Summary
हम एक व्यवहार का आकलन करने के लिए कैसे zebrafish व्यक्तित्व जल धाराओं और कमजोर चुंबकीय क्षेत्रों के लिए उनकी प्रतिक्रिया प्रभावित डिजाइन प्रोटोकॉल का वर्णन । एक ही व्यक्तित्व के साथ मछलियों उनके अन्वेक्षणिक व्यवहार के आधार पर अलग कर रहे हैं । फिर, एक कम प्रवाह दर के साथ और विभिंन चुंबकीय स्थितियों के तहत एक स्विमिंग सुरंग में उनके rheotactic अभिविंयास व्यवहार मनाया जाता है ।
Abstract
अपने पर्यावरण में स्वयं को ओरिएंट करने के लिए, जानवरों के बाह्य संकेतों की एक विस्तृत सरणी है, जो व्यक्तित्व के रूप में कई आंतरिक कारकों, के साथ बातचीत को एकीकृत । यहां, हम एक व्यवहार के लिए कई बाहरी पर्यावरणीय cues, विशेष रूप से जल धाराओं और चुंबकीय क्षेत्रों के लिए उनके अभिविंयास प्रतिक्रिया पर zebrafish व्यक्तित्व के प्रभाव के अध्ययन के लिए डिजाइन प्रोटोकॉल का वर्णन । इस प्रोटोकॉल को समझने की है कि क्या सक्रिय या प्रतिक्रियाशील zebrafish अलग रियोटैक्टिक थ्रेसहोल्ड प्रदर्शन (यानी, प्रवाह की गति जिस पर मछली ऊपर तैरने शुरू) जब आसपास के चुंबकीय क्षेत्र अपनी दिशा बदलता है । एक ही व्यक्तित्व के साथ zebrafish की पहचान करने के लिए, मछली एक उज्ज्वल आधा करने के लिए एक संकीर्ण खोलने के साथ जुड़े एक टैंक के अंधेरे आधे में पेश कर रहे हैं । केवल सक्रिय मछली उपंयास, उज्ज्वल वातावरण का पता लगाने । प्रतिक्रियाशील मछली टैंक के अंधेरे आधे से बाहर नहीं है । कम प्रवाह दरों के साथ एक तैराकी सुरंग के लिए उपयोग किया जाता है रियोटिक दहलीज निर्धारित करने के लिए । हम पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता की सीमा में सुरंग में चुंबकीय क्षेत्र को नियंत्रित करने के लिए दो setups का वर्णन: एक है कि प्रवाह दिशा (एक आयाम) के साथ चुंबकीय क्षेत्र को नियंत्रित करता है और एक है कि चुंबकीय क्षेत्र के एक तीन अक्षीय नियंत्रण की अनुमति देता है । मछली जबकि अलग चुंबकीय क्षेत्रों के तहत सुरंग में प्रवाह की गति का एक पदश: वृद्धि का अनुभव फिल्माया जाता है । ओरिएंटेशन व्यवहार पर डेटा एक वीडियो ट्रैकिंग प्रक्रिया के माध्यम से एकत्र कर रहे है और एक रसद मॉडल पर लागू करने के लिए rheotactic दहलीज के निर्धारण की अनुमति । हम प्रतिनिधि zebrafish शोलिंग से एकत्र परिणामों की रिपोर्ट । विशेष रूप से, ये प्रदर्शित करता है कि केवल प्रतिक्रियाशील, विवेकपूर्ण मछली, जब चुंबकीय क्षेत्र अपनी दिशा में भिन्न होता है, तब प्रतिरोधक सीमा के रूपांतरों को दर्शाते हैं, जबकि सक्रिय मछली चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तनों का प्रत्युत्तर नहीं देता । इस पद्धति के अध्ययन के लिए लागू किया जा सकता है चुंबकीय संवेदनशीलता और कई जलीय प्रजातियों के रियोटैक्टिक व्यवहार, दोनों को प्रदर्शित एकाकी या स्तोमन तैराकी रणनीतियों.
