야간 인공 조명 (ALAN)은 광범위한 생물학적 영향을 미칩니다. 이 문서에서는 배터리, 타이머 및 오디오 가능 적외선 비디오 카메라에 연결된 LED 조명으로 구성된 동작을 모니터링하면서 네스트 박스 내부의 ALAN을 조작하는 시스템에 대해 설명합니다. 연구원은이 시스템을 사용하여 ALAN이 유기체에 미치는 영향에 관한 많은 뛰어난 질문을 탐구 할 수 있습니다.
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방법 논문
야간에 인공 조명이 자유 범위 동물에 미치는 영향을 조사하는 실험적 접근 방식 : 향후 연구를위한 구현, 결과 및 방향
이 논문에서
요약
초록
동물들은 빛과 어둠의 자연스러운 패턴으로 진화했습니다. 그러나 인공 조명은 인간 기반 시설과 레크리에이션 활동으로부터 환경으로 점점 더 많이 도입되고 있습니다. 야간 인공 조명 (ALAN)은 동물의 행동, 생리학 및 피트니스에 광범위한 영향을 미칠 가능성이 있으며, 이는 인구와 지역 사회에 더 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다. 자유 범위 동물에 대한 ALAN의 효과를 이해하는 것은 이동 생물이 직면 한 빛의 수준을 측정하고 ALAN의 효과를 다른 인위적 교란 요인의 영향과 분리하는 것과 같은 과제로 인해 사소한 일이 아닙니다. 여기서 우리는 둥지 상자 내부의 빛 수준을 실험적으로 조작하여 인공 광 노출이 개별 동물에 미치는 영향을 분리 할 수있는 접근법을 설명합니다. 이를 위해, 플레이트에 부착되고 배터리 및 타이머 시스템에 연결된 발광 다이오드(LED) 광(들)로 구성된 시스템을 사용할 수 있다. 이 설정을 통해 둥지 상자 내부의 개인을 ALAN의 다양한 강도와 지속 시간에 노출시키는 동시에 오디오가 포함 된 비디오 녹화를 얻을 수 있습니다. 이 시스템은 ALAN이 성인의 수면 및 활동 패턴에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 통찰력을 얻기 위해 자유 범위의 큰 가슴 (Parus major)과 파란색 가슴 (Cyanistes caeruleus)에 대한 연구에 사용되어 왔으며 둥지를 개발할 때 생리학 및 텔로미어 역학에 영향을 미칩니다. 이 시스템 또는 이의 적응은 ALAN이 다른 교란 요인과 상호 작용하고 생물 에너지 균형에 어떻게 영향을 미치는지와 같은 많은 다른 흥미로운 연구 질문에 대답하는 데 사용될 수 있습니다. 또한 다양한 종의 둥지 상자, 둥지 또는 굴 근처에 유사한 시스템을 설치하여 ALAN의 수준을 조작하고 생물학적 반응을 평가하며 상호 구체적인 관점을 구축하기 위해 작업 할 수 있습니다. 특히 자유 생활 동물의 행동과 움직임을 모니터링하기위한 다른 고급 접근법과 결합 될 때,이 접근법은 ALAN의 생물학적 의미에 대한 우리의 이해에 지속적으로 기여할 것을 약속합니다.
서론
동물들은 낮과 밤을 정의하는 빛과 어둠의 자연스러운 패턴으로 진화했습니다. 따라서 호르몬 시스템의 일주기 리듬은 휴식과 활동 패턴을 조율하고 동물이 체력을 극대화 할 수있게합니다 1,2,3. 예를 들어, 글루코 코르티코이드 호르몬의 일주기 리듬은 일상 활동의 시작시 피크와 함께 포도당 대사에 대한 영향과 환경 스트레스 요인에 대한 반응성을 통해 24-h 기간에 걸쳐 적절하게 행동하는 척추 동물을 양성합니다4. 마찬가지로, 어둠에 반응하여 방출되는 송과체 호르몬 멜라토닌은 일주기 리듬의 지배 패턴에 통합적으로 관여하며 항산화 특성 5,6을 가지고 있습니다. 멜라토닌 방출과 같은 일주기 리듬의 여러 측면의 연행은 환경에서 빛의 수준을 광수신함으로써 영향을받습니다. 따라서, 인간 활동, 레크리에이션 및 인프라를 지원하기 위해 환경으로의 인공 광의 도입은 자유 범위 동물의 행동, 생리학 및 적합성에 광범위한 영향을 미칠 가능성이 있다 7....
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프로토콜
동물 실험에이 시스템의 모든 응용 프로그램은 앤트워프 대학의 윤리위원회의 승인을 받았으며 벨기에 및 플랑드르 법에 따라 수행되었습니다. 방법론은 행동 연구에서 동물의 사용에 대한 ASAB / ABS 지침을 준수했습니다. 벨기에 왕립 자연 과학 연구소 (Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen; KBIN)은 모든 연구자와 인력에게 라이센스를 제공했습니다.
1. 실험 시스템 만들기
- ALAN을 만드는 데 사용할 광범위한 스펙트럼 LED를 구하십시오. LED 헤드라이트에서 LED 조명을 가져옵니다. 단일 LED 조명 또는 여러 개(예: 4개)의 광역 LED 조명을 사용하여 확산 조명을 강화합니다(그림 1).
참고: 수정으로서, 상이한 스펙트럼 특성(예를 들어, 적색 대 청색)을 갖는 LED가 사용될 수 있지만, 다른 소스로부터 얻어져야 할 것이다(이 시스템을 사용한 과거 연구에서 사용된 LED의 스펙트럼 특성에 대해서는 Grunst et al.2019 15 의 보충 자료 참조). - 동작 모니터링이 가능하도록 IR 카메라와 함께 L....
