Waiting
Login processing...

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

Behavior

تقييم تأثير شخصية على حساسية للحقول المغنطيسية في الزرد

Published: March 18, 2019 doi: 10.3791/59229

Summary

يمكننا وصف بروتوكول سلوكية المصممة لتقييم كيفية تأثير الشخصيات الزرد في استجابتها للمياه، التيارات والمجالات المغناطيسية الضعيفة. يتم فصل الأسماك مع الشخصيات نفسها استناداً إلى سلوكها الاستكشافية. ثم يلاحظ سلوكهم اتجاه رهيوتاكتيك في نفق سباحة مع معدل تدفق منخفض وتحت ظروف مختلفة المغناطيسية.

Abstract

لتوجيه أنفسهم في بيئتهم، دمج الحيوانات على مجموعة واسعة من الرموز الخارجية، التي تتفاعل مع عدة عوامل داخلية، مثل شخصية. وهنا يصف لنا سلوكية بروتوكول مصمم لدراسة تأثير شخصية الزرد على استجابتها التوجه إلى عدة منبهات البيئية الخارجية، تحديداً التيارات المائية والحقول المغناطيسية. ويهدف هذا البروتوكول فهم ما إذا كانت استباقية أو الزرد رد الفعل عرض عتبات رهيوتاكتيك مختلفة (أي سرعة تدفق الذي يبدأ السمك السباحة ضد التيار) عندما يتغير المجال المغناطيسي المحيطة اتجاهه. تحديد الزرد مع نفس السمات، يتم إدخال الأسماك في الظلام نصف خزان متصل مع فتحه ضيقة لنصف مشرق. فقط استباقية الأسماك استكشاف الرواية، البيئة مشرق. لا تقم بإنهاء الأسماك رد الفعل في النصف المظلم من الدبابة. يستخدم نفق سباحة مع معدلات التدفق المنخفض لتحديد عتبة رهيوتاكتيك. يصف لنا اثنين من الأجهزة للتحكم في المجال المغناطيسي في النفق، في نطاق شدة المجال المغناطيسي للأرض: واحد يتحكم في المجال المغناطيسي على طول اتجاه التدفق (بعد واحد) ويسمح عنصر تحكم ثلاثة محورية للمجال المغناطيسي. يتم تصويره الأسماك بينما تعاني بزيادة تدريجية لسرعة تدفق في نفق تحت مختلف المجالات المغناطيسية. بيانات عن سلوك التوجه التي تم جمعها من خلال إجراءات التعقب بالفيديو وتطبيقها على نموذج سوقي للسماح بتحديد عتبة رهيوتاكتيك. نحن تقرير الممثل النتائج التي تم جمعها من الضحالة الزرد. وتبين هذه على وجه التحديد، أن الأسماك إلا رد الفعل، والحكمة إظهار اختلافات عتبة رهيوتاكتيك عندما يختلف المجال المغناطيسي في اتجاهه، بينما الأسماك استباقية لا تستجيب للتغيرات في المجال المغناطيسي. يمكن تطبيق هذه المنهجية لدراسة حساسية المغناطيسية والسلوك رهيوتاكتيك لكثير من الأنواع المائية، سواء عرض الانفرادي أو الضحالة استراتيجيات السباحة.

Introduction

في الدراسة الحالية، ويصف لنا بروتوكول المستندة إلى مختبر سلوكية التي لها نطاق التحقيق في دور شخصية الأسماك على استجابة التوجه الضحالة الأسماك إلى إشارات التوجه الخارجي، مثل التيارات المائية والحقول المغناطيسية.

نتيجة القرارات التي توجه للحيوانات من وزنها مختلف المعلومات الحسية. عملية اتخاذ القرار يتأثر بقدرة الحيوان على التنقل (مثل القدرة على تحديد والحفاظ اتجاه)، حالته الداخلية (مثلاً، احتياجات التغذية أو الإنجابية)، وقدرته على التحرك (مثلاً، تحرك الميكانيكا الحيوية)، وعدة إضافية العوامل الخارجية (على سبيل المثال، الوقت من اليوم، التفاعل مع كونسبيسيفيكس)1.

دور الدولة الداخلية أو شخصية الحيوان في سلوك اتجاه هو غالباً غير مفهومة أو لم تستكشف2. وتنشأ تحديات إضافية في دراسة التوجه للأنواع المائية الاجتماعية، التي غالباً ما تؤدي منسقة واستقطاب مجموعة حركة السلوك3.

التيارات المائية تلعب دوراً رئيسيا في عملية التوجه للأسماك. الأسماك توجيه المياه التيارات من خلال استجابة أونكونديتيونيد يسمى رهيوتاكسيس4، الذي يمكن أن يكون إيجابيا (أي، المنبع الموجه) أو سالبة (أي المصب الموجه) ويستخدم للعديد من الأنشطة، بدءاً من جمع العلف للتقليل إلى أدنى حد من الإنفاق النشطة5،6. وعلاوة على ذلك، تفيد مجموعة متنامية من الأدب أن العديد من أنواع الأسماك استخدام المجال المغنطيسي الأرضي للتوجيه والملاحة7،،من89.

دراسة الأداء رهيوتاكسيس والسباحة في الأسماك يجري عادة في تدفق الدوائر (المسايل)، حيث يتعرض السمك لزيادة سرعة تدفق، التدرجي من منخفض إلى سرعات عالية، غالباً ما حتى استنفاد (تسمى السرعة الحرجة)10، 11. من ناحية أخرى، حققت الدراسات السابقة دور المجال المغناطيسي في الاتجاه من خلال مراقبة سلوك سباحة الحيوانات في الساحات مع المياه ما زال12،13. هنا، يمكننا وصف تقنية مختبرات التي يسمح للباحثين لدراسة سلوك الأسماك أثناء التعامل مع التيارات المائية والمجال المغناطيسي. واستخدمت هذه الطريقة للمرة الأولى على الضحالة الزرد (دانيو rerio) في دراستنا السابقة، مما يؤدي إلى الاستنتاج بأن التلاعب بالمجال المغناطيسي المحيطة يحدد عتبة رهيوتاكتيك (أي، الحد الأدنى من المياه السرعة التي الضحالة الأسماك المشرق المنبع)14. ويستند هذا الأسلوب استخدام الدائرة المسايل مع بطء تدفق جنبا إلى جنب مع إعداد تهدف إلى التحكم في المجال المغناطيسي في المسايل، ضمن مجموعة شدة المجال المغناطيسي للأرض.

النفق السباحة المستخدمة لمراقبة سلوك الزرد يرد في الشكل 1. النفق (مصنوعة من اﻷكريليك nonreflecting اسطوانة قطرها 7 سم وطولها 15 سم) متصل بإعداد للتحكم في معدل تدفق14. مع هذا الإعداد، يختلف نطاق معدلات التدفق في النفق بين 0 و 9 سم/ثانية.

