Waiting
Login processing...

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

Environment

En Strain Gauge skjerm (sdb) for kontinuerlig ventil Gape målinger i Bivalve bløtdyr svar på laboratoriet indusert men også-sykling hypoksi og pH

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

Forstå atferdsdata svar av bivalve suspensjon-forer miljøvariabler, for eksempel oppløst oksygen, kan forklare noen Økosystemprosesser. Vi har utviklet en rimelig, laboratorie-baserte, belastninger måle skjerm (sdb) å måle ventil gape svar av østers, Crassostrea virginica, men også-sykling hypoksi og sykliske pH.

Abstract

En rimelig, laboratorie-baserte, belastninger måle ventil gape skjerm (sdb) ble utviklet for å overvåke ventil gape virkemåten til bivalve bløtdyr svar men også-sykling hypoksi. En Wheatstone bro. var koblet til Måløy som var knyttet til skall av østers (Crassostrea virginica). Registrert signalene tillatt for åpning og lukking av de annet muslinger spilles kontinuerlig todagers perioder eksperimentelt indusert men også-sykling hypoksi og men også-sykling endringer i pH. Her vi beskriver en protokoll for å utvikle en billig belastninger måle skjerm og beskrive, i et eksempel laboratory eksperimentet, hvordan vi brukte den til å måle ventil gape virkemåten til østlige østers (C. virginica), svar men også-sykling hypoksi og sykliske endringer i pH. Ventilen gape ble målt på østers underlegges sykliske alvorlig hypoxic (0.6 mg/L) oppløst oksygen forhold med og uten sykliske endringer i pH, syklisk mild hypoxic (1,7 mg/L) forhold og normoxic (7.3 mg/L) forhold. Vi viser at når østers støter gjentatte men også sykluser, de raskt lukke skall i respons til alvorlige hypoksi og tett med en tidsforsinkelse til mild hypoksi. Når normoxia er gjenopprettet, åpne de raskt igjen. Østers svarte ikke sykliske pH forhold oppå men også sykling alvorlig hypoksi. På redusert oksygen forhold, mer enn en tredjedel av østers lukket samtidig. Vi viser at østers svare men også-sykling hypoksi, som må vurderes når vurdere atferden til annet muslinger til oppløst oksygen. Ventilen SGM kan brukes til å evaluere responsen av bivalve bløtdyr endringer i oppløst oksygen eller forurensninger. Tetting teknikker for å bedre sel trenger ventil gape Måløy fra sjøvann ytterligere forbedringer for å øke lang av sensorer.

Introduction

Hypoksi, dvs. oppløst Oksygenkonsentrasjoner [gjøre] tilstrekkelig lave negativt påvirke biologiske og økologiske prosessene men ofte funksjonelt definert som [gjøre] < 2 mg / L-1og anoxia (funksjonelt definert som [DO] av 0,0-0.2 mg/L) oppstår oftere og sterkt i verdens farvann, elvemunninger og den dype hav2,3 og er ofte forsterket ved å øke eutrofiering4,5. Med økende areal grad av hypoksi og anoxia, macrofauna påvirkes negativt og miste habitat grad og habitat kvalitet. Klimaendringer er spådd for å forverre hypoksi og anoxia6.

I mange lagdelt, Nærings-beriket elvemunninger som Chesapeake Bay, USA, sesongmessig vedvarende hypoksi kan råde og kan oppstå år etter år2. I tillegg, men også-sykling av hypoksi er hyppige i elvemunninger som Chesapeake Bay og andre steder og oppstår sent i natt eller de tidlige morgentimene i summer7,8.

De fleste studier har fokusert på effekten av kontinuerlig eksponering av lav [DO] og deres toleranse hypoksi og anoxia9,10,11,12,13,14 . Videre har studier sett på store skiftet i distribusjoner, dyp og arter artssammensetning svar på utvidede lave [DO]4,15. Ofte arter som er svært følsomme for lav [gjør], dø i massene,16 skiftende den gjenværende arten å en yngre, mindre størrelse, kortvarig fauna som for eksempel funnet på Louisiana-Texas hylle økosystem4.

Atferdsendringer vanligvis foran samfunnet kollaps17 og studier har rapportert på atferdsdata svar organismer til utvidede lave [DO]4,16,17,18,19 ,20,21,22,23,24,25. Disse studiene, men fokus ikke på svarene på organismer men også-sykling eksponeringer av hypoksi og den fluktuerende naturen av [DO] tilgjengelighet i elvemunninger.

