Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

قياس الضغط مراقب (SGM) "قياسات تثاءب صمام المستمر" في "الرخويات الصدفتين" في استجابة لنقص ركوب الدراجات "البحرية الناجمة عن المختبر" والأس الهيدروجيني

Published: August 1, 2018 doi: 10.3791/57404
Automatic Translation
1, 2
1Yale Gordon College of Arts & Sciences, University of Baltimore, 2Goddard Space Flight Center, NASA

Summary

فهم الاستجابات السلوكية من مغذيات تعليق ذات الصدفتين للمتغيرات البيئية، مثل الأكسجين المذاب، ويمكن شرح بعض عمليات النظام الإيكولوجي. قمنا بتطوير جهاز قياس الضغط غير مكلفة، والمستندة إلى المختبر، (SGM) لقياس استجابات تثاءب صمام المحار، Crassostrea فيرجينيكا، إلى نقص ركوب الدراجات البحرية ودرجة الحموضة الدورية.

Abstract

ووضع مراقب تثاءب صمام مقياس الضغط غير مكلفة، والمستندة إلى المختبر، (SGM) لرصد سلوك تثاءب صمام الرخويات ذات الصدفتين في استجابة لنقص ركوب الدراجات البحرية. كان متصلاً جسر ويتستون الانفعال التي تم إرفاقها لاصداف المحار (Crassostrea فيرجينيكا). الإشارات المسجلة المسموح به لفتح وإغلاق ذات الصدفتين بتسجيلها بشكل مستمر على مدى فترات يومين المستحثة تجريبيا نقص ركوب الدراجات البحرية وركوب الدراجات البحرية التغيرات في درجة الحموضة. هنا، يمكننا وصف بروتوكول لتطوير جهاز قياس الضغط غير مكلفة ووصف، في تجربة مختبرية مثال، كيف يمكننا استخدامه لقياس سلوك تثاءب صمام الشرقية المحار (C. فيرجينيكا)، في استجابة لنقص ركوب الدراجات البحرية و التغيرات الدورية في الأس الهيدروجيني. وتم قياس صمام تثاءب على المحار التعرض للتقلبات الدورية الحادة التاكسج (0.6 مغ/لتر) حلت ظروف الأوكسجين مع أو بدون تغييرات دورية في الأس الهيدروجيني ودورية خفيفة التاكسج (1.7 مغ/لتر) ظروف وشروط نورموكسيك (7.3 مغ/لتر). نظهر أن عندما تواجه المحار دورات البحرية المتكررة، أنهم سريعاً على قذائف في استجابة لنقص شديد أغلق ومع فارق زمني لنقص معتدل. عندما يتم استعادة نورموكسيا، سرعة فتح مرة أخرى. لم يستجب المحار لظروف الأس الهيدروجيني الدورية فرضه على البحرية ركوب الدراجات نقص شديد. في ظروف انخفاض الأكسجين، وأكثر من ثلث المحار مغلقة في وقت واحد. علينا أن نظهر أن المحار الاستجابة لنقص ركوب الدراجات البحرية، التي يجب مراعاتها عند تقييم سلوك ذات الصدفتين للأكسجين الذائب. صمام SGM يمكن استخدامها لتقييم استجابات الرخويات ذات الصدفتين للتغييرات في الأوكسجين الذائب أو الملوثات. ختم تقنيات لختم أفضل صمام تثاءب الانفعال من مياه البحر بحاجة إلى مزيد من التحسين لزيادة طول العمر من أجهزة الاستشعار.

Introduction

نقص، أي حل تركيزات الأكسجين [] بما فيه الكفاية منخفضة تؤثر تأثيراً سلبيا على البيولوجية والعمليات الإيكولوجية ولكن في كثير من الأحيان وظيفيا ويعرف [القيام] < 2 مغ/لتر1، واكسجين (معرف وظيفيا ك [دو] من 0.0 0.2 مغ/L) تحدث أكثر تواترا وشدة في المياه الساحلية في العالم، ومصبات الأنهار و أعماق المحيطات2،3 ، وكثيراً ما تتفاقم بزيادة المغذيات4،5. مع حد مساحية متزايد من نقص واكسجين، تتأثر سلبا على الفونة العيانية وفقدان الموئل مدى ونوعية الموئل. ومن المتوقع تغير المناخ إلى تفاقم نقص واكسجين6.

في مصبات الأنهار الطبقية، وإثراء المغذيات كثيرة مثل خليج تشيسابيك، الولايات المتحدة الأمريكية، يمكن أن يسود نقص موسميا المستمرة ويمكن أن يحدث سنة بعد2. وباﻹضافة إلى ذلك، ركوب الدراجات البحرية من نقص تواترا في مصبات الأنهار مثل خليج تشيسابيك ومواقع أخرى ويحدث متأخراً أثناء الليل أو في ساعات الصباح الباكر في الصيف7،8.

وركزت معظم الدراسات على أثر التعرض المستمر للكائنات الحية إلى منخفضة [دو] وتسامحهم لنقص واكسجين9،،من1011،،من1213،14 . وعلاوة على ذلك، بحثت دراسات في التحول على نطاق واسع في تكوين الأنواع التوزيعات ووفرة الأنواع استجابة لتمديد منخفضة [دو]4،15. وكثيراً ما الأنواع التي حساسة جداً منخفضة [،] يموت في الجماهير،16 تحويل الأنواع المتبقية حيوانات الأصغر، أصغر حجماً، ولم تدم طويلاً كما، على سبيل المثال، وجدت في النظام الإيكولوجي "الجرف" تكساس لويزيانا4.

عادة ما تسبق التغيرات السلوكية انهيار المجتمع17 وأفادت الدراسات على الاستجابات السلوكية للكائنات الحية الموسعة منخفضة [دو]4،16،،من1718،19 ،،من2021،،من2223،24،25. ومع ذلك، هذه الدراسات، ولا تركز على الردود الواردة من الكائنات الحية لركوب الدراجات البحرية التعرض لنقص والطبيعة المتقلبة من توافر [] في مصبات الأنهار.

نقص ركوب الدراجات البحرية في مصبات الأنهار الضحلة تلقت الوعي المتزايد كما رصد الدراسات [] أكثر غالباً على مدى الأيام مع بارامترات في مصبات الأنهار16،26. يمكن أن تبقى المياه التاكسج لساعات في نهاية الليل أو ساعات الصباح الأولى في فصل الصيف عندما يكون هناك لا عملية التمثيل الضوئي توليد الأكسجين خلال الليل لكن تستهلك الأوكسجين عالية التنفس الهوائي7،16. ووجد أيضا أن أثر المد والجزر البحرية ركوب الدراجات منخفضة الظروف تفعل مع معظم المدقع الدنيا لاحظ عند المد والجزر المنخفضة وتزامنت مع نهاية ليلة27. إلا بعد عدة ساعات من نقص [القيام] يعود إلى نورموكسيا7،،من1628 في دورة يومية.

لتحديد استجابة فيرجينيكا جيم- السلوكية لنقص ركوب الدراجات البحرية والأس الهيدروجيني ونحن رصد فتح وإغلاق الصمامات المحار يتعرضون للمختبرات التي يسببها البحرية ركوب [دو] والدورية الأس الهيدروجيني. وقد استخدمت تثاءب ردود ذات الصدفتين للكشف عن الظروف البيئية المعاكسة. صمام إغلاق ذات الصدفتين في استجابة للملوثات29،،من3031، الطحالب السامة32،،من3334، والتلوث الحراري35،36 , 37، تقليل كمية الغذاء38،،من3940، تغذية نظام39،41، وانبثاق37،42، كبيرة43 , تم قياس 44والأس الهيدروجيني45،46، والجمع بين الرقم الهيدروجيني والأوكسجين الذائب47 . تقنيات تثاءب، على سبيل المثال، شملت الملاحظات المباشرة48،49،13، قياسات مستمر باستخدام مفاتيح ريد والمغناطيس (مراقبة بلح)50، أو مجسات الألياف الضوئية 51 التي تتطلب المياه واضحة. وبالإضافة إلى ذلك، استخدمت أجهزة استشعار قاعة قوة المغناطيس والحقل المغناطيسي لدراسة بلح البحر تثاءب زاوية52،53،،من5455، ونظام الحث كهرومغناطيسي عالية التردد ويمكن قياس المسافة متفاوتة بين اثنين من لفائف الكهربائية التي يتم لصقها في الصمامات استخدام56،57،،من5859. مصدر جهد العالي مطلوب للنظام بالحث الكهرومغناطيسي والسلطة يجب أن يتم تسليمها إلى كلا الجانبين من شل52. هذا النظام أيضا متوفرة تجارياً ك "موسيلمونيتور" (http://mosselmonitor.nl/).