Introduction
वर्तमान अध्ययन में, हम एक प्रयोगशाला आधारित व्यवहार प्रोटोकॉल है जो पानी धाराओं और चुंबकीय क्षेत्रों के रूप में बाहरी अभिविंयास cues, मछली स्तोमन के अभिविन्यास प्रतिक्रिया पर मछली व्यक्तित्व की भूमिका की जांच करने की गुंजाइश है का वर्णन ।
विभिन्न संवेदी सूचनाओं के वजन से पशुओं के ओरिनिटिंग निर्णयों का परिणाम होता है । निर्णय प्रक्रिया पशु की क्षमता नेविगेट करने के लिए (जैसे, क्षमता का चयन करें और एक दिशा रखने के लिए) से प्रभावित है, अपने आंतरिक राज्य (जैसे, खिला या प्रजनन की जरूरत है), अपने को स्थानांतरित करने की क्षमता (जैसे, चलन biomechanics), और कई अतिरिक्त बाहरी कारकों (जैसे, दिन के समय, conspecifics के साथ बातचीत)1.
ओरिएंटेशन व्यवहार में आंतरिक राज्य या पशु व्यक्तित्व की भूमिका अक्सर खराब समझी जाती है या नहीं इसका पता लगाया जाता है2. सामाजिक जलीय प्रजातियों, जो अक्सर समन्वित और polarized समूह आंदोलन व्यवहार3के उंमुखीकरण के अध्ययन में अतिरिक्त चुनौतियां उत्पंन होती हैं ।
जल धाराओं मछली की उंमुखीकरण प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं । मछली एक असुविधाजनक प्रतिक्रिया के माध्यम से पानी धाराओं को ओरिएंट4, जो सकारात्मक हो सकता है (यानी, ऊपर उंमुख) या नकारात्मक (यानी डाउनस्ट्रीम उंमुख) और कई गतिविधियों के लिए इस्तेमाल किया जाता है कहा जाता है, foraging के ड्रापआउट से लेकर ऊर्जावान व्यय5,6. इसके अलावा, साहित्य के एक बढ़ते शरीर की रिपोर्ट है कि कई मछली प्रजातियों अभिविंयास और नेविगेशन7,8,9के लिए भूचुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करें ।
मछली में rheoटैक्सियों और तैराकी प्रदर्शन का अध्ययन आमतौर पर फ्लो चेम्बर्स (flume), में आयोजित किया जाता है, जहां मछली प्रवाह की गति की पदश: वृद्धि को उजागर कर रहे हैं, कम से उच्च गति, अक्सर थकावट जब तक (क्रिटिकल स्पीड कहा जाता है)10, 11. दूसरी ओर, पिछले अध्ययनों में अभी भी पानी के साथ एरेना में जानवरों के स्विमिंग व्यवहार के अवलोकन के माध्यम से ओरिएंटेशन में चुंबकीय क्षेत्र की भूमिका की जांच की12,13. यहां, हम एक प्रयोगशाला तकनीक है कि शोधकर्ताओं ने मछली के व्यवहार का अध्ययन करने की अनुमति देता है, जबकि दोनों जल धाराओं और चुंबकीय क्षेत्र में हेरफेर का वर्णन । इस विधि के लिए पहली बार स्तोमन पर उपयोग किया गया था zebrafish (danio rerio) हमारे पिछले अध्ययन में, इस निष्कर्ष के लिए अग्रणी है कि आसपास के चुंबकीय क्षेत्र के हेरफेर धाराप्रवाह सीमा निर्धारित करता है (यानी, ंयूनतम पानी की गति पर जो मछली ओरिएंट अपस्ट्रीम)14. यह विधि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता की सीमा के भीतर, अवनालिका में चुंबकीय क्षेत्र को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक सेटअप के साथ संयुक्त धीमी प्रवाह के साथ एक अवनालिका चैंबर के उपयोग पर आधारित है ।
zebrafish के व्यवहार का निरीक्षण करने के लिए उपयोग की गई तैराकी सुरंग चित्रा 1में उल्लिखित है । सुरंग (एक 7 सेमी व्यास और लंबाई में 15 सेमी के साथ एक nonreflecting एक्रिलिक सिलेंडर से बना) प्रवाह दर14के नियंत्रण के लिए एक सेटअप करने के लिए जुड़ा हुआ है । इस सेटअप के साथ, सुरंग में प्रवाह दरों की सीमा के बीच बदलता है 0 और 9 सेमी/