Men også-sykling oksygenmangel i grunne elvemunninger fått økende bevissthet som studier [gjøre] mer ofte i løpet av dager med sondes i elvemunninger16,26. Vann kan være hypoxic for timer på slutten av kvelden eller tidlig morgentimer om sommeren når det er ingen oksygen-generering fotosyntese i løpet av natten men høy oksygen tidkrevende aerobic åndedrett7,16. Det ble også funnet at tidevannet påvirket den men også sykling av lav gjøre med de mest ekstreme minima observert når fjære sammenfaller med slutten av den natten27. Etter flere timer med hypoksi [gjør] komme tilbake til normoxia7,16,28 i den daglige syklusen.

Å avgjøre de atferdsmessige respons av C. virginica men også-sykling hypoksi og pH vi overvåket åpning og lukking av ventilene østers utsatt for laboratoriet indusert men også sykling [Do] og sykliske pH. Gape svar av annet muslinger har blitt brukt til å oppdage ugunstige miljøforhold. Ventil lukking av annet muslinger svar på miljøgifter29,30,31, giftige alger32,33,34, termisk forurensning35,36 , 37, mat antallet redusere38,39,40, fôring regimet39,41, emersion37,42, fotoperiode43 , 44, pH45,46, og kombinerte pH og oppløst oksygen47 har blitt målt. Gape teknikker har, for eksempel inkludert direkte observasjoner48,49,13, kontinuerlig mål med siv brytere og magneter (Dreissena skjerm)50eller fiberoptisk sensorer 51 som krever klare vann. I tillegg har magnet og magnetiske felt styrke Hall sensorer blitt brukt til å studere blåskjell gape vinkel52,53,54,55, og en høyfrekvent elektromagnetisk induksjon system at kan måle varierende avstanden mellom to elektriske spoler som er festet på ventilene er brukt56,57,58,59. En høy spenningskilde kreves for elektromagnetisk induksjon system og makt har leveres til begge sider av den shell-52. Dette systemet er også tilgjengelige som "MOSSELMONITOR" (http://mosselmonitor.nl/).

På et stramt forskningsbudsjett, vi bygget en billig belastninger måle skjerm (sdb) kontinuerlig måle østers gape over laboratorium-indusert men også sykling [Do] og pH, under forhold med begrenset sikt. Vårt system er også mye enklere enn konkurrerende systemer, slik at mange dyr kan utstyres under et eksperiment. Vi ønsket å bestemme atferdsdata svar av C. virginica men også sykling alvorlig ([gjøre] = 0.6 mg/L) hypoksi med kontroll pH (pH = 7,8) og sykling pH (pH = 7,8 7.0) henholdsvis og gape svar til milde ([gjøre] = 1,7 mg/L) hypoksi. Videre ønsket vi å avgjøre om østers kunne raskt svare på endringer i [gjøre] over de men også syklus og hvordan de reagerer når normoxia tilbake etter en hypoxic hendelse. Kanskje er østers optimalt tilpasset raskt varierende miljøet som finnes i mange elvemunninger16,27 der de bor. Mens mer komplekse ventil gape skjermer er tilgjengelig, tilbyr CMS en billig teknikk som tillater kontinuerlig målinger av ventilen gape i vannet selv i dårlig sikt.

Figure 1
Figur 1. Wheatstone broen for ventil gape apparatet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Påkjenningen måle sensorene brukt til overvåking bivalve gape er resistive filmer i et meander mønster på en polyimid (pi) støtte. Små mengder belastning modulerer motstanden av sensoren. Bivalve bøyer press gage når det gapes forårsaker en endring i sensorens motstand. Vi ansatt en null, balansert, Wheatstone bro. for hver bivalve kanal som vist i figur 1 å måle endringen i sensor motstand. Wheatstone broen er nulled av potensiometeret slik at en ganske høy gevinst å datalogger. En Wheatstone bro. er en standard for nøyaktig måling av en ukjent motstand bruker et forhold til en kjent motstand standard og et voltmeter. Historien til denne svært gamle teknikken er beskrevet i Ekelof (2001)60. Vi integrert 12 kanaler, hver med sin egen Wheatstone broen og null potentiometer, i Strain Gauge skjerm (sdb) enheten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. bygging av Wheatstone broen for ventil Gape apparatet

Merk: Press måle er nominelt 1000 Ω, så å fullt balanse og null broen, alle komponenter skal være 1000 Ω.