على ميزانية ضيقة لبحث، ونحن شيدت جهاز قياس الضغط غير مكلفة (SGM) استمرار لقياس تثاءب المحار عبر البحرية الناجمة عن معمل الدراجات [دو] ودرجة الحموضة، تحت ظروف الرؤية المنخفضة. نظامنا أيضا أبسط بكثير من نظم المتنافسة، مما يسمح ليتم تجهيزها من خلال تجربة العديد من الحيوانات. أردنا تحديد استجابات فيرجينيكا جيم- السلوكية للبحرية ركوب الدراجات الهوائية الشديدة ([] = 0.6 مغ/لتر) نقص مع مراقبة درجة الحموضة (الأس الهيدروجيني = 7.8) وركوب الأس الهيدروجيني (pH = 7.8-7.0)، على التوالي، وتثاءب الردود إلى معتدل ([] = 1.7 مغ/لتر) نقص. وعلاوة على ذلك، كنا نرغب في تحديد ما إذا كانت قادرة على الاستجابة بسرعة للتغيرات في [] على البحرية دورة وكيفية الاستجابة عندما يعود نورموكسيا بعد حدث التاكسج المحار. ربما المحار يتم تكييفها على النحو الأمثل لسرعة تقلب البيئة التي وجدت في العديد من مصبات الأنهار16،27 التي يعيشون فيها. بينما تتوفر شاشات تثاءب صمام أكثر تعقيداً، يوفر SGM أسلوب غير مكلفة تتيح قياسات مستمرة لصمام تثاءب في المياه حتى في ظروف الرؤية المنخفضة.

Figure 1
الشكل 1. جسر ويتستون لجهاز صمام تثاءب. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

أجهزة الاستشعار سلالة الاستشعار المستخدمة لرصد تثاءب ذات الصدفتين هي الأفلام مقاوم في نمط تسكع على بوليميد النسخ. كميات صغيرة من سلالة تعدل المقاومة من أجهزة الاستشعار. الصدفتين تنثني سبر سلالة عندما جيبس أنها تسبب تغييرا في مقاومة أجهزة الاستشعار. استخدمنا جسر ويتستون نولينج، ومتوازنة، لكل قناة ذات الصدفتين كما هو مبين في الشكل 1 لقياس التغير في مقاومة أجهزة الاستشعار. جسر ويتستون هو بلا قيمة بمقياس الجهد الانزلاقي السماح مكسب عالية إلى حد ما أن تستخدمها في datalogger. جسر ويتستون أسلوب قياسي لقياس دقة بمقاومة مجهولة باستخدام نسبة إلى مقاومة معروفة قياسية والفولتميتر. وتناقش تاريخ هذه التقنية قديمة جداً في اكيلوف (2001)60. نحن دمج القنوات 12، مع كل جسر ويتستون ومقاومة متغيرة نولينج، وحدة مراقبة قياس الضغط (SGM).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1-تشييد جسر ويتستون لجهاز صمام تثاءب

ملاحظة: قياس الضغط اسمياً Ω 1000، حتى لتحقيق التوازن الكامل وفارغة الجسر، يجب أن تكون كافة المكونات 1000 Ω.

  1. كما في الشكل 1، دورة لحام المقاومات الدقة kΩ 1 اثنين لبعضهما البعض، ومن ثم إلى مقاوم Ω ~ 976 و Ω 100 10 مقاومة متغيرة. مجموعة نموذجية سلالة الاستشعار هو Ω قليلة الخروج من Ω 1000 الأسمى، فقط هذه المقاومة بحاجة إلى أن تكون مطابقة. استخدام مقاوم 976 Ω ثابت ومقاوم قابل لتعديل (دورة 10 مقاومة متغيرة) لهذا الغرض.
  2. تقديم جانب واحد من الذراع متغير وجانب واحد من المقاوم kΩ 1 إلى موصل لإرفاق إلى قياس الضغط ذات الصدفتين كما هو مبين في الشكل 1.
  3. إرفاق الجزء العلوي والسفلي من الجسر إلى إمدادات طاقة لتوفير التحيز الحالية للجسر كما هو مبين في الشكل 1.
  4. إرفاق نقاط المنتصف الجسر إلى المضخم ومسجل بيانات، كما هو مبين في الشكل 1. وهذا سوف يسجل استجابة ذات الصدفتين كما ينظم حركتها تثاءب المقاومة من قياس الضغط.
  5. بعد إرفاق قياس الضغط ذات الصدفتين، لاغية الجسر بضبط 10 تحويل مقياس الجهد الانزلاقي حتى الجهد في إدخال تسجيل البيانات هو صفر. استخدام منفصل موصل BNC ومن ناحية عقد الفولتميتر لهذا الغرض.
    ملاحظة: نولينج الإخراج يعني أن مكاسب عالية جداً يمكن استخدامها مع تسجيل البيانات دون تشبع المدخلات، السماح الفولتية دقيقة جداً (تثاءب الاستجابة) قياس.
    ملاحظة: يستخدم الإعداد الأقنية لدينا عناصر منفصلة من ناحية ملحوم على قطعة قياسية للإلكترونيات "perf-المجلس". وهذا يمكن بسهولة طابعاً رسميا على لوحة دائرة غير مكلفة للغاية مع القليل من الجهد إضافية.

2-العامة الإعداد للأس الهيدروجيني نقص ركوب الدراجات البحرية والدورية

  1. تبقى المحار مع انتشار المرض منخفضة معروفة61 في أحواض 75-L تحت ضوء ح 14: 10 ح كبيرة مظلمة، 7 أيام في الأسبوع48، وفضح لهم للتغيرات الدورية في [دو] محاكاة نقص ركوب الدراجات البحرية كما وجدت في الطبيعة7، 8-خلال 14 ح الضوء، محاكاة ضوء المستويات في يوم مشمس في عمق 2 م في "رود نهر بولاية ماريلاند"61.
  2. إعداد نقص ركوب الدراجات البحرية ودرجة الحموضة الدورية في المختبر للتجارب الطويلة الأجل كما هو موضح بالتفصيل حسب باريل et al. (2015) 49-التلاعب [دو] ودرجة الحموضة في كل الحوض وعقد في مستويات محددة سلفا في جميع الأوقات. لتجنب إغلاق صمام بسبب الحد من الأغذية، إضافة العوالق النباتية62 إلى الأحواض المائية. التعويض عن أي امتصاص المحتملة من التحلل الطحالب بتنظيم [] في كل الحوض.

3-ذات الصدفتين التأقلم

  1. تأقلم المحار إلى نقص ركوب الدراجات البحرية لمدة أسبوع واحد قبل إجراء التجارب تثاءب.

4-إعداد المراحل الهضبة نقص ركوب الدراجات البحرية

Figure 2
الشكل 2 . [هل] كان يتلاعب تجريبيا من كل يوم لتوليد نقص الدراجات البحرية- هنا، تظهر دورتين متتاليتين البحرية عبر تثاءب الذي أخذ القياسات. كل دورة البحرية تحتوي على أربع مراحل هي [دو]: = سوبيرساتوريشن (SS)، ب = نورموكسيا بعد سوبيرساتوريشن، ج = هضبة منخفضة (ليرة لبنانية)، د = نورموكسيا بعد هضبة منخفضة. للهضبة المنخفضة، نقص شديد ([] = 0.6 مغ/لتر) مع عنصر التحكم أو ركوب الأس الهيدروجيني ويرد بخط أسود سميك، نقص معتدل ([] = 1.7 مغ/لتر) مع ركوب الدراجات الأس الهيدروجيني بخط رمادي رقيقة ونورموكسيا ([] = 7.3 مغ/لتر) بخط متقطع. مربعات رمادية تشير إلى فترات الظلام 10-ح على مدى يومين. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. لإنشاء نقص الدراجات البحرية، ضبط [دو] على مدى يوم واحد في أربع مراحل متتالية حيث [هل] هو عقد مستمر: supersaturation ح 2، ح 6 نورموكسيا بعد سوبيرساتوريشن وهضبة منخفضة ح 4 (نورموكسيا في حالة عناصر التحكم) ونورموكسيا ح 2 بعد الانخفاض مراحل الهضبة.
  2. أثناء مرحلة هضبة منخفضة، تبقى معاملة نورموكسيك ثابتة في [] 7.3 مغ/لتر، وثابت العلاج التاكسج أقل ما يقال في [] 1.7 مغ/لتر، وثابت علاجات نقص حاد في [] من 0.6 مغ/لتر.
  3. لنقص شديد، تشغيل اثنين الأس الهيدروجيني العلاجات خلال هضبة منخفضة، و أي نقص حاد مع مراقبة درجة الحموضة التي يحتفظ 7.8 درجة الحموضة ونقص حاد مع الأس الهيدروجيني الدورية حيث يتم تدوير الرقم الهيدروجيني من 7.8 7.0 خلال هضبة منخفضة. تشغيل معاملة أقل ما يقال التاكسج مع الأس الهيدروجيني الدورية حيث يتم تدوير الأس الهيدروجيني من 7.8 إلى الإصدار 7.0. تشغيل معالجة ملطفة التاكسج ثاني مع درجة الحموضة المستمرة إذا رغبت في ذلك.