तैराकी सुरंग में चुंबकीय क्षेत्र में हेरफेर करने के लिए, हम दो methodological दृष्टिकोण का उपयोग करें: पहला एक आयामी है और दूसरा तीन आयामी है । किसी भी अनुप्रयोग के लिए, इन विधियों में पानी की एक परिभाषित मात्रा में विशिष्ट चुंबकीय स्थितियों को प्राप्त करने के लिए भूचुंबकीय क्षेत्र में हेरफेर-इस प्रकार, इस अध्ययन में सूचित चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता के सभी मानों में भूचुंबकीय क्षेत्र शामिल है ।
एक आयामी दृष्टिकोण15के विषय में, चुंबकीय क्षेत्र जल प्रवाह दिशा (एक्स अक्ष के रूप में परिभाषित) के साथ छेड़छाड़ की है एक परिनालिका तैराकी सुरंग के चारों ओर लिपटे का उपयोग कर । यह एक शक्ति इकाई से जुड़ा है, और यह एक समान स्थैतिक चुंबकीय क्षेत्र (चित्रा 2A) उत्पंन करता है । इसी प्रकार त्रि-आयामी दृष्टिकोण के मामले में, तैरने वाली सुरंग वाले आयतन में भूचुंबकीय क्षेत्र को विद्युत तारों के कुंडलियों का प्रयोग करते हुए संशोधित किया जाता है । तथापि, तीन आयामों में चुंबकीय क्षेत्र को नियंत्रित करने के लिए, कुंडलियों में तीन ओरोगोनल हेलम्होल्ट्ज युग्मों की डिजाइन (चित्र 2B) होती है । प्रत्येक helmholtz जोड़ी दो परिपत्र तीन लांबिक अंतरिक्ष दिशाओं (एक्स, वाई, और जेड) के साथ उंमुख coils से बना है और एक तीन अक्षीय चुंबकत्वमापी के साथ सुसज्जित बंद पाश स्थितियों में काम कर रहे । मैगनेटोमीटर पृथ्वी के प्राकृतिक क्षेत्र के साथ तुलनीय क्षेत्र तीव्रता के साथ काम करता है, और यह कुंडलिनी सेट के ज्यामितीय केंद्र के करीब स्थित है (जहां तैराकी सुरंग स्थित है) ।
हम तकनीक को लागू करने के लिए परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए है कि व्यक्तित्व लक्षण एक शोल कंपोजिंग जिस तरह से वे चुंबकीय क्षेत्रों का जवाब देने16। हम परिकल्पना है कि सक्रिय और प्रतिक्रियाशील व्यक्तित्व17के साथ व्यक्तियों का परीक्षण,18 अलग जवाब जब पानी के प्रवाह और चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में । इस परीक्षण के लिए, हम पहले एक स्थापित पद्धति का उपयोग करने के लिए आवंटित और समूह व्यक्तियों कि सक्रिय या प्रतिक्रियाशील17,19,20,21है zebrafish तरह । फिर, हम केवल प्रतिक्रियाशील व्यक्तियों या चुंबकीय अवनालिका टैंक है, जो हम नमूना डेटा के रूप में मौजूद में केवल सक्रिय व्यक्तियों से बना shoals में zebrafish तैराकी के rheotactic व्यवहार का मूल्यांकन ।
छंटाई विधि सक्रिय और प्रतिक्रियाशील व्यक्तियों के विभिंन प्रवृत्ति पर आधारित है उपंयास वातावरण21का पता लगाने । विशेष रूप से, हम एक उज्ज्वल और एक अंधेरे पक्ष17,19,20,21 में विभाजित टैंक का उपयोग करें (चित्रा 3) । पशु अंधेरे पक्ष को आदत हैं । जब उज्ज्वल पक्ष के लिए उपयोग खुला है, सक्रिय व्यक्तियों को जल्दी से टैंक के अंधेरे आधे से बाहर निकलें नए वातावरण का पता लगाने के लिए करते हैं, जबकि प्रतिक्रियाशील मछली अंधेरे टैंक छोड़ नहीं है ।
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Protocol
निम्नलिखित प्रोटोकोल विश्वविद्यालय नेपल्स फेडरीको II, नेपल्स, इटली (२०१५) की संस्थागत पशु परिचर्या एवं उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया है.
