Name: Het kwantificeren van vissen zwemmen gedrag in reactie op acute blootstelling van Waterige Copper Met behulp van Computer Assisted Video en Digital Image Analysis (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 21 s
Description: Leer het kwantificeren van zwemgedrag bij witte steur (Acipenser transmontanus) na blootstelling aan subletale koperconcentraties met behulp van videotechnologie. Deze methode biedt objectieve gedragsanalyse voor ecotoxicologisch onderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wij danken het personeel van de Ecology Branch, Toxicology Branch en Environmental Chemistry Branch van het U.S. Geological Survey, Columbia Environmental Research Center voor technische en analytische assistentie. De financiering werd gedeeltelijk verstrekt door Teck American Incorporated via een overeenkomst met de US Environmental Protection Agency (USEPA) Regio 10, met fondsen die door USEPA werden verstrekt aan het US Geological Survey (USGS) via het Department of Interior Central Hazmat Fund.

<ol><li>Gerhardt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aquatic+behavioral+ecotoxicology-prospects+and+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Ecol+Risk+Assess%3A+An+International+Journal%22%5BJournal%5D)">Aquatic behavioral ecotoxicology-prospects and limitations.</a> Hum Ecol Risk Assess: An International Journal. 13 (3), 481-491 (2007).</li>
<li>Beitinger, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+reactions+for+the+assessment+of+stress+in+fishes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Great+Lakes+Res%22%5BJournal%5D)">Behavioral reactions for the assessment of stress in fishes.</a> J Great Lakes Res. 16, 495-528 (1990).</li>
<li>Beitinger, T. L., McCauley, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whole-animal+and+physiological+processes+for+the+assessment+of+stress+in+fishes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Great+Lakes+Res%22%5BJournal%5D)">Whole-animal and physiological processes for the assessment of stress in fishes.</a> J Great Lakes Res. 16, 542-575 (1990).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Behavioural+Ecotoxicology%22">Behavioural Ecotoxicology</a>. Dell'Omo, G. , J Wiley & Sons. Chichester, UK. (2002).</li>
<li>Little, E. E., Finger, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Swimming+behavior+as+an+indicator+of+sublethal+toxicity+in+fish%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Toxicol+Chem%22%5BJournal%5D)">Swimming behavior as an indicator of sublethal toxicity in fish.</a> Environ Toxicol Chem. 9, 13-19 (1990).</li>
<li>Rand, G. M. Behavior. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRand%2C+GM+%22Fundamentals+of+Aquatic+Toxicology%3A+Methods+and+Applications%22">Fundamentals of Aquatic Toxicology: Methods and Applications</a>. Rand, G. M., Petrocelli, S. R. , Hemisphere Publishing. New York. 221-256 (1985).</li>
<li>Calfee, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+sensitivity+of+white+sturgeon+%28Acipenser+transmontanus%29+and+rainbow+trout+%28Onchorhynchus+mykiss%29+to+copper%2C+cadmium%2C+or+zinc+in+water-only+laboratory+exposures%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Toxicol+Chem%22%5BJournal%5D)">Acute sensitivity of white sturgeon (Acipenser transmontanus) and rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) to copper, cadmium, or zinc in water-only laboratory exposures.</a> Environ Toxicol Chem. 33 (10), 2259-2272 (2014).</li>
<li>Little, E. E., Calfee, R. D., Linder, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxicity+of+smelter+slag-contaminated+sediments+from+Upper+Lake+Roosevelt+and+associated+metals+to+early+life+stage+White+Sturgeon+%28Acipenser+transmontanus+Richardson%2C+1836%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Ichthyol%22%5BJournal%5D)">Toxicity of smelter slag-contaminated sediments from Upper Lake Roosevelt and associated metals to early life stage White Sturgeon (Acipenser transmontanus Richardson, 1836).</a> J Appl Ichthyol. , 1-11 (2014).</li>
<li>Wang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+sensitivity+of+white+sturgeon+%28Acipenser+transmontanus%29+and+rainbow+trout+%28Onchorhynchus+mykiss%29+to+cadmium%2C+copper%2C+lead+or+zinc+in+water-only+laboratory+exposures%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Toxicol+Chem%22%5BJournal%5D)">Chronic sensitivity of white sturgeon (Acipenser transmontanus) and rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) to cadmium, copper, lead or zinc in water-only laboratory exposures.</a> Environ Toxicol Chem. 33 (10), 2246-2258 (2014).</li>
<li>Little, E. E. Behavioral measures of injuries to fish and aquatic organisms: regulatory considerations. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLittle%2C+EE+%22Behavioural+Ecotoxicology%22">Behavioural Ecotoxicology</a>. Dell'Omo, G. , J Wiley & Sons. Chichester, UK. 411-431 (2002).</li>
<li>Little, E. E., Brewer, S. K. Neurobehavioral toxicity in fish. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLittle%2C+EE+%22Target+Organ+Toxicity+in+Marine+and+Freshwater+Teleosts+New+Perspectives%3A+Toxicology+and+the+Environment.+Volume+2%22">Target Organ Toxicity in Marine and Freshwater Teleosts New Perspectives: Toxicology and the Environment. Volume 2</a>. Schlenk, D., Benson, W. H. , Taylor and Francis. London and New York. 139-174 (2001).</li>
<li>Mount, D. I., Brungs, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simplified+dosing+apparatus+for+fish+toxicological+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">A simplified dosing apparatus for fish toxicological studies.</a> Water Res. 1, 21-29 (1967).</li>
<li>Standard guide for performing early life-stage toxicity tests with fishes. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Annual.Book+of+ASTM+International+Standards.+Volume+11.06%22">Annual.Book of ASTM International Standards. Volume 11.06</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. SOURCE: http://www.astm.org/Standards/E1241.htm (2014a) 1241-1305 (2013).</li>
