Proste podejście do manipulowania rozpuszczonym tlenem w celu obserwacji zachowania zwierząt

Ogólnym celem tej metody jest skuteczne i stopniowe manipulowanie warunkami rozpuszczonego tlenu (DO) w warunkach laboratoryjnych, aby umożliwić obserwację reakcji behawioralnych zwierząt wodnych. Zaletą tej metody jest możliwość jej zastosowania w wielu eksperymentach dotyczących zachowania zwierząt.

Metoda ta jest odpowiednia zarówno dla kręgowców, jak i bezkręgowców. Główną zaletą tej techniki jest możliwość jej zastosowania zarówno w nauczaniu klasowym, jak i w celach badawczych. Na wybranym obszarze terenowym, oddalonym o nie więcej niż godzinę transportu od laboratorium, zastosowano standardowe procedury z użyciem sieci kopanej w celu zebrania co najmniej 35 muchówek z rzędu jętkowe (Plecoptera).

Z potoku pobierz cztery litry wody strumieniowej na jedno akwarium. Dodatkowo pobierz trzy litry na każdy eksperyment. Zbierz również kilka kamieni o maksymalnej średnicy 2 cm.

Po powrocie do laboratorium rozdziel kamienie do akwariów umieszczonych w lodówce, ustawiając temperaturę odpowiadającą tej z miejsca poboru próbek ze strumienia. Do każdego akwarium dodaj cztery litry wody strumieniowej. Następnie do każdego akwarium wprowadź od 20 do 30 muchówek.

Następnie do każdego zbiornika należy włożyć kamień napowietrzający podłączony do pompy akwariowej, aby stale doprowadzać powietrze do wody. Po dwóch dniach należy podłączyć standardową ścienną rurkę próżniową do bocznego wylotu kolby z bocznym wylotem o pojemności 2 l. Kolbę należy napełnić 1,9 l wody strumieniowej o temperaturze 12 °C.

Umieść kolbę i rurki na tacy wystarczająco dużej, aby pomieścić łaźnię lodową, nie zasłaniając jednocześnie widoku wnętrza kolby z bocznym ramieniem. Następnie wypełnij tacę lodem. Wprowadź sondę DO do jednego otworu o średnicy 3 mm w specjalnie przygotowanym gumowym korku.

I miedzianą rurkę o średnicy 2 mm, wyposażoną w męski łącznik z kolcem do węża o średnicy 3 mm, przechodzącą przez kolejny otwór o średnicy 3 mm. Proces ten trwa, dopóki długość rurki od dołu korka nie znajdzie się w odległości 10 cm od dna kolby. Do łącznika należy podłączyć cienkościenną rurkę gazową z polietylenu o średnicy 3 mm i długości 0,7 m.

Należy sprawdzić szczelność połączenia między korkiem a kolbą oraz dopasowanie rurki i drutu sondy wewnątrz korka. Kluczowe jest, aby korki i rurki były szczelnie zamknięte, co pozwoli na utrzymanie równowagi ciśnień w naczyniu przez cały czas trwania eksperymentu i zapobiegnie wyciekowi azotu z naczynia. Umieść rurkę polietylenową w kolbie o pojemności jednego litra zawierającej 0,4 litra wody z kranu i przymocuj rurkę taśmą, aby jej końce pozostały zanurzone przez cały czas trwania eksperymentu.

Następnie podłącz linię gazową o średnicy trzech milimetrów z kolby próżniowej do akwariowego napowietrzacza. Włącz napowietrzacz, aby natlenić wodę w dwulitrowej kolbie tlenem z otoczenia. Użyj sondy DO do monitorowania temperatury wody i stężenia DO przez około pięć minut.

Do momentu uzyskania stanu równowagi DO wewnątrz komory. Przed dodaniem muchówek ploidalnych, umieść od trzech do czterech kamieni w kolbie o pojemności dwóch litrów, aby owady miały podłoże sprzyjające przytwierdzaniu się. Następnie rozpocznij próbną manipulację poziomem DO, odłączając rurkę gazową od napowietrzacza i podłączając ją do linii z azotem.

Rozpocząć przepływ azotu z prędkością 20 cubic feet per hour przez około 40 do 60 sekund. Przepływ azotu należy przerwać natychmiast po osiągnięciu docelowego stężenia. W przypadku spadku DOD poniżej wartości docelowej, należy użyć napowietrzacza akwariowego, aby powrócić do docelowego stężenia.

Jeśli poziom DO jest niestabilny podczas testowania, należy sprawdzić, czy objętość wody nadal wynosi 1,9 litrów i czy woda nie wypłynęła w postaci pęcherzyków. Temperatura wody powinna być stabilna, a wszystkie uszczelki na złączkach muszą być szczelnie zamknięte. Po ponownym wyrównaniu stanu zestawu, należy dodać do kolby taką samą liczbę muchówek, jaka jest liczba obserwatorów.

Następnie ponownie zamknij kolbę korkiem gumowym. Przebąbluj wodę w sposób właśnie zademonstrowany, aż do osiągnięcia docelowego stężenia 10 mg/L. Następnie zapisz początkową temperaturę wody.

Następnie należy pozwolić jętkom przytwierdzić się do skalnego podłoża w kolbie. Każdy obserwator przeliczy i zapisze liczbę „pompek” wykonanych przez pojedynczą jętkę w ciągu trzech minut. Następnie należy zmienić poziom rozpuszczonego tlenu (DO) na kolejny poziom eksperymentalny i powtórzyć trzy minutową obserwację.

Na tym rysunku przedstawiono średnią liczbę pompek wykonanych przy danym poziomie DO oraz w każdej z sześciu prób, aby na wykresie zestawić liczbę pompek z poziomem DO. W przypadku tych eksperymentów tylko stężenie DO miało istotny wpływ na liczbę pompek wykonanych przez muchówki jesionówki. Żadna inna zmienna ani interakcja nie okazała się istotnym predyktorem liczby pompek.

Po opanowaniu ta technika może zostać powtórzona w celu realizacji konkretnych celów wyznaczonych przez badacza. Podczas przeprowadzania tej procedury ważne jest unikanie zmian temperatury, ponieważ mogłoby to doprowadzić do zmian poziomu DO. Przy zastosowaniu tej procedury można wykorzystać inne metody, np. takie, które zmieniają pH, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące wpływu zmian pH i DO na organizmy wodne. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś posiadać umiejętność manipulowania poziomem tlenu rozpuszczonego w warunkach laboratoryjnych na potrzeby szeregu eksperymentów z zakresu behawiorystyki zwierząt.