1. पशु रखरखाव
- के टैंकों का उपयोग कम से २०० L प्रत्येक टैंक में दोनों लिग्स के कम से ५० व्यक्तियों की एक शोल होस्ट करने के लिए ।
नोट: टैंक में मछली का घनत्व 2 L या उससे कम के प्रति एक पशु होना चाहिए । इन शर्तों के तहत, zebrafish सामांय स्तोमन व्यवहार प्रदर्शित करेगा । - रखरखाव शर्तों का पालन के रूप में सेट करें: तापमान 27 – 28 ° c; < 500 μS पर चालकता; पीएच 6.5 – 7.5; कोई3 < पर 0.25 मिलीग्राम/ और एक प्रकाश: 10 h:14 एच में डार्क photoperiod ।
नोट: समान धारण शर्तों दोनों मिश्रित जनसंख्या और अलग सक्रिय और प्रतिक्रियाशील आबादी के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए ।
2. Zebrafish में व्यक्तित्व चयन
- तैयार करने और एक शांत कमरे में व्यक्तित्व चयन टैंक जगह (चित्रा 3) रखरखाव टैंक में इस्तेमाल के रूप में एक ही पानी के साथ ।
- एक वीडियो कैमरा के ऊपर या टैंक के किनारे पर रखें । कैमरे को उस क्षेत्र में स्थित मॉनिटर के साथ कंप्यूटर से कनेक्ट करें जहां टैंक के साथ कोई दृश्य संपर्क नहीं है ।
- रखरखाव टैंक से यादृच्छिक पर नौ मछली का चयन करें और उंहें व्यक्तित्व चयन टैंक के अंधेरे पक्ष को हस्तांतरण, एक knotless शुद्ध का उपयोग कर ।
नोट: टैंकों के साथ बातचीत को सीमित करने की कोशिश करें और संभव समय के कम से अधिक मात्रा में मछली । शोर और तेज आंदोलनों से बचें । यदि आवश्यक हो, तो एक छोटी मात्रा में पशु स्थानांतरण टैंक (के बारे में 2 एल) पकड़े टैंक से पानी के साथ परिवहन । जानवरों की हवा जोखिम से बचने के लिए, एक २५० मिलीलीटर बीकर का उपयोग करें और धीरे से बीकर में प्रवेश करने के लिए पशु प्रेरित । कब्जा समय को कम करने की कोशिश करो, कई मछली इकट्ठा करने से बचें क्योंकि यह जानवरों के लिए शारीरिक क्षति हो सकती है और जाल में कुछ सेकंड से अधिक के लिए मछली पकड़ नहीं के रूप में इन कारकों तनाव बढ़ा सकते हैं । मछली प्रायोगिक टैंक के लिए स्थानांतरण करने से पहले विज्ञापन libitum खिलाया जाना चाहिए । यह संभावना है कि भोजन की विभिंन प्रवृत्तियों-व्यवहार की मांग निंनलिखित प्रयोग22के दौरान व्यक्तियों के व्यवहार को प्रभावित करेगा सीमा । दिन के एक ही समय में दोहराने प्रयोगों आचरण । यह संभव circadian लय23के कारण प्रयोगात्मक समूहों के व्यवहार में परिवर्तनशीलता को कम करता है । - acclimatization के 1 एच के बाद, स्लाइडिंग दरवाजा खोलो ।
नोट: जो लोग छेद से बाहर निकलें, 10 मिनट के भीतर टैंक के उज्ज्वल पक्ष की खोज, सक्रिय21माना जाता है । - 10 मिनट के बाद, धीरे टैंक से सक्रिय व्यक्तियों को हटाने और उंहें सक्रिय रखरखाव टैंक के लिए स्थानांतरण ।