5-التعلية أعلى/أسفل [دو] بين مراحل الهضبة

  1. جدولة المنحدر للأعلى أو الأسفل [دو] بين أربع مراحل ثابتة تأخذ ح 2 كل منها، إلا إذا وجد نقص المنحدر إلى أسفل من نورموكسيا بعد سوبيرساتوريشن إلى مرحلة الهضبة منخفض، الذي يأخذ حاء 3 غالباً، تحدث في ساعات الصباح المبكر أو ليلة في ساعة متأخرة الصيف7،8؛ وهكذا، تبقى المرحلة هضبة منخفضة في الظلام، فضلا عن الفترات التي تكثف وصولاً إلى ذلك أو حتى من ذلك، ليصل إجمالي طوله إلى ظلام ح 10.
  2. تكرار نقص ركوب الدراجات البحرية 4-5 أيام في أسبوع61.
  3. إضافة المحار مع أجهزة الاستشعار في مرحلة منحدر المتابعة قبل سوبيرساتوريشن وإزالتها، بعد إغلاقها، بعد ذلك بيومين حيث أنها تجربة دورتين البحرية كاملة (الشكل 2) مع أجهزة استشعار المرفقة.

6-جعل كابل جهاز استشعار

Figure 3
الشكل 3 . قياس الضغط SGM ذات الصدفتين صمام استشعار. (أ) قياس سلالة الاستشعار الاستشعار، قياس الضغط (ب) يعلق على محار عرض حلقة من السلالة بين كلا الصمامات، (ج) سلالة الاستشعار الاستشعار التي شنت على محار. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. بناء صمام تثاءب استشعار الكابلات بالتواء 32 هما الفريق العامل المخصص المطلوب أسلاك (7/40) (انظر الجدول للمواد) للألوان (الشكل 3). قص طول الأسلاك مرتين طول الكبل استشعار تثاءب المرجوة، أي ضعف الطول من حوض السمك إلى SGM زائد قليلاً إضافية.
  2. وقد اثنين من الناس تقف قبالة بعضها البعض، كل عقد واحدة من نهاية الكابل.
  3. الشريحة مقبض مقص عبر الكبل في وسط الكابل هو عقد مقص بالكابل. الحفاظ على كابل تحت التوتر في جميع الأوقات (أنها لا تذهب سماح).
  4. أن كل الناس التواء الكبل في الاتجاه المعاكس إبقاء الكبل تحت التوتر. كما يبدأ الكابل في تويست، زوج مقص في الوسط (الذي يوفر الوزن) سوف تنزل إلى أسفل، ويمكن أن تطور كلا طرفي كبل حول بعضها البعض.
  5. وضع طرفي كبل معا وعقد لهم مرتفعة، عدم السماح بالمقص مع الكابل لتلمس الأرض أو تذهب سماح. بعد الانتهاء من الكبل التواء قطع الكبل على الطرف الآخر حتى تكون هناك كابل 4 يؤدي المجموع، اثنان في كل نهاية.
  6. وبدلاً من ذلك، الإسراع بهذه الخطوة، يكون شخص واحد إجراء تدريبات مع الأسلاك فرضت في نهاية واحدة وإبقاء التوتر في الأسلاك تويست الأسلاك عن طريق تحويل التدريبات على.
  7. قطاع 2 سم عزل من الأسلاك في نهاية كل من زوج الملتوية.

7-لحام أجهزة الاستشعار

  1. القصدير كابل مكشوف.
  2. جندي Dsub موصل تجعيد الذكور السنون الموجودة على العملاء المتوقعين اثنين على واحدة من نهاية كابل جهاز استشعار بريتينينج الدبابيس وإدراج الكابلات.
  3. ثم عزل العملاء المتوقعين بوضع يتقلص الأنابيب عبر كل الرصاص. اختر يتقلص الأنابيب التي ليست أكبر بكثير في القطر من العملاء المتوقعين الكابل. تقليص وتقليص الحرارة مع بندقية حرارة. ينبغي الآن ملفوفة يتقلص الأنابيب محكم حول العملاء المتوقعين.
    ملاحظة: هذه العروض هما الحصول على موصول جسر ويتستون خلال التجارب.
  4. ويؤدي لحام المتبقية نهاية كابل جهاز استشعار لجهات الاتصال اثنين من سلالة 1000 Ω قياس مع أبعاد شبكات 13.5 * 5.5 مم على الباقيين (الشكل 3).
  5. إضافة جهاز استشعار تحديد العلامة إلى كابل جهاز استشعار (الشكل 3).

8-عزل أجهزة الاستشعار

ملاحظة: الانفعال تتآكل بسرعة في مياه البحر وهكذا يجب أن يكون جيد جداً مختومة. نوعية الختم يؤثر على حياة مفيدة من أجهزة الاستشعار.

  1. ختم الانفعال بإرفاقها إلى الشريط PCT 2A ترك 15 مم شريط في نهايات طويل ومم 2 على الجانبين من أجهزة الاستشعار (الشكل 3). بعد إرفاق الشريط 2A البراءات على الجانب السفلي من قياس الضغط، إضافة جل سريعة في نهايات مفتوحة المرفقة من الكابلات ويؤدي المجس.
  2. إرفاق قطعة ثانية من الشريط 2A البراءات من نفس حجم أسفل قطعة إلى الجانب العلوي من أجهزة الاستشعار وإرفاق كل قطعة من الشريط مع قياس الضغط في الوسط معا. لا تسمح الجل السريع لتدفق في أي مكان آخر بخلاف أكثر من العملاء المتوقعين وكابلات أجهزة الاستشعار.
  3. تحسين الختم، إضافة شرائح رقيقة من الشريط 2A المعاهدة إلى الحواف التي تلتقي فيها قطعتين من الشريط المحيطة بأجهزة الاستشعار. القيام بهذا لحواف يتعرض ثلاثة من أجهزة الاستشعار.
  4. كرر الخطوات من 6.1 إلى 8.4 أحد عشر مرات لبناء 12 جهاز استشعار الكابلات مع أجهزة الاستشعار، واحد لكل قناة على جسر ويتستون.
    ملاحظة: وكان ختم ناجحة من الانفعال المتغيرات الرئيسية التي تؤثر على بقاء أجهزة الاستشعار ذات الصدفتين تثاءب في مياه البحر ومن أجل التقليل إلى أدنى حد "يقفز" عرضية في الناتج الاستشعار. محاكمات سابقة دون تقنية الختم الموصوفة أعلاه أدى إلى التآكل الاستشعار المبكر وفشل اللاحقة، أو الانجراف السريع خارج نطاق القياس. إدخال تحسينات في المستقبل ينبغي أن تشمل التقنيات لتحسين الختم.

