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Biology

आज़ादी क्रेफ़िश स्थानांतरण में हार्ट और Ventilatory दरें उपाय

doi: 10.3791/1594 Published: October 15, 2009

Summary

अकशेरूकीय एक autonomic सहानुभूति की तरह रीढ़ के लिए वर्णित है कि करने के लिए इसी तरह की प्रतिक्रिया दिखाते हैं. कार्डियो संवहनी और ventilatory प्रणालियों के समन्वय जिसमें एक जीव आंतरिक स्थिति का आकलन करने के लिए एक जैविक सूचकांक के माप के लिए अनुमति देता है.

Abstract

डर, उड़ान या लड़ाई की प्रतिक्रिया एक आसन्न शिकारी हमले के अंतर्गत अपने पर्यावरण के एक जीव की जागरूकता की जांच करने के लिए मौलिक शारीरिक आधार के रूप में कार्य करता है. हालांकि यह ज्ञात नहीं है अकशेरूकीय एक autonomic तंत्रिका रीढ़ की समान प्रणाली posses, चाहे सबूत से पता चलता है अकशेरूकीय आंतरिक वातावरण और तैयार जीव के किसी दिए गए उत्तेजनाओं को behaviorally कार्य को विनियमित करने के लिए एक सहानुभूति की तरह प्रतिक्रिया है. इसके अलावा, यह शारीरिक प्रतिक्रिया feasibly हो सकता है और मापा जा सकता यह जानवर की आंतरिक स्थिति के लिए एक जैविक सूचकांक के रूप में कार्य करता है. शारीरिक प्रतिक्रिया के माप सीधे आंतरिक और बाह्य तनाव से संबंधित कारणों से हृदय और श्वसन प्रणाली के केंद्रीय तंत्रिका तंत्र नियंत्रित समन्वय में परिवर्तन के माध्यम से किया जा सकता है. अधिक विशेष रूप से, दिल और वेंटिलेशन दरों की निगरानी तनाव प्रतिक्रिया behaviorally हमेशा नहीं मनाया quantifiable उपाय प्रदान करते हैं. क्रेफ़िश दिल और ventilatory दर माप रिकॉर्डिंग की व्यवहार्यता के रूप में के रूप में अच्छी तरह से अमीर क्रेफ़िश के आकारिकी के ज्ञात इतिहास 1888 में हक्सले के लिए वापस डेटिंग, और अच्छी तरह से अध्ययन विशिष्ट व्यवहार के कारण के लिए अच्छा मॉडल जीवों हैं.

Protocol

परिचय

जीव के व्यवहार की एक विस्तृत श्रृंखला धमकी उत्तेजनाओं और पर्यावरण में परिवर्तन का जवाब करने के लिए प्रदर्शन करना चाहिए. स्वायत्त प्रतिक्रिया अच्छी तरह से लड़ने या उड़ान प्रतिक्रिया है जिसमें सहानुभूति तंत्रिका तंत्र physiologically आंतरिक पर्यावरण (; निकोल्स एट अल, 2001 बढ़ई, 1976) readies के रूप में रीढ़ में अध्ययन किया है. यह शारीरिक परिवर्तनों के माध्यम से यह है कि एक जीव तनाव प्रतिक्रिया को विनियमित और व्यवहार को बदलने के लिए एक आसन्न हमले या पर्यावरण परिवर्तन पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं. सबूत से पता चलता है कि कार्डियो संवहनी प्रणाली कस श्वसन प्रणाली इस प्रकार आंतरिक वातावरण जवाब और एक प्रतिक्रिया को लागू करने को सक्षम करने के साथ जुड़ा हुआ है. यह सर्वविदित है कि श्वसन और हृदय प्रणालियों के स्वायत्त नियंत्रण ऑक्सीजन की उपलब्धता और विशिष्ट लक्ष्य एक आसन्न व्यवहार प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक ऊतकों के लिए पोषक तत्वों को विनियमित कर सकते हैं.

