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प्रयोगशाला प्रेरित Diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और पीएच के जवाब में Bivalve मोलस्क में सतत वाल्व खोलना माप के लिए एक तनाव गेज मॉनिटर (SGM)

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

bivalve निलंबन के व्यवहार प्रतिक्रियाओं को समझना पर्यावरण चर के लिए भक्षण, इस तरह के ऑक्सीजन भंग के रूप में, कुछ पारिस्थितिकी तंत्र प्रक्रियाओं की व्याख्या कर सकते हैं । हम एक सस्ती विकसित की है, प्रयोगशाला आधारित, तनाव गेज मॉनिटर (SGM) कस्तूरी, Crassostrea virginica, diel साइकिल चालन हाइपोक्सिया और चक्रीय पीएच के लिए वाल्व खोलना प्रतिक्रियाओं को मापने के लिए ।

Abstract

एक सस्ती, प्रयोगशाला आधारित, तनाव गेज वाल्व खोलना मॉनिटर (SGM) diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया के जवाब में bivalve मोलस्क के वाल्व खोलना व्यवहार पर नजर रखने के लिए विकसित किया गया था । एक ह्वीटस्टोन पुल तनाव गेज से जुड़ा हुआ था जो कस्तूरी (Crassostrea virginica) के गोले से जुड़ी हुई थी । रिकॉर्ड खोलने और bivalves के समापन के लिए अनुमति दी लगातार दो दिन की अवधि के प्रयोग पर दर्ज किया जाना प्रेरित diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और diel-पीएच में साइकिल चालन परिवर्तन । यहां, हम एक सस्ती तनाव गेज की निगरानी के विकास के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन और वर्णन, एक उदाहरण प्रयोगशाला प्रयोग में, हम कैसे यह पूर्वी कस्तूरी (सी virginica) के वाल्व खोलना व्यवहार को मापने के लिए इस्तेमाल किया, के जवाब में diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और पीएच में चक्रीय परिवर्तन । वाल्व की दूरी पर मापा गया था कस्तूरी चक्रीय गंभीर hypoxic के अधीन (०.६ mg/l) के साथ और पीएच में चक्रीय परिवर्तन के बिना ऑक्सीजन शर्तों भंग, चक्रीय हल्के hypoxic (१.७ mg/l) शर्तों और normoxic (७.३ mg/l) शर्तों. हम यह है कि जब कस्तूरी दोहराया diel चक्र मुठभेड़ का प्रदर्शन, वे तेजी से गंभीर हाइपोक्सिया के जवाब में अपने गोले बंद और हल्के हाइपोक्सिया के लिए एक समय अंतराल के साथ बंद । जब normoxia को बहाल किया जाता है, वे तेजी से फिर से खुला । कस्तूरी diel सायक्लिंग गंभीर हाइपोक्सिया पर चक्रीय पीएच शर्तों आरोपित का जवाब नहीं था । कम ऑक्सीजन की स्थिति में, एक तिहाई से अधिक कस्तूरी एक साथ बंद कर दिया । हम प्रदर्शित करते है कि कस्तूरा diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया, जो bivalves के व्यवहार का आकलन जब ऑक्सीजन भंग करने के लिए विचार किया जाना चाहिए का जवाब । वाल्व SGM भंग ऑक्सीजन या दूषित पदार्थों में परिवर्तन करने के लिए bivalve मोलस्क की प्रतिक्रियाओं का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । तकनीक सील बेहतर करने के लिए सील वाल्व खोलना समुद्र के पानी से तनाव गेज सेंसरों की दीर्घायु को बढ़ाने के लिए आगे सुधार की जरूरत है ।

Introduction

हाइपोक्सिया, यानी, ऑक्सीजन सांद्रता भंग [क्या] पर्याप्त रूप से नकारात्मक जैविक और पारिस्थितिक प्रक्रियाओं को प्रभावित करने के लिए, लेकिन अक्सर कार्यात्मक रूप [के रूप में परिभाषित] < 2 mg/l1, और anoxia (कार्य के रूप में परिभाषित [do] के 0.0-0.2 mg/l) अधिक बार और गंभीर रूप से उत्पंन कर रहे है दुनिया के तटीय जल, ज्वारनदमुख और गहरे महासागर में2,3 और अक्सर eutrophication4,5बढ़ाने से बढ़ा रहे हैं । हाइपोक्सिया और anoxia के एक बढ़ती आरईएल सीमा के साथ, macrofauna नकारात्मक प्रभाव और निवास सीमा और आवास की गुणवत्ता खो रहे हैं । जलवायु परिवर्तन हाइपोक्सिया और anoxia6खराब करने की भविष्यवाणी की है ।

कई स्तरीकृत में, पोषक तत्वों से समृद्ध ज्वारनदमुख जैसे Chesapeake खाड़ी, संयुक्त राज्य अमरीका, मौसम लगातार हाइपोक्सिया प्रबल कर सकते है और वर्ष के बाद साल2हो सकता है । इसके अलावा, हाइपोक्सिया के diel-सायक्लिंग ज्वारनदमुख में Chesapeake खाड़ी और अंय स्थानों के रूप में लगातार है और देर रात या गर्मियों में सुबह घंटे के दौरान7,8है ।

अधिकांश अध्ययनों से कम करने के लिए जीवों के निरंतर जोखिम के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित किया है [DO] और हाइपोक्सिया और anoxia के लिए उनकी सहिष्णुता पर9,10,11,12,13,14 . इसके अलावा, अध्ययन प्रजातियों के वितरण, बहुतायत में बड़े पैमाने पर बदलाव को देखा है, और प्रजातियों के लिए विस्तारित कम के जवाब में संरचना []4,15। अक्सर प्रजातियों कि बहुत कम करने के लिए संवेदनशील है [DO], जनता में मर जाते हैं,16 एक छोटी, छोटे आकार, लघु के रूप में रहने वाले जीव के लिए शेष प्रजातियों स्थानांतरण, उदाहरण के लिए, लुइसियाना पर पाया-टेक्सास शेल्फ पारिस्थितिकी तंत्र4।

व्यवहार परिवर्तन आम तौर पर समुदाय पतन से पहले17 और अध्ययन जीवों की व्यवहार प्रतिक्रियाओं पर सूचित किया है कम करने के लिए बढ़ाया [DO]4,16,17,18,19 ,20,21,22,23,24,25। इन अध्ययनों से, तथापि, जीवों की प्रतिक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित नहीं करने के लिए diel-हाइपोक्सिया के सायक्लिंग जोखिम और के अस्थिर प्रकृति [do] ज्वारनदमुख में उपलब्धता.