<li>Standard guide for measurement of behavior during fish toxicity tests. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Annual.Book+of+ASTM+Standards.+Volume+11.06%22">Annual.Book of ASTM Standards. Volume 11.06</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. SOURCE: http://www.astm.org/Standards/E1711.htm (2014b) 1711(2014).</li>
<li>Standard guide for conducting acute toxicity tests on test materials with fishes, macroinvertebrates, and amphibians. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Annual.Book+of+ASTM+Standards.+Volume+11.06%22">Annual.Book of ASTM Standards. Volume 11.06</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. SOURCE: http://www.astm.org/Standards/E729.htm (2014c) 729-796 (2014).</li>
<li>Brunson,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+bioaccumulation+of+contaminants+from+sediments+from+the+upper+Mississippi+River+using+field-collected+oligochaetes+and+laboratory-exposed+Lumbriculus+variegatus%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Environ+ConTox%22%5BJournal%5D)">Assessing bioaccumulation of contaminants from sediments from the upper Mississippi River using field-collected oligochaetes and laboratory-exposed Lumbriculus variegatus.</a> Arch Environ ConTox. 5, 191-201 (1998).</li>
<li>Brumbaugh, W. G., May, T. W., Besser, J. M., Allert, A. L., Schmitt, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+elemental+concentrations+in+streams+of+the+New+Lead+Belt+in+southeastern+Missouri%2C+2002-05%5BTitle%5D)+AND+%22U.S.+Geological+Survey+Scientific+Investigations+Report+2007-5057%22%5BJournal%5D)">Assessment of elemental concentrations in streams of the New Lead Belt in southeastern Missouri, 2002-05.</a> U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2007-5057. , (2007).</li>
<li>Kane, A. S., Salierno, J. D., Gipson, G. T., Molteno, T. C. A., Hunter, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+video-based+movement+analysis+system+to+quantify+behavioral+stress+responses+of+fish%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">A video-based movement analysis system to quantify behavioral stress responses of fish.</a> Water Res. 38, 3993-4001 (2004).</li>
<li>Sprague, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Avoidance+of+Copper-Zinc+Solutions+by+Young+Salmon+in+the+Laboratory%5BTitle%5D)+AND+%22JWater+Pollut+Control+Fed%22%5BJournal%5D)">Avoidance of Copper-Zinc Solutions by Young Salmon in the Laboratory.</a> JWater Pollut Control Fed. 36 (8), 990-1004 (1964).</li>
<li>Saunders, R. L., Sprague, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+copper-zinc+mining+pollution+on+a+spawning+migration+of+Atlantic+salmon%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of copper-zinc mining pollution on a spawning migration of Atlantic salmon.</a> Water Res. 1 (6), 419-432 (1967).</li>
<li>Barron, M. G. Environmental contaminants altering behavior. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBarron%2C+MG+%22Behavioural+Ecotoxicology%22">Behavioural Ecotoxicology</a>. Dell'Omo, G. , Wiley & Sons. Chichester, UK. 167-186 (2002).</li>
<li>Ellgaard, E. G., Guillot, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetic+analysis+of+the+swimming+behavior+of+bluegill+sunfish%2C+Lepomis+macrochirus+rafinesque%2C+exposed+to+copper%3A+hypoactivity+induced+by+sublethal+concentrations%5BTitle%5D)+AND+%22J+Fish+Biol%22%5BJournal%5D)">Kinetic analysis of the swimming behavior of bluegill sunfish, Lepomis macrochirus rafinesque, exposed to copper: hypoactivity induced by sublethal concentrations.</a> J Fish Biol. 33, 601-608 (1998).</li>
<li>Drummond, R. A., Spoor, W. A., Olson, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Some+short-term+indicators+of+sublethal+effects+of+copper+on+brook+trout%2C+Salvelinus+fontinalis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Fish+Res+Board+Can%22%5BJournal%5D)">Some short-term indicators of sublethal effects of copper on brook trout, Salvelinus fontinalis.</a> J Fish Res Board Can. 30, 698-701 (1973).</li>
<li>Hansen, J. A., Rose, J. D., Jenkins, R. A., Gerow, K. G., Bergman, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chinook+salmon+%28Oncorhynchus+tshawytscha%29+and+rainbow+trout+%28Oncorhynchus+mykiss%29+exposed+to+copper%3A+neurophysiological+and+histological+effects+on+the+olfactory+system%5BTitle%5D)+AND+%22Environl+Toxicol+Chem%22%5BJournal%5D)">Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) exposed to copper: neurophysiological and histological effects on the olfactory system.</a> Environl Toxicol Chem. 18, 1979-1991 (1999).</li>
<li>Sandahl, J. F., Baldwin, D. H., Jenkins, J. J., Scholz, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sensory+system+at+the+interface+between+urban+stormwater+runoff+and+salmon+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">A sensory system at the interface between urban stormwater runoff and salmon survival.</a> Environ Sci Technol. 41 (8), 2998-3004 (2007).</li>
<li>McIntyre, J. K., Baldwin, D. H., Beauchamp, D. A., Scholz, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-level+copper+exposures+increase+visibility+and+vulnerability+of+juvenile+coho+salmon+to+cutthroat+trout+predators%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol+Appl%22%5BJournal%5D)">Low-level copper exposures increase visibility and vulnerability of juvenile coho salmon to cutthroat trout predators.</a> Ecol Appl. 22 (5), 1460-1471 (2012).</li>
<li>Green, W. W., Mirza, R. S., Wood, C. M., Pyle, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Copper+binding+dynamics+and+olfactory+impairment+in+fathead+minnows+%28Pimephales+promelas%29%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Copper binding dynamics and olfactory impairment in fathead minnows (Pimephales promelas).</a> Environ Sci Technol. 44 (4), 1431-1437 (2010).</li>
</ol>