- 15 मिनट के बाद, मछली है कि अंधेरे बॉक्स में रहते हैं, जो21प्रतिक्रियाशील माना जाता है ले लीजिए, और उंहें प्रतिक्रियाशील रखरखाव टैंक के लिए स्थानांतरण ।
नोट: 10 मिनट21के बाद टैंक के उज्ज्वल पक्ष को स्थानांतरित कि मछली छोड़ें । एक समय में नौ मछली के साथ व्यक्तित्व परीक्षण निष्पादित सक्रिय और प्रतिक्रियाशील मछली की वांछित संख्या अनुभाग 5 में वर्णित परीक्षणों के लिए आवश्यक एकत्र कर रहे हैं । सक्रिय और प्रतिक्रियाशील व्यक्तित्व की निरंतरता नियमित रूप से एक ही दृष्टिकोण का उपयोग कर जाँच की जा सकती है.
3. एक आयामी चुंबकीय क्षेत्र हेरफेर के साथ चुंबकीय क्षेत्र की स्थापना27
- विद्युत इकाई पर स्विच करें (चित्र 2A) ।
- स्थान में कुंडलित सुरंग प्लेस जहां rheotactic प्रोटोकॉल (धारा 5) का प्रदर्शन किया जाएगा, लेकिन रखने के लिए यह स्विमिंग उपकरण से काट दिया (चित्रा 2a) । सुरंग के अंदर एक गॉस/टेस्लेमीटर के साथ जुड़ा एक चुंबकीय जांच प्लेस और सत्यापित करें कि कौन सा वोल्टेज सुरंग के प्रमुख अक्ष के साथ चुना चुंबकीय क्षेत्र मूल्य प्राप्त करने के लिए आवश्यक है ।
नोट: एक solenoid के चुंबकीय गुण के कारण, क्षेत्र काफी एक सुरंग के अंदर वर्दी है; यह धीरे से जांच दोनों क्षैतिज और खड़ी चलती द्वारा जांच की जा सकती है । - जांच को डिस्कनेक्ट करें और प्रवाह सुरंग को स्विमिंग उपकरण से कनेक्ट करें ।
- रियोटैक्टिक प्रोटोकॉल (धारा 5) के साथ शुरू करो ।
4. तीन आयामी चुंबकीय क्षेत्र हेरफेर के साथ चुंबकीय क्षेत्र की स्थापना27
- सीपीयू, डैक, और कुंडल ड्राइवरों पर स्विच (चित्रा 2B) ।
- तीन अक्षों (x, y, और z) में से हर एक पर चुने हुए चुंबकीय क्षेत्र को सेट करें ।
- Helmholtz जोड़े सेट के केंद्र में सुरंग प्लेस ।
- रियोटैक्टिक प्रोटोकॉल (धारा 5) के साथ शुरू करो ।
5. फ्लो चैंबर में Zebrafish रियोटैक्सियों का परीक्षण
- स्थानांतरण एक करने के लिए पांच मछली प्रवाह के लिए एक 2 एल टैंक का उपयोग कर के साथ पक्षों और नीचे छिप ।
- पंप चालू करें और सुरंग में प्रवाह की दर निर्धारित करने के लिए १.७ सेमी/
नोट: इस धीमी गति के चलते पानी सुरंग में पानी को ऑक्सीगेटेड रखेगा और इससे पशु वसूली में सुविधा होगी. - जानवरों को 1 ज के लिए स्वीमिंग टनल तक ले जाने की आदत है ।
- सुरंग में मछलियों के व्यवहार की वीडियो रिकार्डिंग शुरू करें ।
नोट: हम रिमोट कंट्रोल (जैसे, ब्लूटूथ) के साथ एक कैमरा (जैसे, यी 4K कार्रवाई) का इस्तेमाल किया और वीडियो के रूप में सहेजा. mpg (30 फ्रेम/ - इस अध्ययन में चुने गए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल के अनुसार प्रवाह दर की पदश: वृद्धि शुरू (१.३ सेमी/ चित्रा 4).