रीढ़ में, स्वायत्त और शारीरिक प्रतिक्रिया इतनी विकसित है, यह संभावना लगता है कि जटिल अकशेरूकीय इसी तरह एक विकसित की प्रतिक्रिया प्रणाली के अधिकारी होगा (Schapker एट अल, 2002;. Zavarzin, 1941) . हालांकि रीढ़ और अकशेरूकीय बहुत अलग व्यवस्थित कर रहे हैं, अत्यधिक विकसित अकशेरूकीय तेजी से हृदय और सांस की प्रतिक्रिया लड़ने या उड़ान तरीके से प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है. कई अकशेरूकीय के लिए, एक सहानुभूति की तरह शारीरिक प्रतिक्रिया मात्रा निर्धारित किया जा सकता है है. वापस 1927 के लिए डेटिंग, अकशेरूकीय में बहुत ही प्रारंभिक अध्ययन के कई आयोजित किया गया है, विशेष रूप से सामान्य में arthropods (Alexandrowicz, 1932; Orlov, 1927; Zavarzin, 1941) का उपयोग कर.

क्रेफ़िश के लिए तेजी से व्यवहार की एक विस्तृत श्रृंखला के रूप में के रूप में अच्छी तरह से प्रदर्शन का आकलन करने और पर्यावरण stimuli करने के लिए प्रतिक्रिया करने की क्षमता में जाना जाता है. बहुत प्रारंभिक अध्ययन रक्षा तेवर का एक तत्काल और तेजी से प्रतिक्रिया (; हक्सले, 1880; Shuranova एट अल, 2006; Wiersma, 1961 बेथे, 1897) के एक सहानुभूति की तरह प्रतिक्रिया उल्लेख किया है. वयस्क क्रेफ़िश दिल तंत्रिकाजन्य है के बाद से हरा लय और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (Alexandrowicz, 1932, Yamagishi और Hirose, 1997;. Yamagishi एट अल, 1997; Wilkens, 1999) के द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं . नियमित, एक जानवर दिल की दर (मानव संसाधन) के माप excitability और आंतरिक वातावरण की तत्परता का एक सीधा उपाय प्रदान करता है. क्रेफ़िश में, मानव संसाधन में वृद्धि रक्षा तेवर के दौरान उल्लेख किया है जब एक कथित धमकी प्रोत्साहन (Listerman एट अल, 2000) के साथ प्रस्तुत किया है. तंत्रिका तंत्र की प्रतिक्रिया के इस प्रकार भी काँटेदार lobsters (Yazawa और Katsuyama, 2001) में दिखाया गया था.

ventilatory प्रणाली भी neuronally ventilatory केंद्रीय पैटर्न (VPG) जनरेटर के लिए दो विशेष करार दिया scaphognathites appendages के पम्पिंग कार्रवाई (Mendelson, 1971) द्वारा गहरे नाले भर ऑक्सीजन तेज जिम्मेदार के साथ नियंत्रित है. एक एकल scaphognathite पूर्वकाल सिरों पर प्रत्येक ब्रान्चियल कक्ष में रहता है और गहरे नाले के पार एक तालबद्ध आंदोलन (Pasztor 1968) से पानी खींचता है. VPG, दिल के साथ की तरह, कई कारकों द्वारा modulated किया जा सकता है. केकड़ा में पिछले काम, कैंसर magister से पता चलता है हृदय और ventilatory ताल आदेश न्यूरॉन्स (Wilkens एट अल., 1974) के माध्यम से केंद्रीय नियंत्रण के द्वारा बदला जा सकता है. Cuadras, 1979, 1980; ली एट अल, 2000;. Listerman एट अल इसके अलावा, VPG की गतिविधि के लिए आंतरिक और सामाजिक संबंधों या क्रसटेशियन में पर्यावरण परिवर्तन (Burmistrov और Shuranova, 1996 के साथ प्रतिक्रिया में परिवर्तन के साथ बदल जाना जाता है. , 2000, मैकमोहन और Wilkens, 1983, Schapker एट अल, 2002; Shuranova एट अल, 2002;. Wilkens, 1976). क्रेफ़िश में देखा, ventilatory गतिविधि (वी.आर.) आंतरिक स्थिति और वी.आर. में परिवर्तन के आधार पर अप्रत्याशित बाह्य stimuli (Shuranova एट अल, 2002. Shuranova एट अल, 1993) के दौरान दर्ज किया जा सकता है भिन्न हो सकते हैं.