  1. I figur 1slå lodde to 1 kΩ presisjon motstander til hverandre og deretter til en ~ 976 Ω motstand og en 100 Ω 10 potensiometer. Typisk belastninger måle er noen Ω av 1000 Ω nominelle, så bare denne motstanden må samsvare. Bruke en fast 976 Ω motstand og en justerbar motstand (10 slå potensiometer) for dette formålet.
  2. Ta én side av variabel armen og en side av 1 kΩ motstanden til en kontakten til å koble bivalve press måle som vist i figur 1.
  3. Knytte toppen og bunnen av broen til en strømforsyning å gi bias gjeldende til broen som vist i figur 1.
  4. Fest midtpunktene av broen til forforsterker og data-opptaker, som vist i figur 1. Dette vil registrere bivalve svaret som sin gape bevegelse modulerer motstanden av press måle.
  5. Når bivalve press måle er knyttet, null broen ved å justere 10 slå potensiometer før spenningsnivået opptaker inndata er null. Bruke en separat BNC-kontakt og en hånd holdt voltmeter for dette formålet.
    Merk: Null utdataene betyr at svært høy gevinst kan brukes med data recorder uten mette input, gir veldig presis spenninger (gape svar) skal måles.
    Merk: Våre multikanal oppsett bruker atskilte komponenter hånd loddet på et standard elektronikk "perf-board". Dette kan lett bli formalisert i et svært billig kretskort uten særlige anstrengelser.

2. general innstillingen for men også-sykling hypoksi og Cyclical pH

  1. Holde østers med kjent sykdom som lav prevalens61 i 75-L akvarier under en 14 h lys: 10t mørke fotoperiode, 7 dager per uke48og eksponere dem sykliske endringer i [DO] mimicking men også-sykling hypoksi som finnes i naturen7, 8. under 14 h lys, simulere lysnivået på en solrik dag på 2-meters dyp i Rhode elven, Maryland61.
  2. Definere men også-sykling hypoksi og sykliske pH i laboratoriet for langsiktig eksperimenter som beskrevet i detalj av Burrell et al. (2015) 49. manipulere [DO] og pH i hver akvariet og hold ved forhåndsbestemt nivå til alle tider. For å unngå ventil lukking på grunn av maten begrensningen, legge til planteplankton62 i akvarier. Kompensere for noen potensielle gjøre opptak fra alger spaltning ved å regulere [DO] i hver akvarium.

3. bivalve Acclimation

  1. Acclimate østers til men også-sykling hypoksi i ca en uke før gape eksperimenter.

4. definere men også-sykling hypoksi platå stadier

Figure 2
Figur 2 . [Gjør] ble manipulert eksperimentelt hver dag for å generere men også sykling hypoksi. Her vises 2 sammenhengende men også sykluser over hvilke gape målinger ble tatt. Hver men også syklus inneholder fire [DO] faser: en = supersaturation (SS), b = normoxia etter supersaturation, c = lav platå (LP), d = normoxia etter lav platå. For lav platået, alvorlig hypoksi ([gjøre] = 0.6 mg/L) med eller sykling pH er angitt med en tykk svart linje, mild hypoksi ([gjøre] = 1,7 mg/L) med sykling pH med tynne grå linjen og normoxia ([gjøre] = 7.3 mg/L) med en stiplet linje. Grå bokser angir 10-h mørke intervaller over to dager. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Hvis du vil opprette men også sykling hypoksi, justere [DO] i løpet av en dag i fire påfølgende faser der [gjøre] holdes konstant: 2t supersaturation, 6 h normoxia etter supersaturation, 4 h lav platå (normoxia i kontrollene) og 2 h normoxia etter lav platået faser.
  2. I fasen for lav platå Hold normoxic behandling konstant på en [DO] 7.3 mg/L, mildt hypoxic behandling konstant på en [DO] på 1,7 mg/L og alvorlig hypoksi behandlinger konstant på en [DO] av 0.6 mg/L.
  3. For alvorlig hypoksi, kjøre to pH behandlinger under lav platå, dvs. alvorlig hypoksi med kontroll pH pH holdes på 7,8 og alvorlig hypoksi med syklisk pH der pH er syklet fra 7,8 7.0 under lav platået. Kjør mildt hypoxic behandling med syklisk pH der pH slås fra 7,8 7.0. Kjør andre mildt hypoxic behandling med konstant pH hvis ønskelig.

5. ramping opp [Do] mellom platå stadier

  1. Planlegge rampen opp eller ned [Do] mellom fire konstant fasene ta 2 h hver, bortsett fra for rampen ned fra normoxia etter supersaturation til lav platå fase, som tar 3 h. ofte, hypoksi har blitt funnet for å skje sent på kveld eller tidlig morgentimer i den Sommer7,8; dermed holde lave platå fasen i mørket, samt periodene gradvis til det eller opp fra det, for en total lengde på mørke 10t.
  2. Gjenta men også-sykling hypoksi 4-5 dager en uke61.
  3. Legge til østers med sensorer i oppstarten fasen før supersaturation og fjerne dem etter stengetid dem, to dager senere slik at de oppleve to komplett men også sykluser (figur 2) med sensorer festet.

