動物の行動観察のための溶存酸素を操作するための単純なアプローチ

サマリー

この記事では、動物行動研究のための実験室の設定で溶存酸素条件を操作するためのシンプルで再現性のあるプロトコルについて説明します。このプロトコルは、溶存酸素濃度の変化に大型無脊椎動物、魚類、または両生類の生物応答を評価するために、両方の教育と研究室の設定で使用してもよいです。

要約

実験室環境中の溶存酸素（DO）を操作する能力は、生態系と生物行動の質問の数を調査する重要なアプリケーションを持っています。ここで説明するプロトコルは、低酸素と無酸素状態に起因する水​​生生物における行動反応を研究するために、DO操作するための、簡単な再現性、および制御方法を提供します。窒素は、一般的に実験室の設定で使用されていると、水の脱ガスを行いながら、生態（水生）アプリケーションのための明示的な方法は、文献中に存在せず、このプロトコルは、生物応答を観察するために水をdegasifyするためのプロトコルを記述する最初のものです。この技術およびプロトコルは、水生無脊椎動物のために直接適用するために開発されました。しかし、小魚、両生類、および他の水生脊椎動物を簡単に置き換えることができます。これは、2 mg / Lでから5分の動物観察期間までのための安定した11ミリグラム/ Lの範囲のDOレベルを簡単に操作することができます。5分間の観察期間を超えて水の温度が上昇し始め、10分にはDOでレベルが維持するにはあまりにも不安定になりました。プロトコルは、入門教育ラボや高レベルの研究用途への迅速な実装を可能にし、研究の生物へのスケーラブルな再現性、および信頼性があります。この技術の期待される結果は、生物の行動応答に溶存酸素の変化を関連付ける必要があります。

概要

溶存酸素（DO）、水生生態系内の生物学的および生態学的プロセスの数を媒介するのに重要な鍵と生理化学的パラメータです。急性および慢性の致死低酸素に対するエクスポージャーは、特定の水生昆虫の成長率を低下させ^、1さらさ昆虫の生存率を低下させます。このプロトコルは、動物の行動への影響を観察するために河川水にDOレベルを操作する制御方法を提供するために開発されました。すべての好気性水生生物の生存が住んでいて、再生するためには、酸素濃度に依存するため、DOの濃度の変化は、多くの場合、生物による行動の変化に反映されます。複数のモバイル水生無脊椎動物や魚は高いDO ^2,3でロケールを求めることにより、低酸素濃度（低酸素）に応答することが観察されています。あまり携帯水生生物については、DOの摂取量を増加させるための行動適応が唯一の現実的な選択肢かもしれません。 PLECの水生大型無脊椎動物順^{6 -} optera（カワゲラ）は、それらの外鰓⁴渡って、酸素の水の流れ、および取り込みを増加させるために「プッシュアップ」の動きを実行するために注目されています。これらの適応行動は、自然環境および実験室の実験で観察されています。

水中のDOの実験室での操作は、動物行動研究のための重要な機会を開きますが、方法論の展開で大きなギャップが存在します。例えば、ある研究では、窒素でガス処理以下の低酸素環境に....

プロトコル

注：この実験は、脊椎動物を使用していなかったため、動物実験委員会のためのジュニアータカレッジの研究所による承認を必要としませんでした。しかし、脊椎動物で使用するために、この方法を適応個人のために、IACUCの承認が求められるべきです。

1.フィールドのサンプル採取

1. 1時間のトランジットでの最大推奨時間で輸送中の時間を最小限にするために迅速に決定し、評価収集する機能のための潜在的なフィールドサイトを、店舗、および輸送カワゲラ。
2. 少なくとも35カワゲラ^12を収集するために、標準的なキック-netの手順に従って、選択したフィールドサイトで十分な時間をキックネットサンプリングを行います。
3. ストリームから2センチメートルの最大径と河川水と岩の50 Lを収集します。
4. ストリームサイトの温度に設定し冷蔵庫に水槽を置きます。水族館にストリームサイトで収集した岩を配布し、水槽ごとの河川水4Lで埋めます。場所20-30水族館あたりカワゲラを収集し、各タンクに水族館バブラーに取り付けられたバブリングの石を配置し、継続的に水に室内空気を追加するバブラーをオンにします。
5. カワゲラは、48時間の期間のための水族館で新しい環境に調整することができます。

結果

説明セットアップの6件の試験は、カワゲラが水の中に別のDO濃度に応じて行う腕立て伏せの回数を定量化するために教育実験室の設定で24新入生学部学生によって行われました。 DOレベル内および各試行内で行わ腕立て伏せの平均数は、図2にDOレベルに対する腕立て伏せをプロットするためにプールした。ANOVAとしてだけでなく、DO濃度、試験の順序、温度を利用して、最初に行きましたすべての変数間の相互作用。結果は、唯一の濃度が大幅にカワゲラによって行わ腕立て伏せの回数の影響を受けないことを示唆している（R ² ADJを。= 0.322、P = 0.004）と無他の変数または相互作用は、腕立て伏せの有意な予測因子でした。この分析で使用されるすべてのデータはアンダーソン・ダーリン検定を使用して正規性が確認されました。

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ディスカッション

重要なステップ
この手順では、水生生物の行動研究を実行するために実験室の設定でDOを操作するための簡単​​かつ効率的な方法を提供します。私たちは、直接成果に関連し、この実験を行う際に注意すべきいくつかの重要なステップ/アイテムがあることが見つかりました。試験内では、水、上記ガスの分圧の変化、及びそれに続くDO変動を回避するためにチャンバ圧力を維持するために重要です。プロトコルの「実験の安定性をテストする」の項で説明する手順に従うことが重要です。ストッパーで水1Lフラスコに真空管の完全な水没を確保し、フラスコと栓のシールを点検（室内空気の逆流を防止するために）、およびガスラインを着座し、ワイヤシールをDOは、安定を維持するのを助けることができますチャンバ環境。さらに、チャンバ内の水の量を最大にすること内DOの安定性を向上させる必要があります我々は不規則で不安定なDO操作で、あまりにも少しボリューム結果を発見したとして裁判。

チャンバ内の水の温度を維持することは、内部DOレベルの良好な制御のために不可欠です。私たちは、個々のグループの実験内の冷水の温度を維持することができまし.......

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
フィルターフラスコ 2 L	パイレックス	5340
ラバーストッパー サイズ 6	シグマ-アルドリッチ	Z164534
ナルゲン 180 透明プラスチックチューブ	サーモサイエンフィティック	8001-1216
ウィスパー 60 エアポンプ	テトラ
スタンダード フレキシブルエアラインチューブ	ペンプラックス	ST25
0.25 インチ 銅チューブ	ロウズホームインプルーブ	メント23050
オスホースバーブ	グレイン	ジャー5LWH1
コネクタ	グレイン	ジャー20YZ22
ヘビーデューティ溶存酸素計		Extech407510
ガス	マセソンTRIGAS
ラドナーAF150-580レギュレータ	ガス	RAD64003036

メス窒素エア