नोट: इस प्रोटोकॉल के लिए, हम कम प्रवाह दर जो, zebrafish के लिए, 0 से २.८ बीएल (शरीर लंबाई)/ इन प्रवाह की गति प्रवाह दरों कि zebrafish में सतत उंमुख तैराकी प्रेरित (3%-महत्वपूर्ण तैराकी गति का 15% [यूcrit])24के निचले रेंज में हैं । कम प्रवाह की दर का उपयोग (ब्रेट प्रोटोकॉल के बाद25) जल धाराओं की उपस्थिति में इस प्रजाति की विशिष्ट व्यवहार विशेषताओं से जुड़ा हुआ है । zebrafish के लिए चैंबर के प्रमुख धुरी के साथ तैरने जाते हैं, अक्सर मोड़, यहां तक कि पानी के प्रवाह की उपस्थिति में, और दोनों के ऊपर और बहाव24,26तैरना करते हैं । इस व्यवहार के पानी के प्रवाह की दर से प्रभावित है, अपेक्षाकृत उच्च गति पर गायब (> 8 बीएल/26, जब जानवरों को लगातार ऊपर का सामना करना पड़ तैरना (पूर्ण सकारात्मक rheotactic प्रतिक्रिया) । ऊर्ध्वाधर और अनुप्रस्थ विस्थापन बहुत दुर्लभ हैं । -
एक आकारमिति चैंबर में मछली के चित्रों पर जानवरों (सेक्स और कुल लंबाई [TL], कांटा लंबाई [FL], या बीएल) की आकृति मिति प्रदर्शन ।
- उपयुक्त चित्र का चयन करें ।
- ImageJ में तस्वीर खोलो ।
- पशु के लिंग का ध्यान रखें (पुरुष zebrafish पतला कर रहे हैं और पीले हो जाते हैं, जबकि महिलाओं को और अधिक गोल कर रहे हैं और नीले और सफेद colorings है करते हैं).
- विश्लेषण ≫ सेट पैमाने पर क्लिक करें और सेंटीमीटर में छवि के पैमाने सेट, संदर्भ के रूप में सुरंग की पूरी क्षैतिज लंबाई का उपयोग कर ।
- विश्लेषण > उपाय और जानवर की रैखिक लंबाई रिकॉर्ड क्लिक करें ।
- इसके शरीर के वजन (BW) की गणना करें ।
नोट: BW पहले लैब में या मेटाडेटा से बनाया सेक्स-FL-BW संबंधों से गणना की है । पूरी प्रक्रिया जानवरों पर हेरफेर तनाव से बचा जाता है ।
6. वीडियो ट्रैकिंग
- Tracker ४.८४ वीडियो विश्लेषण और मॉडलिंग उपकरण के साथ वीडियो फ़ाइल खोलें ।
नोट: यदि आवश्यक हो, परिप्रेक्ष्य और रेडियल विरूपण फिल्टर का उपयोग कर किसी भी वीडियो विरूपण सही. - ऊपरी मेनू में समंवय प्रणाली पर क्लिक करें और सेंटीमीटर और समय इकाइयों सेकंड के लिए लंबाई इकाइयों सेट ।
- फ़ाइल > आयात > वीडियो पर क्लिक करें और ४.८४ ट्रैकर में वीडियो का एक खुला ।
- पर क्लिक करें "समंवय अक्षों" और संदर्भ प्रणाली सेट करने के लिए समय पर मछली की स्थिति ट्रैक, सुरंग के साथ एक्स अक्ष के साथ । (पानी के आउटलेटपर) बहाव समाप्त दीवार के कम कोने में मूल सेट करें ।
- बड़े पैमाने पर नए > बिंदु > ट्रैक पर क्लिक करें और एक समय में एक मछली ट्रैकिंग शुरू करते हैं । प्रत्येक कदम है कि मछली प्रत्येक प्रवाह दर पर खर्च की पिछले 5 मिनट ट्रैक ।