Dependability और मानव संसाधन और वी.आर. उपायों की व्यवहार्यता के कारण, भविष्य के लिए कहा जा प्रश्नों अनंत हैं. जैसा कि पहले उल्लेख किया, काम करने के लिए सामाजिक संबंधों और पर्यावरण गड़बड़ी के दौरान स्वायत्त प्रतिक्रिया की जांच किया गया है. दिलचस्प है, कई क्षेत्रों में प्राकृतिक हार्मोनल परिवर्तन और / या अन्य शारीरिक जीव में होने वाली प्रक्रियाओं के दौरान स्वायत्त प्रतिक्रिया की परीक्षा के रूप में में पता लगाया जा छोड़ दिया जाता है. संभव है भविष्य दिशाओं भी संभोग और घ्राण रासायनिक स्वागत के दौरान सहानुभूति की तरह प्रतिक्रियाओं की जांच कर सकते हैं. सबसे महत्वपूर्ण बात, शारीरिक प्रतिक्रियाओं एक जीव पर्यावरण के लिए प्रतिक्रिया जब व्यवहार टिप्पणियों की तुलना के बाद से पशुओं हमेशा behaviorally जवाब नहीं है कि जब वे खुद तैयारी कर रहे हैं आंतरिक में अधिक से अधिक अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है. इस प्रकार, शारीरिक माप एक जीव की आंतरिक राज्य है जो एक जीव में समग्र परिवर्तन को समझा जा सकता है का आकलन करने के लिए एक जैविक सूचकांक प्रदान करता है.

तरीके

इससे पहले एक क्रेफ़िश तार की शुरुआत, तारों की तैयारी की आवश्यकता है. लंबे समय के लिए क्रेफ़िश में सम्मिलित करते हैं और पर्याप्त रूप से एक प्रतिबाधा डिटेक्टर तक पहुँचने (UFI, 2991 मॉडल) के लिए पर्याप्त, दो अछूता स्टेनलेस स्टील के तार (AM सिस्टम्स, Carlsburg, WA व्यास 0.005 इंच और कोटिंग के साथ 0.008 इंच) में कटौती जो कछुवे की पीठ की हड्डी में डाला जाएगा दोनों तारों के सिरों पर आग से (~ 0.5 मिमी) इन्सुलेशन निकालें. सावधान रहो, एक नंगे तार के रूप में जानवर के बाहर पर नहीं बहुत ज्यादा इन्सुलेशन हटाने छोटी सर्किटिंग प्रतिबाधा रिकॉर्डिंग रोकने के recoated होना चाहिए. फिर, संदंश का उपयोग कछुवे की पीठ की हड्डी में नियुक्ति के लिए एक 90 कोण में तारों के समाप्त हो जाती है जला दिया मोड़. यकीन है कि तार के सम्मिलित भाग भी लंबे समय नहीं है क्योंकि यह आंतरिक अंगों को नुकसान कर सकता है. एक प्लास्टिक ट्यूब (जो तारों की रक्षा) में तार डालने की व्यवहार्यता के लिए, यह सबसे अच्छा है शिथिल तारों को एक साथ मोड़. यदि रिकॉर्डिंग दिल और वेंटिलेशन दर, ऊपर दोहराने के दूसरी बार कदम है और तारों के दो सेट शिथिल लट के साथ प्लास्टिक टयूबिंग में नियुक्ति से पहले. दिल और वेंटिलेशन दर के लिए तारों नामित इतना के रूप में भ्रमित नहीं जो तारों की रिकॉर्डिंग के लिए जो प्रतिबाधा डिटेक्टर देते हैं सुनिश्चित करें. यह सबसे अच्छा है तारों लेबल या एक जोड़ी की शुरुआत में अन्य की तुलना में कम कटौती.

क्रेफ़िश feasibly और सुरक्षित रूप से तार करने के लिए, यह सबसे अच्छा है और पंजे गीले कपड़े या कागज तौलिए में पैर (वापस जा रही है और एक तरफ उजागर) को लपेटो करने के लिए व्यक्ति और / या क्रेफ़िश (चित्रा 1) के लिए चोट को खत्म करने.

चित्रा 1 चित्रा 1. Chelipeds और क्रेफ़िश के पैर की लपेटन. एक गीला कागज तौलिया में क्रेफ़िश रैपिंग चोट व्यक्ति और क्रेफ़िश को रोकने जाएगा. लपेटन क्रेफ़िश chelipeds और पैर कदम की क्षमता में बाधा जाएगा.