Elk gebruik van handels-, bedrijfs- of productnamen is alleen voor beschrijvende doeleinden en impliceert geen goedkeuring door de Amerikaanse overheid.

Gedragsveranderingen door blootstelling aan een verontreiniging worden vaak gebruikt als eindpunt voor sublethale toxiciteit, maar moeilijk te meten. In het algemeen zijn gedrag responsen gemeten door visuele waarneming en handmatige gegevensanalyse die veel verwerkingstijd nodig. Maar met de vooruitgang van de technologie, hebben methoden voor het kwantificeren van het zwemmen activiteiten gericht op het gebruik videografie 18 en bewegingsanalyse of digitale tracking software die de verwerking en analyse tijd vermindert. Tijdens de analyse van de video vastgelegde gegevens, het kwantificeren van het zwemmen variabelen handmatig zou veel tijd geweest zijn in beslag, zodat het gebruik van video-opnames data en vis tracking software voorzien van een effectievere en efficiëntere manier voor het analyseren van steur zwemmen gedrag. Hoewel de procedure benadrukte zwemmen gedrag van een vis, het aanpassen van andere organismen zoals amfibieën en ongewervelde zou eenvoudige aanpassingen vereisen. Afhankelijk van wat behavioral Eindpunts worden aangepakt, experimenteel ontwerp en camera systemen kunnen worden ontwikkeld voor gebruik met zowat elke commercieel beschikbare tracking software pakket. De werkwijze wordt aangetoond door middel opgelost koper, maar is toepasbaar op andere waterige verontreinigingen of eigenschappen zoals temperatuur of zuurstofgehalte. De ontwikkeld en gepresenteerd in dit document protocollen gebruik gemaakt van een eenvoudige digitale video camera als het opnameapparaat. De digitale bestanden kunnen eenvoudig overgezet naar een computer en geüpload in om de beweging analyse software. De werkwijzen worden voortdurend gemodificeerd en verfijnd om de kwantificering te stroomlijnen. Het is noodzakelijk dat de beeldkwaliteit in high definition zodat de analysesoftware elke afzonderlijke vis identificeren volgen. Elke achtergrond die niet contrasteren met de vis zal problemen veroorzaken wanneer het proberen om de gegevensbestanden te verwerken. Een ander veel voorkomend probleem met twee dimensionale video-tracking is het identificeren van individuentijdens het zwemmen paden kruisen. Dit kan handmatig worden gecorrigeerd door het identificeren van elke vis tijdens de overtocht pad en het koppelen van het pad segmenten binnen de software. Als alternatief kan de totale activiteiten worden bepaald uit elke repliceren kamer als groep gemiddeld. Verschillende afzonderlijke kamers met elk een met een vis kan worden gefilmd in hetzelfde gezichtsveld van de bewegingen van de individuele vis te berekenen. Op dit moment hebben we een upgrade naar het gebruik van een reeks van overhead bewakingscamera&#39;s boven de belichting kamers die zijn gekoppeld aan een high-definition digitale video-opname-apparaat (HD-DVR). Echter, het gebruik van een camerasysteem dat high definition MPEG-4 video kan opnemen werken. De HD-DVR kan ingesteld worden om op te nemen op een bepaald tijdstip en geprogrammeerd voor maximaal 7 dagen. Deze hands-off geautomatiseerde aanpak maakt het mogelijk de vangst van verschillende video&#39;s op hetzelfde moment om de consistentie te behouden, terwijl het minimaliseren van externe verstoringen die vis gedrag in gevaar kunnen brengen. De HD-DVR systems aansluiting op een netwerk, zodat het overbrengen van bestanden is relatief eenvoudig. Terwijl de automatische camerasysteem een ​​veel betere werkwijze voor het kwantificeren zwemgedrag, is het nog steeds voordelig voor visuele waarneming voeren als aanvullende ondersteunende informatie voor het documenteren behavioral impairment in toxiciteitsproeven dienen. Er is een lange geschiedenis van de literatuur documenteren veranderde vis gedrag als gevolg van blootstelling aan metalen die teruggaat tot de vroege jaren 1960 19,20,21. Koper is aangetoond dat veranderingen in de activiteit zoals hypoactiviteit in zonnebaars 22 veroorzaken (Lepomis macrochirus Rafinesque) en de veranderingen in het bewegingsapparaat en het voeden van de activiteit van de beek forel 23 (Salvelinus fontinalis). Ten minste een aantal jonge vis vertrouwen op hun gevoel van geur op te sporen en te voorkomen dat roofdieren, en koper-geïnduceerde chemosensory ontbering kan gedrag met betrekking tot het opsporen van alarm chemicaliën 24,25,26 invloed </sup&gt;. De reukepitheel is beschadigd als gevolg van blootstelling aan koper daardoor zintuiglijke mechanismen die kunnen leiden tot desoriëntatie, gedragsmatige vermijding, verminderde voeding en andere gedragingen die worden geleid door de reukzin 27 beïnvloeden. Deze gewijzigde gedrag waren consistent met wat tijdens de blootstelling waargenomen. De zwemgedrag witte steur werd sterk beïnvloed tijdens subletale blootstelling aan waterige koperconcentraties .. Deze resultaten illustreren hoe gedrag beïnvloed op subletale concentraties van koper en kan worden gebruikt als een indicator van toxische stress. De video gebaseerde analyse bleek effectief bij het kwantificeren zwemmen gedrag en diende ook als kwalitatieve visuele documentatie van de ernstige gevolgen voor de steur blootgesteld aan koper. De analysesoftware kan ook kwantificeren andere gedrags- eindpunten. Zie tabel 1 voor een lijst. Het belichtingssysteem kan worden aangepast aan elk eindpunt in te pakkenreal-time gecontroleerd en kan worden gebruikt om verschillen in gedrag van blootstelling aan diverse verontreiniging bezorgdheid kwantificeren. Het gebruik van gedrags- eindpunten in aquatische toxicologisch onderzoek steeds werknemer en moet worden beschouwd als de effecten van verontreinigingen omdat adaptieve gedragsfuncties cruciaal is bij het ​​bepalen van het milieu schade 9. De effecten van milieuverontreinigende stoffen te vissen gedrag is vaak subjectief en uitdagend in het bijzonder als het gaat om subletale eindpunten in de afwezigheid van standaardmethoden .. Geschikt activiteit gekwantificeerd met behulp van deze werkwijzen kan streng worden gecontroleerd, niet destructief met minimale belasting van het organisme en kan worden herhaald. Geschikt gedrag is geldig en consistente index subletale toxiciteit die in testprotocollen moeten worden opgenomen om de gevoeligheid van standaard toxiciteitstests 5 vergroten.

Begrijpen hoe contaminant blootstelling gedrag van invloed kan zijn is soms zeer uitdagend en subjectief. Gedrag wordt gewoonlijk gedefinieerd als een reeks van openlijke, waarneembare gehele lichaam activiteiten die werken via het centrale zenuwstelsel en maken een organisme om te overleven, te groeien en te reproduceren. Gedragsveranderingen door blootstelling aan een giftige stof tot de meest gevoelige indicatoren van omgevingsstress vaak tussen 10-100 maal gevoeliger in vergelijking met overleving 1. De meerderheid van deze studies onderzocht zwemmen activiteit, ventilatie en foerageergedrag van vis 2,3,4. Geschikt activiteit is de meest gebruikte subletale eindpunt bepalen een gedragsverandering reactie op verontreiniging in toxiciteitstesten 5. Zwemmen variabelen zijn de frequentie en de duur van de beweging, snelheid en afgelegde afstand, de frequentie en de hoek van de bochten, de positie in de waterkolom en het patroon van het zwemmen. Zwemmen activiteiteen effectieve maatregel van het zwemmen gedrag bij de beoordeling van de gevoeligheid van een giftige stof op basis van de in hoofdstuk 9 van Rand 6 voorgesteld in het boek Fundamentals of Aquatic Toxicology criteria. Deze paper presenteert een toxicologisch onderzoek als een voorbeeld van hoe de toxiciteit van koper aan het begin van het leven stadium witte steur (Acipenser transmontanus) in verschillende stadia van de vroege ontwikkeling in water-only blootstelling ten opzichte van de Steur zwemmen gedrag werd geëvalueerd en illustreert methoden voor het kwantificeren van het zwemmen gedrag. In eerdere studies, gedragsstoornissen reacties waren duidelijk met een vroeg begin in de eerste paar dagen van acute en chronische blootstelling aan koper en werd geleidelijk ernstiger dan blootstellingsduur en concentratie 7,8,9. De omvang en de timing van het begin van deze gedragsreacties waarschijnlijk voldoende zijn om lange-termijn overleving beperken en derhalve van belang zijn gezien de implicaties voor recruitment mislukking 10. Om de betekenis van deze gevoeligheid voor metaalblootstelling methoden en procedures te interpreteren zijn ontwikkeld voor het kwantificeren van het tijdsverloop en de omvang van gedrags- stoornissen opzichte koperconcentraties. Test protocollen voor gedrags-functie en ontwikkeling werden vastgesteld door het analyseren van overhead video monsters van steur in de blootstelling kamers. De video monsters geleverd kwalitatieve beoordeling van de ontwikkeling en functie tussen koper behandelingen gedurende de gehele periode blootstelling. Gedrag en onderdak zoeken naar activiteit werden geëvalueerd tijdens blootstelling aan waterige koper concentraties om de tijd te bepalen om te bewerkstelligen en om de tijdelijke opeenvolging van bijzondere waardevermindering die onderdak zoeken, lethargie beïnvloedt, zwemmen coördinatie, evenwicht, en de ademhaling te karakteriseren. Daarnaast werden video-opnames gemaakt van steur subsampled uit elke repliceren voor het doel van kwantitatief documenteren van spontane zwemmen activiteit. Deze eindpunten opgenomen maatregelen van de duur of de tijd besteed bewegen, zwemmen snelheid en afgelegde afstand 5,11 met behulp van een commercieel beschikbare digitale beeldanalyse softwarepakket. Deze software bepaalt de omtrek van elk beeld binnen een gezichtsveld en naar definieert het zwaartepunt voor elk beeld. De software kan dan de positie van elk zwaartepunt in een rupsframe frame opvolging in de paden van beweging te bepalen. Deze studie voldaan aan alle van toepassing zijnde secties van de Final Rules van de Animal Welfare Act regelgeving (9 CFR) en met alle institutionele richtlijnen voor een humane behandeling van de test organismen tijdens cultuur en experimenteren. Bij beëindiging van de studie werden alle vissen gedood volgens passende richtlijnen zoals goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite voor de US Geological Survey, Columbia Environmental Research Center.