6. gjør sensorkabelen

Figure 3
Figur 3 . Bivalve SGM belastninger måle ventil sensor. (a) Strain gauge sensor, (b) belastninger måle knyttet til en østers viser en løkke av Påkjenningen måle mellom begge ventiler, (c) belastninger måle sensor montert på en østers. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Konstruere ventil gape sensor kabler ved å vri to 32 AWG (7/40) ledninger (se Tabell of Materials) til ønsket farge (Figur 3et). Skjær en lengde av wire dobbelt så lang ønsket gape sensorkabelen, dvs. dobbelt så lang fra akvariet til SGM pluss litt ekstra.
  2. Har to personer står overfor hverandre, hver holder en ende av kabelen.
  3. Skyv håndtaket på et par saks over kabelen slik at i kabelen et par saks holdes av. Holde kabelen under spenning til enhver tid (det ikke kan gå slakk).
  4. Har begge vri kabelen i motsatt retning holde kabelen under spenning. Som kabelen begynner å vri, paret saks i midten (som gir vekt) vil synke ned, og begge ender av kabelen kan vri rundt hverandre.
  5. Sett de to endene av kabelen sammen og holde dem oppe, ikke tillater saksen med kabelen berører bakken eller gå slakk. Når kabelen er ferdig fører vri, kutte kabelen på den andre enden så det er 4 kabel totalt, to på hver ende.
  6. Alternativt, for å fremskynde dette trinnet, må en person holder en drill med ledninger festet i på den ene enden, holde spenning på ledninger og tvinne trådene ved å bore.
  7. Stripe 2 cm isolasjon fra ledninger i hver ende av tvunnet par.

7. lodding sensoren

  1. Tinn eksponert kabelen.
  2. Lodd d-sub-kontakt mannlige crimp pinnene på de to fører på den ene enden av sensorkabelen ved pretinning pinnene og sette kablene.
  3. Deretter isolere fører ved å sette krympe rør over hver leder. Velg krype rør som ikke er mye større i diameter enn kabel fører. Krympe den varme krympe med varmepistol. Reduser rør skal nå være tett pakket rundt fører.
    Merk: Disse to fører få koblet til Wheatstone broen under eksperimenter.
  4. Loddetinn gjenværende slutten av følerledning til to kontakter 1000 Ω belastning måle med dimensjoner på 13,5 mm * 5,5 mm rutenett på de resterende to fører (Figur 3et).
  5. Legg til en sensor identifisere tag sensor kabelen (Figur 3et).

8. tetting sensoren

Merk: Måløy korrodere raskt i sjøvann og dermed må være godt forseglet. Kvaliteten på seglet påvirker levetid sensoren.

  1. Forsegle Måløy ved å feste dem til PCT-2A tape forlate 15 mm tape i lang endene og 2 mm på sidene av sensoren (Figur 3et). Etter at PCT-2A bånd til undersiden av press måle, legge rask gel på sensoren fører og de tilknyttede åpne endene av kabler.
  2. Knytte et andre stykke PCT-2A tape av samme størrelse som understykket til oversiden av sensoren og fest både stykker bånd med press måle i midten sammen. Tillat ikke rask gel til flyt alt annet enn over fører og sensor kablene.
  3. For å forbedre segl, legge strimler av PCT-2A tape til kantene der de to stykker av tape rundt sensoren møtes. Gjør dette for tre synlige kantene av sensorer.
  4. Gjenta trinn 6.1 til 8.4 elleve ganger for å konstruere 12 sensor kabler med sensorer, en for hver kanal på Wheatstone broen.
    Merk: Vellykket tetting av Måløy var viktige variabelen påvirker bivalve gape sensor overlevelse i sjøvann og for å minimere enkelte "hopp" i sensor output. Resultater uten forsegling teknikken beskrevet ovenfor resulterte i tidlig sensor korrosjon og påfølgende feil eller rask drift utenfor mål rekkevidden. Fremtidige forbedringer bør inkludere å forbedre segl.

9. feste ventil Gape sensoren til en Bivalve (Figur 3b, c)