Diel-साइकिलिंग हाइपोक्सिया उथले ज्वारनदमुख में अध्ययन की निगरानी के रूप में बढ़ती जागरूकता प्राप्त किया है [क्या]16ज्वारनदमुख,26में sondes के साथ दिन के पाठ्यक्रम पर अधिक बार । पानी रात के अंत में घंटे के लिए hypoxic रह सकता है या गर्मियों में सुबह घंटे जब वहां कोई ऑक्सीजन पैदा कर रहा है रात के दौरान प्रकाश संश्लेषण लेकिन उच्च ऑक्सीजन लेने वाली एरोबिक श्वसन7,16। यह भी पाया गया कि ज्वार की सबसे चरम minima के साथ कम कर शर्तों के diel सायक्लिंग प्रभावित जब कम ज्वार रात27के अंत के साथ मेल किया । हाइपोक्सिया के कई घंटे के बाद ही करता है [क्या] normoxia7,16,28 दैनिक चक्र में वापस आ जाओ ।

diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और पीएच के लिए सी virginica के व्यवहार प्रतिक्रिया का निर्धारण करने के लिए हम पर नजर रखने के उद्घाटन और कस्तूरी के वाल्व के बंद करने के लिए प्रेरित प्रयोगशाला diel सायक्लिंग के [करना] और चक्रीय पीएच । bivalves के जवाब खोलना प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया है । संदूषण के जवाब में bivalves के वाल्व क्लोजर29,30,31, विषाक्त शैवाल३२,३३,३४, थर्मल प्रदूषण३५,३६ , ३७, खाद्यान्न मात्रा घटने३८,३९,४०, फीडिंग रेट्स३९,४१, emersion३७,४२, photoperiod४३ , ४४, पीएच४५,४६, और संयुक्त पीएच और भंग ऑक्सीजन४७ मापा गया है । खोलना तकनीक है, उदाहरण के लिए, प्रत्यक्ष प्रेक्षणों४८,४९,13, सतत रीड स्विच और मैग्नेट (Dreissena मॉनिटर)५०, या फाइबर ऑप्टिक सेंसर का उपयोग कर माप शामिल ५१ कि साफ पानी की आवश्यकता होती है । इसके अलावा, चुंबक और चुंबकीय क्षेत्र शक्ति हॉल सेंसर कौड़ी खोलना कोण५२,५३,५४,५५, और एक उच्च आवृत्ति विद्युत चुंबकीय प्रेरण प्रणाली का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है कि वाल्व पर चिपके हुए हैं कि दो बिजली के तार के बीच अलग दूरी को मापने कर सकते हैं५६,५७,५८,५९इस्तेमाल किया गया है । एक उच्च वोल्टेज स्रोत विद्युत प्रेरण प्रणाली और बिजली के लिए आवश्यक है खोल५२के दोनों पक्षों को दिया है । यह प्रणाली "MOSSELMONITOR" (http://mosselmonitor.nl/) के रूप में भी व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है ।

एक तंग अनुसंधान बजट पर, हम एक सस्ती तनाव गेज की निगरानी (SGM) का निर्माण लगातार के लिए प्रयोगशाला पर कस्तूरा खोलना-प्रेरित diel सायक्लिंग [DO] और पीएच कम दृश्यता की स्थिति के तहत, उपाय । हमारी प्रणाली भी प्रतिस्पर्धा प्रणालियों की तुलना में बहुत आसान है, कई जानवरों की अनुमति एक प्रयोग के दौरान साधन हो । हम सी के व्यवहार प्रतिक्रियाओं का निर्धारण करना चाहते थे . virginica diel सायक्लिंग गंभीर ([do] = ०.६ मिलीग्राम/l) नियंत्रण पीएच (पीएच = ७.८) और सायक्लिंग पीएच (पीएच = 7.8-7.0), क्रमशः, और हल्के करने के लिए प्रतिक्रियाओं ([do] = १.७ मिलीग्राम/l) हाइपोक्सिया के साथ हाइपोक्सिया । इसके अलावा, हम अगर कस्तूरी को तेजी से [क्या में परिवर्तन का जवाब कर सकते है निर्धारित करना चाहता था] diel चक्र से अधिक है और वे कैसे प्रतिक्रिया जब एक hypoxic घटना के बाद normoxia रिटर्न । शायद कस्तूरी इष्टतम तेजी से अस्थिर वातावरण है कि कई ज्वारनदमुख16,27 में पाया जाता है कि वे कहां रहते है अनुकूलित कर रहे हैं । जबकि अधिक जटिल वाल्व खोलना पर नज़र रखता है उपलब्ध हैं, SGM एक सस्ती तकनीक है कि कम दृश्यता की स्थिति में भी पानी में वाल्व खोलना की सतत माप की अनुमति देता है प्रदान करता है ।

Figure 1
चित्र 1. वाल्व खोलना तंत्र के लिए ह्वीटस्टोन पुल । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

bivalve खोलना निगरानी के लिए इस्तेमाल किया तनाव गेज सेंसर एक polyimide समर्थन पर एक बल पैटर्न में विरोध फिल्मों रहे हैं । तनाव की छोटी मात्रा में सेंसर का प्रतिरोध मिलाना । bivalve फ्लेक्स तनाव ललकार जब यह है सेंसर प्रतिरोध में परिवर्तन के कारण मुर्गियों । हम प्रत्येक bivalve चैनल के लिए एक अशक्त, संतुलित, ह्वीटस्टोन पुल के रूप में चित्रा 1 में दिखाया सेंसर प्रतिरोध में परिवर्तन को मापने के लिए कार्यरत हैं । ह्वीटस्टोन पुल डेटा लकड़हारा द्वारा नियोजित किया जा करने के लिए एक काफी अधिक लाभ की अनुमति नापने द्वारा नल है । एक ह्वीटस्टोन पुल सही एक ज्ञात प्रतिरोध मानक और एक वाल्टमीटर के लिए एक अनुपात का उपयोग कर एक अज्ञात प्रतिरोध को मापने के लिए एक मानक विधि है । इस बहुत पुरानी तकनीक का इतिहास Ekelof (२००१)६०में चर्चा की है । हम एकीकृत 12 चैनलों, अपने स्वयं के ह्वीटस्टोन पुल और नल नापने के साथ, तनाव गेज मॉनिटर (SGM) इकाई में ।

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Protocol

1. वाल्व खोलना उपकरण के लिए ह्वीटस्टोन पुल का निर्माण

नोट: तनाव गेज नाममात्र १००० ω है, तो पूरी तरह से संतुलन और नल पुल के लिए, सभी घटकों १००० Ω होना चाहिए ।