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결과
이 시스템을 사용하여 발표된 동료 검토 연구 논문은 표 2에 요약되어 있다. 다른 여러 원고가 진행 중입니다. 이 연구는 연구 질문의 세 가지 주요 스위트를 다룹니다. 첫째,이 시스템은 광노출이 성인의 수면 행동 및 활동 수준에 미치는 영향을 연구하는 데 사용되었습니다. 이를 위해 반복적 인 측정 실험 설계가 사용되었는데, 동일한 개인이 먼저 자연 조건에서 잠을 자고 나서 밝은 둥지 상자에서 자고있는 것을 기록했습니다. 이 연구에 사용 된 모든 개인에는 PIT 태그가 장착되어있어 연구원은 새를 방해하지 않고 휴대용 트랜스 폰더 리더를 사용하여 다음 밤 사이에 둥지 상자에서 자고 있는지 확인할 수있었습니다.
ALAN 노출이 수면 행동에 미치는 극적인 영향이 문서화되었습니다. 예를 들어, 1.6lux의 강도로 ALAN에 노출된 큰 가슴은 자유 범위 동물이 경험할 가능성이 있는 비교적 낮은 강도로, 반 시간 일찍 일어나서 둥지 상자를 20분 일찍 떠났고,.......
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토론
LED 조명과 페어링 된 IR 카메라의이 둥지 상자 기반 시스템은 연구원들이 ALAN의 생물학적 영향에 관한 다양한 흥미로운 질문을 평가할 수있게 해주었습니다. 또한, 시스템으로 추구 할 수있는 더 많은 연구 방향이 있습니다. 또한이 시스템의 사용을 다른 종으로 확대하면 ALAN에 대한 민감도의 상호 특이적 차이에 대한 이해를 촉진하는 데 도움이 될 수 있습니다. 미래의 연구를위한 몇 가지 비 철저한 가능성은이 논문이이 중요한 분야의 연구에 동기를 부여하는 데 도움이되기를 희망합니다. 결론은이 실험 접근법의 강점을 간략하게 반복하고 시스템의 한계를 해결합니다.
이 시스템은 ALAN이 반 포로 상태에서 자유 범위 동물이나 동물에 어떻게 영향을 미치는지에 관한 많은 뛰어난 질문에 답하기 위해 사용될 수 있습니다. 첫째, 지금까지의 연구에는 비교적 짧은 기간의 ALAN 노출 및 생물학적 효과의 단기 모니터링이 포함되었습니다. 결과적으로, 단기 ALAN 노출의 장기적인 영향이나 새가 며.......
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공개 사항
저자는 이해 상충이 없다고 선언합니다.
감사의 글
조류에 대한 ALAN의 생물학적 효과와 관련된 우리의 연구 프로그램은 FWO Flanders (M.E. 및 R.P., 프로젝트 ID : G.0A36.15N), 앤트워프 대학 및 유럽위원회 (M.L.G, Marie Skłodowska-Curie fellowship ID : 799667)로부터 자금을 지원받았습니다. 우리는 앤트워프 대학의 행동 생태학 및 생태 생리학 연구 그룹 구성원, 특히 Peter Scheys와 Thomas Raap의 지적 및 기술적 지원을 인정합니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 넓은 스펙트럼; 15mm x 5mm; LED 헤드라이트 | RANEX; 길즈; Nederlands | 6000.217 | 유사한 모델도 사용할 수 있습니다 |
| 배터리 | BYD | R1210A-C | Fe- 배터리 12V 120Wh (리튬 철 인산염 배터리) |
| 짙은 녹색 페인트 | 옵션. 둥지 상자 / 전자 인클로저를 색칠하려면 | ||
| 전자 제품 용 | 전기 테이프 | ||
| 수제 타이머 시스템 | Amazon | YP109A 12V | 유사한 모델도 사용할 수 있습니다 |
| 적외선 카메라 | Koberts-Goods, Melsungen, DE | 205-IR-L | 미니 카메라; 유사한 모델도 사용할 수 있습니다 |
| : 조도계 | ISO-Tech ILM; 코비; 영국 | 1335 | 광도를 보정하려면 |
| 미니 DVR 비디오 레코더 | Pakatak, Essex, UK | MD-101 | 감시 DVR 레코더 32GB |
| 수동 통합 트랜스폰더(PIT) 태그가 | Eccel Technology Ltd, Aylesbury, UK | EM4102 | 125 Kh; 고유한 전자 ID |
| 무선 주파수 식별(RFID) 리더 | 제공 Trovan, Aalten, Netherlands | GR-250 | PIT 태그를 스캔하고 조류 식별을 위해 |
| 저항기 | RS 구성 요소 | 전압에 따른 값 배터리 및 조명 | |
| SD 카드 | SanDisk | 64GB 이상 | |
| SongMeter | Wildlife Acoustics; Maynard, MA | 선택 사항. 둥지 상자 외부의 발성을 모니터링하는 수단을 제공합니다 | |
| TFT 컬러 LED 휴대용 테스트 모니터 | Walmart | 카메라가 켜져 있고 이미지를 올바르게 기록하고 있는지 확인할 수 있습니다 | |
| 목재 | 둥지 상자 / 전자 인클로저를 구성하기 위해 |
참고문헌
- Gwinner, E., Brandstätter, R. Complex bird clocks. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B. 356 (1415), 1801-1810 (2001).
- Dominoni, D., Helm, B., Lehmann, M., Dowse, H. B., Partecke, J. Clocks for the city: circadian diff....
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재인쇄 및 허가
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