9-إرفاق جهاز استشعار تثاءب صمام الصدفتين (الشكل 3ب، ج)

  1. إزالة المحار من ركوب الدراجات البحرية الحوض نقص قبل المرحلة هضبة منخفضة.
  2. مع طلاء الأظافر كتابة رقم في شل نظيفة وجافة لكل فيرجينيكا جيم.
  3. إرفاق الانفعال مختومة إلى الصمامات النظيفة والمجففة من يعيش فيرجينيكا جيم (الشكل 3ب، ج) باستخدام تسرب حوض السمك للسماح لجهاز استشعار لإزالتها بعد التشغيل. إرفاق مع العملاء المتوقعين في صمام الحق (مسطحة) للمحار عن منتصف الطريق في shell (الشكل 3ج) استشعار تثاءب واترك حلقة من قياس الضغط (الشكل 3ب) عبر الصمامات حتى لا يتعرض لإعاقة فتح الصمامات ( 3 الشكلب). الصق نهاية الحرة المتبقية من أجهزة الاستشعار في الصمام الأيسر.
    ملاحظة: الملاحظات تؤكد أن المحار فتح هذه الصمامات عادة مع أجهزة الاستشعار في المكان.
  4. لا يهم التصاق الطريقة التي حولها أجهزة الاستشعار، ولكن باتجاه الإشارة سوف تتغير إذا كان بعض العملاء المتوقعين يتم لصقها في الصمام الأيسر والبعض على صمام الحق. يصبح باتجاه الإشارة واضحة من إغلاق الصدفتين في نهاية تشغيل قسري. لكل ذات الصدفتين، الالتصاق الجزء قياس الضغط مع الاستشعار يؤدي إلى نفس الجانب صمام لاتجاه متسق للتغيير في إشارة استجابة تثاءب.
  5. خلال كل خطوة من عملية إغلاق أجهزة الاستشعار وإرفاقها بالمحار، تحقق المقاومة استشعار دورياً للتأكد من أن يبقى ضمن نطاق الإلكترونيات قراءات للتحقق من احتمال حدوث تلف في استشعار أثناء المعالجة.
  6. إرفاق المحار 12 إلى 12 من أجهزة الاستشعار لملء جميع قنوات 12 SGM.
  7. إضافة المحار إلى أحواض مختلفة قبل الطور هضبة سوبيرساتوريشن.

10-إعداد Datalogger، ومعدد لجهاز صمام تثاءب

  1. إرفاق جهاز استشعار الصدفتين ثم قم بتوصيل الكبل إلى SGM مع فرادى ويتستون الجسور (الشكل 1) لكل جهاز استشعار (ما مجموعة 12 جسراً) وتتصل datalogger.
  2. تعيين مسجل بيانات نموذج الفترة قراءة مرة واحدة كل 2.5 s ومتوسط ثم لمدة 15 ق.
    ملاحظة: يسمح الذاكرة عينة ك 62 على datalogger المستخدمة هنا ح 12 من العملية غير المراقب. يمكن تحديد داتالوجيرس أكبر وأسرع معدلات أخذ العينات، إذا رغبت في ذلك.
  3. صفر إشارة تثاءب لكل من أجهزة الاستشعار الفردية بعد إرفاق جهاز استشعار الصدفتين استخدام مقياس الجهد الانزلاقي يطلبه على SGM.
  4. عند الضرورة، كما هو الحال في مستويات أعلى، تصحيح كل دورياً للانجراف في استجابة أجهزة الاستشعار الاستشعار حتى يظل جهاز استشعار في نطاق SGM (-25 إلى + 25 mV) إخراج جسر ويتستون. تم اختيار النطاق SGM للحساسية القصوى بين جسر ويتستون ومدخلات datalogger.

11-نشر ذات الصدفتين مع أجهزة استشعار تثاءب في نقص ركوب الدراجات البحرية

  1. وقد شُفي بعد الحوض تسرب (ca 30 دقيقة) العودة ذات الصدفتين إلى دلو عقد اﻷوكسيجين من خلال تدفق المياه على الأقل 5 ساعات للسماح بتسرب ماء ليتش قبل غمر في التجربة.
  2. ضع المحار في أحواض السمك أثناء مرحلة منحدر المتابعة إلى هضبة سوبيرساتوريشن (SS) (الشكل 2).

12-استرداد الأصداف مع أجهزة استشعار تثاءب

  1. عند استرداد المحار من الحوض مع ركوب الدراجات البحرية هيبوكسيات نهاية فترة يومين، استخدم أصابعك لتحريك المحار لإغلاق وإنتاج إشارة إغلاق في الجهد استشعار. وبهذه الطريقة، يمكن تسجيل الاتجاه وحجم الإشارة الختامية
  2. تعريف المحار كفتح إذا كانت قيمة استشعار أكبر من نصف قيمة مغلقة. تعريف المحار مغلقة إذا كانت قيمة استشعار أصغر من ½ القيمة الختامية.
    ملاحظة: لا تفتح المحار الشرقي كثيرا في المدى المتوسط.

13-استخطاط صمام الخام تثاءب البيانات

Figure 4
الشكل 4. استخطاط البيانات الخام تثاءب من المحار. (أ) الضوء ح 14: 10 ح المراحل المظلمة، (ب) [دو] على مدى فترة يومين مع فترات من نقص حاد ([] 0.6 مغ/لتر)، (ج) تثاءب الخام البيانات الوقت سلسلة من المحار واحد. الانجراف الخطي للبيانات بسبب التآكل من أجهزة الاستشعار، ويجب إزالة في مرحلة ما بعد المعالجة، (د) تثاءب بيانات السلاسل الزمنية بعد مرحلة ما بعد المعالجة، الوقت الحقيقي التقريبي (ه) . لتحديد الحجم واتجاه ارتفاع إغلاق، يتم تشغيل المحار ليقفل عند انتهاء تشغيل. وتختلف المقادير بين أجهزة استشعار مختلفة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. بصريا تحديد النشاط تثاءب، والمحار، واستخدام المغلقة (أو فتح، أيهما أطول) مراحل ذات الصدفتين لتحديد أداة الانجراف. استخدام عبارات IF في برنامج جدول بيانات لتمييز القيم مغلقة مع أحد وفتح القيم مع صفر (على سبيل المثال، = إذا (الخلية > 5، 1 (true) أو (false) 0)).
  2. إزالة المراحل أقصر وتشغيلها انحدار خطي على بقية البيانات الخام. استخدام معادلة الانحدار إلى لينيريزي البيانات التجريبية (الشكل 4). استخطاط ما ينبغي القيام به لاستشعار كل على حدة.
    ملاحظة: الانجراف استشعار الخطية على مدى القصير (بالدقائق)، ومنذ فترة طويلة (أيام) الوقت جداول ومقدار الانحراف يختلف من أجهزة الاستشعار لاستشعار. الانجراف لا تذكر عادة على مدى فترات زمنية قصيرة مثل ساعة، فيها إلا لماما الانجراف الخطي وقد لوحظ. ويقتضي الانجراف استشعار أن معايرات صمام تثاءب وتثاءب استشعار يتعين القيام به لكل جهاز استشعار بشكل منفصل وأن استخطاط ما ينبغي القيام به لكل جهاز استشعار في تجهيز البيانات.

14-معايرة أجهزة الاستشعار: عرض تثاءب الفعلية مقابل mV الاستشعار

في تجربة جانب، يمكن معايرة جهاز استشعار الجهد إلى عرض تثاءب الفعلي للمحار.

  1. في حوض لماء، إعداد محار مع جهاز استشعار تثاءب. بدء تسجيل تثاءب. الزناد المحار لإغلاق بلمسها. بعد ذلك، سوف تفتح المحار مرة أخرى.
  2. كما يتم فتح المحار، التقاط صور فوتوغرافية وكتابة الجهد الاستشعار جهاز تثاءب في كل مرة يتم أخذ صورة فوتوغرافية. تعقب للصورة التي يذهب مع الذي تثاءب جهاز القراءة. وضع مقياس مرجعي في الصورة، وعلى نفس المستوى من الصمامات.
  3. تحليل المسافة المحار مفتوح في كل صورة (مم) باستخدام برنامج معالجة صورة مصدر مفتوح مثل إيماجيج.
  4. مقارنة العرض تثاءب الفعلي لمجس الجهد الكهربي وتشغيل تحليل انحدار. وهذا يعطي المعايرة لحالة الافتتاح الفعلي، وكذلك قياسات الاستشعار يمكن أن تتصل ثم عرض تثاءب الفعلية الصدفتين.
    ملاحظة: في حين يبين هذا العرض تثاءب يرتبط خطيا لاستشعار الجهد، في واقع الأمر، هذه العملية تستغرق وقتاً طويلاً ولم يتم إجراء التجارب تثاءب نقص. لتجارب تثاءب نقص من المهم إزالة المحار لأقل قدر من الوقت اللازم من على أحواض تزويدهم بأجهزة الاستشعار وإعادتها إلى أحواض. لبعض التجارب، قد يكون من المهم قياس العرض تثاءب وينبغي اتباع تقنيات المعايرة المذكورة أعلاه.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

المحار مكشوف على نورموكسيك دون انقطاع مياه مصاب الأنهار (لا نقص خلال مرحلة هضبة منخفضة بدوره اليومية) كانت مفتوحة معظم الوقت، وفقط بإيجاز مغلقة نادراً (الشكل 5). عند إغلاق أنها تتفاوت من المحار للمحار. كما وجد هذا النمط من لوسانوف ونوميجكو عام 194644 و 1980 هيغينز39. المحار لم يستجب أيضا للفرق في مراحل الداكنة والفاتحة.

