotare lungo l'asse maggiore della camera, girandosi frequentemente, anche in presenza di flusso d'acqua, e tendono a nuotare sia a monte che a valle. Questo comportamento è influenzato dalla portata d'acqua, che scompare a velocità relativamente elevate (>8 BL/s), quando gli animali nuotano continuamente rivolti verso monte (piena risposta reotattica positiva). Gli spostamenti verticali e trasversali sono molto rari.
  6. Eseguire la morfometria degli animali (sesso e lunghezza totale [TL], lunghezza della forchetta [FL] o BL) su immagini di pesci in una camera morfometrica.
    1. Selezionare l'immagine appropriata.
    2. Aprire l'immagine in ImageJ.
    3. Prendi nota del sesso dell'animale (i maschi di pesce zebra sono snelli e tendono ad essere giallastri, mentre le femmine sono più arrotondate e tendono ad avere colorazioni blu e bianche).
    4. Fare clic su Analizza > Imposta scala e impostare la scala dell'immagine in centimetri, utilizzando l'intera lunghezza orizzontale del tunnel come riferimento.
    5. Fare clic su Analizza > Misura e registrare la lunghezza lineare dell'animale.
    6. Calcola il suo peso corporeo (BW).
      nota: BW è calcolato dalle relazioni sesso-FL-BW precedentemente costruite in laboratorio o dai metadati. L'intera procedura evita lo stress da manipolazione sugli animali.

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Results

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figure-results-1
Figura 1: Predisposizione per il controllo del campo magnetico.(A) Rendering della galleria di nuoto con un solenoide per l'induzione di un campo magnetico statico orizzontale all'interno della galleria. Il solenoide (0,83 giri/cm) è collegato a un'unità di potenza e genera campi nell'intervallo di ±250 μT (intervallo di intensità che include l'intervallo del campo magnetico terrestre). ...

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Misuratore 9500 G FWBellN/AGaussmetro, c.c.-10 kHz; risoluzione della sonda: 0,01 μT
AD5755-1 Dispositivi analogiciEVAL-AD5755SDZConvertitore digitale/analogico a quattro canali, 16 bit
ALR3003D Elc3.76024E+12Alimentazione DC a doppia regolazione
BeagleBone Nero Beagleboard.org N/AComputer a scheda singola
Driver della bobina Fatto in casa N/AAmplificatore basato su OP commerciale (OPA544 di TI)
Coppie di Helmholtz Fatto in casa N/ABobine realizzate con filo standard AWG-14
HMC588L Honeywell 900405Rev E Magnetometro digitale a tre assi
MO99-2506 FWBell 129966Sonda magnetica ad asse singolo
Attrezzi da nuotoM2M Engineering Apparecchiature scientifiche personalizzate N/AApparecchio per il nuoto composto da pompa peristaltica e flussometro SMC con feedback digitale
TECO 278Teco N/ATermocriostato

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