20 maggio 2011
La vita della maggior parte dei pesci si basano sul nuoto. Questo protocollo descrive le tecniche per la cattura di una gamma di nuoto modalità disponibili per singoli pesci e la scolarizzazione, e comprende le metriche associate nuoto con la fisiologia e del comportamento.
L'obiettivo generale del seguente esperimento è determinare la capacità dei pesci di eseguire comportamenti nuotatori energeticamente dispendiosi. Questo viene ottenuto posizionando i pesci in un respirometro a tunnel per il nuoto e sottoponendoli a incrementi della velocità del flusso d'acqua. Durante questo periodo, dovrebbe essere registrato l'assorbimento di ossigeno, consentendo di determinare le variazioni del tasso metabolico.
A causa dell'esercizio, un software di analisi video può essere utilizzato per ottenere informazioni relative al comportamento natatorio. Si ottengono risultati che mostrano differenze nelle prestazioni di nuoto in base alla velocità massima raggiungibile dal pesce e al tempo in cui questa velocità può essere mantenuta. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande fondamentali in ecologia fisiologica riguardo ai requisiti energetici del nuoto e ai meccanismi che lo controllano; dimostrare la procedura insieme a me sarà un onore per uno studente meritevole.
Questo può essere effettuato dal mio laboratorio utilizzando una rete senza nodi per raccogliere singoli pesci dal loro serbatoio di contenimento. Minimizzare il tempo di cattura. Evitare di raccogliere più pesci e non trattenere i pesci nella rete per più di pochi secondi.
Questi fattori possono aumentare lo stress, il quale a sua volta può influenzare le prestazioni natatorie. Posizionare i pesci in un serbatoio di trasferimento con acqua dolce contenente anestetico a base di metano solfonato tricaina tamponato con bicarbonato di sodio. I pesci anestetizzati vengono quindi determinati per sesso, misurati per massa e lunghezza, sottoposti a un'esame esterno sommario delle loro condizioni e ne vengono misurate la lunghezza totale, la lunghezza forcuta o la lunghezza del corpo.
Introdurre i pesci nel canale di nuoto il più rapidamente possibile per favorire il recupero. Impostare la velocità di flusso in modo che i pesci possano riposare sul fondo nuotando appena. Un esempio di velocità per salmoni sockeye adulti è 0,3 BL al secondo.
Inserire una sonda per l'ossigeno nel respirometro. Monitorare i livelli di ossigeno nel tunnel natatorio durante il test. I periodi di acclimatazione variano a seconda dei pesci.
Qui un esemplare giovane di trota iridea viene acclimatato per 30 minuti per rifornire di ossigeno, ridurre l'accumulo di scarti e mantenere la temperatura dell'acqua. Svuotare periodicamente il tunnel. Il metodo più comune per caratterizzare la capacità natatoria dei pesci in un tunnel natatorio consiste nella durata per cui questa può essere mantenuta.
Più lenta è la velocità, più a lungo il pesce può nuotare e viceversa. Le velocità sono generalmente classificate come burst, prolungate o sostenute, che corrispondono rispettivamente a durate di secondi, da minuti a ore e ore o più. Per determinare queste velocità, i pesci sono sottoposti a passaggi definiti dall'utente costituiti da un'altezza prestabilita, cioè flusso d'acqua, incrementi di velocità e durata del passaggio, cioè durata dello step.
Massimizzare l'altezza del passo e minimizzare la lunghezza del passo permette di ottenere la massima velocità istantanea, mentre fare l'opposto consente di raggiungere la massima velocità sostenuta. Successivamente, impostare un sistema di analisi video per registrare il comportamento natatorio durante lo studio. L'analisi video può essere eseguita anche successivamente alle prove, utilizzando video registrati dopo l'acclimatazione, l'aumento della velocità del flusso in base alla dimensione del passo e registrare la durata della nuotata se necessario.
Una piccola scossa erogata da una griglia elettrificata nella parte posteriore del canale di nuoto può essere utilizzata per incentivare il nuoto quando il pesce interrompe l'attività. Terminare il test e consentire un periodo di recupero di 30 minuti per valutare la capacità di nuoto a scatti o di sprint. Portare la velocità della corrente a un valore massimo stimato.
I pesci dovrebbero riposare nella parte posteriore della camera mentre la velocità del flusso aumenta rapidamente. Una volta affaticati, i pesci dovrebbero essere lasciati riprendere oppure rimossi immediatamente per il prelievo di tessuti, determinando il tasso metabolico di routine e quello massimo, abbreviati rispettivamente come RMR e MMR, calcolando il volume o la massa di ossigeno per unità di massa per unità di tempo. In questo esempio, l'RMR era di 198 e l'MMR era di 961 milligrammi di ossigeno per chilogrammo all'ora.
Nel test del gradino, il modo tradizionale di riportare la velocità massima raggiunta consiste nel calcolare la velocità dell'ultimo gradino completamente completato, più la frazione temporale dell'ultimo gradino parziale non concluso. L'equazione mostrata qui viene utilizzata per stimare la capacità di nuotare prolungata o sostenuta, nota anche come prestazione critica nella nuotata, o you crit; la crocetta indica il punto in cui il pesce ha rifiutato di nuotare ulteriormente e in cui è stato calcolato you. Un software di analisi video può essere utilizzato per determinare i comportamenti nuotatori, come il numero di scatti e la loro durata.
La frequenza del battito della coda e l'ampiezza del battito della coda possono essere calcolate anche come mostrato. Di seguito, i campioni testati possono essere raccolti per determinare i livelli di ematocrito, le concentrazioni degli ormoni dello stress, le riserve energetiche muscolari, le attività enzimatiche o altri parametri fisiologici.
Questo protocollo descrive le tecniche per valutare le prestazioni natatorie dei pesci, concentrandosi sulle loro risposte fisiologiche e comportamentali a velocità diverse del flusso d'acqua. Utilizzando un respirometro a tunnel per nuoto, i ricercatori possono misurare l'assorbimento di ossigeno e analizzare le modalità di nuoto sia nei pesci singoli che in quelli che nuotano in branco.
La valutazione quantitativa delle prestazioni natatorie dei pesci consente una valutazione precisa della capacità fisiologica, della richiesta metabolica e dell'adattamento comportamentale in condizioni controllate. Queste misurazioni forniscono dati fondamentali per la riduzione del rischio meccanicistica e per una previsione affidabile nei modelli acquatici traslazionali rilevanti per la tossicologia ambientale, la modellizzazione delle malattie e lo screening fisiologico. L'integrazione di tali protocolli nei flussi di R&S supporta una validazione solida degli obiettivi e decisioni di avanzamento basate sulla valutazione del rischio per portafogli in ambito salute acquatica ed ecotossicologia.
Questo protocollo considera la valutazione della performance natatoria uno strumento fondamentale, dalla fase iniziale della scoperta fino alla ricerca preclinica in ambiente acquatico, sostenendo la verifica delle ipotesi e l'analisi quantitativa.