للتعامل مع المجال المغناطيسي في النفق السباحة، فإننا نستخدم نهجين المنهجية: الأول أحادي البعد، والثاني ثلاثي الأبعاد. لأي تطبيق، هذه الأساليب التعامل مع المجال المغنطيسي الأرضي الحصول على شروط محددة المغناطيسية في كمية محددة من المياه – وهكذا جميع قيم كثافة المجال المغناطيسي التي ذكرت في هذه الدراسة تشمل المجال المغنطيسي الأرضي.

فيما يتعلق أحادية البعد نهج15، يتم معالجته الحقل المغناطيسي على طول اتجاه تدفق المياه (المعرفة كمحور س) استخدام لولبي ملفوفة حول النفق السباحة. وهذا متصل بوحدة طاقة، ويولد الحقول المغناطيسية ثابتة موحدة (الشكل 2A). وبالمثل، في حالة النهج ثلاثي الأبعاد، يتم تعديل الحقل المغنطيسي الأرضي في وحدة التخزين التي تحتوي على نفق السباحة استخدام لفائف أسلاك الكهربائية. ومع ذلك، قد لفائف للتحكم بالمجال المغناطيسي في ثلاثة أبعاد، تصميم ثلاثة أزواج هلمهولتز متعامد (الشكل 2). كل زوج هلمهولتز يتألف من اثنين لفائف التعميم الموجه على طول ثلاثة اتجاهات الفضاء متعامد (x، y، و z) ومزودة بجهاز الاستشعار المغنطيسي ثلاثة محورية يعملون في ظروف مغلقة. يعمل أجهزة قياس المغنطيسية مع كثافة الحقل قابلة للمقارنة مع المجال الطبيعي للأرض، وأنه يقع بالقرب من مركز هندسي لمجموعة لفائف (حيث يقع النفق السباحة).

علينا أن ننفذ التقنيات الموضحة أعلاه لاختبار الفرضية القائلة بأن سمات الشخصية من الأسماك يؤلف من السرب تؤثر على طريقة الاستجابة للمجالات المغناطيسية16. نقوم باختبار الفرضية القائلة بأن الأفراد مع شخصية استباقي وتفاعلي17،18 تستجيب بشكل مختلف عندما تتعرض لتدفقات المياه والحقول المغناطيسية. لاختبار هذا، نحن أولاً فرز الزرد استخدام منهجية المتبعة لتعيين وأفراد المجموعة التي هي استباقية أو رد الفعل17،19،،من2021. ثم نقوم بتقييم سلوك رهيوتاكتيك الزرد السباحة في أسراب تتألف فقط من رد الفعل الأفراد أو تتألف فقط من الأفراد استباقية في الدبابة المسايل المغناطيسية التي نقدم كنموذج للبيانات.

ويستند أسلوب الفرز ميل مختلف الأفراد استباقية وتفاعلية لاستكشاف بيئات رواية21. على وجه التحديد، يمكننا استخدام خزان مقسمة إلى مشرق وجانب مظلم17،19،،من2021 (الشكل 3). هي تأقلم الحيوانات إلى الجانب المظلم. عند الوصول إلى الجانب المشرق مفتوح واستباقية الأفراد تميل إلى الخروج بسرعة في النصف المظلم من خزان لاستكشاف البيئة الجديدة، في حين أن الأسماك رد الفعل لا تترك خزان الظلام.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

قد أقرها البروتوكول التالية برعاية الحيوان المؤسسية واستخدام اللجنة لجامعة نابولي فيديريكو الثاني، نابولي، إيطاليا (2015).

1-الحيوان الصيانة

  1. استخدام دبابات على الأقل 200 لتر لاستضافة السرب مالا يقل عن 50 فردا من كلا الجنسين في كل دبابة.
    ملاحظة: كثافة الأسماك في الخزان قد يكون الحيوان واحدة لكل 2 لتر أو أقل. في ظل هذه الظروف، سيتم عرض الزرد السلوك العادي الضحالة.
  2. تعيين شروط الصيانة كما يلي: درجة الحرارة في 27 – 28 درجة مئوية؛ التوصيل في < 500 ميكروثانية؛ الرقم الهيدروجيني 6.5 – 7.5؛ لا3 في < 0.25 مغ/لتر؛ وكبيرة ضوء: الظلام في 10 h:14 ح.
    ملاحظة: يجب استخدام شروط عقد متطابقة للسكان مختلطة والسكان استباقي وتفاعلي المنفصلين عن ذويهم.

2-شخصية مختارة في الزرد

  1. إعداد ووضع خزان اختيار شخصية في غرفة هادئة (الشكل 3) مع نفس المياه المستخدمة في صيانة الدبابات.
  2. ضع كاميرا الفيديو أعلاه أو في الجانب من الدبابة. توصيل الكاميرا بجهاز كمبيوتر مع جهاز يقع في منطقة حيث لا يوجد أي اتصال مرئي مع الدبابة.
  3. حدد تسع الأسماك عشوائياً من خزان الصيانة ونقلها إلى الجانب المظلم من خزان اختيار شخصية، باستخدام شبكة كنتلس.
    ملاحظة: في محاولة للحد من التفاعلات مع الدبابات والسمك في أقل وقت ممكن. تجنب الضوضاء والحركات السريعة. إذا لزم الأمر، نقل الحيوانات في وحدة تخزين صغيرة تنقل الدبابات (حوالي 2 لتر) مع المياه من خزان القابضة. لتجنب التعرض للهواء من الحيوانات، استخدم كوب 250 مل وحمل الحيوان للدخول في الكأس برفق. في محاولة لتقليل وقت الالتقاط، وتجنب جمع الأسماك متعددة كما أنها قد تسبب الأضرار المادية للحيوانات ولا يحملون الأسماك لأكثر من بضع ثوان في الصافي، وهذه العوامل يمكن أن تزيد من التوتر. ويجب تغذية الأسماك ad متواصلة قبل أن تحول إلى خزان التجريبية. وهذا يحد من إمكانية أن اتجاهات مختلفة من سلوك البحث عن الغذاء سوف يؤثر على سلوك الأفراد أثناء التجربة التالية22. إجراء نسخ متماثل تجارب في نفس الوقت من اليوم. وهذا يقلل من تغير في سلوك المجموعات التجريبية التي تسببها ممكن circadian إيقاعات23.
  4. بعد 1 ساعة تأقلم، فتح الباب انزلاق.
    ملاحظة: ويعتبر الأفراد الذين الخروج من الحفرة، استكشاف الجانب المشرق من الخزان داخل 10 دقيقة، استباقية21.
  5. بعد 10 دقيقة، بلطف إزالة الأفراد استباقية من الدبابات ونقلها إلى خزان الصيانة الاستباقية.
  6. وبعد 15 دقيقة، جمع الأسماك التي لا تزال في مربع المظلمة، التي تعتبر رد الفعل21، ونقلها إلى خزان الصيانة رد الفعل.
    ملاحظة: تجاهل الأسماك التي تنتقل إلى الجانب المشرق من الدبابة بعد 10 دقيقة21. إجراء اختبار شخصية مع تسعة من الأسماك في وقت واحد حتى يتم جمع العدد المطلوب من الأسماك استباقية ورد الفعل اللازم للاختبارات المبينة في القسم 5. يمكن التحقق من الاتساق لشخصية استباقية وتفاعلية بشكل منتظم باستخدام نفس النهج.

