February 6th, 2019
Dit artikel presenteert een noninvasive biomonitoring-systeem voor de continue opname en de analyses van rivierkreeft cardiale en motorische activiteiten. Dit systeem bestaat uit een nabij-infrarood optische sensor, een video-tracking module en software voor de evaluatie van rivierkreeft hartslagen die zijn fysiologische toestand weerspiegelt en karakteriseert rivierkreeft gedrag tijdens de schommelingen van de hartslag.
Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in de milieu-en ecotoxicalogische velden waarbij de relatie tussen hart-en motorische activiteiten op de verschillende acute en langdurige stressvolle omstandigheden. De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn dat rivierkreeften geen complexe eerdere manipulaties of langdurige aanpassing vereisen en in staat zijn om gedurende een paar maanden tussen methoden sensoren te dragen. De implicaties van deze techniek breiden zich uit tot etiologische, fysiologische, ecotoxicologische en industriële toepassingen als rivierkreeften geholpen niet-invasieve biomonitoring kan worden uitgevoerd in laboratoria en waterzuiverings- en voorzieningsfaciliteiten.
Hoewel deze methode kan bieden binnen inzicht in rivierkreeften hart, fysiologie, en gedrag en waterkwaliteitscontrole, het kan potentieel worden toegepast op andere grote zoetwater en mariene schaaldieren. Visuele demonstratie van deze methode is van cruciaal belang voor het begrijpen van de link tussen niet-invasieve sensor met behulp van nabij infrarood licht voor evaluatie in rivierkreeften hart en bewegingsdetectie modules op basis van beeldverwerking. Een paar dagen voor aanvang van de procedure, selecteer volwassen exemplaren met een carapace grootte van ten minste 30 millimeter.
En onderzoek elk exemplaar op de afwezigheid van ziekte en of ze beide cheli optillen wanneer ze worden aangeraakt. Laat vervolgens de gezonde rivierkreef om te acclimatiseren in een tank van geregeld kraanwater tot de dag van de procedure. Zodra de sensoren zijn voorbereid, opent u de sensorsoftware op de computer en voert u het aantal rivierkreeften in dat aan de sensoren moet worden bevestigd en op het scherm worden weergegeven.
Stel het aantal rivierkreeften hartslagen worden gevisualiseerd. En gebruik een papieren handdoek om de rugkarapace van het eerste dier te drogen. Wikkel de cheli en buik van de rivierkreeft in de papieren handdoek om schade te voorkomen en om extra stress voor het dier te elimineren.
En bevestig de censor aan de dorsale carapace in een positie die een maximale cardiale signaalamplitude vergemakkelijkt. Houd de rivierkreeft met de sensor in de ene hand, gebruik de andere hand om een druppel vers gemengde epoxylijm toe te voegen aan elk van de vier hulpdraden op de sensor. Laat de lijm vervolgens drogen zonder de sensor minstens vijf minuten te bewegen.
Wanneer de lijm niet langer plakkerig aan de aanraking is, plaatst u de onverpakte rivierkreeft en de sensor nog een paar minuten in een doos zonder water totdat de lijm volledig droog is. Voordat u de rivierkreeften terug in de tank verplaatst, dompelt u de cephalothorax gedurende enkele seconden in het tankwater onder om de lucht die zich in de kieuwen heeft opgehoopt te lozen. En laat de rivierkreeften ongeveer een uur in de drinkwatertank om overtollige chemicaliën te verwijderen.
Laat de rivierkreef vervolgens gedurende één tot twee weken acclimatisatie en onder de juiste experimentele omstandigheden in de experimentele watertanks, afhankelijk van de waargenomen fysiologische indexen. Zodra de rivierkreeften in de experimentele tanks worden geplaatst, start u de software. De videocamera wordt automatisch ingeschakeld.
Selecteer vervolgens de bewegingsdetectieoptie en zoek elke tank op het scherm om het gedrag te volgen en het gedrag van de rivierkreeft te koppelen aan de geluidsactiviteitsopnamen. De opgenomen rivierkreeften hart-en gedragsactiviteiten kunnen worden opgeslagen in een TXT-formaat bestand. Het is van cruciaal belang om de bewegingsvrijheid van de rivierkreeft in de analyse op te nemen, omdat deze activiteit veranderingen in de hartslag kan veroorzaken.
Zo werd in dit experiment tien seconden na het begin van het experiment een voedselgeur via een peristaltische pomp in de tank gebracht. Op 14 seconden de rivierkreeft herkende de stimulus en het is hartslag iets gedaald als gevolg van de zogenaamde oriënteren reactie. Na 20 seconden nam de hartslag toe, wat resulteerde in een afname van de hartintervallen.
Op 26 seconden de rivierkreeft verplaatst naar de stimulus bron en zowel de fysiologische opwinding veroorzaakt door de voedselgeur en de locomotion initiatie resulteerde in een aanzienlijke hartslag te verhogen. Op 37 seconden was er bewijs van abrupte rivierkreeft beweging die aanzienlijk zou kunnen hebben bijgedragen aan de groei van de hartslag tijdens de reacties op de stimulus. Inderdaad, een verstoorde rivierkreeft toont meestal een toename van de hartslag die vaak wordt geassocieerd met incidentele beweging.
Echter, zelfs bewegingsloze rivierkreeft kan aantonen dat een hoge hartslag die ook wijst op een uitgesproken stress. De hartslag van een ongestoorde rivierkreeft wordt gekenmerkt door een monotoon amplitude van de hartslagcurve en door ongeveer gelijke hartintervallen tussen elke hartpiek. Tijdens een poging tot deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat een snelle en grondige sensorbevestiging minder stress zal veroorzaken aan de proefdieren, waardoor nauwkeurige fysiologische kenmerken kunnen worden verkregen.
Meer geavanceerde monitoring methoden omvatten het gebruik van volledig contactloze rivierkreeft monitoring die het mogelijk maakt de hartslag frequentie te bepalen met behulp van alleen de combinatie van een nabij-infrarood sensor en een gevoelige camera. Na de ontwikkeling ervan maakte deze aanpak de weg vrij voor onderzoekers op het gebied van gedrag, fysiologie, voortplanting en androgyne van onbeperkte rivierkreeften en andere grote aquatische ongewervelde dieren om de milieu- en antropogene impact op bio-indicatororganismen te onderzoeken. Voor de niet-invasieve biomonitoring, heeft een zeer praktische toepassing op de lokale variëteit in de Tsjechische Republiek als een real-time waterkwaliteit vroege monitoring systeem.
Terwijl de stabiliteit van de waterstaat continu wordt beoordeeld op de dynamiek van rivierkreeften ecofysiologische kenmerken.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Dit artikel presenteert een niet-invasieve biomonitoring systeem voor de continue registratie en analyse van de cardiale en locomotorische activiteiten van rivierkreeften. Het systeem maakt gebruik van een nabij-infrarood optische sensor en een video-tracking module om de hartslagen van rivierkreeften te evalueren, wat hun fysiologische toestand en gedrag tijdens hartslagfluctuaties weerspiegelt.