Figure 5
الشكل 5 . (-ز) مجموعة فرعية ردود تثاءب سبعة المحار يتعرض إلى (ح) يومين من نورموكسيا ([] = 7.3 مغ/لتر) في بعض الأحيان، بإغلاق كل المحار مع نمط مختلف. تتم الإشارة إلى وقت الليل المحاكاة في أشرطة سوداء، محاكاة الوقت اليوم مع أشرطة بيضاء. لقد تم تعديل هذا الرقم من بورتر و 2016 بريتبورج63. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

معظم المحار المعرضين لنقص شديد ([] = 0.6 مغ/لتر) خلال هضبة منخفضة أغلقت المرحلة أثناء ركوب الدراجات البحرية نقص قريبا بعد أن تم التوصل إلى هذا الهدف [دو]، وبعض المحار مغلقة حتى قبل التوصل إلى الهدف [دو] وظلت مغلقة لأكثر من المرة أن واستمر نقص شديد (الشكل 6). لا يؤثر التحكم والحموضة الدورية تثاءب.

Figure 6
الشكل 6. (-ز) مجموعة فرعية ردود تثاءب المحار سبعة تتعرض ل (ح) يومين من نقص ركوب الدراجات البحرية مع نقص شديد ([] = 0.6 مغ/لتر) أثناء مرحلة الهضبة منخفض. تتم الإشارة إلى وقت الليل المحاكاة في أشرطة سوداء، محاكاة الوقت اليوم مع أشرطة بيضاء. لقد تم تعديل هذا الرقم من بورتر و 2016 بريتبورج63. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

مع نقص معتدل ([] = 1.7 مغ/لتر)، إغلاق غالباً ما حدث لاحقاً خلال مرحلة هضبة منخفضة بدلاً من النقطة عندما تم التوصل إلى الهدف [دو] (الشكل 7).

Figure 7
الشكل 7. (-ز) مجموعة فرعية ردود تثاءب المحار سبعة تتعرض ل (ح) يومين من نقص ركوب الدراجات البحرية مع نقص معتدل ([] = 1.7 مغ/لتر) أثناء مرحلة الهضبة منخفض. تتم الإشارة إلى وقت الليل المحاكاة في أشرطة سوداء، محاكاة الوقت اليوم مع أشرطة بيضاء. وانقطعت الكهرباء في ج، ه، ز ("لا توجد بيانات"). لقد تم تعديل هذا الرقم من بورتر و 2016 بريتبورج63. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

أثناء مرحلة هضبة منخفضة مع [دو] متنوعة، المحار تحت الحاد ([] = 0.6 مغ/لتر) نقص ركوب الدراجات البحرية مع مراقبة درجة الحموضة (الأس الهيدروجيني = 7.8) فضلا عن الرقم الهيدروجيني الدورية (pH = 7.8–7.0) أغلقت أطول كثيرا من المحار تحت نورموكسيا (7.3 مغ هل/L). كانت هناك لا اختلافات كبيرة مبلغ الإغلاق بين التحكم والحموضة الدورية تحت نقص شديد. المحار تحت خفيفة ([] = 1.7 مغ/لتر) ركوب الدراجات البحرية وأغلقت نقص كميات مماثلة من الوقت أثناء هضبة منخفضة كالمحار تحت نقص حاد مع مراقبة درجة الحموضة أو pH الدورية. وباﻹضافة إلى ذلك، أغلقت المحار تحت نقص معتدل ركوب الدراجات البحرية كمية مماثلة من الوقت كالمحار تحت نورموكسيا أثناء مرحلة هضبة منخفضة. كانت هناك لا اختلافات كبيرة مبلغ الإغلاق بين التحكم والحموضة الدورية تحت نقص حاد في أي مرحلة من المراحل.

أثناء مرحلة نورموكسيا بعد أن هضبة منخفضة، المحار الذي شهدته نقص حاد هضبة منخفضة كانت مفتوحة معظم الوقت (الشكل 8) وفتحوا غالباً بينما [دو] مستويات تكثف، حتى قبل أن تم التوصل إلى أن هضبة نورموكسيا ( الشكل 6). أثناء سوبيرساتوريشن ونورموكسيا بعد مراحل سوبيرساتوريشن، على التوالي، المحار من جميع العلاجات كانت مفتوحة معظم الوقت. وأظهرت المحار دورات هذه الأنماط على البحرية المتكررة على مدى فترة يومين من الوقت.

Figure 8
الرقم 8. الوقت النسبة المئوية المحار أغلقت خلال هضبة منخفضة (أ)، (ب) نورموكسيا بعد هضبة منخفضة، سوبيرساتوريشن (ج) و (د) نورموكسيا بعد مراحل سوسبيرساتوريشن خلال البحرية ركوب الدراجات [دو]. أثناء مرحلة هضبة منخفضة في (أ): "0.6، الدورية" = [هل] 0.6 مغ/لتر (نقص شديد)، الرقم الهيدروجيني الدورية (pH = 7.8–7.0) (n = 4)؛ "0.6، عنصر التحكم" = [هل] من 0.6 مغ/لتر (نقص شديد)، التحكم في الأس الهيدروجيني (pH = 7.8) (n = 4)؛ "1.7، الدورية" = [هل] 1.7 مغ/لتر (نقص معتدل)، الأس الهيدروجيني الدورية (pH = 7.8–7.0) (n = 4)؛ "السيطرة والتحكم" = [هل] 7.3 ملغ (نورموكسيا)، التحكم في الأس الهيدروجيني (pH = 7.8) (n = 4). يتم الإشارة إلى الفروق الإحصائية في رسالتين مختلفة فوق القضبان (ANOVA متداخلة، p≤ 0.05). أشرطة الخطأ هي الأخطاء المعيارية للوسط. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

أثناء مرحلة هضبة منخفضة، المحار 1/3 أو أكثر من نقص شديد، الأس الهيدروجيني الدورية كانت مغلقة 70% من الوقت والمحار من نقص شديد، التحكم في الأس الهيدروجيني كانت مغلقة 49% من الوقت (الشكل 9). على النقيض من ذلك، أثناء مرحلة هضبة منخفضة، كانت المحار 1/3 أو أكثر من درجة الحموضة الدورية التاكسج خفيف المغلقة 29% من الوقت ومن نورموكسيك مراقبة درجة الحموضة معاملة 12% من الوقت. معظم المحار التي أغلقت في نفس الوقت أثناء مرحلة هضبة منخفضة، كانت 82% و 67% من المحار في نقص شديد، ودرجة الحموضة الدورية ونقص شديد، التحكم علاجات الحموضة، على التوالي. في درجة الحموضة التاكسج، ودورية خفيفة العلاج، كحد أقصى من 45 في المائة محار مغلقة أثناء هضبة منخفضة والمحار عرضه نورموكسيا فقط كحد أقصى من 42 في المائة بإيجاز مغلقة في وقت واحد. في نورموكسيا بعد هضبة منخفضة، وسوبيرساتوريشن ونورموكسيا بعد سوبيرساتوريشن، مغلقة نادراً ما أكثر من 1/3 محار في أي وقت من الأوقات.

Figure 9
الرقم 9 . بالمئة من المحار مغلقة في نفس الوقت خلال هضبة منخفضة، ونورموكسيا بعد هضبة منخفضة، وسوبيرساتوريشن، ونورموكسيا بعد يصور مراحل سوبيرساتوريشن فيرقم 2. عن (أ)، على الهضبة المنخفضة كانت شدة التاكسج ([] = 0.6 مغ/لتر) وكان الدوري الأس الهيدروجيني (pH = 7.8–7.0) (n = المحار 13). (ب)، كان على الهضبة المنخفضة التاكسج أقل ما يقال ([] = 1.7 مغ/لتر) وكان الدوري الرقم الهيدروجيني (pH = 7.8–7.0) (n = المحار 11). (ج)، على الهضبة المنخفضة كانت شدة التاكسج ([] = 0.6 مغ/لتر)، ومراقبة درجة الحموضة (pH = 7.8) (n = المحار 11). (د)، كان مرحلة انخفاض هضبة نورموكسيك ([] = 7.3 مغ/لتر) (n = المحار 11). الخط الأفقي يصور فيها ثلث من المحار كانت مغلقة في وقت واحد. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم- 

عرض تثاءب خطيا باستشعار السيارات (الشكل 10). يحدد اتجاه أن أجهزة الاستشعار هو ملتصق على الصمام باتجاه الإشارة.