<table><tbody><tr><td>koper II sulfaat pentahydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>zorgwekkend verontreinigingsmiddel</td></tr><tr><td>spuitdispenser</td><td>Hamilton MicroLab 600 Series</td><td></td><td>apparaat om chemicaliën te spiken</td></tr><tr><td>2 L volumetrische kolf</td><td></td><td></td><td>container voor het bewaren van voorraadoplossing</td></tr><tr><td>24-1,5 L glazen potten</td><td></td><td></td><td>testkamer voor 2 dph steur</td></tr><tr><td>videocamera</td><td>Sony Handycam HDR-CX550V</td><td></td><td></td></tr><tr><td>digitaal trackingsoftware</td><td>Noldus Ethovision</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-17" flatscreen monitoren</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>24 bewakingscamera's</td><td>Model CL101</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-16 kanaals digitale opnameapparaten</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>DO meter</td><td>YSI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pH meter</td><td>Orion 940</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pH sonde</td><td>Orion&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ammoniakmeter</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ammoniaksonde</td><td>Orion</td><td></td><td></td></tr><tr><td>koelunit</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>recirculerende waterpomp</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

het kwantificeren van vissen zwemmen gedrag in reactie op acute blootstelling van waterige copper met behulp van computer assisted video en digital image analysis

Quantifying Fish Swimming Behavior in Response to Acute Exposure of Aqueous Copper Using Computer Assisted Video and Digital Image Analysis

Gedragsreacties van aquatische organismen op milieuverontreinigingen kunnen voorlopers zijn van andere effecten zoals overleving, groei of reproductie. Deze reacties kunnen echter subtiel zijn en meten kan een uitdaging zijn. Met behulp van juveniele witte steur (Acipenser transmontanus) met koperblootstelling, illustreert dit artikel technieken die worden gebruikt voor het kwantificeren van gedragsreacties met behulp van computerondersteunde video- en digitale beeldanalyse. In eerdere studies werden ernstige beperkingen in zwemgedrag waargenomen bij witte steur in een vroeg levensstadium tijdens acute en chronische blootstelling aan koper. Het gedrag van de steur werd snel beïnvloed en in zo'n mate dat de overleving in het veld in gevaar zou komen, omdat vissen stroomafwaarts zouden worden gevoerd of gemakkelijk door roofdieren zouden worden gevangen. De doelstellingen van dit onderzoek waren om protocollen te illustreren om zwemactiviteit te kwantificeren tijdens een reeks acute koperblootstellingen om de tijd tot effect tijdens de vroege levensfase te bepalen en om de betekenis van deze reacties ten opzichte van de overleving van deze kwetsbare vissen in een vroeg levensstadium te begrijpen. Met sterfte op een tijdscontinuüm, helpt het bepalen wanneer koper voor het eerst de zwemcapaciteit beïnvloedt ons om de implicaties voor effecten op populatieniveau te begrijpen. De gebruikte technieken zijn gemakkelijk aanpasbaar aan experimentele ontwerpen met andere organismen en stressoren.