3-إعداد الحقل المغناطيسي مع "التلاعب المجال المغناطيسي أونيديمينسيونال"27

  1. قم بالتبديل في وحدة الطاقة (الشكل 2A).
  2. وضع النفق ملفوف في الموقع حيث سيتم البروتوكول رهيوتاكتيك يؤديها لكن تبقى من قطع اتصال جهاز السباحة (الشكل 2A) (المادة 5). مكان تحقيق مغناطيسي متصلة مع غاوس/تيسلاميتير داخل النفق والتحقق من الجهد الذي لا بد من الحصول على قيمة الحقل المغناطيسي المختار على طول المحور الرئيسي للنفق.
    ملاحظة: بسبب خصائص اللولبي المغناطيسي، المجال معقول موحدة داخل النفق؛ يمكن التحقق من هذا عن طريق تحريك المسبار ببطء رأسياً وأفقيا.
  3. قطع الاتصال بالمسبار وتوصيل النفق تدفق الجهاز السباحة.
  4. ابدأ مع بروتوكول رهيوتاكتيك (القسم 5).

4-تعيين أعلى الحقل المغناطيسي مع المجال المغناطيسي ثلاثي الأبعاد التلاعب27

  1. التبديل على وحدة المعالجة المركزية، ولجنة المساعدة الإنمائية، ولفائف السائقين (الشكل 2).
  2. تعيين المجال المغناطيسي الذي تم اختياره في كل واحد من هذه المحاور الثلاثة (x، y، و z).
  3. وضع النفق في وسط مجموعة أزواج هلمهولتز.
  4. ابدأ مع بروتوكول رهيوتاكتيك (القسم 5).

5-اختبار رهيوتاكسيس الزرد في قاعة تدفق

  1. نقل الأسماك واحد إلى خمسة إلى النفق تدفق استخدام خزان ل 2 مع الجانبين والأسفل محجوبة.
  2. قم بتشغيل المضخة وتعيين معدل التدفق في النفق إلى 1.7 cm/s.
    ملاحظة: سوف تبقى هذه المياه تسير ببطء المياه في النفق اﻷوكسيجين وسوف يسهل استرجاع الحيوانات.
  3. واسمحوا الحيوانات تأقلم لنفق السباحة ح 1.
  4. بدء تسجيل الفيديو من سلوك الأسماك في النفق.
    ملاحظة: ونحن تستخدم كاميرا (مثلاً العمل يي ك 4) مع جهاز التحكم عن بعد (مثل Bluetooth) وحفظ الفيديو ميلا في الغالون (30 إطارات/ثانية).
  5. بدء زيادة تدريجية لمعدل التدفق وفقا للبروتوكول التجريبي الذي تم اختياره (1.3 cm/s في هذه الدراسة؛ الشكل 4).
    ملاحظة: لهذا البروتوكول، قمنا باستخدام معدلات التدفق المنخفض الذي، الزرد، تتراوح من 0 إلى 2.8 BL (أطوال الجسم)/s. سرعة تدفق هذه في حدود أقل من معدلات التدفق التي تحفز السباحة التوجه المستمر في الزرد (3% – 15% سرعة الحرجة سباحة [يوالحرجة])24. ويرتبط استخدام معدلات التدفق المنخفض (البروتوكول التالي بريت25) الخصائص السلوكية محددة لهذه الأنواع من حضور التيارات المائية. وتميل الزرد للسباحة على طول محورها الرئيسي للدائرة، تحول في كثير من الأحيان، حتى في وجود flow المياه، وتميل إلى السباحة كل من المنبع والمصب24،26. ويتأثر هذا السلوك بمعدل flow المياه، تختفي بسرعة عالية نسبيا (> 8 BL/s)26، عند الحيوانات تسبح باستمرار التي تواجه المنبع (استجابة إيجابية كاملة رهيوتاكتيك). الرأسي ومستعرضة تشرد نادرة جداً.
  6. تنفيذ مورفوميتري للحيوانات (الجنس وإجمالي طول [TL] أو طول تفرع [فلوريدا] BL) على صور للأسماك في دائرة شكلي.
    1. قم بتحديد الصورة المناسبة.
    2. فتح الصورة في إيماجيج.
    3. يحيط علما بجنس الحيوان (الزرد الذكور هي نحيلة وتميل إلى أن تكون صفراء، في حين أن الإناث هي أكثر تنوعاً، وتميل إلى أن تكون الملونات الأزرق والأبيض).
    4. انقر فوق تحليل > ضبط مقياس وتعيين حجم الصورة بالسنتيمتر، استخدام طول النفق الأفقي كله كمرجع.
    5. انقر فوق تحليل > قياس وسجل خطي طول الحيوان.
    6. حساب وزن الجسم (الأسلحة البيولوجية).
      ملاحظة: يتم حساب وزن الجسم من علاقات الجنس-فلوريدا-BW بنيت سابقا في المختبر أو من بيانات التعريف. الإجراء بأكمله يتجنب الإجهاد التلاعب على الحيوانات.

6-تتبع الفيديو

  1. قم بفتح ملف الفيديو مع أداة نمذجة وتحليل أشرطة الفيديو 4.84 المقتفي.
    ملاحظة: إذا لزم الأمر، تصحيح أي تشويه الفيديو باستخدام المنظور وتشويه شعاعي، filters.
  2. انقر فوق تنسيق النظام في القائمة العليا وتعيين وحدات الطول بالسنتيمتر ووحدات الوقت لثوان.
  3. انقر فوق ملف > استيراد > الفيديو وفتح واحد من أشرطة الفيديو في 4.84 المقتفي.
  4. انقر فوق "تنسيق محاور" وتعيين النظام المرجعي تتبع موقف الأسماك على مر الزمن، مع المحور x على طول النفق. تعيين الأصل في زاوية منخفضة المصب إنهاء الجدار (في المياه منفذاً).
  5. انقر فوق المسار > جديد > نقطة الشامل وبدء تعقب الأسماك واحدة في وقت واحد. تتبع آخر 5 دقائق لكل خطوة من الأسماك تنفق كل معدل تدفق.
  6. تقدم الفيديو يدوياً في إطار خمس فترات (0.5 s) وعلامة الوقت والموقف من الحيوان في كل منعطف المجاري (UDt؛ نقاط حمراء في الشكل 5)، وفي كل منعطف المصب المنبع (دوت؛ وتكون هذه النقاط زرقاء في الشكل 5).
    ملاحظة: استخدام موقف العين fish كمرجع للموقف fish. تتبع موقف الحيوان باستخدام كتلة نقطة. استبعاد من التعقب أي فترة السباحة غير الموجهة (أي مناورة الوقت).
  7. في نهاية كل دورة التعقب، حدد قيم س والوقت القيم من الجدول الموجود في الركن الأيمن السفلي من إطار البرنامج. انقر بالزر الأيمن على البيانات، وانقر فوق نسخ البيانات > الدقة الكاملة.
  8. حفظ قيم الوقت وقيم س لكل تحول المواقف في ملف جدول بيانات قالب حساب إجمالي الوقت المنبع (مجموع كافة الفترات الفاصلة بين UDts ودوتس) وإجمالي الوقت المصب (مجموع الفترات الفاصلة بين دوتس والاتحاد الديمقراطي التيموري)، فضلا عن القيم مؤشر رهيوتاكتيك في النسب المئوية (ري %) لكل تدفق للخطوة (انظر الشكل 5).
    ملاحظة: هو كمياً في سلوك رهيوتاكتيك نسبة من إجمالي الوقت المنحى التي تنفق الأسماك التي تواجه المنبع (السباحة أو نادراً ما تجميد [أي أنهم البقاء لا يزال في الجزء السفلي من النفق]27). ويعرف هذا النسبة % ري (الشكل 5).
    Equation