  1. 1 चित्राके रूप में, मिलाप दो 1 kΩ परिशुद्धता प्रतिरोधों एक दूसरे के लिए और फिर एक ~ ९७६ ω रोकनेवाला और एक १०० Ω 10 बारी नापने के लिए. ठेठ तनाव गेज रेंज १००० ω नाममात्र की कुछ ω बंद है, तो केवल इस प्रतिरोध की जरूरत है मिलान करने के लिए । एक निश्चित ९७६ Ω रोकनेवाला का उपयोग करें और इस प्रयोजन के लिए एक समायोज्य रोकनेवाला (10 बारी नापने).
  2. चर बांह के एक तरफ और 1 kΩ रोकनेवाला के एक तरफ लाने के लिए एक कनेक्टर के रूप में bivalve तनाव गेज करने के लिए संलग्न करने के लिए 1 चित्रामें दिखाया गया है.
  3. पुल के ऊपर और नीचे एक बिजली की आपूर्ति के लिए संलग्न करने के लिए चित्र 1में दिखाए गए के रूप में ब्रिज के लिए पूर्वाग्रह वर्तमान प्रदान करते हैं ।
  4. पुल के midpoints को एम्पलीफायर और डेटा-रिकॉर्डर के लिए अनुलग्न करें, जैसा आरेख 1में दिखाया गया है. इस bivalve प्रतिक्रिया के रूप में अपनी खोलना आंदोलन तनाव गेज के प्रतिरोध को मिलाकर रिकॉर्ड होगा ।
  5. bivalve तनाव गेज संलग्न है के बाद, नल के द्वारा पुल 10 बारी नापने जब तक वोल्टेज पर डेटा रिकॉर्डर इनपुट शून्य है. एक अलग BNC कनेक्टर का उपयोग करें और एक हाथ इस प्रयोजन के लिए वाल्टमीटर आयोजित किया ।
    नोट: उत्पादन नल का मतलब है कि बहुत ही उच्च लाभ डेटा रिकॉर्डर के साथ इनपुट संतृप्त बिना इस्तेमाल किया जा सकता है, बहुत सटीक वोल्टेज की अनुमति (खोलना प्रतिक्रिया) मापा जा करने के लिए.
    नोट: हमारे मल्टीचैनल सेटअप इलेक्ट्रॉनिक्स के एक मानक टुकड़े पर टांका असतत घटकों हाथ का उपयोग करता है "perf-बोर्ड". यह आसानी से थोड़ा अतिरिक्त प्रयास के साथ एक बहुत सस्ती सर्किट बोर्ड पर औपचारिक रूप से किया जा सकता है ।

2. Diel के लिए जनरल सेटिंग-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और चक्रीय पीएच

  1. एक 14 घंटे के प्रकाश के तहत ७५-L aquaria में ज्ञात कम रोग की व्यापकता६१ के साथ कस्तूरी रखें: 10 एच डार्क photoperiod, 7 सप्ताह४८प्रति दिन, और उंहें में चक्रीय परिवर्तन करने के लिए बेनकाब [DO] नकल उतार diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया प्रकृति में पाया के रूप में7, 8. प्रकाश के 14 घंटे के दौरान, रोडे नदी, मैरीलैंड६१में 2 मीटर की गहराई पर एक धूप दिन पर प्रकाश के स्तर अनुकरण ।
  2. Burrell एट अल द्वारा विस्तार से वर्णित के रूप में लंबी अवधि के प्रयोगों के लिए प्रयोगशाला में diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और चक्रीय पीएच की स्थापना की । (२०१५) ४९. launched [DO] और प्रत्येक मछलीघर में पीएच और हर समय पूर्व निर्धारित स्तर पर पकड़. खाद्य सीमा के कारण वाल्व बंद करने से बचने के लिए, aquaria phytoplankton६२ जोड़ें । किसी भी क्षमता के लिए क्षतिपूर्ति के विनियमन द्वारा मनोरथ अपघटन से ले [क्या] प्रत्येक मछलीघर में ।

3. Bivalve Acclimation

  1. Acclimate कस्तूरी के बारे में एक सप्ताह के लिए diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया को खोलना प्रयोगों प्रदर्शन से पहले ।

४. Diel-साइकलिंग हाइपोक्सिया पठारी अवस्थाएँ स्थापित करना

Figure 2
चित्रा 2 . [DO] प्रयोग में हेरफेर किया गया था हर दिन diel सायक्लिंग हाइपोक्सिया उत्पंन करने के लिए । यहां, 2 लगातार diel चक्र पर दिखाए जाते है जो दूरी पर माप लिया गया। प्रत्येक diel चक्र में चार [DO] चरण होते हैं: a = supersaturation (SS), b = normoxia के बाद supersaturation, c = कम पठार (LP), d = normoxia के बाद कम पठार. कम पठार के लिए, गंभीर हाइपोक्सिया ([DO] = ०.६ मिलीग्राम/L) नियंत्रण या साइकिल के साथ पीएच एक मोटी काली रेखा के साथ संकेत दिया है, हल्के हाइपोक्सिया ([do] १.७ मिलीग्राम/एल) एक पतली धूसर रेखा और normoxia के साथ साइकिल चालन पीएच के साथ ([do] = ७.३ मिलीग्राम/l) एक डैश्ड रेखा के साथ । ग्रे बक्से दो दिनों में 10-एच अंधेरे अंतराल से संकेत मिलता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

  1. diel सायक्लिंग हाइपोक्सिया बनाने के लिए, समायोजित [do] लगातार चार चरणों में एक दिन के पाठ्यक्रम पर जहां [do] निरंतर आयोजित किया जाता है: 2 ज supersaturation, 6 ज normoxia के बाद supersaturation, 4 ज कम पठार (नियंत्रण के मामले में normoxia) और 2 के बाद एच normoxia कम पठारी चरण.
  2. कम पठार चरण के दौरान, एक [do] के ७.३ मिलीग्राम/l, हल्का hypoxic उपचार पर लगातार एक [do] में normoxic उपचार लगातार रखने के १.७ mg/l, और गंभीर हाइपोक्सिया उपचार पर लगातार एक [do] के ०.६ मिलीग्राम/
  3. गंभीर हाइपोक्सिया के लिए, कम पठार के दौरान दो पीएच उपचार चलाने के लिए, यानी, नियंत्रण पीएच जिसमें पीएच ७.८ और चक्रीय पीएच के साथ गंभीर हाइपोक्सिया में रखा जाता है, जहां पीएच ७.८ से ७.० कम पठार के दौरान साइकिल है के साथ गंभीर हाइपोक्सिया । चक्रीय पीएच जहां पीएच ७.८ से ७.० के लिए साइकिल है के साथ हल्का hypoxic उपचार चलाते हैं । लगातार पीएच के साथ एक दूसरे हल्का hypoxic उपचार चलाने अगर वांछित ।

5. पठारी चरणों के बीच [DO] के ऊपर रैंप/

  1. या के नीचे रैंप अनुसूची [करते हैं] चार लगातार चरणों के बीच 2 एच प्रत्येक लेने के लिए, normoxia से नीचे रैंप के लिए छोड़कर कम पठार चरण के लिए supersaturation के बाद, जो 3 एच लेता है. अक्सर, हाइपोक्सिया पाया गया है कि देर रात को हो या सुबह घंटे में जल्दी समर7,8; इस प्रकार, अंधेरे में कम पठार चरण के रूप में के रूप में अच्छी तरह से यह करने के लिए नीचे रैंप या ऊपर से, 10 एच के अंधेरे की कुल लंबाई के लिए रखें ।
  2. दोहराने diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया 4-5 दिन एक सप्ताह६१।
  3. supersaturation से पहले रैंप-अप चरण में सेंसर के साथ कस्तूरी जोड़ें और उन्हें दूर, उन्हें बंद करने के बाद, दो दिन बाद तो वे दो पूरा diel चक्र का अनुभव (चित्रा 2) सेंसर के साथ संलग्न.