  1. Fjerne østers fra men også-sykling hypoksi akvariet før den lave platå fasen.
  2. Med neglelakk skrive et identifikasjonsnummer på ren og tørr skallet av hver C. virginica.
  3. Fest de forseglede Måløy til de rene og tørket ventilene av live C. virginica (Figur 3b, c) bruke akvariet fugemasse slik at sensoren fjernes etter kjøre. Feste gape sensoren med leder på høyre (flat) ventilen av østers ca halvveis på skallet (Figur 3c) og la en løkke av press måle (Figur 3b) over ventilene for ikke å hindre åpningen av ventilene ( Figur 3b). Fest gjenværende ledig slutten av sensoren venstre ventilen.
    Merk: Observasjoner bekrefter at østers åpne deres ventiler normalt med sensorene i stedet.
  4. Det spiller ingen rolle hvilken vei rundt sensoren er limt, men retningen på signalet endres hvis noen kundeemner er festet på venstre ventilen og noen på høyre ventilen. Retning av signalet blir klart fra tvunget lukking av bivalve på slutten av en kjøre. For alle annet muslinger fører lime delen belastninger måle med sensoren til samme ventilen side for en konsekvent retning av endring i gape respons signal.
  5. På hvert trinn i prosessen med tetting sensorer og knytte dem til østers, sjekk sensor motstanden jevnlig å sikre at den holder seg innenfor området av avlesning elektronikk og se etter sensor skader under behandlingen.
  6. Fest 12 østers til 12 sensorer for å fylle alle 12 kanaler i SGM.
  7. Legge til østers de forskjellige akvarier like før supersaturation platå fasen.

10. oppsett av Datalogger og Multiplexer for ventil Gape apparatet

  1. Knytte en sensor til bivalve og koble kabelen til SGM med personlige Wheatstone broer (figur 1) for hver sensor (totalt 12 broer) og koblet til en datalogger.
  2. Angi datalogger samplingsperioden lese en gang hver 2,5 s og deretter gjennomsnitt 15 s.
    Merk: 62 k eksempel minnet på datalogger her tillatt 12t uovervåket operasjon. Større dataloggers og raskere samplingsfrekvenser kan velges, om ønskelig.
  3. Null gape signalet for hver individuelle sensor etter feste sensoren til en bivalve bruker potensiometeret ringer på SGM.
  4. Når det er nødvendig, som i høyere salinitet, korrigere hver sensor regelmessig for drift sensor svar slik at sensoren er mellom SGM (-25 til + 25 mV) produksjon av Wheatstone broen. SGM området ble valgt for maksimal følsomhet mellom Wheatstone broen og input av datalogger.

11. distribusjon av annet muslinger med Gape sensorer i men også-sykling hypoksi

  1. Etter akvariet fugemasse har kurert (ca 30 min) tilbake i annet muslinger til en oksygenrikt holder bøtte med gjennomflytsenhet vann minst 5 h å tillate akvariet tetningsmasse lekke før neddykking i eksperimentet.
  2. Sted østers i akvariet i oppstarten fasen til supersaturation (SS) platået (figur 2).

12. utvinning av annet muslinger med Gape sensorer

  1. Når du gjenoppretter østers fra akvariet med men også-sykling hypoxiaat slutten av to dagers perioden, bruk fingrene til å utløse østers for å lukke og produserer en avsluttende signal i sensor spenningen. På denne måten kan retning og omfanget av avsluttende signalet registreres
  2. Definere østers som åpen hvis sensorverdien er større enn ½ av lukkede verdien. Definere østers som lukket hvis sensorverdien er mindre enn ½ avsluttende verdien.
    Merk: Østlige østers ikke åpne mye på middels rekkevidde.

13. linearization rå ventil Gape data

Figure 4
Figur 4. Linearization av rå gape data i en østers. (a) 14 h lys: 10t mørke faser, (b) [DO] over en to-dagers periode med perioder med alvorlig hypoksi ([gjør] 0.6 mg/L), (c) rå gape data gang rekke en østers. Lineær drift av dataene er forårsaket av korrosjon av sensoren og fjernes i etterbehandling, (d) gape tid dataserie etter post-prosessering, (e) tilnærmet sanntid. For å bestemme størrelsen og retningen for lukking topp, utløses østers for å lukke på slutten av en kjøre. Størrelsen varierer mellom ulike sensorer. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Visuelt identifisere østers gape aktivitet, og bruke lukket (eller åpne, uansett hvilken er lengre) faser av annet muslinger å bestemme instrument drift. Bruk IF-setninger i regneark merke lukket verdiene med en og åpne verdier med null (f.eks = hvis (celle > 5, 1 (sann), 0 (USANN))).
  2. Fjern de korteste fasene og kjøre en lineær regresjon på den gjenværende rådata. Bruk regresjonsligningen for å linearize eksperimentelle data (Figur 4). Linearization har gjøres individuelt for hver sensor.
    Merk: Sensoren drift er lineær over kort (minutter) og lange (dager) tid skalaer og mengden av drift varierer fra sensor til sensor. Drift er vanligvis ubetydelig kort tidsrom som en time, der bare sporadisk lineær drift har vært nevnt. Sensoren drift nødvendiggjør at kalibreringer ventil gape og sensor gape må gjøres separat for hver sensor og at en linearization har gjøres for hver sensor i etterbehandling av dataene.