Figure 10
الرقم 10 . معايرات تثاءب استشعار الجهد للعرض الفعلي تثاءب المحار. (أ) (ب) استشعار تثاءب يؤدي مضافة إلى صمام اليمنى المحار، استشعار تثاءب (ج، د) يؤدي مضافة إلى الصمام الأيسر. لمزيد من الاتساق في اتجاه الاستجابة، ينبغي أن تلصق أجهزة الاستشعار في نفس الاتجاه صمام لكل المحار. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم- 

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

دراسات نموذجية تركز على استمرار، تمديد الفترات الزمنية للظروف منخفضة الأكسجين، واستجابة لذلك، كثيرا ما يقاس كالبقاء، الحيوانات. ومع ذلك، في الوقت الحاضر، هو فهمنا للاستجابات السلوكية للحيوانات لركوب الدراجات البحرية نقص الحد الأدنى63. وهكذا، ينبغي أن تركز المزيد من الدراسات على سلوك الكائنات الحية في استجابة لنقص ركوب الدراجات البحرية التي تحدث بانتظام خلال الصيف في كثير من مصبات الأنهار7،8.

نقدم هنا، طريقة لقياس استجابات ذات الصدفتين السلوكية لنقص ركوب الدراجات البحرية ودرجة الحموضة الدورية بشكل مستمر. لم يستجب المحار سلوكيا للبحرية ركوب الدراجات للأس الهيدروجيني. ومع ذلك، رد المحار بشدة الظروف منخفضة الأكسجين بخفض كبير لشل تثاءب. وعلاوة على ذلك، أكثر من ثلث المحار مغلقة في وقت واحد لفترات طويلة من الزمن بموجب المعالجات التاكسج، لكن فتح آخر مرة أخرى في إطار المرحلة نورموكسيك التي تلت ذلك. زيادة تثاءب والحد من إغلاق صمام لدفع تعويضات لتمديد أوقات من صمام الإغلاق أثناء نقص حاد يمكن أن تقلل آثار نقص ركوب الدراجات البحرية على المحار أنفسهم وعلى العوالق النباتية أنها تصفية. وهكذا، يمكن تقليل هذه التعويضات السلوكية الشبكة الغذائية أو آثار النظام الإيكولوجي.

خطوة حاسمة في هذا الأسلوب SGM ختم استشعار تثاءب بنجاح. إذا كانت أجهزة الاستشعار ليست مختومة بشكل صحيح، يمكن الحصول على قياس ضغط مياه البحر وزيادة الانجراف وفي نهاية المطاف جعلها غير صالحة للعمل. تقييم مقدار الوقت التي تعمل وتم نشر أجهزة الاستشعار 29 على مدى تجربة ميسوكوسم في بيرغيرون (2005)64 . تعمل أجهزة الاستشعار أطول لأكثر من 16 د، عندما أنهيت التجربة. وكان أقصر من الوقت استمر جهاز استشعار د 0.5. متوسط مدة النشر استشعار ناجحة كان 4.9 ± 3.0 يوما، التي تشمل أجهزة الاستشعار التي تم إنهاؤها مبكرا. معظم أجهزة استشعار تعمل على نشر يومين في ركوب الدراجات البحرية نقص التجربة.

وينبغي تحسين العمر من أجهزة الاستشعار، على الرغم من أن الجهاز الحالي مناسبة للعديد من التطبيقات. تسرب ماء يحتوي على حامض الخليك التي قد تزيد من التآكل في أجهزة الاستشعار. وفي المستقبل، ينبغي استخدام الإلكترونيات غير الحمضية الصف محطة إذاعة وتليفزيون سيليكون. هذا يمكن أيضا تجنب الانجراف الخطية التي تم العثور عليها، وأن كان المراد إزالتها في مرحلة ما بعد المعالجة. في الوقت الحاضر، من المستحسن لبناء جهاز استشعار جديدة لكل تثاءب تشغيل.

هذا القيد هو أن SGM استخدمت فقط في إعداد مختبر وكابلات استشعار الحاجة إلى بذل وقتاً طويلاً بما فيه الكفاية لتصل إلى الأحواض المائية المختلفة. قيد آخر من الأسلوب هو أن التحليلات لم تتم تلقائياً وقد يكون أداؤها باليد والانجراف الخطي يحتاج إلى تصحيح على حدة. إذا كانت المساحة الفعلية تثاءب من الصدفتين قياس، كل جهاز استشعار لديه لمعايرة كل على حدة، كما يختلف حجم إشارة من أجهزة الاستشعار لاستشعار. فمن المهم في نهاية تشغيل لتحريك الصدفتين قريبة من الحصول على حجم واتجاه سبايك الختامية. إذا تثاءب يقاس في الميدان، قد يتم الكشف عن الظروف البيئية السلبية مثل فترات من الظروف منخفضة الأكسجين عن طريق رصد ذات الصدفتين تستخدم في SGM وكشف عند أكثر من ثلث أغلق في وقت واحد.

قبل بورتر و63من بريتبورج (2016)، قد لم يتم قياس صمام تثاءب في ذات الصدفتين المعرضين لنقص ركوب الدراجات البحرية. ولكن توجد تقنيات مختلفة لقياس تثاءب صمام. ميزة هذا الأسلوب هو أنها مكلفة للغاية ولا يتطلب خط الأفق مباشرة إلى الصدفتين. وهي التكاليف المتكررة فقط التكاليف للانفعال. هذا النظام يمكن أيضا أن الانتشار الميداني بالإسكان جسر ويتستون و datalogger في حاوية لماء المراد إزالتها بشكل دوري لتحميل البيانات. سوف يسكنون في ذات الصدفتين في حجرة رطبة.

إظهار الردود تثاءب صمام كبيرة من المحار إلى نقص ركوب الدراجات البحرية، وتثبت أن المحار لا تستجيب للتغيرات الدورية في الأس الهيدروجيني. العمل في المستقبل ينبغي أن يركز على أفضل ختم جهاز استشعار لمواصلة الحد من فشل أجهزة الاستشعار المبكر والانجراف ربما باستخدام شريط لاصق تذوب الحرارة مرنة كما هو الحال في [جوو] et al. (2013) 57 وعن طريق استخدام الصف الإلكترونية غير الحمضية محطة إذاعة وتليفزيون سيليكون. ينبغي قياس صمام تثاءب استجابة الأنواع الأخرى ذات الصدفتين لركوب الدراجات البحرية نقص الدراسات المستقبلية وأيضا دراسة التأثير من ركوب الدراجات البحرية نقص الغذاء، والحد من السلوك تثاءب صمام. ومن المعروف أن إغلاق ذات الصدفتين استجابة لتركيزات المواد الغذائية منخفضة ولكن لم تنظر بالتفاعل بين نقص ركوب الدراجات البحرية وتركيز المواد الغذائية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدينا أي شيء للكشف.