Handmatig verwerken van de visuele waarnemingen toonden procent afwijkingen toe met toenemende kopergehalte na slechts 72 uur van blootstelling ingeleid 2 dagen na uitkomst (DPH) steur (figuur 2). De video monsters documenteerde de extreme gevolgen van blootstelling aan koper op steur zwemmen gedrag (Video 2) en geholpen bij het bepalen van de gedrags stoornis als gevolg. In een ander voorbeeld, steur op 30 dph bleek gevoelig voor koper belichting met een 96 hr mediane letale effect concentratie (LC50) van 40,3 ug / L gebaseerd op slechts sterfte. Echter, wanneer subletale behavioral eindpunten van het verlies van evenwicht en immobilisatie zijn inbegrepen, samen met de sterfte de gevoeligheid neemt toe met een geschatte 96 uur mediane effect concentratie (EC50) die varieert 2,4-5,0 ug / l. Videodocumentatie veroverde deze subletale effecten en verder gevalideerd menselijke waarnemingen van gedragsafwijkingen opgenomentijdens de belichting. Het gebruik van digitale tracking software verminderde de nabewerking tijd aanzienlijk bij het analyseren van het zwemmen activiteit. Vissen zwemmen snelheid, de tijd te bewegen, en de afgelegde afstand al aanzienlijk gedaald (figuur 3) met een toenemende concentratie koper. Geschikt paden werden gereduceerd met toenemende koperconcentratie (figuur 4). <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/53477/53477fig1.jpg" /> Figuur 1:.. Computer screenshot van een spreadsheet template gebruikt om test stock oplossing concentratie Chemical voorraad voorbereiding van de verdunner toxiciteitstests werd bepaald met behulp van een spreadsheet template op basis van een doel concentratie vast te stellen <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53477/53477fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> Figuur 2:. Diluter setup en experimenteel design Diverse levensstadia van de witte steur werden blootgesteld aan koper. De grootte van verdunner voor de blootstelling werd geselecteerd op basis van de grootte van de vis. (A) Het vroege leven stadium steur werden blootgesteld met behulp van een kleine diluter setup en (b) oudere life-traps steur werden blootgesteld met behulp van een grote diluter setup. <img alt="figuur 3" src="/files/ftp_upload/53477/53477fig3.jpg" /> Figuur 3: Zwemmen gedrag vloeit voort uit een vroege levensfase witte steur (Acipenser transmontanus) 72 uur koper blootstelling (beginnend met 30 dagen na uitkomst [DPH] vis). Zwemmen activiteit eindpunten (a) de duur van de beweging onder 30 DPH witte steur; (B) snelheid van het zwemmen; en (c </strong&gt;) afstand verplaatst daalde met toenemende concentratie koper onder witte steur blootgesteld gedurende 96 uur. Asterisk geeft significant verschil met controle foutbalken standaardafwijking. <img alt="figuur 4" src="/files/ftp_upload/53477/53477fig4.jpg" /> Figuur 4: Resultaten uit een vroeg life-stadium witte steur (Acipenser transmontanus) 96 hr koper blootstelling (beginnend met 2 dagen na uitkomst [DPH] vis) Overleven witte steur op 2 DPH tentoonstellen verlies van evenwicht en immobilisatie na 72 uur of een. 96 uur blootstelling met toenemende kopergehalte. Asterisk geeft significant verschil met controle foutbalken standaardafwijking. <img alt="figuur 5" src="/files/ftp_upload/53477/53477fig5.jpg" /> Figuur 5: Voorbeeld zwemmen pad voortvloeit uit een vroege levensfase witte steur (Acipenser Transmontanus) 96 hr koper blootstelling (staren met 30 dagen na uitkomst [DPH] vis). Zwemmen paden van steur gedigitaliseerd met behulp van digitale software voor het bijhouden van (a) controle repliceren (n = 5 vis) en (b) van een hoge behandelingskosten (50 ug / L) repliceren (n = 3 vis) na 96 uur blootstelling. Noteer het nummer van het zwemmen paden niet het aantal vissen aanwezig te vertegenwoordigen in de kamer vanwege een vis inactief waren. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53477/53477fig5large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> kwantificeerbare Parameter </td><td> observationele parameters </td></tr><tr><td> Snelheid </td><td> Lethargie / Hyperactivity </td></tr><tr><td> Afstand Verplaatst </td><td> Verlies van evenwicht </td></tr><tr><td> Duur van de tijd doorgebracht in de zone </td><td> Spasmen / trillingen / upsidenaar beneden </td></tr><tr><td> Zone transitie-aantal keren organisme beweegt tussen geselecteerde zones </td><td> Positie in de waterkolom </td></tr><tr><td> Ik ben op weg naar point-berekent de afwijking van het pad van het dier naar een bezienswaardigheid </td><td> Ademhaling (snel / langzaam) </td></tr><tr><td> Heading berekent de titel van de geselecteerde lichaam punt </td><td> Kleur </td></tr><tr><td> Turn angle-verschil in rubriek tussen twee monsters </td><td> Hiding </td></tr><tr><td> Hoeksnelheid berekend door de draaihoek van de monsterinterval </td><td></td></tr><tr><td> Meandervormige berekend door de draaihoek van de afgelegde afstand. Gebruikt voor de vergelijking draaien bij dieren bewegen met verschillende snelheden </td><td></td></tr><tr><td> Tijdsbesteding bewegende </td><td></td></tr><tr><td> Mobiliteit state-berekent hoe lang dit gebied gedetecteerd als dier verandert, zelfs als de centER punt blijft hetzelfde </td><td></td></tr><tr><td> Rotatie-één omwenteling is voltooid wanneer het geselecteerde orgaan onder een cumulatief draaihoek van 360 °. Draait in de tegengestelde richting kleiner is dan de drempelwaarde worden genegeerd. </td><td></td></tr><tr><td> Mobiliteit continue berekening van het percentage van mobiliteit voor dit gebied van het waargenomen dier, zelfs als het middelpunt gelijk blijft. </td><td></td></tr><tr><td> Afstand tussen de onderwerpen-berekent de afstand tussen alle actoren en de geselecteerde ontvangers </td><td></td></tr><tr><td> Proximity-berekent de duur waarvoor de acteur is of niet in de nabijheid van de ontvanger </td><td></td></tr><tr><td> relatieve beweging </td><td></td></tr><tr><td> Net gewogen beweging-De beweging van de acteur om (positief) en uit (negatieve) de ontvanger, gewogen op basis van de afstand tussen hen </td><td></td></tr><tr><td> Gewogen beweging uit-moveme<html> nt van de actor van de ontvanger, gewogen met de afstand tussen hen. </td><td></td></tr><tr><td> Gewogen beweging to-beweging van de acteur naar de ontvanger, gewogen op basis van de afstand tussen hen </td><td></td></tr><tr><td> Trial controle state periode tussen twee gebeurtenissen van het proces controle-elementen, of binnen een element </td><td></td></tr><tr><td> Trial controle event-moment waarin een gebeurtenis binnen een element dat je in het proces controle hebt gedefinieerd optreedt. </td><td></td></tr></tbody></table> Tabel 1:. Behavioral endpoints gekwantificeerd via digitale tracking software Deze eindpunten kunnen worden uitgeoefend op personen of groepen en ook dienen als een lijst voor visuele observatie controles gedrags- stoornissen tijdens de belichting. <img alt="video 1" src="/files/ftp_upload/53477/53477movie1.jpg" /> /www.jove.com/files/ftp_upload/53477/53477video1.avi &quot;&gt; Video 1:. Visuele definitie van afwijkend gedrag vertoond door aangetaste witte steur (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden) Een dagelijkse observationele checklist werd gebruikt om afwijkingen document voor. verlies van evenwicht en immobilisatie waren de meest voorkomende afwijkingen waargenomen tijdens de blootstelling. Modified van Calfee et al. 7 <img alt="video 2" src="/files/ftp_upload/53477/53477movie2.jpg" /> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53477/53477video2.avi">Video 2: Visuele documentatie benadrukkend een voorbeeld van de witte steur zwemmen gedrag. (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden)</a> Witte steur zwemmen activiteit werd sterk verminderd met de blootstelling aan toenemende koperconcentratie. De steur afgebeeld in deze video zijn van een controle, matig laag, en een hoge behandeling aan het einde van een 96 hr waterige koperblootstelling. Hoewel de witte steur nog leefden blijkt de vis werd sterk geremd bij behandelingen vergeleken met de controles. Modificatie van Calfee et al. 7

Het meten van de effecten van milieuverontreinigende stoffen op vis gedrag is vaak subjectief en uitdagend in het bijzonder bij de behandeling van subletale eindpunten. We beschrijven methoden, waaronder video-technologie om te zwemmen gedrag van de vroege levensfase witte steur (Acipenser transmontanus) te kwantificeren tijdens en na 96 uur acute blootstelling aan verschillende concentraties van koper.