तारों की प्रक्रिया शुरू करने के लिए, यह सबसे अच्छा है गिल कक्ष में शुरू के बाद से कछुवे की पीठ की हड्डी मोटाई प्रत्येक क्रेफ़िश और अतिरिक्त बल के साथ बदलता है आंतरिक अंगों को क्षति के कारण, गिल कक्ष में शुरुआत कर सकते हैं इस प्रकार, अत्यधिक दबाव कम क्रेफ़िश के लिए के रूप में मारने की संभावना है वक्ष चैम्बर की तुलना में. पहली छेद ठीक एक स्केलपेल और एक छल्ली के तहत गिल कक्ष (. Schapker एट अल, 2002 यानी, prebranchial ventilatory दर पर नजर रखने के चैम्बर) के व्याख्यान चबूतरे वाला क्षेत्र में डाला जा तार के लिए सिर्फ बड़े पर्याप्त बिंदु का उपयोग करके किया जाता है. एक बड़ा छेद अत्यधिक hemolymph नुकसान है और मुहर नहीं होगा और ठीक इस नामित छेद में नहीं शेष तारों की संभावना में वृद्धि होगी. एक बार तार जगह में है, तार पर गोंद (cyanoacrylate एस्टर) और त्वरक (HobbyTown संयुक्त राज्य अमेरिका, Lexington, KY) की एक छोटी राशि ड्रॉप. तेजी से सुखाने गोंद का उपयोग पशुओं के हैंडलिंग तनाव को कम कर देता है. छल्ली पर केवल त्वरक की एक छोटी राशि जगह के बाद से इस क्रेफ़िश के लिए विषाक्त है और मौत का कारण होगा सावधान रहो. यह सबसे अच्छा है करने के लिए तुरंत कागज तौलिया के साथ किसी भी अतिरिक्त त्वरक बंद पोंछ. गिल के चैम्बर में दूसरी तार के लिए इन चरणों को दोहराएँ. इन दो तारों scaphognathite (श्वसन अंग) प्रत्येक scaphognathite आंदोलन (चित्रा 2) के दौरान एक मजबूत सही प्रतिबाधा उपाय बीमा अवधि के लिए रखा जाता है. एक सटीक रिकॉर्डिंग प्राप्त करने के लिए, सुनिश्चित करें कि दूसरी तार गिल कक्ष के बाहर और वक्ष चेंबर में नहीं रखा गया है.

चित्रा 2 चित्रा 2. गिल कक्ष में स्टेनलेस स्टील के तारों की नियुक्ति. कछुवे की पीठ की हड्डी पर सफेद डॉट्स स्टेनलेस स्टील छल्ली के तहत रखा जा तारों के लिए अंक का प्रतिनिधित्व करते हैं. तारों अवधि scaphognathite और गतिशील प्रतिबाधा उपाय आंदोलन के माध्यम से.

वक्ष कक्ष में तारों दिल की दर के लिए कदम पर सीधे दिल और व्यवस्था व्याख्यान चबूतरे वाला दुम दिल अवधि (चित्रा 3) तारों पृष्ठीय कछुवे की पीठ की हड्डी के नीचे रखा जाता है को छोड़कर ऊपर के रूप में ही है. यह स्थान प्रत्येक हृदय संकुचन (Listerman एट अल., 2001) के दौरान एक मजबूत सही प्रतिबाधा उपाय सुनिश्चित करेगा .


चित्रा 3 चित्रा 3. स्टेनलेस स्टील के तारों के वक्ष कक्ष में नियुक्ति. कछुवे की पीठ की हड्डी पर सफेद डॉट्स स्टेनलेस स्टील छल्ली के तहत रखा जा तारों के लिए अंक का प्रतिनिधित्व करते हैं. तारों व्यवस्था व्याख्यान चबूतरे वाला दुम दिल अवधि. यह दिल संकुचन के उपायों के लिए गतिशील प्रतिबाधा के माध्यम से की अनुमति देगा.