Acknowledgments

ونحن نشكر فورسيث ميليندا لالتقاط صور محار وقياس على العرض تثاءب في إيماجيج. ونحن نشكر دينيس بريتبورج للوصول إلى الأحواض المائية مع ركوب الدراجات نقص وظروف الأس الهيدروجيني الدورية البحرية. ونشكر مركز الأبحاث البيئية سميثسونيان، ايدجووتر، ميريلاند، حيزاً للتجارب. ومولت هذه التجارب نقص "الوطنية لدراسة المحيطات" و "الغلاف الجوي الإدارة"-مركز "رعاية بحوث المحيطات الساحلية" منحة لا NA10NOS4780138 وصندوق Hunterdon سميثسونيان لدينيس بريتبورج. الصمام تثاءب القياسات خلال نقص تجارب مولت "منحة تعزيز هيئة التدريس" بكلية واشنطن إلى الكا ت. بورتر.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Campbell CR 10x data logger Campbell Scientific, Logan, Utah Or other data logger. At Campbell the CR 10X has been replaced with the CR 1000
Campbell CR 10x multiplexer Campbell Scientific, Logan, Utah Data logger needs to have space for 12 channels
Dsub connector male crimp pins TE Connectivity 205089-1 pins for gape sensor leads
PCA tape Micro Measurements Corp, NC To seal the strain gauge
Duro Quick Gel Ace Hardware Superglue
SG13/1000-LY43 or LY41 Omega Engineering Inc., Stanford, CT Strain gauges
32 AWG (7/40) teflon Alpha wires AlphaWire, Elizabeth, NJ 2840/7 Sensor cables, different colors are available
1/16" heat shrink tubing Qualtek B01A3QKKO6 To seal the leads of the sensor cable
Weller WES51 Analog Soldering Station Amazon Lots of soldering, need a good soldering iron. https://www.amazon.com/Weller-WES51-Analog-Soldering-Station/dp/B000BRC2XU/ref=sr_1_23?s=hi&ie=UTF8&qid=1505654295
&sr=1-23&keywords=soldering+iron
Rosin Soldering Flux Paste Amazon Needed for soldering
60-40 Tin Lead Rosin Core Solder Wire Amazon Needed for soldering
Aquarium sealant Home Depot Attach sensors to bivalve
PC Laptop Any old PC to run Campbell gape program
heat gun Amazon shrink shrink tubing
Drill Hardware store, Amazon for twisting wires to make sensor cables
AC to DC power module Acopian DB15-30 Wheatstone bridge power supply
Poteniometer Clarostat 733A Wheatsone bridge nulling
isolating BNC connector Sterren Electronics "200-148 Wheatstone bridge output for multimeter
Fused AC receptical panel module Adam technologies IEC-GS-1-200 Wheatstone bridge power supply connector
976 ohm 1% resistor Vishay Dale CMF50976R00FHEB Wheatstone bridge resistor
1 kohm 1% resistor Vishay Dale CMF501K0000FHEB Wheatstone bridge resistor
Potentiometer scale dial Kilo International 462 10 turn dial for nulling potentiometer
DB25 male panel connector TE connectivity 1757819-8 Data logger connector on Wheatstone bridge
DB25 female panel connector TE connectivity 1757819-8 Sensor connector to Wheatstone bridge
perforated circuit board Vector electronics 64P44WE circuit board for mounting of bridge components
enclosure Hammond Manufacturing 1444-29 Enclosure for sensor readout electronics