14. kalibrering av sensorer: faktiske Gape bredde Versus Sensor mV

I en side eksperimentet, kan sensor spenning kalibreres til faktiske gape bredden på østers.

  1. I et akvarium, sette opp en østers med gape sensor. Starte gape opptak. Utløse østers lukkes ved å berøre den. Like etter vil østers åpne opp igjen.
  2. Som østers er åpne, ta bilder og skrive ned sensor spenningen av gape apparater hver gang et bilde er tatt. Hold rede på hvilke bilde går med hvilke gape apparater lesing. Plass en referanse skala i bildet, på samme nivå av ventilene.
  3. Analysere avstanden østers er åpen i hvert bilde (mm) bruker en åpen kildekode image behandlingsprogram som ImageJ.
  4. Sammenligne faktiske gape bredden til sensoren spenning og kjøre en regresjonsanalyse. Dette gir kalibreringen til åpningen status og ytterligere sensor målinger kan deretter knyttes til faktiske gape bredden på bivalve.
    Merk: Mens dette viser gape bredde lineært gjelder sensor spenning, i virkeligheten, denne prosessen tar for lang tid og ble ikke utført for hypoksi gape eksperimenter. For hypoksi gape eksperimentene var det viktig å fjerne østers for minst tid er nødvendig fra deres akvarier å utstyre dem med sensorer og returnere dem til akvarier. For noen eksperimenter, gape bredde målingen kan være viktig og kalibrering teknikkene ovenfor bør følges.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Østers utsatt for uavbrutt normoxic marinsystemer vann (ingen hypoksi i lav platå fasen av den daglige syklusen) var åpne mesteparten av tiden og bare kort lukket sjelden (figur 5). Når de lukket varierte fra østers til østers. Dette mønsteret har også blitt funnet ved Loosanoff og Nomejko 194644 og Higgins 198039. Østers også svarte ikke på forskjellen i mørke og lyse faser.

Figure 5
Figur 5 . (a-g) Et delsett av gape svar av syv østers utsatt for (h) to dager av normoxia ([gjøre] = 7.3 mg/L) lukke noen ganger hver østers med et annet mønster. Simulert natten er angitt i svarte striper, simulert dagtid med hvit barer. Dette tallet er endret fra Porter og Breitburg 201663. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

De fleste østers utsatt for alvorlig hypoksi ([gjøre] = 0.6 mg/L) under lav platået fase under men også-sykling hypoksi lukket snart etter målet [DO] ble nådd, og noen østers selv lukket før målet [DO] ble nådd og forble stengt for mesteparten av tiden som alvorlig hypoksi fortsatte (figur 6). Kontroll og sykliske pH påvirke ikke gape.

Figure 6
Figur 6. (a-g) Et delsett av gape svar av syv østers utsatt for (h) to dager av men også-sykling hypoksi med alvorlig hypoksi ([gjøre] = 0.6 mg/L) i lav platå fasen. Simulert natten er angitt i svarte striper, simulert dagtid med hvit barer. Dette tallet er endret fra Porter og Breitburg 201663. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Med mild hypoksi ([gjøre] = 1,7 mg/L), nedleggelser ofte oppstått senere i lav platå fasen i stedet for på punktet når målet [DO] ble nådd (figur 7).

Figure 7
Figur 7. (a-g) Et delsett av gape svar av syv østers utsatt for (h) to dager av men også-sykling hypoksi med mild hypoksi ([gjøre] = 1,7 mg/L) i lav platå fasen. Simulert natten er angitt i svarte striper, simulert dagtid med hvit barer. Strømtilførselen ble brutt i c, e, g ("ingen data"). Dette tallet er endret fra Porter og Breitburg 201663. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

I fasen for lav platå med variert [DO] østers under alvorlig ([gjøre] = 0.6 mg/L) men også-sykling hypoksi med kontroll pH (pH = 7,8) samt sykliske pH (pH = 7,8-7.0) var stengt betydelig lenger enn østers under normoxia (7.3 mg gjøre / L). Det var ingen vesentlig forskjell i nedleggelser mellom kontrollen og sykliske pH under alvorlig hypoksi. Østers under mild ([gjøre] = 1,7 mg/L) men også-sykling hypoksi ble stengt lignende mengder tid under lav platået som østers under alvorlig hypoksi med kontroll pH eller sykliske pH. I tillegg ble østers under mild men også-sykling hypoksi stengt en lignende mengde tid som østers under normoxia i lav platå fasen. Det var ingen vesentlig forskjell i nedleggelser mellom kontrollen og sykliske pH under alvorlig hypoksi i noen av fasene.