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

كنموذج للبيانات فإننا نعرض النتائج المحققة في السيطرة على المجال المغناطيسي على طول اتجاه تدفق المياه في رد الفعل واستباقية الضحالة الزرد16 باستخدام الإعداد هو موضح في الشكل 2 (أ) (انظر المادة 3 من البروتوكول). هذه النتائج تظهر كيف يمكن إبراز البروتوكول وصف الفروق في الاستجابات للحقل المغناطيسي في الأسماك مع شخصيات مختلفة. المفهوم العام لهذه المحاكمات يعتمد على الاستنتاج أن اتجاه المجال المغناطيسي بالنسبة لتدفق المياه يؤثر على عتبة رهيوتاكتيك في الضحالة الزرد14. وهكذا، كالتغيرات في المجال المغناطيسي تعدل في رهيوتاكسيس، ويمكن استخدام هذا البروتوكول لتقييم ما إذا كانت استجابة الزرد للحقول المغناطيسية تختلف باختلاف شخصية استباقية أو رد الفعل على28.

في البداية، باستخدام خزان الظلام/مشرق كما هو موضح في الشكل 3، انقسمت الزرد إلى مجموعات مختلفة وفقا لشخصيتهم الاستباقية/رد الفعل. بعد هذا اختبار، ثم تم اختبار أسراب الأسماك الخمس مع شخصية نفس في النفق السباحة اللولبي (الشكل 1 و الشكل 2 أ). تم اختبار مجموعة أسماك 20: الضحال اثنين تتألف من خمسة الأسماك رد الفعل كل (الأسماك رد الفعل 10) والضحال اثنين تتألف من خمسة الأسماك استباقية كل (الأسماك استباقية 10).

مخاض واحدة في وقت كان الفيديو المسجلة أثناء السباحة في النفق وتم تسريع المياه الحالية مع زيادة تدريجية لمعدل التدفق كما تخطيطياً هو مبين في الشكل 4. سمح للأسماك إلى تأقلم ح 1 في النفق. بعد ذلك، قمنا بتطبيق البروتوكول للتقدير الكمي للسلوك رهيوتاكتيك، استخدام بزيادة تدريجية لمعدل التدفق وفقا للبروتوكول بريت الكلاسيكية25. على وجه التحديد، زاد معدل التدفق من 0.4 BL/s كل 10 دقيقة لمجموعة من سبع خطوات متتالية (الشكل 4). سلوك الزرد سجلت طوال مدة التشغيل في النفق (70 دقيقة) بأسرها، وتم حساب قيمة ري في كل خطوة (انظر البروتوكول خطوة 6.8).

أثناء التشغيل في النفق السباحة، تم تعيين الحقل المغناطيسي في أحد الشروط التالية اثنين: 50 μT المصب (أي كان المكون الأفقي [على طول المحور السيني] المجال المغناطيسي بنفس اتجاه تدفق المياه) و 50 μT المنبع (أي كان العنصر الأفقي للمجال المغناطيسي اتجاه معاكس فيما يتعلق بتدفق المياه)16. ولم تتأثر كثافة على طول محاور y و z، فضلا عن كثافة المجموع والميل لمتجه المجال المغناطيسي. كل مخاض الأسماك الخمس تعرضت لواحد فقط من هذين الشرطين المغناطيسية. على سبيل المثال، نظراً للأسماك استباقية، والسرب استباقية واحد كان المجال المغناطيسي توجيه مجرى النهر ومخاض استباقية أخرى كان المجال المغناطيسي الموجه المنبع.

ثم تم تحليل أشرطة الفيديو مع برنامج التعقب بالفيديو (المادة 6 من البروتوكول). وكانت الأسماك الفيديو المسجلة طيلة مدة تشغيل في النفق السباحة. ومع ذلك، تم تعقبها فقط آخر 5 دقائق كل 10 دقيقة طويلة التدرجي الزيادة في معدل التدفق (الشكل 4). أثناء الوقت المتعقبة، سلط الضوء على يتحول كل الأسماك في كل من معدل التدفق (الشكل 5، نقاط البيانات أحمر وأزرق). ثم هذه استخدمت كمراجع لحساب منظمة الروتاري الدولية لكل الأسماك وكل سرعة التدفق (الشكل 5). فهرس ري يتراوح بين 0% و 100%. عند أقل من 50%، مؤشر منظمة الروتاري الدولية يشير إلى أن عرض الأسماك رهيوتاكسيس السلبية (تفشي السباحة المتلقين للمعلومات)؛ عندما ري أعلى من 50%، فإنه يظهر أن هذا الحيوان كان استجابة رهيوتاكتيك إيجابية (تفشي السباحة المنبع). ري لا تختلف كثيرا عن 50% تشير إلى عدم وجود استجابة رهيوتاكتيك. ثم كانت متوسط قيم ري % من جميع الأسماك الخمس في مخاض كل معدل التدفق. وكانت هذه البيانات متوسط قوس الجيب تحويلها واستخدامها لتناسب منحنيات المعروضة في الشكل 6A. وبالتالي، يزيد فهرس رهيوتاكتيك سيجمويدالي عندما تزداد سرعة المياه، مما يتيح التحديد الكمي رهيوتاكسيس بطريقة حسابية بسيطة. يمكن تركيبها العلاقة بين منظمة الروتاري الدولية ومعدل تدفق إلى نموذج السوقي سيجمويدال التالية.

يمكن استخلاص ثلاثة معلمات وتغيراتها من منحنى تناسب. ريهضبة التدابير القصوى ميل الحيوانات إلى توجيه المنبع في نطاق معدلات التدفق التي استخدمت في التجربة. ريأسفل القيمة ري في غياب تدفق المياه، ونظريا، ينبغي أن لا تختلف عن 50%. صآر معدل التدفق الذي يحدث أقصى ميل المنحنى، ويمكن استخدامه كمقياس ل عتبة رهيوتاكتيك6.