Het kwantificeren van vissen zwemmen gedrag in reactie op acute blootstelling van Waterige Copper Met behulp van Computer Assisted Video en Digital Image Analysis

Behavioral responses of aquatic organisms to environmental contaminants can be precursors of other effects such as survival, growth, or reproduction.  ...

Het algemene doel van deze procedure is om aan te tonen hoe gedragsreacties bij de witte steur gekwantificeerd kunnen worden na subletale blootstelling aan koper in water. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het vakgebied van de ecotoxicologie, zoals de vraag hoe subletale blootstelling aan verontreinigende stoffen het zwemgedrag van vissen beïnvloedt. Deze methode kan belangrijke informatie verschaffen voor het behoud van de witte steur.Het kan ook gemakkelijk worden toegepast op andere vissoorten, amfibieën en ongewervelden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de respons zeer gevoelig is, een vroege indicatie van toxiciteit geeft en relevant is voor de overleving van het organisme. In eerste instantie kan deze methode uitdagend zijn als de onderzoeker niet gewend is aan het uitvoeren van gedragsmetingen.Mijn co-auteur Holly Puglis zal het protocol demonstreren. Bereid eerst twee liter van een waterige oplossing van koper(II)sulfaatpentahydraat van reagentiegraad. Eveneer vervolgens het verdunningssysteem en de belichtingstanks.Plaats de aanzuigbuis van de automatische spuitdispenser in de kolf met de stamoplossing. Stel vervolgens het injectievolume van de automatische pomp in op 1 mL en schakel de verdunner in. Het systeem maakt een verdunningsreeks van 50% met vijf concentraties en een controle.Via een vierwegsplitter worden deze oplossingen afgeleverd in de vier replicate expositiekamers. Zet vervolgens de pomp van de koeler aan, die is ingesteld om het waterbad op 15 °C te houden. Stel nu, met behulp van de automatische timer op de verdunner, een cyclus in van elke 30 minuten.Het waterniveau in de tanks wordt geregeld door een afvoer met een standpijp. Bereid de blootstellingskamers voor door een gat van vier centimeter in de zijkant te maken en dit gat af te dekken met een roestvrijstalen gaas van 30 micron. Zorg ervoor dat u blootstellingskamers kiest die ten minste één liter water per 10 gram vis kunnen bevatten.Een witte steur van 89 dagen oud weegt bijvoorbeeld ongeveer 373 milligram en kan daarom worden getest in een vierkante kamer van 28 centimeter bij 13,5 centimeter bij 25 centimeter. Neem aan het begin, halverwege en aan het einde van een experiment submonsters van 24 milliliter testoplossing voor chemische analyse. Gebruik hiervoor sipper-rietjes die zijn bevestigd aan plastic spuiten.Vervang het zuigrietje door een polyethersulfonfilter van 0,45 micron en laat vier milliliter testwater door het filter lopen. Gooi dit water weg. Filtreer vervolgens de resterende 20 milliliter water in een zuurgereinigde polyethyleenfles.Zuur het monster aan met 16 molair salpeterzuur tot 1% volume per volume. Deze monsters kunnen vervolgens tot drie maanden worden bewaard. Zodra de testblootstellingen zijn bevestigd, worden er drie steuren in elke replicate testkamer geplaatst, voor ongeveer 172 milligram vis per kamerliter.Vang de steur met een niet-schurend net en breng ze over naar een kleine emmer. In totaal zijn 144 vissen nodig om gegevens te verzamelen van zes testoplossingen. Voer de vissen niet tijdens de blootstelling van 96 uur.Er moeten consistente dagelijkse waarnemingen worden gedaan om de mortaliteit en abnormaal gedrag te scoren. De ochtend is het beste tijdstip van de dag om dit te doen, en bij voorkeur is de waarnemer blind voor de testcondities. Verlies van evenwicht wordt gedefinieerd als het onvermogen van de vissen om een rechtopstaande positie in de waterkolom te behouden.Immobiliteit wordt gedefinieerd als het onvermogen van vissen om te bewegen of te zwemmen, tenzij ze worden geprikkeld. Registreer daarnaast alle andere abnormaliteiten, zoals lethargie, hyperactiviteit, toenames of afnames in de ademhaling, kleurveranderingen, tremoren, spasmen, opgezwollen buiken, positie in de waterkolom en andere ongebruikelijke zwempatronen. Dode vissen moeten altijd onmiddellijk worden verwijderd.Meet daarnaast dagelijks de niveaus van opgeloste zuurstof in twee watermonsters met een handmeter. Maak aan het einde van de blootstelling van 96 uur video's voor de analyse van het zwemgedrag. Plaats de testarena in een blootstellingstank.Zorg ervoor dat u een testarena kiest die groot genoeg is zodat de vissen vrij kunnen zwemmen. Plaats direct boven elke testarena een handcamera op een statief. Selecteer nu willekeurig maximaal drie overlevenden uit de behandelde vissen.Breng drie vissen met een klein fijnmazig net over naar de testarena. Laat de vissen ongeveer 30 minuten acclimatiseren aan de arena. Terwijl de vissen acclimatiseren, stelt u het beeld scherp, minimaliseert u de schitteringsvervormingen door bewegend water en maximaliseert u het contrast van de vissen ten opzichte van de achtergrond, waarbij u het beeld zo aanpast dat de vissen niet worden onttrokken aan het zicht.Zodra de vis geacclimatiseerd is, start u de opname en verzamelt u twee minuten aan videodata. Euthanaseer en voer de vis af na het maken van de video. Nadat de videobestanden zijn geconverteerd naar het formaat dat vereist is voor de digitale analysesoftware, opent u de trackingsoftware en selecteert u 'new default experiment' onder de optie 'create a new experiment' op het hoofdscherm.Vul de prompts in en klik op okay. Ga vervolgens naar de optie experimentinstellingen onder set up en kies voor video bestand onder video source. Stel het aantal arena's in op één.Stel het aantal proefpersonen per arena in op drie. Selecteer vervolgens centrum Puntdetectie onder bijgehouden kenmerken en kies de gewenste eenheden. Selecteer nu onder instellingen de optie proeflijst en klik bovenaan het scherm op video's toevoegen.Kies alfabetische volgorde in het dialoogvenster. Klik op bladeren. Navigeer naar de map waar de video's staan, selecteer de betreffende bestanden en klik op openen.Nu de videobestanden zijn geselecteerd, gaat u over tot het definiëren van de reikwijdte van het experiment in de software. Klik eerst op 'add variable' bovenaan het scherm en voer 'concentration' in het labelveld in. Voer 'copper concentration in micrograms per liter' in het beschrijvingsveld in.Kies vervolgens 'numerical' uit de vervolgkeuzelijst voor type. Klik op het vak voor vooraf gedefinieerde waarden en kies de optie 'define individual values' in het dialoogvenster. Voer de voor het experiment gebruikte concentraties in, waarbij u na het toevoegen van elk getal op 'add' klikt.Vervolgens deselecteert u de optie "allow other values" en klikt u op oké. Kies "trial" uit het vervolgkeuzemenu in het vak "scope". Voer de juiste concentratie voor elke trial in de daarvoor bestemde vakken in.Klik op 'variabele toevoegen' bovenaan het scherm. Voer 'replicate' in het labelveld in. Voer 'replicate number' in het beschrijvingsveld in.Kies numeriek uit de vervolgkeuzelijst voor type. Klik vervolgens