एक बार जब सभी चार तारों के स्थान पूरा हो गया है, एक पल चिपकने वाला मिश्रण (ईस्टमैन, 5 मिनट सुखाने ईpoxy) और प्रत्येक स्थान के रूप में के रूप में अच्छी तरह से तार के लिए छेद कोट. एक बार तारों और drilled छेद पर्याप्त रूप से कवर कर रहे हैं, शेष epoxy का उपयोग करें क्रेफ़िश के पीछे प्लास्टिक टयूबिंग पकड़. इससे यह सुनिश्चित होगा कि तारों भविष्य handlings में छेद के बाहर नहीं निकाला जाएगा. चूंकि epoxy के कुछ ही मिनट लगते शुष्क पकड़, या पानी के बिना एक कंटेनर में क्रेफ़िश जगह जब तक epoxy नहीं रह गया है छूने के लिए चिपचिपा. एक बार epoxy सूखा है, पानी में क्रेफ़िश धोने के लिए अतिरिक्त रसायनों को हटाने और उन्हें एक जलीय वातावरण में वापस जगह है. क्रेफ़िश के स्वास्थ्य को सुनिश्चित करने के लिए, यह सबसे अच्छा है के लिए लगभग एक घंटे में पानी बदलने के लिए किसी भी हटाया नहीं पहले रसायनों को दूर है. पिछले जांचकर्ताओं से विख्यात, हमने पाया है कि लंबे समय तक हैंडलिंग शारीरिक माप के कारण तनाव बदल 3 दिन (Wilkens एट अल, 1985) के लिए 24 घंटे के समय अवधि के लिए, किसी भी प्रयोग से पहले इसलिए पशुओं के लिए 2 से 3 दिनों के लिए छोड़ दिया जाना चाहिए .

ECGs रिकॉर्ड करने के लिए, क्रेफ़िश से प्रतिबाधा डिटेक्टरों तारों कनेक्ट. दो दिल (मानव संसाधन उपाय) फैले तारों एक एकल प्रतिबाधा डिटेक्टर संलग्न किया जाना चाहिए और इसी तरह फैले के लिए दो तारों scaphognathite (वी.आर. उपाय). प्रतिबाधा डिटेक्टर दो स्टेनलेस स्टील के तारों के बीच गतिशील प्रतिरोध उपाय. इन संकेतों लाइन डिटेक्टर पर एक PowerLab/4SP अंतरफलक (ई. उपकरण) के माध्यम से एक PowerLab को जोड़ने के द्वारा दर्ज हैं. सभी घटनाओं मापा और PowerLab चार्ट सॉफ्टवेयर संस्करण 5.5.6 (ई. उपकरण, ऑस्ट्रेलिया) के साथ कैलिब्रेटेड हैं. शुरू करने के लिए, 4 kHz पर अधिग्रहण दर सेट. बड़े deflections दिल की धड़कन और वेंटिलेशन दर का प्रतिनिधित्व करेंगे. प्रत्येक मानव संसाधन / VR एक चौरसाई समारोह डेटा सेट के लिए लागू कर सकते हैं गिनती में आसानी के लिए. यदि 100 अंक smoothed थे (यानी औसतन) परिणामी ट्रेस केवल दिल की धड़कन को दर्शाती जाएगा. दिल की दर 10 एस अंतराल पर प्रत्येक हरा के प्रत्यक्ष मायने रखता है के द्वारा निर्धारित किया जा सकता है और तब धड़कन प्रति मिनट (BPM) परिवर्तित.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Scalpel Stainless steel surgical blades No. 11 for No. 3 handle
Stainless steel wire A-M Systems, Carlsburg, WA diameter 0.005 inches with the coating 0.008 inches
Impedance detector UFI model 2991
Plastic tubing Cole-Parmer Tygon Tubing ID .0812, OD .1492
Fast-drying glue (cyanoacrylate ester) HobbyTown USA, Lexington, KY
Accelerator HobbyTown USA, Lexington, KY
Adhesive Eastman 5-min drying epoxy
PowerLab via a PowerLab/4SP interface ADInstruments
PowerLab Chart AD Instruments, Australia software version 5.5.6
PowerLab Chart AD Instruments, Australia software version 3.5.6

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References

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Bierbower, S. M., Cooper, R. L. Measures of Heart and Ventilatory Rates in Freely Moving Crayfish. J. Vis. Exp. (32), e1594, doi:10.3791/1594 (2009).More

Bierbower, S. M., Cooper, R. L. Measures of Heart and Ventilatory Rates in Freely Moving Crayfish. J. Vis. Exp. (32), e1594, doi:10.3791/1594 (2009).

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