النتائج تشير إلى أن عتبة رهيوتاكتيك (صآر) الزرد منخفضة جداً، في المجموعة من بضعة سنتيمترات في الثانية الواحدة. لا تؤثر تغيرات المجال المغناطيسي Rtr الأسماك استباقية (أي تأثير المجال المغناطيسي، تي-اختبار, P > 0.05). معاكس، تغيرات المجال المغناطيسي لها تأثير واضح على السلوك رهيوتاكتيك من الزرد رد الفعل. عندما تم توجيه عنصر الحقل المغناطيسي على طول النفق السباحة المصب، صآر منخفضة جداً ومشابهة للأسماك استباقية. العتبة أعلى بكثير عندما تم توجيه المجال المغناطيسي المنبع (t-اختبار، ف < 0.01).

وكانت قيمةالهضبة ري الحيوانات رد الفعل أقل بكثير عندما تم توجيه المجال المغناطيسي المنبع (t-اختبار، ف < 0.01). تشير هذه النتيجة إلى أن الأسماك رد الفعل ستصل إلى استجابة رهيوتاكتيك الكامل مع هذه الشروط، (ري = 100%) فقط في معدلات تدفق عالية جداً. وهكذا، تبرز هذه النتيجة، بالمقارنة مع Rtr، يوفر ريهضبة أقل من المعلومات حول سلوك حوض السمك. في الواقع، استناداً إلى الفرق القوية في ري رد الفعلالهضبة بين الشرطين المغناطيسي، يمكننا أن نقول أنه، ضمن الحقل المغناطيسي المنحى من المنبع، سيعرض الحيوانات رد الفعل ربما استجابة كاملة رهيوتاكتيك في ماء أعلى تدفق.

ريأسفل القيم تميل إلى أن تكون أعلى (على الرغم من عدم إلى حد كبير) من 50% في الحيوانات استباقية ورد الفعل الحيوانات المعرضة لحقل مغناطيسي المنحى من المتلقين للمعلومات. قد يشير هذا إلى وجود تحيز في البروتوكول نظراً للحيوانات تتميز بعتبة منخفضة للغاية وقد تذكر اتجاه التدفق خلال التأقلم. يمكن وضع بروتوكول مناسب لاختبار هذه الإمكانية.

Figure 1
رقم 1: تمثيل مبسط للسباحة نفق الأجهزة المستخدمة في هذه الدراسة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
رقم 2: الإعداد لعنصر تحكم الحقل المغناطيسي- (أ) التقديم نفق السباحة مع لولبي لتنظيم دورات تعريفية لحقل مغناطيسي ثابت، الأفقي داخل النفق. الملف اللولبي (0.83 يتحول/سم) متصل بوحدة طاقة ويولد الحقول في المجموعة من ±250 µT (كثافة النطاق الذي يشمل نطاق المجال المغناطيسي للأرض). على الجانب الأيسر، تظهر صور النفق اللولبي متصلاً بجهاز السباحة. النفق هو مصنوع من اﻷكريليك ولها لوحات اﻷكريليك مثقبة اثنين توضع في مدخل الماء، التي تضمن التدفق تكون قريبة من طبقية. تعيين مخطط (ب) وصور أزواج هلمهولتز المتعامدة الثلاثة للسيطرة على المجال المغناطيسي في نطاق كثافات المغنطيسية الأرضية. وترد أيضا المسبار المجال المغناطيسي ووحدة المعالجة المركزية ومحول رقمي إلى تناظري ولفائف برامج التشغيل المستخدمة لإغلاق الحلقة. ويتألف كل زوج من لفائف اثنين اللفات دائرية نصف قطرها 30 سم و N (r) = 50 يتحول من الفريق العامل المخصص-14 النحاس الأسلاك. ويوضع ثلاثة محاور مقياس المغنطيسية (الاستشعار) مع اختيار مقياس (± µT 88 إلى ± 810 µT) القريبة من مركز للمجموعة لفائف. يتم تعيين مجموعة أجهزة الاستشعار إلى قيم تتراوح إلى ±130 µT. كما استخدمت هذه القيم للقياسات المبينة في نتائج الممثل (في ظل هذه الظروف، قرار مجس الاسمية حوالي 0.1 µT). يتم التحكم الشدة واتجاه المجال المغناطيسي باستخدام نظام التغذية مرتدة رقمية. جهاز استشعار التدابير المكونات الثلاثة لمتجه المجال المغناطيسي (ثلاثة محاور)، ويتم استخراج الإشارات الخطأ المطابق. ثم، إشارات التصحيح يتم إنشاؤها بواسطة عامل تصفية من integrator بسيطة. الإشارات الرقمية تصحيح تحويل للجهد بواسطة محول رقمي إلى تناظري وتضخيمه من قبل برنامج تشغيل ملف مناسب. وتستخدم هذه الإشارات الأخيرة محرك الأقراص على أزواج هلمهولتز. تواتر أخذ العينات هو ثابت إلى 5 هرتز وتواتر الحلقات مكسب الوحدة حوالي 0.16 هرتز. حالما يتم تعيين التيارات في أزواج هلمهولتز اللفات، يختلف المجال المغناطيسي الكلي أقل من 2 في المائة من قيمته متوسط كثافة في حجم مكعب المركزية (مع حافة [ل] = 10 سم) من الملفات. خلال القياسات، هو rms المجال المغناطيسي µT أقل من 0.2. هو حقل كهربائي ثابت في كل الأجهزة (لوحات A و B) التي تولدها الحالية في لفائف إنتاج الحقل المغناطيسي16. شدة المجال الكهربائي على وشك 0.4 V/m عندما يتم تطبيق الحد الأقصى الحالي؛ هذه القيمة لا يكاد يذكر مقارنة بحقول ثابتة الطبيعية أو الاصطناعية الموجودة في البيئة التي كثافة تناهز 1 كيلو فولت/م17. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3: التمثيل التخطيطي للدبابات (40 سم × 40 سم × 40 سم) يستخدم لفصل استباقية من الأفراد الزرد رد الفعل (وليس في الحجم)، طبقاً لري et al.21- حجم خزان اختيار شخصية من 50 نصف L. للدبابات احتلت من قبل مربع الظلام مع فتحه 5 سم في القطر إلى جانب المربع التي تواجه نصف مشرق للدبابات. وغطت انزلاق باب (غير معروضة)، الذي فتح التوقيع على بدء محاكمة اختيار الحفرة. الجانب المظلم من الخزان يحتاج غطاء قابل للإزالة للسماح بالوصول من ناحية الشباك. وهذا يسهل وضع أو صيد الأسماك قبل وبعد محاكمات السلوكية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
4 الرقم: رسم تخطيطي لمعدلات التدفق المستخدمة أثناء الاختبارات لتحديد عتبة الزرد رهيوتاكتيك. وكان تدفق أثناء فترة التأقلم ح 1 ما يكفي لضمان إمدادات الأوكسجين الكافي الحيوانات. يمكن الافتراض أن إمدادات الأوكسجين مع هذا التصميم، ابدأ حد، حتى في الخطوة الأولى في 10 دقيقة مع تدفق 0. في الواقع، مع محتوى أكسجين من المياه في 27 درجة مئوية لحوالي 7.9 مغ/لتر، واستهلاك الأوكسجين حيوانية 1 mg/h.g (تقريبي زائدة لاستهلاك الأوكسجين الزرد تحت الظروف الاعتيادية [اليانو et al.29]، وفي حوض منخفض السرعة [بالسترا et al.30])، فمن الممكن لحساب أنه، في غياب تدفق، لن ينقص بو2 في المسايل أكثر من 2% في الحيوان، وتبقى كذلك أعلاه بو الحرجة2 (حوالي 40 عربة الزرد). وقد تم تعديل هذا الرقم من كريسسي et al.14. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
5 الرقم: سلوك الحيوانات في النفق وحساب ري- عرض الرسوم البيانية موقف حيوان فردية على طول المحور السيني أثناء سجل s 300 في ثلاث قيم لمعدل التدفق. تمثل النقاط الحمراء يتحول المصب إلى المنبع، والأزرق ونقاط تحول المنبع إلى المصب. المقابلة مرة فترات قضى بالحيوانات المصب أو المنبع كما يقال، ويتم الإبلاغ عن مجموع مرات المنبع والمصب، من الذي يمكن أن تحسب قيمة ري. ويمكن ملاحظة أنه عند زيادة معدل التدفق، الوقت المنبع وزيادة القيم ري. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 6
رقم 6: نتائج الممثل. (أ) العلاقة بين القيم ري حولت قوس الجيب (ري هو النسبة المئوية لمجموع الوقت المنحى أن تنفق الأسماك التي تواجه المنبع) ومعدل التدفق الزرد استباقي وتفاعلي الضحالة تحت شرطين المجال المغناطيسي على طول تدفق معدل التوجيه (التحكم في البعد واحد). كل نقطة بيانات هو متوسط القيم ري من الأسماك الخمسة يؤلف السرب، في كل من معدل التدفق. اختلافات كبيرة بين منحنيات تم اختبارها عبر مجموع للمربعات واختبار (ألفا = 0.05)14. تدفق محاور المجال المغناطيسي (ب) والاتجاه للمياه في النفق. ويرد أيضا تمثيل ثلاثي الأبعاد لناقلات المغناطيسية في المجال المغناطيسي هما الظروف المستخدمة في هذه الدراسة. المجال المغناطيسي في المعمل (40 ° ن, 14 ° ه) كان: F = μT 62؛ أنا = 64°؛ د = 44°. وقد تم تعديل هذا الرقم من كريسسي et al.16. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