- वीडियो को मैंयुअल रूप से पांच-फ़्रेम अंतरालों (०.५ s) पर उंनत करें और प्रत्येक अपस्ट्रीम-डाउनस्ट्रीम टर्न (UDt; चित्र 5में लाल बिंदु) और प्रत्येक डाउनस्ट्रीम-अपस्ट्रीम टर्न (ड्यूट; चित्र 5में नीले डॉट्स) पर पशु के समय और स्थिति को चिह्नित कर दें ।
नोट: मछली की स्थिति के लिए एक संदर्भ के रूप में मछली आंख की स्थिति का उपयोग करें । एक बिंदु द्रव्यमान का उपयोग कर पशु की स्थिति को ट्रैक । ट्रैकिंग गैर उंमुख तैराकी के किसी भी अवधि (यानी, युद्धाभ्यास समय) से बाहर निकालें । - प्रत्येक ट्रैकिंग सत्र के अंत में, सॉफ़्टवेयर विंडो के निचले-दाएँ कोने पर तालिका से x-मान और समय मानों का चयन करें. डेटा पर राइट-क्लिक करें और पूर्ण शुद्धता> डेटा की प्रतिलिपि बनाएँ क्लिक करें ।
- कुल अपस्ट्रीम समय (UDts और DUts के बीच सभी अंतरालों का योग) और कुल downstream समय (DUts और Udts के बीच के अंतरालों का योग), और साथ ही मानों की गणना करने के लिए किसी टेम्पलेट स्प्रेडशीट फ़ाइल पर सभी टर्निंग पोजिशन के समय मान और x-मान सहेजें प्रतिशत में रियोटैक्टिक सूचकांक के (आरआई%) प्रत्येक प्रवाह चरण के लिए ( चित्र 5देखें) ।
नोट: धाराप्रवाह व्यवहार कुल उंमुख समय है कि मछली ऊपर का सामना करना पड़ (तैराकी या शायद ही कभी ठंड [यानी, वे सुरंग के तल पर अभी भी रहना]27) के अनुपात से मात्रा निर्धारित है । इस अनुपात को आरआई% (चित्रा 5) के रूप में परिभाषित किया गया है ।
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Representative Results
नमूना डेटा के रूप में हम वर्तमान परिणाम सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शोलिंग zebrafish पर पानी के प्रवाह दिशा के साथ चुंबकीय क्षेत्र को नियंत्रित करने प्राप्त 16 चित्रा 2a में दिखाया गया सेटअप का उपयोग (प्रोटोकॉल की धारा 3 देखें). इन परिणामों से पता चलता है कि वर्णित प्रोटोकॉल विभिंन व्यक्तित्व के साथ मछली में चुंबकीय क्षेत्र के लिए प्रतिक्रियाओं में अंतर को उजागर कर सकते हैं । इन परीक्षणों की समग्र अवधारणा को खोजने पर निर्भर करता है कि पानी के प्रवाह के सापेक्ष चुंबकीय क्षेत्र की दिशा स्तोमन zebrafish14में rheotactic दहलीज को प्रभावित करता है । इस प्रकार, के रूप में चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन rheoटैक्सियों मिलाना, इस प्रोटोकॉल का आकलन करने के लिए किया जा सकता है अगर zebrafish के चुंबकीय क्षेत्र के लिए प्रतिक्रिया उनके सक्रिय या प्रतिक्रियाशील व्यक्तित्व के अनुसार अलग28।