6. सेंसर केबल बनाना

Figure 3
चित्रा 3 . Bivalve SGM तनाव गेज वाल्व संवेदक । (क) तनाव गेज संवेदक, (ख) तनाव गेज एक कस्तूरा से जुड़ी दोनों वाल्व के बीच तनाव गेज के एक पाश दिखा, (ग) तनाव गेज संवेदक एक सीप पर घुड़सवार. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

  1. निर्माण वाल्व खोलना संवेदक केबल घुमा २ ३२ AWG (7/40) तारों ( सामग्री की तालिकादेखें) के वांछित रंग (चित्रा 3ए) द्वारा । तार की लंबाई दो बार वांछित खोलना सेंसर केबल की लंबाई में कटौती, यानी, दो बार SGM से अधिक एक छोटे से अतिरिक्त करने के लिए मछलीघर से लंबाई.
  2. दो लोगों को एक दूसरे से भर में खड़े हो जाओ, प्रत्येक केबल के एक छोर पकड़े ।
  3. केबल पर कैंची की एक जोड़ी के हैंडल स्लाइड इतना है कि केबल के बीच में कैंची की एक जोड़ी केबल द्वारा आयोजित किया जाता है. केबल हर समय तनाव के अंतर्गत रखें (यह सुस्त नहीं जा सकता है) ।
  4. दोनों लोगों को तनाव के तहत केबल रखते हुए विपरीत दिशा में केबल घुमाते हैं. के रूप में केबल मोड़ करने के लिए शुरू होता है, बीच में कैंची की जोड़ी (जो वजन प्रदान करता है) नीचे सिंक जाएगा, और केबल के दोनों सिरों एक दूसरे के चारों ओर मोड़ कर सकते हैं.
  5. केबल के दो सिरों को एक साथ रखो और उंहें उच्च पकड़, अनुमति केबल के साथ कैंची जमीन को छूने या सुस्त जाने के लिए नहीं । के बाद केबल घुमा समाप्त हो गया है, तो दूसरे छोर पर केबल कट तो वहां 4 केबल कुल जाता है, प्रत्येक के अंत पर दो ।
  6. वैकल्पिक रूप से, इस कदम को गति देने के लिए, एक व्यक्ति एक छोर पर में clamped तारों के साथ एक ड्रिल पकड़ है, तारों पर तनाव रखने के लिए, और पर ड्रिल मोड़ द्वारा तारों मोड़ ।
  7. ट्विस्टेड जोड़ी के प्रत्येक छोर पर तारों से इंसुलेशन के 2 सेमी पट्टी ।

7. सेंसर टांका

  1. तिन को उजागर केबल.
  2. मिलाप Dsub संबंधक पुरुष दो सुराग पर पिन pretinning द्वारा सेंसर केबल के एक छोर पर पिन समेटना और केबल डालने.
  3. फिर, प्रत्येक नेतृत्व पर हटना टयूबिंग डाल द्वारा सुराग अछूता । टयूबिंग हटना है कि केबल से अधिक व्यास में बड़ा नहीं है चुनें । एक गर्मी बंदूक के साथ हटना गर्मी हटना । हटना टयूबिंग अब कसकर सुराग चारों ओर लपेटा जाना चाहिए ।
    नोट: इन दोनों सुराग प्रयोगों के दौरान ह्वीटस्टोन पुल में खामियों को दूर किया ।
  4. टांका लगाने के शेष दो सुराग पर १३.५ मिमी * ५.५ मिमी ग्रिड के आयामों के साथ एक १००० Ω तनाव गेज के दो संपर्कों के लिए संवेदक केबल के बचे हुए अंत (चित्रा 3ए).
  5. सेंसर केबल (चित्रा 3ए) के लिए टैग की पहचान एक संवेदक जोड़ें ।

8. सेंसर सील

नोट: तनाव गेज समुद्री जल में जल्दी से जीर्णशीर्ण और इस प्रकार बहुत अच्छी तरह से सील किया जाना चाहिए । सील की गुणवत्ता सेंसर के उपयोगी जीवन को प्रभावित करती है ।

  1. उंहें पीसीटी-2a टेप के 15 मिमी लंबे समय समाप्त होता है और सेंसर के पक्षों पर 2 मिमी छोड़ने के लिए संलग्न द्वारा तनाव गेज सील (चित्रा 3ए) । तनाव गेज के नीचे करने के लिए पीसीटी-2a टेप संलग्न करने के बाद, सेंसर सुराग पर त्वरित जेल जोड़ें और केबल के खुले सिरों संलग्न.
  2. सेंसर के ऊपर की ओर करने के लिए नीचे टुकड़ा के रूप में एक ही आकार के पीसीटी-2a टेप का एक दूसरा टुकड़ा देते हैं और बीच में एक साथ तनाव गेज के साथ टेप के दोनों टुकड़ों को संलग्न. त्वरित जेल सुराग और सेंसर केबल के अलावा कहीं भी प्रवाह करने के लिए अनुमति नहीं देते ।
  3. सील में सुधार करने के लिए, पीसीटी-2a टेप की पतली स्ट्रिप्स किनारों को जोड़ने जहां टेप के दो टुकड़े सेंसर मिलने आसपास के । सेंसर के तीन उजागर किनारों के लिए यह मत करो ।
  4. चरणों को दोहराएँ ६.१ से ८.४ ग्यारह बार सेंसर के साथ 12 सेंसर केबल, ह्वीटस्टोन पुल पर प्रत्येक चैनल के लिए एक का निर्माण करने के लिए.
    नोट: तनाव गेज के सफल सील कुंजी समुद्री जल में bivalve खोलना सेंसर अस्तित्व को प्रभावित करने के लिए और सेंसर उत्पादन में सामयिक "कूदता" ंयूनतम के लिए महत्वपूर्ण चर रहा था । सील तकनीक के बिना पहले परीक्षण प्रारंभिक संवेदक जंग और बाद में विफलता, या माप सीमा से परे तेजी से बहाव के परिणामस्वरूप ऊपर वर्णित है । भविष्य में सुधार के लिए सील में सुधार तकनीक शामिल होना चाहिए ।

9. एक Bivalve करने के लिए वाल्व खोलना सेंसर संलग्न (चित्रा 3बी, सी)