I normoxia-fasen etter lav platået, østers som opplevde alvorlig hypoksi under lav platået var åpne mesteparten av tiden (Figur 8) og de åpnet ofte mens [DO] nivåer var en gradvis oppbygging, selv før normoxia platået hadde nådd) Figur 6). Under supersaturation og normoxia etter supersaturation faser, henholdsvis var østers alle behandlinger åpne mesteparten av tiden. Østers viste disse mønstrene over gjentatte men også går over to dager tid span.

Figure 8
Figur 8. Prosent tid østers ble lukket under (a) lav platå, (b) normoxia etter lav platå, (c) supersaturation, og (d) normoxia etter suspersaturation faser under den men også sykling [Do]. Under lav platå fase i (a): "0,6, syklisk" = [DO] 0.6 mg/l (alvorlig hypoksi), syklisk pH (pH = 7,8-7.0) (n = 4); "0,6, kontroll" = [DO] 0.6 mg/l (alvorlig hypoksi), kontrollere pH (pH = 7,8) (n = 4); "1.7, syklisk" = [DO] på 1,7 mg/L (mild hypoksi), syklisk pH (pH = 7,8-7.0) (n = 4); "kontroll, kontrollen" = [DO] 7.3 mg (normoxia), kontrollere pH (pH = 7,8) (n = 4). Statistisk forskjeller angis av forskjellige bokstaver over stolpene (nestet ANOVA, p≤ 0,05). Feilfelt er standardfeil for gjennomsnittet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

I fasen for lav platå 1/3 eller flere østers fra den alvorlige hypoksi, syklisk pH var lukket 70% av tiden og østers fra den alvorlige hypoksi, kontrollere pH ble lukket 49% av tiden (figur 9). I kontrast i fasen for lav platå var 1/3 eller flere østers fra mild hypoxic sykliske pH lukket 29% av tiden og fra normoxic kontroll pH behandling 12% av tiden. De fleste østers som lukket samtidig i fasen for lav platået var 82% og 67% av østers i alvorlig hypoksi, syklisk pH og alvorlig hypoksi, kontrollere pH behandlinger, henholdsvis. I mild hypoxic, syklisk pH behandling, opptil 45% av østers lukket under lav platå og østers utsatt for bare normoxia maksimalt 42% kort lukket samtidig. I normoxia etter lav platået, supersaturation og normoxia etter supersaturation, sjelden mer enn 1/3 av østers lukket samtidig.

Figure 9
Figur 9 . Prosent av østers lukket samtidig under lav platå, normoxia etter lav platå, supersaturation og normoxia etter supersaturation faser avbildet ifigur 2. For (a), lav platået var alvorlig hypoxic ([gjøre] = 0.6 mg/L) og hadde sykliske pH (pH = 7,8-7.0) (n = 13 østers). (B), lav platået var mildt hypoxic ([gjøre] = 1,7 mg/L) og hadde sykliske pH (pH = 7,8-7.0) (n = 11 østers). (C), lav platået var alvorlig hypoxic ([gjøre] = 0.6 mg/L) og hadde kontroll pH (pH = 7,8) (n = 11 østers). (D), lav platå fasen var normoxic ([gjøre] = 7.3 mg/L) (n = 11 østers). Vannrett linje viser hvor en tredjedel av østers ble lukket samtidig. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet. 

Gape bredde er lineært knyttet til sensoren mV (Figur 10). Retningen at sensoren er festet på ventilen bestemmer signalet.

Figure 10
Figur 10 . Kalibreringer gape sensor spenning for å faktisk gape bredden på østers. (a, b) Gape sensor fører festet til høyre ventilen av østers, (c, d) gape sensor fører festet til venstre ventilen. For konsistens i retning av responsen, skal sensorer være festet i samme ventilen retning av hver østers. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet. 

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Typisk studier fokus på kontinuerlig, utvidet tidsperioder av oksygen og svaret, ofte målt som overlevelse, av dyr. Men i dag er vår forståelse av atferdsdata svar dyr men også-sykling hypoksi minimal63. Dermed bør flere studier fokusere på virkemåten til organismer svar men også-sykling hypoksi som forekommer regelmessig i løpet av sommeren i mange elvemunninger7,8.

Her presenterer vi en metode for kontinuerlig måling atferdsdata svar av annet muslinger men også-sykling hypoksi og sykliske pH. Østers svarte ikke på behaviorally men også-sykling av pH. Imidlertid reagert østers sterkt oksygen forhold ved sterkt redusere shell gape. Videre mer enn en tredjedel av østers stengt samtidig for lange perioder under hypoxic behandlinger, men åpnet mest igjen under normoxic fasen som fulgte. Øke gape og redusere ventil lukking å kompensere for utvidet ganger av ventil lukking under den alvorlige hypoksi kan redusere effekten av men også-sykling hypoksi på østers seg og på Planteplanktonet de filtrerer. Slik opptreden erstatning kan derfor minimere næringskjeden eller økosystem effekter.