يسمح البروتوكول، المذكورة في هذه الدراسة العلماء لقياس استجابات التوجه معقدة من الأنواع المائية الناتجة عن التكامل بين الرموز الخارجية اثنين (المياه الحالية والمغنطيسية الأرضية الميدانية) ومن العوامل الداخلية للحيوان، مثل شخصية. هو المفهوم العام إنشاء تصميم تجريبي الذي يسمح للعلماء فصل أفراد شخصية مختلفة والتحقيق سلوكهم اتجاه أثناء السيطرة على حدة أو في نفس الوقت العظة البيئية الخارجية.

تم تصميم البروتوكول، المذكورة في هذه الدراسة، إلى جانب تعريف رياضي في الفهرس رهيوتاكتيك (RI)، عقب الملاحظات الأولية لسلوك الزرد في النفق السباحة. عندما وضعت في نفق، هذه الحيوانات عرض نوعين من أنماط سلوكية، سواء في غياب أو وجود flow المياه: الموجهة للسباحة والمناورة. أنهم يقضون معظم الوقت المنحى (عادة، الأسماك كانت الفيديو المسجلة لأكثر من 95% الوقت) السباحة على طول النفق (أي موجه على طول المحور طويلة بزاوية أقل من 45 درجة)، ذهابا وإيابا، انتقل بالقرب من نهاية الجدران وغالباً ما ش بسبب ثيجموتاكسيس (أي سباحة قريبة من جدران النفق)27.

لهذا البروتوكول أن تكون ناجحة، من المهم أن كل من يقوم بالتجربة وتولى اهتماما لضغط الحيوانات. يجب تنفيذ نقل الأسماك بين الأجهزة التجريبية بعناية. ينبغي أن يكون استخدام شبكات اليد كما السريع ممكن، وبعض التدريب قبل أن يوصي بشدة بالتجربة الفعلية الزرد هي السباحين سريعة وصعوبة في اللحاق بدبابة. الإجهاد يمكن أن تؤثر جذريا في سلوك هذه الحيوانات، وفي حالة الزرد، فإنه يمكن أن تغير بشكل كبير على السباحة السلوك27. هذا سيؤثر على الأرجح على النتائج، الأسماك قد عرض سلوك مفرط ويكون أقل حساسية لتدفقات المياه وتغيرات المجال المغناطيسي. ينبغي أن يكون الاتصال مع الحيوانات في الإعداد التجريبي كما سريعة وقصيرة بقدر الإمكان. التحليل السلوكي يتطلب الرصد عن بعد، الأمر الذي يتطلب أيضا الممارسة. وعلاوة على ذلك، من المهم تحليل أشرطة الفيديو أعمى (أي، بدون معرفة بروتوكولات والعلاجات).

ودرست السلوك رهيوتاكتيك للعديد من أنواع الأسماك باستخدام أنفاق5،10،،من1131من السباحة. العديد من الدراسات السابقة ركزت على تقدير سرعة السباحة أن الأسماك يمكن أن تحمل حتى استنفاد، الذي يعرف بأنه يوالحرجة، معظمها لاختبار فرضيات الفسيولوجية والبيئية11،32، 33-ويركز الأسلوب الموصوفة في هذه الدراسة، بدلاً من ذلك، على سلوك رهيوتاكتيك سرعات التدفق المنخفض. تم هذا الاختيار لأن الهدف من هذه الدراسة تقييم الحساسية لإشارة خفية وضعيفة مثل المجال المغناطيسي من خلال مراقبة سلوك اتجاه معروفة وقوية للأسماك، رهيوتاكسيس إيجابية. في نتائج تمثيلية ذكرت هنا، عرض الزرد عتبة منخفضة للغاية رهيوتاكتيك (سوى بضعة سنتيمترات في الثانية الواحدة). يمكن أن تكون هذه الملاحظة ذات الصلة إيكولوجيا لهذه الأنواع، الذي يعيش في بيئات حيث يمكن أن تختلف سرعة التيارات المائية إلى حد كبير. الزرد يعيش في الأنهار اضطرابا34 وفي المسطحات المائية حيث يتحرك الماء ببطء، مثل حقول الأرز، والبرك، والسهول الفيضية35. عندما يتحرك الماء ببطء، القدرة على اكتشاف وتوجيه سرعات التدفق المنخفض (عتبة منخفضة رهيوتاكتيك) يمكن أن يكون مفيداً، استجابة رهيوتاكتيك يزيد من فرص لاعتراض فريسة المصب الانجراف36 ، وتوفر الاتجاه من المحفزات للهجرة37.