  1. कम पठार चरण से पहले diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया मछलीघर से कस्तूरा निकालें ।
  2. नेल पॉलिश के साथ प्रत्येक सी virginicaके स्वच्छ, सूखी खोल पर एक पहचान संख्या लिखें ।
  3. लाइव सी virginica (चित्रा 3बी, सी) के स्वच्छ और सूखे वाल्व के लिए सील तनाव गेज संलग्न मछलीघर सीलेंट का उपयोग करने के लिए संवेदक चलाने के बाद हटाया जा करने के लिए अनुमति देने के लिए । (चित्रा 3सी) शैल पर मध्य मार्ग के बारे में सही (फ्लैट) कस्तूरा के वाल्व पर सुराग के साथ दूरी सेंसर देते है और तनाव गेज के एक पाश छोड़ (चित्रा 3बी) वाल्वों में तो के रूप में बाधा नहीं वाल्व के उद्घाटन ( चित्रा 3बी) । बाएं वाल्व पर सेंसर के शेष मुक्त अंत गोंद ।
    नोट: टिप्पणियों की पुष्टि करते हैं कि कस्तूरी अपने वाल्व सामान्य रूप से सेंसर के साथ जगह में खुला.
  4. यह सेंसर के आसपास जिस तरह से बात नहीं करता है पर चिपके हुए है, हालांकि, संकेत की दिशा बदल जाएगा अगर कुछ सुराग बाएं वाल्व पर चिपके हुए है और सही वाल्व पर कुछ । संकेत की दिशा एक रन के अंत में bivalve के मजबूर समापन से स्पष्ट हो जाता है । सभी bivalves के लिए, gluing सेंसर के साथ तनाव गेज हिस्सा खोलना प्रतिक्रिया संकेत में परिवर्तन की एक सुसंगत दिशा के लिए एक ही वाल्व की ओर जाता है ।
  5. सेंसर सील और उंहें कस्तूरी को संलग्न की प्रक्रिया के प्रत्येक चरण के दौरान, सेंसर प्रतिरोध की जांच करने के लिए सुनिश्चित करें कि यह readout इलेक्ट्रॉनिक्स की सीमा के भीतर रहता है और प्रसंस्करण के दौरान संभावित संवेदक क्षति के लिए जांच करने के लिए ।
  6. SGM के सभी 12 चैनलों को भरने के लिए 12 कस्तूरी 12 सेंसरों को लगायेंगे ।
  7. supersaturation पठारी चरण से कुछ ही पहले अलग aquaria में कस्तूरी जोड़ें ।

10. डेटा लकड़हारा और मल्टीप्लेक्स के वाल्व खोलना उपकरण के लिए सेटअप

  1. bivalve के लिए एक संवेदक संलग्न है और फिर व्यक्तिगत ह्वीटस्टोन पुलों के साथ SGM के लिए केबल कनेक्ट (चित्रा 1) प्रत्येक संवेदक के लिए (कुल 12 पुलों की) और एक डेटा लकड़हारा से जुड़ा.
  2. एक बार हर २.५ s पढ़ने के लिए डेटा लकड़हारा नमूना अवधि सेट और फिर 15 एस के लिए औसत.
    नोट: 62k नमूना स्मृति डेटा लकड़हारा पर उपयोग किया गया यहाँ की अनुमति दी 12 अनअटेंडेड कार्रवाई की h । बड़ा dataloggers और तेजी से नमूना दरों का चयन किया जा सकता है, अगर वांछित ।
  3. शूंय SGM पर नापने डायल का उपयोग कर एक bivalve के लिए संवेदक संलग्न करने के बाद प्रत्येक व्यक्ति संवेदक के लिए खोलना संकेत ।
  4. जब आवश्यक हो, उच्च salinities में के रूप में, सेंसर प्रतिक्रिया में बहाव के लिए एक सेंसर को सही समय पर ताकि सेंसर SGM की रेंज में रहता है (-25 से + 25 एमवी) ह्वीटस्टोन पुल का उत्पादन. SGM रेंज ह्वीटस्टोन पुल और डेटा लकड़हारा के इनपुट के बीच अधिकतम संवेदनशीलता के लिए चुना गया था ।

11. Diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया में खोलना सेंसर के साथ Bivalves की तैनाती

  1. के बाद मछलीघर सीलेंट ठीक हो गया है (सीए 30 मिनट) प्रवाह के साथ एक oxygenated होल्डिंग बाल्टी के लिए bivalves वापसी के लिए पानी के माध्यम से कम से 5 एच के लिए मछलीघर सीलेंट के प्रयोग में डुबकी से पहले नमकीन खाने के लिए अनुमति देते हैं ।
  2. supersaturation (एसएस) पठार (चित्रा 2) के लिए रैंप अप चरण के दौरान एक्वैरियम में जगह कस्तूरी ।

12. Bivalves की वसूली के साथ खोलना सेंसर

  1. जब diel-सायक्लिंग के साथ मछलीघर से कस्तूरा ठीक दो दिन की अवधि के अंत hypoxiaat, अपनी उंगलियों का उपयोग करने के लिए बंद करने के लिए कस्तूरा ट्रिगर और सेंसर वोल्टेज में एक बंद संकेत उत्पादन । इस तरह, दिशा और समापन संकेत की भयावहता दर्ज की जा सकती है
  2. खुला के रूप में कस्तूरा परिभाषित अगर सेंसर मूल्य बंद मूल्य के ½ से बड़ा है । बंद के रूप में कस्तूरा परिभाषित अगर सेंसर मूल्य बंद मूल्य ½ से छोटी है ।
    नोट: पूर्वी कस्तूरी मध्यवर्ती सीमा पर ज्यादा खुला नहीं है ।

13. कच्चे वाल्व की Linearization खोलना डेटा

Figure 4
चित्र 4. एक सीप के कच्चे खोलना डेटा के Linearization । (a) 14 h light: 10 h अंधेरे चरणों, (b) [do] गंभीर हाइपोक्सिया की अवधि के साथ एक दो दिन की अवधि के दौरान ([do] ०.६ मिलीग्राम/L), (ग) एक कस्तूरा के कच्चे डेटा समय श्रृंखला खोलना. डेटा के रैखिक बहाव सेंसर की जंग के कारण होता है और पोस्ट-प्रोसेसिंग में हटा दिया जाना है, (घ) पोस्ट-प्रोसेसिंग के बाद डेटा समय श्रृंखला खोलना, (e) अनुमानित वास्तविक समय । परिमाण और समापन कील की दिशा निर्धारित करने के लिए, कस्तूरा एक रन के अंत में बंद करने के लिए शुरू हो रहा है । परिमाण अलग सेंसर के बीच बदलती हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

  1. नेत्रहीन सीप खोलना गतिविधि की पहचान, और साधन बहाव निर्धारित करने के लिए bivalves के चरणों बंद (या खुले, जो भी एक अब) का उपयोग करें । का प्रयोग करें यदि स्प्रेडशीट सॉफ्टवेयर में बयान के साथ बंद मूल्यों को चिह्नित करने के लिए एक और शूंय के साथ खुले मूल्यों (उदा, = if (कक्ष > 5, 1 (true), 0 (गलत))) ।
  2. सबसे छोटा चरणों को निकालें और शेष अपुष्ट डेटा पर एक रेखीय प्रतीपगमन चलाएँ । प्रयोगात्मक डेटा (आरेख 4) linearize करने के लिए प्रतीपगमन समीकरण का उपयोग करें । Linearization प्रत्येक संवेदक के लिए व्यक्तिगत रूप से किया जाना है ।
    नोट: संवेदक बहाव कम से अधिक रैखिक है (मिनट) और लंबे (दिन) समय तराजू और बहाव की राशि संवेदक से सेंसर करने के लिए बदलता है. बहाव आमतौर पर कम समय में नगण्य है ऐसे एक घंटे के रूप में spans, जिसमें केवल कभी कभार रैखिक बहाव नोट किया गया है । संवेदक बहाव आवश्यक कि वाल्व दूरी के अंशांकन और संवेदक खोलना है प्रत्येक संवेदक के लिए अलग से किया जा करने के लिए और एक linearization डेटा के बाद प्रसंस्करण में प्रत्येक संवेदक के लिए किया जाना है कि ।