Et viktig skritt i denne SGM metoden er å forsegle vellykket gape sensoren. Hvis sensoren ikke er lukket ordentlig, kan sjøvann få press måle øke drift og til slutt gjengi den ubrukelige. 29 sensorer ble distribuert i løpet av en mesocosm eksperiment i Bergeron (2005)64 og tiden som fungerte de vurdert. De lengstlevende sensorene fungerte for mer enn 16 d, når forsøket ble avsluttet. På kortest tid en sensor varte var 0,5 d. Gjennomsnittlig lengde på vellykket sensor distribusjon var 4,9 ± 3.0 dager, som inkluderer sensorer som ble avsluttet tidlig. De fleste sensorer jobbet over todagers distribusjonen i men også-sykling hypoksi eksperiment.

Levetiden for sensorer bør forbedres, selv om den gjeldende enheten er egnet for mange programmer. Akvariet tetningsmasse inneholder eddiksyre som kan øke korrosjon i sensorer. I fremtiden, bør ikke Sure elektronikk silikon RTV brukes. Dette kan også forhindre den lineære drift som ble funnet og som måtte fjernes i etterbehandling. I dag er det anbefalt å konstruere en ny sensor for hver gape kjøre.

En nåværende begrensning er at SGM er bare brukt i et laboratorium og sensor kabler må gjøres tilstrekkelig lang til å nå de ulike akvarier. En annen begrensning av metoden er at analyser utføres ikke automatisk og må utføres for hånd og den lineære drift må rettes individuelt. Hvis den faktiske gape plassen av bivalve skal måles, har hver sensoren kalibreres, som signal størrelsen varierer fra sensor til sensor. Det er viktig på slutten av en kjøre å utløse bivalve for å få nær størrelsen og retningen av avsluttende innsamlingslageret. Hvis gape måles i feltet ugunstige miljøforhold som perioder av oksygen kan oppdages ved å overvåke annet muslinger med SGM og oppdage når mer enn en tredjedel Lukk samtidig.

Før Porter og Breitburg (2016)63, ventil gape hadde ikke vært målt på annet muslinger utsatt for men også-sykling hypoksi. Imidlertid finnes ulike teknikker for å måle ventil gape. En fordel med denne teknikken er at det er svært billig og krever ikke direkte synslinje til bivalve. Gjentakende kostnader er bare kostnadene for Måløy. Systemet kan også gjøres feltet-deployerbare huset Wheatstone broen og datalogger i vanntett kabinett fjernes regelmessig for å laste ned data. De annet muslinger ville bli plassert i en våt kupé.

Vi demonstrere betydelig ventil gape svar østers å men også-sykling hypoksi og demonstrere at østers ikke svarer sykliske endringer i pH. Fremtidig bør fokusere på bedre tetting sensoren for å ytterligere redusere tidlig sensor svikt og drive muligens bruke fleksible varme-smelte teip i Jou et al. (2013) 57 og bruke ikke Sure elektronisk RTV silikon. Fremtidige studier bør måle ventil gape svaret av andre bivalve arter men også-sykling hypoksi og også undersøke effekten av men også-sykling hypoksi og mat begrensning på ventilen gape atferd. Det er kjent at annet muslinger Lukk svar på lav mat konsentrasjoner, men samspillet mellom men også-sykling hypoksi og mat konsentrasjon har ikke blitt undersøkt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Vi har ikke noe å avsløre.

Acknowledgments

Vi takker Melinda Forseth for å ta bilder av østers og måle gape bredden i ImageJ. Vi takker Denise Breitburg for tilgang til akvarier med men også sykling hypoksi og sykliske pH forhold. Vi takker Smithsonian Environmental Research Center, Edgewater, Maryland, for plass for eksperimenter. Hypoksi eksperimentene ble finansiert av en National Oceanic and Atmospheric Administration - senter for sponset kyst Ocean Research grant. NA10NOS4780138 og Smithsonian Hunterdon fondet til Denise Breitburg. Ventilen gape målinger under hypoksi eksperimenter ble finansiert av fakultetet ekstrautstyr stipend ved Washington College til Elka T. Porter.

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

Miljøfag problemet 138 ventil gape Crassostrea virginica østlige østers men også-sykling hypoksi syklisk pH bivalve atferd bivalve gape SGM
En Strain Gauge skjerm (sdb) for kontinuerlig ventil Gape målinger i Bivalve bløtdyr svar på laboratoriet indusert men også-sykling hypoksi og pH
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