هذه الملاحظات لا يمكن أن يتم استخدام تدفقات بمعدلات عالية. أن هذه الحصول على رد مرضوا قوية التي سوف تعتمد أكثر على أوضاع الجسم والسباحة عالية الأداء من الحيوانات بدلاً من منبهات خارجية مثل المجال المغناطيسي. تم تطبيق البروتوكول المعروضة هنا على الزرد، لكن من المرجح مناسبة لأي الأنواع البحرية أو المياه العذبة التي تعيش في بيئات مع نقل المياه ويمكن التعامل معها في الظروف المختبرية.

ومع ذلك، يعرض هذا البروتوكول بعض القيود. في حين أنه يبرز بوضوح ما إذا كانت أنواع الحساسة أو نونسينسيتيفي للحقول المغناطيسية، أنها لا يمكن أن تكشف عن آليات التوجه من خلالها الحيوان يستخدم المجالات المغناطيسية لقرارات الحركة. بغية بحث آليات التوجه المغناطيسي في الأنواع المائية، ويشيع استخدام الأجهزة مع المياه ما زالت7،،من3839 أو متاهات13 والساحات الدائرية. ومع ذلك، لا يعيشون الأسماك (والحيوانات المائية بصورة عامة) في بيئات حيث التيارات غائبة، والأسلوب الذي قدم أول محاولة للتحقيق في الاستجابة السلوكية التكاملية لإشارات الاتجاه في كل مكان، مثل تدفقات المياه والمغناطيسية الحقول. قيد آخر من هذا البروتوكول هو إجراء تتبع الفيديو اليدوي. دمج هذا الإعداد مع برنامج تعقب تلقائي سوف تحسين توقيت عملية تحليل البيانات كاملة.

البروتوكول التجريبي المقدمة هنا هي الأولى المصممة للتحقيق في تأثير شخصية الحيوان على حساسية المغناطيسية ورهيوتاكسيس. هذا الموضوع قد تم تجاهلها في الأدب، ويحتاج إلى مزيد من الدراسة. الأفراد من نفس النوع، أو حتى داخل السكان أو مجموعة صغيرة (مثل السرب أسماك)، وتتميز بشخصية مختلفة الصفات22،40، الذي يمكن أن يكون عاملاً هاما في الدراسات المتعلقة بالهجرة، والاستكشافية، الملاحة، واتجاه السلوك. ليست كل الأفراد إدماج العظة البيئية بنفس الطريقة. وهكذا، آخذا في الاعتبار العوامل الداخلية، مثل شخصية، يمكن أن تساعد على الحد من تقلب البيانات الذي يتم الاحتفال عادة في الدراسات المتعلقة بحركة الإيكولوجيا16.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