14. सेंसर के अंशांकन: वास्तविक खोलना चौड़ाई बनाम संवेदक एमवी

एक पक्ष प्रयोग में, सेंसर वोल्टेज कस्तूरी की वास्तविक दूरी की चौड़ाई करने के लिए तुले हो सकते हैं ।

  1. एक मछलीघर में, एक खोलना सेंसर के साथ एक कस्तूरा की स्थापना की । खोलना रिकॉर्डिंग शुरू करो । कस्तूरा इसे छूने से बंद करने के लिए ट्रिगर । इसके तुरंत बाद, कस्तूरा फिर से खुल जाएगा ।
  2. के रूप में कस्तूरा खोल रहा है, तस्वीरें ले और नीचे खोलना तंत्र के सेंसर वोल्टेज हर बार एक तस्वीर ले लिया है लिखें । ट्रैक जो तस्वीर के साथ चला जाता है, जो उपकरण पढ़ने खोलना । तस्वीर में एक संदर्भ पैमाने, वाल्व के एक ही स्तर पर रखें ।
  3. दूरी कस्तूरा एक तस्वीर (मिमी) में खुला है विश्लेषण एक खुला स्रोत ऐसे ImageJ के रूप में प्रसंस्करण कार्यक्रम का उपयोग कर ।
  4. वास्तविक दूरी चौड़ाई संवेदक वोल्टेज की तुलना करें और एक प्रतिगमन विश्लेषण चलाने । यह वास्तविक खोलने की स्थिति के लिए अंशांकन देता है और आगे सेंसर माप तो bivalve की वास्तविक दूरी की चौड़ाई से संबंधित हो सकता है ।
    नोट: हालांकि इस दूरी की चौड़ाई से पता चलता है रैखिक सेंसर वोल्टेज से संबंधित है, वास्तविकता में, इस प्रक्रिया को बहुत लंबा लेता है और हाइपोक्सिया खोलना प्रयोगों के लिए नहीं किया गया था । हाइपोक्सिया खोलना प्रयोगों के लिए यह महत्वपूर्ण था कि उनके aquaria से उन्हें सेंसर से लैस करने के लिए और aquaria के लिए उन्हें वापस करने के लिए आवश्यक समय की सबसे कम मात्रा के लिए कस्तूरी को हटा दें. कुछ प्रयोगों के लिए, दूरी चौड़ाई माप महत्वपूर्ण हो सकता है और ऊपर अंशांकन तकनीक का पालन किया जाना चाहिए ।

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Representative Results

कस्तूरी अबाधित normoxic estuarine पानी के संपर्क में (दैनिक चक्र के कम पठार चरण के दौरान कोई हाइपोक्सिया) समय के सबसे खुले थे और केवल संक्षेप में अक्सर बंद (चित्रा 5) । जब वे कस्तूरी से विभिंन बंद कस्तूरा । यह पैटर्न Loosanoff और Nomejko १९४६४४ और हिगिंस १९८०३९से भी पाया गया है । कस्तूरी ने भी अँधेरे और प्रकाश के चरणों में अंतर का कोई जवाब नहीं दिया.

Figure 5
चित्रा 5 . (क-छ) सात कस्तूरी (एच) normoxia के दो दिन ([क्या] = ७.३ mg/L) के करीब कभी-कभार, एक अलग पैटर्न के साथ एक कस्तूरा के संपर्क खोलना के एक सबसेट । नकली रात के समय सफेद सलाखों के साथ नकली दिन के समय, काली सलाखों में संकेत दिया है । यह आंकड़ा पोर्टर और Breitburg २०१६६३से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

अधिकांश कस्तूरी गंभीर हाइपोक्सिया को उजागर ([do] = ०.६ मिलीग्राम/L) diel के दौरान कम पठार चरण के दौरान-सायक्लिंग हाइपोक्सिया लक्ष्य के बाद जल्द ही बंद कर दिया [do] तक पहुंच गया था, और कुछ कस्तूरी भी लक्ष्य से पहले बंद [DO] तक पहुंच गया था और समय के अधिकांश के लिए बंद रह गया है कि गंभीर हाइपोक्सिया जारी (चित्रा ६). नियंत्रण और चक्रीय पीएच खोलना प्रभावित नहीं किया ।

Figure 6
चित्रा 6. (क-छ) सात कस्तूरी के (एच) diel के दो दिन-गंभीर हाइपोक्सिया के साथ साइकिल चालन हाइपोक्सिया के संपर्क की खोलना प्रतिक्रियाओं का एक सबसेट ([क्या] = ०.६ मिलीग्राम/ नकली रात के समय सफेद सलाखों के साथ नकली दिन के समय, काली सलाखों में संकेत दिया है । यह आंकड़ा पोर्टर और Breitburg २०१६६३से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

हल्के हाइपोक्सिया के साथ ([do] = १.७ मिलीग्राम/L), बंद अक्सर बाद में कम पठार चरण के दौरान हुई बजाय बिंदु पर जब लक्ष्य [do] तक पहुंच गया था (चित्रा 7) ।

Figure 7
चित्रा 7. (क-छ) सात कस्तूरी (एच) diel के दो दिन-हल्के हाइपोक्सिया के साथ साइकिल चालन हाइपोक्सिया के संपर्क में खोलना प्रतिक्रियाओं का एक सबसेट ([DO] = १.७ मिलीग्राम/ नकली रात के समय सफेद सलाखों के साथ नकली दिन के समय, काली सलाखों में संकेत दिया है । c, e, g ("कोई डेटा नहीं") में पावर बाधित किया गया था । यह आंकड़ा पोर्टर और Breitburg २०१६६३से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

विभिंन के साथ कम पठार चरण के दौरान [क्या], गंभीर के तहत कस्तूरी ([DO] = ०.६ मिलीग्राम/l) diel-सायक्लिंग नियंत्रण पीएच के साथ हाइपोक्सिया (पीएच = ७.८) के रूप में अच्छी तरह से चक्रीय पीएच (पीएच = ७.८-७.०) normoxia के तहत कस्तूरी से काफी लंबे समय तक बंद कर दिया गया (७.३ मिलीग्राम do/ वहां गंभीर हाइपोक्सिया के तहत नियंत्रण और चक्रीय पीएच के बीच बंद होने की राशि में कोई महत्वपूर्ण अंतर थे । हल्के के तहत कस्तूरी ([DO] = १.७ मिलीग्राम/diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया नियंत्रण पीएच या चक्रीय पीएच के साथ गंभीर हाइपोक्सिया के तहत कस्तूरी के रूप में कम पठार के दौरान समय की समान मात्रा में बंद किए गए थे । इसके अलावा, हल्के diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया के तहत कस्तूरी कम पठार के चरण के दौरान normoxia के नीचे कस्तूरी के रूप में समय की एक समान मात्रा बंद कर रहे थे । किसी भी चरण में गंभीर हाइपोक्सिया के तहत नियंत्रण और चक्रीय पीएच के बीच बंद होने की राशि में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं थे ।