op het vak met vooraf gedefinieerde waarden en kies de optie voor het definiëren van individuele waarden in het dialoogvenster. Voer één, twee, drie en vier in, en vink de optie andere waarden toestaan uit.Klik vervolgens op oké. Kies nu de optie 'trial' uit het vervolgkeuzemenu in het vak 'scope'. Voer het juiste aantal replicaten in voor elke trial.De volgende taak is het inrichten van de arena-ruimtes. Begin met het kiezen van de arena-instellingen onder het tabblad 'set up' en benoem de eerste instelling als 'trial one'. Selecteer in het dialoogvenster de optie 'grab background image' en klik op 'browse'.Zoek het videobestand voor proef één en klik op openen. Zodra de video verschijnt, klikt u op grab in het dialoogvenster voor het vastleggen van de achtergrondafbeelding. Klik vervolgens op het witte cirkelicoon bovenaan het scherm onder arena settings en pas de cirkel die verschijnt aan om het zwemgebied te omsluiten.Klik vervolgens op het pictogram van de kalibratieschaal onder de arena-instellingen. Gebruik een klik-vasthoud-sleepbeweging om de arenaruimte te selecteren. Voer nu, in het vak voor de afstand in de echte wereld onder de kalibratieafstand, 10,5 in.Klik vervolgens op ok. Pas indien nodig de kalibratielijn aan zodat deze de volledige diameter van de cirkelvormige arena beslaat. Klik op de optie 'validate arena settings' in het venster met arena-instellingen en los eventuele problemen op met de instellingen die niet zijn gevalideerd.Herhaal dit proces nu totdat alle arena's voor elke trial zijn gedefinieerd. Stel vervolgens de parameters voor visdetectie in. Kies hiervoor eerst de detectie-instellingen onder de optie 'set up' in de experiment-explore-werkbalk aan de linkerkant van het scherm.Kies vervolgens in het dialoogvenster voor detectie-instellingen één in het vervolgkeuzemenu onder methode voor dynamische aftrekking. Kies daarnaast in het dialoogvenster onder subjectidentificatie een vulkleur voor elk subject. Kies vervolgens voor video selecteren en zoek de video voor proef één op.Vul in het dialoogvenster detectie-instellingen het vak monsterfrequentie onder video in met 5,9941. Klik in hetzelfde vak op instellingen voor de optie referentiebeeld onder detectie. Klik vervolgens op de optie start leren C in het dialoogvenster referentiebeeld.Zodra het beeld in het dialoogvenster voor het referentiebeeld verschijnt zonder dieren, klikt u op use dynamic reference image onder acquisition settings in het dialoogvenster en sluit u dit dialoogvenster. Kies nu darker uit het vervolgkeuzemenu voor subject is onder detection in het dialoogvenster detection settings one. Stel voor het donkere contrast onder detection het kleinste getal in op 33 en het grootste getal op 153.Klik vervolgens rechtsonder op 'wijzigingen opslaan'. Controleer nu of de software de dieren succesvol volgt, in plaats van schaduwen of debris. Klik op de afspeelknop in het dialoogvenster voor afspeelbediening en pas de waarden voor donker contrast aan indien nodig.Zorg ervoor dat alle gemaakte aanpassingen worden opgeslagen. De software is nu ingesteld om gegevens uit de video te verzamelen, dus de volgende taak is om de vissen in elke trial te volgen. Kies eerst acquisitie onder de optie setup in de experiment explorer-werkbalk aan de linkerkant van het scherm.Klik vervolgens op track next planned trial in het dialoogvenster voor acquisitie-instellingen en bevestig dat de juiste trial, video en arena-instellingen worden weergegeven onder de settings in het dialoogvenster voor acquisitie-instellingen. Vink daarna de optie detection determines speed aan in het dialoogvenster voor acquisitiecontrole. Klik op de knop met de groene cirkel in een wit vierkant om het acquisitieproces te starten.Herhaal dit proces totdat alle trials zijn bijgehouden. Nu kunnen de bijgehouden objecten, in dit geval de vissen, worden geanalyseerd. Klik eerst op data profiles onder de analyse-optie in de experiment explorer-werkbalk aan de linkerkant van het scherm.Kies vervolgens voor tijd onder de nesting-optie in de componentenbalk. Pas in het dialoogvenster voor tijd, onder de instelling voor het selecteren van het tijdinterval van het spoor, de waarde voor 'to' aan naar twee minuten en klik op oké. Sleep vervolgens het nestvak tussen het startvak en het resultaat 1-vak in het gebied voor dataprofielen aan de rechterkant van het scherm.Zoek in de werkbalk van de experiment-explorer aan de linkerzijde van het scherm onder de optie analyse en klik op analyseprofiel. Klik vervolgens in de werkbalk voor afhankelijke variabelen onder de kop afstand en tijd op snelheid. Klik op toevoegen en klik onder de kop afstand en tijd in de werkbalk voor afhankelijke variabelen op afgelegde afstand.Klik vervolgens op 'add' in het dialoogvenster voor afgelegde afstand en klik onder de kop 'individual behavior' in de werkbalk voor afhankelijke variabelen op 'movement'. Zoek in het dialoogvenster voor beweging onder de kop 'outlier filter' en pas het gemiddelde interval aan naar één. Pas vervolgens, onder de kop 'threshold', de startsnelheid aan naar 2,00 en de stopsnelheid aan naar 1,75.Vink onder de kop 'calculate statistics' beide vakjes aan voor 'moving' en 'not moving'. Klik vervolgens op 'add' en klik onder de optie 'results' in de werkbalk van de experiment explorer aan de linkerkant van het scherm op 'analysis output'. Klik nu op 'calculate'.Zodra de afhankelijke variabelen zijn berekend, klikt u op export bovenaan het scherm. Kies de bestemmingsmap in het dialoogvenster voor de export van de analyse-output en selecteer Excel in het vervolgkeuzemenu voor het bestandstype. Klik vervolgens op ok.Klik ten slotte op 'experiment opslaan' onder het bestandstabblad bovenaan het scherm. Sluit de digitale trackingsoftware. Importeer de gegevens naar een spreadsheetbestand en analyseer deze met een commercieel statistisch analysepakket.Na slechts 72 uur blootstelling aan verschillende koperconcentraties vertoonden steurvissen twee dagen na het uitkomen talrijke waarneembare abnormaliteiten. Er was een duidelijke impact op het zwemgedrag. Videodata hielpen bij het definiëren van deze gedragsschade.In verdere tests bleken steurvissen 30 dagen na het uitkomen gevoelig te zijn voor koperblootstellingen van 96 uur. De zwemsnelheid, de tijd die werd besteed aan bewegen en de afgelegde afstand namen allemaal significant af bij toenemende koperconcentraties. Ook de zwempaden werden korter bij toenemende koperconcentraties.Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht moeten hebben in hoe gedrag kan worden gekwantificeerd in een toxiciteitstest. Deze techniek kan milieubeheerders een middel bieden om gedragsdefinieerde criteria te gebruiken om milieuschade te documenteren en herstel te sturen. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om consistent te blijven bij het vastleggen van gedragsobservaties.Andere gedragingen, zoals foerageren en agressie, kunnen worden gekwantificeerd door deze procedure te volgen om aanvullende vragen te beantwoorden over de langetermijneffecten van blootstelling aan verontreinigende stoffen op de overleving.

