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Ensaio de reotaxia de peixe-zebra: um método para medir o comportamento da orientação em resposta a diferentes taxas de fluxo de água

30 de abril de 2023

Neste artigo

Resumo

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Fonte: Cresci, A., et al. Avaliando a influência da personalidade na sensibilidade aos campos magnéticos em peixes-zebra. J. Vis.(2019)

Este vídeo descreve o ensaio de reotaxia em peixe-zebra. O método envolve a medição do comportamento de orientação do peixe-zebra em resposta a diferentes taxas de fluxo de água sob a influência de diferentes campos magnéticos.

Protocolo

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1.Configuração do Campo Magnético com a Manipulação do Campo Magnético Unidimensional

  1. Ligue a unidade de alimentação (Figura 1A).
  2. Coloque o túnel enrolado no local onde o protocolo reotático será realizado (seção 3), mas mantenha-o desconectado do aparelho de natação (Figura 1A). Coloque uma sonda magnética conectada com um Gauss/Teslâmetro dentro do túnel e verifique qual tensão é necessária para obter o valor do campo magnético escolhido ao longo do eixo maior do túnel.
    NOTA: Devido às propriedades magnéticas de um solenóide, o campo é razoavelmente uniforme dentro do túnel; Isso pode ser verificado movendo lentamente a sonda horizontal e verticalmente.
  3. Desconecte a sonda e conecte o túnel de fluxo ao aparelho de natação.
  4. Comece com o protocolo reotático (seção 3).

2. Configuração do Campo Magnético com a Manipulação do Campo Magnético Tridimensional

  1. Ligue os drivers de CPU, DAC e bobina (Figura 1B).
  2. Defina o campo magnético escolhido em cada um dos três eixos (x, y e z).
  3. Coloque o túnel no centro do conjunto de pares de Helmholtz.
  4. Comece com o protocolo reotático (seção 3).

3. Ensaio da reotaxia do peixe-zebra na câmara de escoamento

  1. Transfira de um a cinco peixes para o túnel de fluxo usando um tanque de 2 L com as laterais e o fundo obscurecidos.
  2. Ligue a bomba e ajuste a vazão no túnel para 1.7 cm/s.
    nota: Essa água lenta manterá a água no túnel oxigenada e facilitará a recuperação dos animais.
  3. Deixe os animais se aclimatarem ao túnel de natação por 1 h.
  4. Inicie a gravação em vídeo do comportamento dos peixes no túnel.
    nota: Usamos uma câmera (por exemplo, Yi 4K Action) com controle remoto (por exemplo, Bluetooth) e salvamos o vídeo como .mpg (30 quadros/s).
  5. Iniciar o aumento gradual da vazão de acordo com o protocolo experimental escolhido (1,3 cm/s neste estudo; Figura 2).
    NOTA: Para este protocolo, usamos baixas taxas de fluxo que, para o peixe-zebra, variam de 0 a 2,8 BL (comprimentos do corpo) / s. Essas velocidades de fluxo estão na faixa inferior de taxas de fluxo que induzem a natação orientada contínua em peixe-zebra (3% a 15% da velocidade crítica de natação [Ucrit]). O uso de baixas vazões (seguindo o protocolo de Brett) está ligado às características comportamentais específicas dessa espécie na presença de correntes de água. O peixe-zebra tende a nadar ao longo do eixo principal da câmara, girando com frequência, mesmo na presença de fluxo de água, e tende a nadar tanto a montante quanto a jusante. Esse comportamento é afetado pela vazão de água, desaparecendo em velocidades relativamente altas (>8 BL/s), quando os animais nadam continuamente voltados para a montante (resposta reotática positiva total). Deslocamentos verticais e transversais são muito raros.
  6. Realize a morfometria dos animais (sexo e comprimento total [TL], comprimento do garfo [FL] ou BL) em fotos de peixes em uma câmara morfométrica.
    1. Selecione a imagem apropriada.
    2. Abra a imagem no ImageJ.
    3. Observe o sexo do animal (o peixe-zebra macho é esguio e tende a ser amarelado, enquanto as fêmeas são mais arredondadas e tendem a ter colorações azuis e brancas).
    4. Clique em Analisar > Definir escala e defina a escala da imagem em centímetros, usando todo o comprimento horizontal do túnel como referência.
    5. Clique em Analisar > Medir e registre o comprimento linear do animal.
    6. Calcule seu peso corporal (PN).
      nota: BW é calculado a partir de relacionamentos sexo-FL-BW previamente construídos no laboratório ou de metadados. Todo o procedimento evita o estresse de manipulação dos animais.

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Resultados

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Figura 1: Configuração para controle de campo magnético.(A) Renderização do túnel de natação com um solenóide para a indução de um campo magnético horizontal estático dentro do túnel. O solenóide (0,83 voltas/cm) é conectado a uma unidade de energia e gera campos na faixa de ±250 μT (faixa de intensidade que inclui a faixa do campo magnético da Terra). No lado direito, é mostrada uma fot...

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Medidor de 9500 G FWBellN/AGaussímetro, DC-10 kHz; resolução da sonda: 0,01 μT
AD5755-1 Dispositivos analógicosEVAL-AD5755SDZConversor digital para analógico de canal quádruplo, 16 bits,
ALR3003D Elc3.76024E+12Fonte de alimentação DC duplamente regulada
BeagleBone Preto Beagleboard.org N/AComputador de placa única
Driver de bobina Feito em casa N/AAmplificador baseado em OP comercial (OPA544 por TI)
Pares de Helmholtz Feito em casa N/ABobinas feitas com fio AWG-14 padrão
HMC588L Honeywell 900405Rev E Magnetômetro digital de três eixos
MO99-2506 FWBell 129966Sonda magnética de eixo único
Aparelhos de nataçãoM2M Engenharia Equipamentos Científicos Personalizados N/AAparelho de natação composto por bomba peristáltica e medidor de vazão com interruptor de fluxo SMC com feedback digital
TECO 278Teco N/ATermocriostato

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