कम पठार के बाद normoxia चरण के दौरान, कस्तूरी है कि कम पठार के दौरान गंभीर हाइपोक्सिया अनुभवी समय (8 चित्रा) के सबसे खुले थे और वे अक्सर जबकि [मत] स्तर ऊपर रैंप थे, पहले भी normoxia पठार तक पहुंच गया था ( चित्रा 6) । supersaturation और supersaturation चरणों के बाद normoxia के दौरान, क्रमशः, सभी उपचार के कस्तूरी समय के सबसे खुले थे । कस्तूरी दो दिन समय अवधि में दोहराया diel चक्र पर इन नमूनों को दिखाया ।

Figure 8
चित्र 8. प्रतिशत समय कस्तूरी (क) कम पठार के दौरान बंद थे, (ख) कम पठार के बाद normoxia, (ग) supersaturation, और (घ) normoxia के diel सायक्लिंग के दौरान suspersaturation चरणों के बाद [करते हैं]. (ए)में कम पठार चरण के दौरान: "०.६, चक्रीय" = [DO] के ०.६ mg/L (गंभीर हाइपोक्सिया), चक्रीय पीएच (ph = ७.८-७.०) (n = 4); "०.६, नियंत्रण" = [DO] के ०.६ mg/L (गंभीर हाइपोक्सिया), नियंत्रण पीएच (ph = ७.८) (n = 4); "१.७, चक्रीय" = [DO] के १.७ mg/L (हल्के हाइपोक्सिया), चक्रीय पीएच (ph = ७.८-७.०) (n = 4); "नियंत्रण, नियंत्रण" = [DO] के ७.३ मिलीग्राम (normoxia), नियंत्रण पीएच (पीएच = ७.८) (n = 4). सांख्यिकीय मतभेद सलाखों के ऊपर विभिंन अक्षरों से संकेत मिलता है (नेस्टेड ANOVA, पी≤ ०.०५) । त्रुटि पट्टियां माध्य की मानक त्रुटियां हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

कम पठार चरण, गंभीर हाइपोक्सिया से 1/3 या अधिक कस्तूरी के दौरान, चक्रीय पीएच समय और गंभीर हाइपोक्सिया से कस्तूरी के ७०% बंद कर दिया गया, नियंत्रण पीएच समय के ४९% बंद थे (चित्रा 9) । इसके विपरीत, कम पठार चरण के दौरान, हल्के hypoxic चक्रीय पीएच से 1/3 या अधिक कस्तूरी समय के 29% बंद कर दिया गया और normoxic नियंत्रण पीएच उपचार समय के 12% से । सबसे कस्तूरी कि कम पठार चरण के दौरान एक साथ बंद कर दिया, ८२% और गंभीर हाइपोक्सिया में कस्तूरी के ६७% थे, चक्रीय पीएच और गंभीर हाइपोक्सिया, नियंत्रण पीएच उपचार, क्रमशः । हल्के hypoxic में, चक्रीय पीएच उपचार, कम पठार और कस्तूरी के दौरान बंद कस्तूरी की ४५% की एक अधिकतम करने के लिए केवल normoxia ४२% की एक अधिकतम संक्षेप में एक साथ बंद उजागर । कम पठार के बाद normoxia में, supersaturation, और supersaturation के बाद normoxia, शायद ही कभी कस्तूरी के 1/3 से अधिक किसी भी एक समय में बंद कर दिया ।

Figure 9
चित्र 9 . कस्तूरी का प्रतिशत कम पठार के दौरान एक ही समय में बंद, कम पठार के बाद normoxia, supersaturation, और normoxia supersaturation चरणों के बादचित्रा 2में चित्रित । (क)के लिए, कम पठार बुरी तरह hypoxic था ([DO] = ०.६ मिलीग्राम/एल) और था चक्रीय पीएच (पीएच = ७.८-७.०) (n = 13 कस्तूरी) । (ख)के लिए, कम पठार हल्का hypoxic था ([DO] = १.७ मिलीग्राम/एल) और चक्रीय पीएच था (पीएच = ७.८-७.०) (n = 11 कस्तूरी) । (ग)के लिए, कम पठार बुरी तरह hypoxic था ([DO] = ०.६ मिलीग्राम/L) और था नियंत्रण पीएच (पीएच = ७.८) (n = 11 कस्तूरी) । (घ)के लिए, कम पठार चरण normoxic था ([DO] = ७.३ मिलीग्राम/L) (n = 11 कस्तूरी) । क्षैतिज रेखा दर्शाया गया है जहां कस्तूरी के एक तिहाई एक साथ बंद कर दिया गया । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए । 

खोलना चौड़ाई रैखिक सेंसर एमवी (चित्रा 10) से संबंधित है । सेंसर वाल्व पर चिपके है दिशा संकेत की दिशा निर्धारित करता है ।

Figure 10
चित्र 10 . दूरी सेंसर वोल्टेज के अंशांकन के लिए वास्तविक सीप की चौड़ाई खोलना । (a, b) खोलना सेंसर कस्तूरी के सही वाल्व से चिपका होता है, (सी, डी) की दूरी पर सेंसर छोड़ वाल्व चिपका जाता है । प्रतिक्रिया की दिशा में निरंतरता के लिए, सेंसर प्रत्येक सीप के एक ही वाल्व दिशा में चिपका दिया जाना चाहिए । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए । 

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Discussion

ठेठ अध्ययन कम ऑक्सीजन की स्थिति और प्रतिक्रिया, अक्सर पशुओं के अस्तित्व के रूप में मापा के निरंतर, विस्तारित समय अवधि पर ध्यान केंद्रित । हालांकि, वर्तमान में, diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया करने के लिए पशुओं के व्यवहार प्रतिक्रियाओं की हमारी समझ कम६३है । इस प्रकार, अधिक अध्ययन diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया जो कई ज्वारनदमुख7,8में गर्मियों में नियमित रूप से होता है के जवाब में जीवों के व्यवहार पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए ।

यहां, हम लगातार diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और चक्रीय पीएच bivalves के व्यवहार प्रतिक्रियाओं को मापने की एक विधि प्रस्तुत करते हैं । कस्तूरी ने pH के diel-साइक्लिंग के लिए व्यवहारिक जवाब नहीं दिया । हालांकि, कस्तूरी काफी खोल खोलना कम ऑक्सीजन की स्थिति के लिए दृढ़ता से जवाब दिया । इसके अलावा, कस्तूरी के एक तिहाई से अधिक hypoxic उपचार के तहत समय की लंबी अवधि के लिए एक साथ बंद कर दिया, लेकिन सबसे normoxic चरण के तहत फिर से खोला है कि पीछा किया । खोलना और कम करना वाल्व बंद करने के लिए गंभीर हाइपोक्सिया के दौरान वाल्व बंद करने के विस्तारित समय के लिए क्षतिपूर्ति को कम करने कस्तूरी खुद पर और phytoplankton वे फिल्टर पर diel-साइकिल चालन हाइपोक्सिया के प्रभाव में कमी कर सकता है । इस प्रकार, इस तरह के व्यवहार मुआवजा खाना वेब या पारिस्थितिकी तंत्र प्रभाव को कम कर सकता है ।

इस SGM विधि में एक महत्वपूर्ण कदम को सफलतापूर्वक खोलना सेंसर सील है । यदि संवेदक ठीक से सील नहीं है, समुद्री जल तनाव गेज करने के लिए प्राप्त कर सकते हैं, बहाव में वृद्धि, और अंत में यह अप्रभावी प्रदान करते हैं । 29 सेंसर Bergeron में एक mesocosm प्रयोग के पाठ्यक्रम पर तैनात किए गए थे (२००५)६४ और वे मूल्यांकन कार्य समय की राशि. सबसे लंबे समय तक चलने सेंसर 16 से अधिक डी, जब प्रयोग बंद कर दिया गया था के लिए काम किया । समय की एक सेंसर की सबसे कम राशि ०.५ डी था । सफल सेंसर तैनाती की औसत लंबाई ४.९ ± ३.० दिन, जो कि जल्दी बंद कर दिया गया सेंसर शामिल किया गया था । अधिकांश संवेदकों ने diel-साइक्लिंग हाइपोक्सिया प्रयोग में दो दिन की तैनाती पर काम किया ।

वर्तमान डिवाइस कई अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, हालांकि सेंसर के जीवनकाल में सुधार किया जाना चाहिए. एक्वेरियम सीलेंट में एसिटिक एसिड होता है जो सेंसर में जंग को बढ़ा सकता है । भविष्य में, गैर अंलीय इलेक्ट्रॉनिक्स ग्रेड RTV सिलिकॉन इस्तेमाल किया जाना चाहिए । यह भी पाया गया है कि रैखिक बहाव टल सकता है और जो पोस्ट-प्रोसेसिंग में हटा दिया जाना था । वर्तमान में, यह प्रत्येक खोलना चलाने के लिए एक नया सेंसर का निर्माण करने के लिए सिफारिश की है ।

एक वर्तमान सीमा है कि SGM केवल एक प्रयोगशाला की स्थापना में इस्तेमाल किया गया है और सेंसर केबलों के लिए पर्याप्त रूप से लंबे समय तक विभिंन aquaria तक पहुंचने की जरूरत है । विधि की एक और सीमा है कि विश्लेषण स्वचालित रूप से नहीं किया जाता है और हाथ से प्रदर्शन किया जाना है और रैखिक बहाव को व्यक्तिगत रूप से सही करने की जरूरत है । अगर bivalve की वास्तविक दूरी को मापा जा करने के लिए है, प्रत्येक संवेदक को व्यक्तिगत रूप से नपेed किया जा करने के लिए है, के रूप में संकेत परिमाण सेंसर करने के लिए सेंसर से भिन्न होता है. यह एक रन के अंत में महत्वपूर्ण है bivalve को ट्रिगर करने के लिए बंद करने के लिए परिमाण और समापन कील की दिशा प्राप्त करते हैं । अगर दूरी के क्षेत्र में मापा जाता है, इस तरह के कम ऑक्सीजन शर्तों के समय के रूप में प्रतिकूल पर्यावरणीय स्थितियों SGM का उपयोग कर bivalves निगरानी द्वारा पता लगाया जा सकता है और पता लगाने जब एक तिहाई से अधिक एक साथ बंद ।

कुली और Breitburg (२०१६)६३से पहले, वाल्व खोलना diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया को उजागर bivalves पर मापा नहीं किया गया था । हालांकि, विभिंन तकनीकों के वाल्व खोलना मापने के लिए मौजूद हैं । इस तकनीक का एक लाभ यह है कि यह बहुत सस्ती है और bivalve को दृष्टि की सीधी रेखा की आवश्यकता नहीं है । आवर्ती लागत केवल तनाव गेज के लिए खर्च कर रहे हैं । इस प्रणाली को भी बनाया जा सकता है क्षेत्र-ह्वीटस्टोन पुल और डेटा लकड़हारा एक पनरोक बाड़े में आवास द्वारा तैनाती के लिए समय पर डेटा डाउनलोड करने के लिए हटा दिया जाएगा । bivalves एक गीले डिब्बे में घर जाएगा ।

हम diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया करने के लिए कस्तूरी की महत्वपूर्ण वाल्व दूरी खोलना और प्रदर्शन है कि कस्तूरी पीएच में चक्रीय परिवर्तन का जवाब नहीं है । भविष्य के काम बेहतर सेंसर सील पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए और जल्दी सेंसर विफलता को कम करने और संभवतः लचीला गर्मी का उपयोग बहाव-जोउ एट अल में के रूप में पिघल चिपकने वाला टेप । (२०१३) ५७ और गैर अंलीय इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड RTV सिलिकॉन का उपयोग करके । भविष्य के अध्ययन diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया के लिए अंय bivalve प्रजातियों के वाल्व खोलना प्रतिक्रिया उपाय और भी diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और वाल्व खोलना व्यवहार पर खाद्य सीमा के प्रभाव की जांच करनी चाहिए । यह ज्ञात है कि bivalves कम भोजन सांद्रता के जवाब में बंद है लेकिन diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और खाद्य एकाग्रता के बीच बातचीत की जांच नहीं की गई है ।

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Disclosures

हमारे पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

हम कस्तूरी की तस्वीरें लेने और ImageJ में उनकी दूरी की चौड़ाई को मापने के लिए मेलिंडा फोरसिथ धंयवाद । हम diel सायक्लिंग हाइपोक्सिया और चक्रीय पीएच शर्तों के साथ aquaria के लिए उपयोग के लिए डेनिस Breitburg धंयवाद । हम स्मिथसोनियन पर्यावरण अनुसंधान केंद्र, Edgewater, मैरीलैंड, प्रयोगों के लिए अंतरिक्ष के लिए धंयवाद । हाइपोक्सिया प्रयोगों एक राष्ट्रीय ओशियानिक और वायुमंडलीय प्रशासन द्वारा वित्त पोषित किया गया केंद्र के लिए प्रायोजित तटीय महासागर अनुसंधान अनुदान No. NA10NOS4780138 और स्मिथसोनियन Hunterdon कोष डेनिस Breitburg के लिए । हाइपोक्सिया प्रयोगों के दौरान वाल्व दूरी माप वाशिंगटन कॉलेज द्वारा एक संकाय संवर्धन अनुदान द्वारा वित्त पोषित किया गया Elka टी पोर्टर ।

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

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References

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पर्यावरण विज्ञान अंक १३८ वाल्व खोलना Crassostrea virginica पूर्वी कस्तूरा diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया चक्रीय पीएच bivalve व्यवहार bivalve SGM
प्रयोगशाला प्रेरित Diel-सायक्लिंग हाइपोक्सिया और पीएच के जवाब में Bivalve मोलस्क में सतत वाल्व खोलना माप के लिए एक तनाव गेज मॉनिटर (SGM)
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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).

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