الدراسة تدعمها البحوث الأساسية تأسيس قسم الفيزياء، وقسم علوم الحياة من جامعة نابولي فيديريكو "الثاني". يشكر المؤلفون الدكتورة كلوديا انجليني (معهد "تطبيق حساب التفاضل والتكامل"، delle Consiglio Nazionale سيقوم [لجنة المصالحة الوطنية]، إيطاليا) للدعم الإحصائي. يشكر المؤلفون مارتينا سكانو وسلفيا فراسينيت للمساعدة التقنية بجمع البيانات، والفنيين الإدارات كاسيسي واو وزاي باسيجيو روكو R. لمساعدتها ماهراً في التصميم وأعمال الإعداد التجريبية. ونحن نشكر لورا مشرك للمساعدة في إجراء هذه التجربة خلال تصوير الفيديو. ونحن نشكر ديانا روز أديل من جامعة ميامي لإطلاق بيانات مقابلة أليساندرو كريسسي.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
9500 G meter FWBell N/A Gaussmeter, DC-10 kHz; probe resolution:  0.01 μT 
AD5755-1 Analog Devices EVAL-AD5755SDZ Quad Channel, 16-bit, Digital to Analog Converter
ALR3003D ELC 3760244880031 DC Double Regulated power supply
BeagleBone Black Beagleboard.org N/A Single Board Computer
Coil driver Home made N/A Amplifier based on commercial OP (OPA544 by TI)
Helmholtz pairs Home made N/A Coils made with standard AWG-14 wire
HMC588L Honeywell 900405 Rev E Digital three-axis magnetometer
MO99-2506 FWBell 129966 Single axis magnetic probe
Swimming apparatus M2M Engineering Custom Scientific Equipment N/A Swimming apparatus composed by peristaltic pump and SMC Flow switch flowmeter with digital feedback
TECO 278 TECO N/A Thermo-cryostat 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nathan, R., et al. A movement ecology paradigm for unifying organismal movement research. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (49), 19052-19059 (2008).
  2. Holyoak, M., Casagrandi, R., Nathan, R., Revilla, E., Spiegel, O. Trends and missing parts in the study of movement ecology. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (49), 19060-19065 (2008).
  3. Miller, N., Gerlai, R. From Schooling to Shoaling: Patterns of Collective Motion in Zebrafish (Danio rerio). PLoS ONE. 7 (11), 8-13 (2012).
  4. Chapman, J. W., et al. Animal orientation strategies for movement in flows. Current Biology. 21 (20), R861-R870 (2011).
  5. Montgomery, J. C., Baker, C. F., Carton, A. G. The lateral line can mediate rheotaxis in fish. Nature. 389 (6654), 960-963 (1997).
  6. Baker, C. F., Montgomery, J. C. The sensory basis of rheotaxis in the blind Mexican cave fish, Astyanax fasciatus. Journal of Comparative Physiology A: Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 184 (5), 519-527 (1999).
  7. Putman, N. F., et al. An Inherited Magnetic Map Guides Ocean Navigation in Juvenile Pacific Salmon. Current Biology. 24 (4), 446-450 (2014).
  8. Cresci, A., et al. Glass eels (Anguilla anguilla) have a magnetic compass linked to the tidal cycle. Science Advances. 3 (6), 1-9 (2017).
  9. Newton, K. C., Kajiura, S. M. Magnetic field discrimination, learning, and memory in the yellow stingray (Urobatis jamaicensis). Animal Cognition. 20 (4), 603-614 (2017).
  10. Langdon, S. A., Collins, A. L. Quantification of the maximal swimming performance of Australasian glass eels, Anguilla australis and Anguilla reinhardtii, using a hydraulic flume swimming chamber. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research. 34 (4), 629-636 (2000).
  11. Faillettaz, R., Durand, E., Paris, C. B., Koubbi, P., Irisson, J. O. Swimming speeds of Mediterranean settlement-stage fish larvae nuance Hjort’s aberrant drift hypothesis. Limnology and Oceanography. 63 (2), 509-523 (2018).
  12. Takebe, A., et al. Zebrafish respond to the geomagnetic field by bimodal and group-dependent orientation. Scientific Reports. 2, 727 (2012).
  13. Osipova, E. A., Pavlova, V. V., Nepomnyashchikh, V. A., Krylov, V. V. Influence of magnetic field on zebrafish activity and orientation in a plus maze. Behavioural Processes. 122, 80-86 (2016).
  14. Cresci, A., De Rosa, R., Putman, N. F., Agnisola, C. Earth-strength magnetic field affects the rheotactic threshold of zebrafish swimming in shoals. Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular and Integrative Physiology. 204, 169-176 (2017).
  15. Tesch, F. W. Influence of geomagnetism and salinity on the directional choice of eels. Helgoländer Wissenschaftliche Meeresuntersuchungen. 26 (3-4), 382-395 (1974).
  16. Cresci, A., et al. Zebrafish “personality” influences sensitivity to magnetic fields. Acta Ethologica. , 1-7 (2018).
  17. Benus, R. F., Bohus, B., Koolhaas, J. M., Van Oortmerssen, G. A. Heritable variation for aggression as a reflection of individual coping strategies. Cellular and Molecular Life Sciences. 47 (10), 1008-1019 (1991).
  18. Dahlbom, S. J., Backstrom, T., Lundstedt-Enkel, K., Winberg, S. Aggression and monoamines: Effects of sex and social rank in zebrafish (Danio rerio). Behavioural Brain Research. 228 (2), 333-338 (2012).
  19. Koolhaas, J. M. Coping style and immunity in animals: Making sense of individual variation. Brain, Behavior, and Immunity. 22 (5), 662-667 (2008).
  20. Dahlbom, S. J., Lagman, D., Lundstedt-Enkel, K., Sundström, L. F., Winberg, S. Boldness predicts social status in zebrafish (Danio rerio). PLoS ONE. 6 (8), 2-8 (2011).
  21. Rey, S., Boltana, S., Vargas, R., Roher, N., Mackenzie, S. Combining animal personalities with transcriptomics resolves individual variation within a wild-type zebrafish population and identifies underpinning molecular differences in brain function. Molecular Ecology. 22 (24), 6100-6115 (2013).
  22. Toms, C. N., Echevarria, D. J., Jouandot, D. J. A Methodological Review of Personality-related Studies in Fish: Focus on the Shy-Bold Axis of Behavior. International Journal of Comparative Psychology. 23, 1-25 (2010).
  23. Boujard, T., Leatherland, J. F. Circadian rhythms and feeding time in fishes. Environmental Biology of Fishes. 35 (2), 109-131 (1992).
  24. Plaut, I. Effects of fin size on swimming performance, swimming behaviour and routine activity of zebrafish Danio rerio. Journal of Experimental Biology. 203 (4), 813-820 (2000).
  25. Tierney, P., Farmer, S. M. Creative Self-Efficacy Development and Creative Performance Over Time. Journal of Applied Psychology. 96 (2), 277-293 (2011).
  26. Plaut, I., Gordon, M. S. swimming metabolism of wild-type and cloned zebrafish brachydanio rerio. Journal of Experimental Biology. 194 (1), (1994).
  27. Kalueff, A. V., et al. Towards a comprehensive catalog of zebrafish behavior 1.0 and beyond. Zebrafish. 10 (1), 70-86 (2013).
  28. Tudorache, C., Schaaf, M. J. M., Slabbekoorn, H. Covariation between behaviour and physiology indicators of coping style in zebrafish (Danio rerio). Journal of Endocrinology. 219 (3), 251-258 (2013).
  29. Uliano, E., et al. Effects of acute changes in salinity and temperature on routine metabolism and nitrogen excretion in gambusia (Gambusia affinis) and zebrafish (Danio rerio). Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 157 (3), 283-290 (2010).
  30. Palstra, A. P., et al. Establishing zebrafish as a novel exercise model: Swimming economy, swimming-enhanced growth and muscle growth marker gene expression. PLoS ONE. 5 (12), (2010).
  31. Bak-Coleman, J., Court, A., Paley, D. A., Coombs, S. The spatiotemporal dynamics of rheotactic behavior depends on flow speed and available sensory information. The Journal of Experimental Biology. 216, 4011-4024 (2013).
  32. Brett, J. R. The Respiratory Metabolism and Swimming Performance of Young Sockeye Salmon. Journal of the Fisheries Research Board of Canada. 21 (5), 1183-1226 (1964).
  33. Quintella, B. R., Mateus, C. S., Costa, J. L., Domingos, I., Almeida, P. R. Critical swimming speed of yellow- and silver-phase European eel (Anguilla anguilla, L.). Journal of Applied Ichthyology. 26 (3), 432-435 (2010).
  34. Spence, R., Gerlach, G., Lawrence, C., Smith, C. The behaviour and ecology of the zebrafish, Danio rerio. Biological Reviews. 83 (1), 13-34 (2008).
  35. Engeszer, R. E., Patterson, L. B., Rao, A. A., Parichy, D. M. Zebrafish in the Wild: A Review of Natural History and New Notes from the Field. Zebrafish. 4 (1), (2007).
  36. Gardiner, J. M., Atema, J. Sharks need the lateral line to locate odor sources: rheotaxis and eddy chemotaxis. Journal of Experimental Biology. 210 (11), 1925-1934 (2007).
  37. Thorpe, J. E., Ross, L. G., Struthers, G., Watts, W. Tracking Atlantic salmon smolts, Salmo salar L., through Loch Voil, Scotland. Journal of Fish Biology. 19 (5), 519-537 (1981).
  38. Bottesch, M., et al. A magnetic compass that might help coral reef fish larvae return to their natal reef. Current Biology. 26 (24), R1266-R1267 (2016).
  39. Boles, L. C., Lohmann, K. J. True navigation and magnetic maps in spiny lobsters. Nature. 421 (6918), 60-63 (2003).
  40. Dingemanse, N. J., Kazem, A. J. N., Réale, D., Wright, J. Behavioural reaction norms: animal personality meets individual plasticity. Trends in Ecology and Evolution. 25 (2), 81-89 (2010).

Tags

السلوك، 145 قضية، الزرد، شخصية، وسلوك الأسماك، والتوجه، والمجال المغناطيسي، رهيوتاكسيس
تقييم تأثير شخصية على حساسية للحقول المغنطيسية في الزرد
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Cresci, A., De Rosa, R., Agnisola,More

Cresci, A., De Rosa, R., Agnisola, C. Assessing the Influence of Personality on Sensitivity to Magnetic Fields in Zebrafish. J. Vis. Exp. (145), e59229, doi:10.3791/59229 (2019).

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