quantifying-fish-swimming-behavior-response-to-acute-exposure-aqueous

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

We ontwikkelden de Visual-Motor Reactie op het motorvermogen van larvale zebravis kwantificeren in reactie op licht stappen en verlaagt. We hebben ook onderzocht zebravis visie mutanten, waaronder de no optokinetische reactie (NRC) mutanten, waarvan gedacht werd dat volledig blind wanneer het wordt getest door een andere visie assay, de optokinetische reflex.

Een Behavioral Assay aan responsiviteit van zebravis Maatregel om veranderingen in lichtintensiteit

Het leven van de meerderheid van de vis zijn gebaseerd op zwemmen. Dit protocol beschrijft technieken voor het vastleggen van een reeks van zwemmen modi beschikbaar voor individuele en scholen vissen, en bevat statistieken in verband met zwemmen fysiologie en gedrag.

Zwemmen Performance Assessment in Vissen

Hier beschrijven we een nieuwe, hoge-inhoud chemisch geinduceerde ontsteking test met het oog op de identificatie van immuun-modulerende bioactieve. We hebben met succes gecombineerd geautomatiseerde microscopie met op maat ontwikkelde software scripts voor directe kwantificering van de ontstekingsreactie en verdere verwerking van gegevens, analyse, mijnbouw, en opslag.

Faciliteren Drug Discovery: een geautomatiseerde high-content Ontsteking Assay in de zebravis

De video beschrijft de vermijding en thigmotaxis-test van zebravislarven. De video onderzoekt het gedrag van zebravislarven als reactie op visuele aversieve stimulus.

Zebrafish Avoidance and Thigmotaxis Assay: een methode met hoge doorvoer om larvaal gedrag te onderzoeken als reactie op aversieve visuele stimulus

We beschrijven een set van technieken voor het bestuderen van spontaan gedrag van vrij zwemmen zwak elektrische vissen over een langere periode van tijd, door synchroon meten van elektrische orgel ontlading timing van het dier, lichaamshouding en houding zowel nauwkeurig en betrouwbaar in een speciaal ontworpen aquarium tank in een zintuiglijke isolatiekamer.

Langdurige Behavioral Tracking van Vrij Zwemmen Zwak Electric Fish

Zebravissen zijn een uitstekend model om spierfunctie en ziekte te bestuderen. Tijdens de vroege embryogenese beginnen zebravissen met regelmatige spiercontracties die een ritmisch zwemgedrag produceren, dat verandert wanneer de spier wordt verstoord. Hier beschrijven we een door aanraking veroorzaakte reactie en een locatiemeting om zwemprestaties te onderzoeken als maatstaf voor spierfunctie.

Met behulp van Touch-opgeroepen Response en Locomotion Testen om Muscle Prestaties en functie in zebravis Assess

In dit werk beschrijven we een acute, chronische en multigeneratie bioassay om te bestuderen van de effecten van gemeenschappelijke en gecombineerde stressoren op de Turquoise poolfish Nothobranchius furzeri. Dit protocol is ontworpen om te bestuderen levensgeschiedenis eigenschappen (sterfte, groei, vruchtbaarheid, gewicht) en kritieke thermische maximum.

Protocol voor Acute en chronische ecotoxiciteit testen van de Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

Hier presenteren we een protocol te onderzoeken larvale zebravis en fathead minnow motorische activiteiten en photomotor Reacties (PMR) met behulp van een geautomatiseerd tracking-software. Wanneer opgenomen in algemene toxicologie bioassays, geven analyses van deze gedragingen een diagnostisch instrument om te onderzoeken van chemische topicale. Dit protocol wordt beschreven met behulp van cafeïne, een neurostimulant model.

Experimentele Protocol voor de behandeling van de gedragsmatige reactie profielen in larvale vissen: toepassing op de Neuro-stimulerende cafeïne

Hier presenteren we methoden voor high-throughput onderzoek naar een reeks van de Mexicaanse cavefish gedrag en vitale kleuring van een mechanosensory systeem. Deze methoden maken gebruik van vrije-software en op maat gemaakte scripts, bieden een praktische en kosteneffectieve methode voor de studie van gedrag.

Gedrags Tracking en Neuromast beeldvorming van Mexicaanse Cavefish

Volwassen zebravis is in staat tot functioneel herstel na een dwarslaesie en is een vooraanstaand modelsysteem om aangeboren mechanismen van neurale regeneratie op te helderen. Hier beschrijven we zwemuithoudingsvermogen en zwemgedragstests als functionele uitlezingen van regeneratie van het ruggenmerg.

Beoordeling van zwemuithoudingsvermogen en zwemgedrag bij volwassen zebravissen

Taken voor sociale voorkeur in meerdere kamers zijn aangepast van knaagdieren naar zebravissen, wat de studie van sociaal gedrag bij modelorganismen vergemakkelijkt. Dit protocol valideert een goedkope open-tank taak met 3 kamers met webcams en open-source software om de sociale voorkeur van zebravissen te meten, waardoor het toegankelijk wordt voor undergraduate onderzoek en onderwijs.

Goedkope optie voor het onderzoeken van sociale voorkeur bij zebravissen (Danio rerio) met behulp van de 3-kamer open-tank free-swim taak

Leer het kwantificeren van zwemgedrag bij witte steur (Acipenser transmontanus) na blootstelling aan subletale koperconcentraties met behulp van videotechnologie. Deze methode biedt objectieve gedragsanalyse voor ecotoxicologisch onderzoek.

Het kwantificeren van vissen zwemmen gedrag in reactie op acute blootstelling van Waterige Copper Met behulp van Computer Assisted Video en Digital Image Analysis (Video) | JoVE Journal

Het kwantificeren van vissen zwemmen gedrag in reactie op acute blootstelling van Waterige Copper Met behulp van Computer Assisted Video en Digital Image Analysis

Meer video's verkennen