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Vaquer-Sunyer, R., Duarte, C. M. Thresholds of hypoxia for marine biodiversity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (40), 15452-15457 (2008).
  2. Diaz, R. J., Rosenberg, R. Spreading dead zones and consequences for marine ecosystems. Science. 321, 926-929 (2008).
  3. Levin, L. A., Breitburg, D. L. Linking coasts and seas to address ocean deoxygenation. Nature Climate Change. 5, 401-403 (2015).
  4. Diaz, R. J., Rosenberg, R. Marine benthic hypoxia: A review of its ecological effects and the behavioural responses of benthic macrofauna. Oceanography and Marine Biology: An annual Review. 33, 245-303 (1995).
  5. Patterson, H. K., Boettcher, A., Carmichael, R. H. Biomarkers of dissolved oxygen stress in oysters: a tool for restoration and management efforts. PLoS One. 9 (8), 104440 (2014).
  6. Altieri, A. H., Gedan, K. B. Climate change and dead zones. Global Change Biology. 21 (4), 1395-1406 (2015).
  7. Tyler, R. M., Brady, D. C., Targett, T. E. Temporal and spatial dynamics of diel-cycling hypoxia in estuarine tributaries. Estuaries and Coasts. 32 (1), 123-145 (2009).
  8. Breitburg, D. L., et al. Landscape-level variation in disease susceptibility related to shallow-water hypoxia. PLoS One. 10 (2), 0116223 (2015).
  9. Stickle, W. B., Kapper, M. A., Liu, L. -L., Gnaiger, E., Wang, S. Y. Metabolic adaptations of several species of crustaceans and molluscs to hypoxia: toterance and microcalometric studies. Biological Bulletin. 177 (2), 303-312 (1989).
  10. Gamenick, I., Jahn, A., Vopel, K., Guiere, O. Hypoxia and sulphide as structuring factors in a macrozoobenthic community on the Baltic Sea shore: colonization studies and tolerance experiments. Marine Ecology Progress Series. , 73-85 (1996).
  11. Modig, H., Olafsson, E. Responses of Baltic benthic invertebrates to hypoxic events. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 229 (1), 133-148 (1998).
  12. Riedel, B., Zuschin, M., Stachowitsch, M. Tolerance of benthic macrofauna to hypoxia and anoxia in shallow coastal seas: a realistic scenario. Marine Ecology Progress Series. 458, 39-52 (2012).
  13. Lombardi, S. A., Harlan, N. P., Paynter, K. T. Survival, acid-base balance, and gaping responses of the Asian Oyster C. ariakensis and the Eastern Oyster C. virginica during clamped emersion and hypoxic immersion. Journal of Shellfish Research. 32 (2), 409-415 (2013).
  14. Jansson, A., Norkko, J., Dupont, S., Norkko, A. Growth and survival in a changing environment: Combined effects of moderate hypoxia and low pH on juvenile bivalve Macoma balthica. Journal of Sea Research. 102, 41-47 (2015).
  15. Gooday, A. J., et al. Faunal responses to oxygen gradients on the Pakistan margin: A comparison of foraminiferans, macrofauna and megafauna. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 56 (6-7), 488-502 (2009).
  16. Montagna, P. A., Ritter, C. Direct and indirect effects of hypoxia on benthos in Corpus Christi Bay, Texas, U.S.A. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 330 (1), 119-131 (2006).
  17. Villnas, A., Norkko, J., Lukkari, K., Hewitt, J., Norkko, A. Consequences of increasing hypoxic disturbance on benthic communities and ecosystem functioning. PLoS One. 7 (10), 44920 (2012).
  18. Breitburg, D. Effects of hypoxia, and the balance between hypoxia and enrichment on coastal fishes and fisheries. Estuaries. 25 (4), 767-781 (2002).
  19. Costantini, M., et al. Effect of hypoxia on habitat quality of striped bass (Morone saxatilis) in Chesapeake Bay. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 65 (5), 989-1002 (2008).
  20. Ludsin, S. A., et al. Hypoxia-avoidance by planktivorous fish in Chesapeake Bay: Implications for food web interactions and fish recruitment. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 381, 121-131 (2009).
  21. Zhang, H., et al. Hypoxia-driven changes in the behavior and spatial distribution of pelagic fish and mesozooplankton in the northern Gulf of Mexico. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 381, 80-91 (2009).
  22. Sparks, B. L., Strayer, D. L. Effects of low dissolved oxygen on juvenile Elliptio complanata (Bivalvia:Unionidae). Journal of the Norther American Benthological Society. 17, 129-134 (1998).
  23. Llanso, R. J. Effects of hypoxia on estuarine benthos: the lower Rappahannock River (Chesapeake Bay), a case study. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 35 (5), 491-515 (1992).
  24. Riedel, B., Zuschin, M., Haselmair, A., Stachowitsch, M. Oxygen depletion under glass: Behavioural responses of benthic macrofauna to induced anoxia in the Northern Adriatic. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 367 (1), 17-27 (2008).
  25. Riedel, B., et al. Effect of hypoxia and anoxia on invertebrate behaviour: Ecological perspectives from species to community level. Biogeosciences. 11 (6), 1491-1518 (2014).
  26. Breitburg, D. L. Near-shore hypoxia in the Chesapeake Bay: Patterns and relationships among physical factors. Estuarine Coastal and Shelf Science. 30, 593-609 (1990).
  27. Baumann, H., Wallace, R. B., Tagliaferri, T., Gobler, C. J. Large natural pH, CO2 and O2 fluctuations in a temperate tidal salt marsh on diel, seasonal, and interannual time scales. Estuaries and Coasts. 38, 220-231 (2015).
  28. Breitburg, D. L., et al. Landscape-level variation in disease susceptibility related to shallow-water hypoxia. PLoS One. 10 (2), 0116223 (2015).
  29. de Zwart, D., Kramer, J. M., Jenner, H. A. Practical experiences with the biological early warning system "mosselmonitor". Environmental Toxicology and Water Quality. 10 (4), 237-247 (1995).
  30. Kadar, E., et al. Avoidance responses to aluminum in the freshwater bivalve Anodonta cygnea. Aquatic Toxicology. 55, 137-148 (2001).
  31. Soliman, M. F. M., El-Shenawy, N. S., Tadros, M. M., Abd El-Azeez, A. A. Impaired behavior and changes in some biochemical markers of bivalve (Ruditapes decussatus) due to zinc toxicity. Toxicological & Environmental Chemistry. 97 (5), 674-686 (2015).
  32. Shumway, S. E., Cucci, T. L. The effects of the toxic dinoflagellate Protogonyaulax tamarensis on the feeding and behaviour of bivalve molluscs. Aquatic Toxicology. 10, 9-27 (1987).
  33. Basti, L., et al. Effects of the toxic dinoflagellate Heterocapsa circularisquama on the valve movement behaviour of the Manila clam Ruditapes philippinarum. Aquaculture. 291 (1-2), 41-47 (2009).
  34. Tran, D., Haberkorn, H., Soudant, P., Ciret, P., Massabuau, J. -C. Behavioral responses of Crassostrea gigas exposed to the harmful algae Alexandrium minutum. Aquaculture. 298 (3-4), 338-345 (2010).
  35. Shumway, S. E., Koehn, R. K. Oxygen consumption in the American oyster Crassostrea virginica. Marine Ecology Progress Series. 9, 59-68 (1982).
  36. Nicastro, K. R., Zardi, G. I., McQuaid, C. D., Pearson, G. A., Serrao, E. A. Love thy neighbour: group properties of gaping behaviour in mussel aggregations. PLoS One. 7 (10), (2012).
  37. Dowd, W. W., Somero, G. N. Behavior and survival of Mytilus. congeners following episodes of elevated body temperature in air and seawater. Journal of Experimental Biology. 216 (3), 502-514 (2013).
  38. Higgins, P. J. Effects of food availability on the valve movements and feeding behavior of juvenile Crassostrea virginica (Gmelin). I. Valve movements and periodic activity. Journal of Experimental and Experimental Marine Biology and Ecology. 45, 229-244 (1980).
  39. Riisgård, H. U., Lassen, J., Kittner, C. Valve-gape response times in mussels (Mytilus edulis)-Effects of laboratory preceding-feeding conditions and in situ tidally induced variation in phytoplankton biomass. Journal of Shellfish Research. 25, 901-911 (2006).
  40. Robson, A. A., De Leaniz, C. G., Wilson, R. P., Halsey, L. G. Behavioural adaptations of mussels to varying levels of food availability and predation risk. Journal of Molluscan Studies. 76, 348-353 (2010).
  41. Robson, A. A., de Leaniz, C. G., Wilson, R. P., Halsey, L. G. Effect of anthropogenic feeding regimes on activity rhythms of laboratory mussels exposed to natural light. Hydrobiologia. 655, 197-204 (2010).
  42. Nicastro, K. R., Zardi, G. I., McQuaid, C. D., Stephens, L., Radloff, S., Blatch, G. L. The role of gaping behaviour in habitat partitioning between coexisting intertidal mussels. BMC Ecology. 10, 17 (2010).
  43. Loosanoff, V. S., Nomejko, C. A. Feeding of oysters in relation to tidal stages and to periods of light and darkness. Biological Bulletin. 90 (3), 244-264 (1946).
  44. Comeau, L. A., Mayrand, E., Mallet, A. Winter quiescence and spring awakening of the Eastern oyster Crassostrea virginica at its northernmost distribution limit. Marine Biology. 159 (10), 2269-2279 (2012).
  45. Pynonnen, K. S., Huebner, J. Effects of episodic low pH exposure on the valve movements of the freshwater bivalve Anodonta cygnea L. Water Research. 29 (11), 2579-2582 (1995).
  46. Jakubowska, M., Normant-Saremba, M. The effect of CO2-induced seawater acidification on the behaviour and metabolic rate of the baltic clam Macoma balthica. Annales Zoologici Fennici. 52 (5-6), 353-367 (2015).
  47. Jakubowska, M., Normant, M. Metabolic rate and activity of blue mussel Mytilus edulis trossulus.under short-term exposure to carbon dioxide-induced water acidification and oxygen deficiency. Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 48 (1), 25-39 (2015).
  48. Newell, C. R., Wildish, D. J., MacDonald, B. A. The effects of velocity and seston concentration on the exhalent siphon area, valve gape and filtration rate of the mussel Mytilus edulis. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 262, 91-111 (2001).
  49. Maire, O., Amouroux, J. -M., Duchene, J. -C., Gremare, A. Relationship between filtration activity and food availability in the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis. Marine Biology. 152 (6), 1293-1307 (2007).
  50. Borcherding, J. Ten years of practical experience with the Dreissena-monitor, a biological early warning system for continuous water quality monitoring. Hydrobiologia. 556 (1), 417-426 (2006).
  51. Frank, D. M., Hamilton, J. F., Ward, E. E., Shumway, S. E. A fiber optic sensor for high resolution measurement and continuous monitoring of valve gape in bivalve molluscs. Journal of Shellfish Research. 26 (2), 575-580 (2007).
  52. Wilson, R., Reuter, P., Wahl, M. Muscling in on mussels: New insights into bivalve behaviour using vertebrate remote-sensing technology. Marine Biology. 147 (5), 1165-1172 (2005).
  53. Nagai, K., Honjo, T., Go, J., Yamashita, H., Seok Jin, O. Detecting the shellfish killer Heterocapsa circularisquama (Dinophyceae) by measuring bivalve valve activity with a Hall element sensor. Aquaculture. 255 (1-4), 395-401 (2006).
  54. Robson, A., Wilson, R., de Leaniz, C. G. Mussels flexing their muscles: a new method for quantifying bivalve behaviour. Marine Biology. 151 (3), 1195-1204 (2007).
  55. Robson, A. A., Thomas, G. R., de Leaniz, C. G., Wilson, R. P. Valve gape and exhalant pumping in bivalves: optimization of measurement. Aquatic Biology. 6 (1-3), 191-200 (2009).
  56. de Zwart, D., Kramer, J. M., Jenner, H. A. Practical experiences with the biological early warning system "mosselmonitor". Environmental Toxicology and Water Quality. 10 (4), 237-247 (1995).
  57. Jou, L. -J., Lin, S. -C., Chen, B. -C., Chen, W. -Y., Liao, C. -M. Synthesis and measurement of valve activities by an improved online clam-based behavioral monitoring system. Computers and Electronics in Agriculture. 90, 106-118 (2013).
  58. Barile, N. B., Scopa, M., Recchi, S., Nerone, E. Biomonitoring of coastal marine waters subject to anthropogenic use: development and application of the biosensor Mosselmonitor. Ovidius University Annals of Chemistry. 27 (2), 81-86 (2016).
  59. Ballesta-Artero, I., Witbaard, R., Carroll, M. L., van der Meer, J. Environmental factors regulating gaping activity of the bivalve Arctica islandica in Northern Norway. Marine Biology. 164 (5), 116 (2017).
  60. Ekelof, S. The genesis of the Wheatstone bridge. Engineering Science and Education Journal. 10, 37-40 (2001).
  61. Keppel, A. G., Breitburg, D. L., Wikfors, G. H., Burrell, R. B., Clark, V. M. Effects of co-varying diel-cycling hypoxia and pH on disease susceptibility in the eastern oyster Crassostrea virginica. Marine Ecology Progress Series. 538, 169-183 (2015).
  62. Burrell, R. B., Keppel, A. G., Clark, V. M., Breitburg, D. L. An automated monitoring and control system for flow-through co-cycling hypoxia and pH experiments. Limnology and Oceanography: Methods. 14, 168-185 (2015).
  63. Porter, E. T., Breitburg, D. L. Eastern oyster Crassostrea virginica, valve gape behavior under diel-cycling hypoxia. Marine Biology. 163 (218), (2016).
  64. Bergeron, C. M. The impact of sediment resuspension on mercury cycling and the bioaccumulation of methylmercury into benthic and pelagic organisms. , University of Maryland. M.S. thesis (2005).

Tags

العلوم البيئية، 138 قضية، صمام تثاءب، Crassostrea فيرجينيكا، والمحار الشرقي، نقص ركوب الدراجات البحرية، الأس الهيدروجيني الدورية، والسلوك ذات الصدفتين، ذات الصدفتين تثاءب، SGM
قياس الضغط مراقب (SGM) "قياسات تثاءب صمام المستمر" في "الرخويات الصدفتين" في استجابة لنقص ركوب الدراجات "البحرية الناجمة عن المختبر" والأس الهيدروجيني
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Porter, E. T., Porter, F. S. A… More

Porter, E. T., Porter, F. S. A Strain Gauge Monitor (SGM) for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH. J. Vis. Exp. (138), e57404, doi:10.3791/57404 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter