부활의 휴면 벼룩 마그나: 프로토콜 및 응용 프로그램

장기 연구는 진화의 과정 및 적응의 메커니즘을 이해 하는 데 필수적입니다. 일반적으로, 이러한 연구는 연구자의 생활 시간 넘어 약속 필요합니다. 여기, 강력한 방법은 극적으로 자연 시스템에 경도 데이터를 생성 하기 위해 최신의 데이터 수집을 진행 하는 설명 합니다.

이 실험의 목표는 Daphnia magna 종의 휴면 단계를 부활시키는 것입니다. 이는 자연 시스템에서 장기 데이터를 생성하기 위해 데이터 수집을 획기적으로 발전시키는 강력한 방법입니다. 이 방법은 연구 프로젝트의 기간 내에서 자연에서 장기간에 걸쳐 발생하는 생태 진화 과정을 연구 할 수 있습니다.

이 기술의 주요 장점은 시간이 지남에 따라 선택 압력의 변화를 경험한 개체군에 적용할 경우 진화의 과정과 메커니즘을 해부하는 데 전례 없는 힘을 제공한다는 것입니다. 또한, 플랑크톤 종에 대한 부활의 방법론이 자주 적용되어 왔다. 지금까지는 지시된 지식 전달에 의해서만 실험실들 사이에서 전파되어 왔다.

이 방법의 시각적 시연을 통해 비전문가도 단계별 가이드를 따라 부활 생태학을 적용할 수 있으며, 진화 연구를 용이하게 하는 강력한 기술의 적용을 촉진할 수 있습니다. 호수나 연못에서 샘플 퇴적물의 코어 튜브를 얻은 후 평평한 금속 도구를 사용하여 코어를 수평 1cm 층으로 자릅니다. 그런 다음 퇴적물 층을 별도의 백에 모으십시오.

빅뱅 코어(big bang core)는 샘플링 동안 퇴적층의 교란을 줄이기 위해 설계되었다. 다른 코어를 사용하는 경우 각 퇴적물 층의 외부 고리를 쿠키 커터 종류의 블레이드로 제거하여 층 간의 오염을 제한할 수 있습니다. 마지막으로, 침전물 샘플을 밀봉된 판지 상자에 넣어 섭씨 4도의 어두운 방에 보관합니다.

먼저 정밀 저울로 각 퇴적층의 무게를 측정합니다. 그런 다음 두 개의 적층 된 지질 체로 각 층을 체질합니다. 첫 번째 체는 샘플 퇴적물에서 더 큰 물질을 제거하기 위해 더 큰 메쉬 크기를 가지고 있습니다.

두 번째 체는 더 미세한 그물망을 가지고 있어 표본 퇴적물의 나머지 부분에서 에피피아 및 기타 작은 입자를 분리합니다. 더 미세한 메쉬 체에 의해 수집된 퇴적물의 부분 표본을 흰색 배경 트레이로 이동합니다. 이피피아의 분리를 용이하게 하려면 흰색 트레이에 최대 200ml의 시추공 물을 추가하여 침전물 분획을 다시 현탁시킵니다.

흰색 트레이의 침전물에 이피피아가 있는지 검사합니다. 에피피아는 크기가 약 1mm이고 독특한 모양의 짙은 갈색을 띱니다. 침전물을 희석하고 상두피를 더 쉽게 육안으로 검사할 수 있도록 트레이에 물을 더 추가할 수 있습니다.

퇴적물에서 ephippia의 눈 점멸은 ephippia 형태학이 종 특이적이기 때문에 종에 대한 사전 분류 학적 지식이 필요합니다. 현미해부 겸자를 사용하여 트레이에서 개별 상두통을 분리하고 10ml의 시추공 물이 담긴 페트리 접시에 옮깁니다. 먼저, 현미해부 겸자를 사용하여 페트리 접시에서 실체 현미경 아래의 유리 슬라이드로 단일 상피를 옮깁니다.

그런 다음 전체 키틴 케이스를 고화질로 표시하는 배율을 선택합니다. 현미해부 겸자를 사용하여 이피피아의 반대쪽 끝을 잡습니다. 그런 다음 키틴 케이스의 융기를 따라 집게를 서로 쪽으로 밀어 부드러운 압력을 가합니다.

키틴 케이스가 열리면 한 쌍의 집게로 표피를 안정시킵니다. 두 번째 집게로 휴면 배아를 부드럽게 노출시킵니다. 그런 다음 집게를 사용하여 배아를 둘러싼 부드러운 내막을 조심스럽게 제거합니다.

난자 세포가 파괴되는 것을 방지하기 위해, 배아에서 내막을 분리할 때 뭉툭한 끝 겸자를 사용할 수 있습니다. 멸균 현미경 아래에서 미세 해부 겸자를 사용하여 캡슐화를 해제하려면 연습과 꾸준한 손이 필요합니다. 일단 마스터하면 몇 시간 내에 달성할 수 있습니다.

파스퇴르 피펫을 사용하여 휴면 알을 10ml의 시추공 물이 있는 깨끗한 페트리 접시에 옮깁니다. 동일한 퇴적층의 휴면 알은 동일한 페트리 접시에 수집 할 수 있습니다. 마지막으로, 알을 전체 스펙트럼, 긴 낮, 광주기 빛 및 고온에 노출시켜 부화를 유도합니다.

이러한 조건에서 적절하게 캡슐화 된 알은 48 시간에서 4 주 사이에 부화해야합니다. 동클론 라인을 설정하려면 파스퇴르 피펫을 사용하여 개별 Daphnia magna를 별도의 항아리로 옮깁니다. 링호의 퇴적 보관소에서 발견된 물벼룩(Daphnia magna)은 온난화에 대한 진화적 반응을 평가하는 데 사용됩니다.

퇴적 보관소에서 부화 성공률은 11%에서 58%까지 다양했습니다.3개의 시간 하위 개체군에서 부화한 새끼 거북이는 링 호수의 현재 온도인 섭씨 18도와 향후 100년 동안 예상되는 온도인 섭씨 24도를 나타내는 실험 조건에 노출되었습니다. 성장률, 번식력, 성숙 시 크기, 성숙 시 연령은 온도에 대한 소성 반응을 보여주었습니다. 반면에 필멸자는 반응이 없었습니다.

하위 집단 간의 진화적 차이는 개체군 성장률의 ANOVA를 통해서만 관찰되며, 이는 반응 규범 점에서 볼 수 있듯이 3개의 하위 집단 중 2개에서 크게 증가했습니다. 3개의 하위 개체군에서 부화한 새끼들은 섭씨 24도로 유지되는 실험용 반폐쇄 생태계에서 경쟁했습니다. 4주간의 선택 후, 부분 모집단의 빈도는 실험 시작부터 크게 변하지 않습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 휴면 상태인 물벼룩을 되살리는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 절차를 시도하는 동안 침전물 층 간의 교차 오염을 방지하기 위해 단계 사이에 기구를 청소하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 토양 및 퇴적물 샘플은 전용 실험실 공간에서 처리하는 것이 좋습니다.

휴면 개체군의 부활을 통해 연구자들은 동일한 환경에서 역사적 개체군과 현대 개체군을 연구하여 시간에 따른 진화를 효과적으로 재구성할 수 있습니다. 휴면 단계를 되살리기 위한 차세대 염기서열분석 기술의 적용은 시간이 지남에 따라 선택 압력의 변화를 경험한 개체군의 진화 과정과 메커니즘을 해부하는 데 전례 없는 힘을 제공합니다.