पहले, चित्र 3में दर्शाए अनुसार, डार्क/ब्राइट टैंक का उपयोग करते हुए, zebrafish को उनके सक्रिय/प्रतिक्रियाशील व्यक्तित्व के अनुसार विभिन्न समूहों में विभक्त किया गया था । इस तरह के एक परीक्षण के बाद, एक ही व्यक्तित्व के साथ पांच मछली के shoals तो परिनालिका तैराकी सुरंग में परीक्षण किया गया (चित्रा 1 और चित्रा 2a) । कुल 20 मछली का परीक्षण किया गया: दो पांच प्रतिक्रियाशील मछली (10 प्रतिक्रियाशील मछली) और दो shoals पांच सक्रिय मछली प्रत्येक (10 सक्रिय मछली) से बना से बना shoals ।
एक समय में एक शोल वीडियो दर्ज की गई थी, जबकि सुरंग में तैराकी और पानी के प्रवाह की दर की एक पदश: वृद्धि के साथ त्वरित किया गया के रूप में योजनाबद्ध रूप से चित्र 4में दिखाया गया है । मछलियों को सुरंग में 1 ज के लिए acclimate की अनुमति दी गई । उसके बाद, हम एक क्लासिक ब्रेट प्रोटोकॉल25के अनुसार प्रवाह की दर का एक पदश: वृद्धि का उपयोग कर, rheotactic व्यवहार के परिमाणन के लिए प्रोटोकॉल लागू किया । विशेष रूप से, प्रवाह दर ०.४ बीएल/एस द्वारा लगातार सात चरणों की कुल के लिए हर 10 मिनट में वृद्धि हुई (चित्रा 4) । zebrafish के व्यवहार सुरंग (७० मिनट) में चलाने की पूरी अवधि के दौरान दर्ज की गई थी, और हर कदम पर आरआई मूल्य गणना की गई थी (प्रोटोकॉल चरण ६.८ देखें) ।
तैराकी सुरंग में रन के दौरान, चुंबकीय क्षेत्र दो निम्नलिखित शर्तों में से एक पर निर्धारित किया गया था: ५० μT डाउनस्ट्रीम (यानी, चुंबकीय क्षेत्र के एक्स-अक्ष के साथ क्षैतिज घटक) पानी के प्रवाह की एक ही दिशा थी) और ५० μT ऊपर (यानी, चुंबकीय क्षेत्र के क्षैतिज घटक जल प्रवाह के संबंध में एक विपरीत दिशा था)16। कुल्हाड़ियों के साथ तीव्रता y और जेड प्रभावित नहीं थे, साथ ही कुल तीव्रता और चुंबकीय क्षेत्र सदिश की झुकाव । पांच मछलियों का प्रत्येक शोल दो चुंबकीय स्थितियों में से केवल एक के संपर्क में था । उदाहरण के लिए, सक्रिय मछली पर विचार करते हुए, एक सक्रिय शोल में चुंबकीय क्षेत्र अनुप्रवाह निर्देशित था और अन्य सक्रिय शोल में चुंबकीय क्षेत्र अपस्ट्रीम निर्देशित था ।
वीडियो तो वीडियो ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर (प्रोटोकॉल की धारा 6) के साथ विश्लेषण किया गया । मछलियों को स्विमिंग टनल में चलाने की पूरी अवधि के लिए वीडियो रिकॉर्ड किए गए थे । हालांकि, प्रत्येक 10 मिनट के केवल पिछले 5 मिनट-प्रवाह की दर की लंबी पदश: वृद्धि (चित्रा 4) पर नज़र रखी गई । ट्रैक समय के दौरान, प्रत्येक प्रवाह दर पर प्रत्येक मछली के बदल जाता है (चित्रा 5, लाल और नीले डेटा अंक) पर प्रकाश डाला गया । ये तो प्रत्येक मछली और प्रत्येक प्रवाह की गति की आरआई की गणना के संदर्भ के रूप में इस्तेमाल किया गया (चित्रा 5) । आरआई सूचकांक 0% और १००% के बीच पर्वतमाला । जब ५०% से नीचे, आरआई सूचकांक इंगित करता है कि मछली नकारात्मक rheoटैक्सियों प्रदर्शित (डाउनस्ट्रीम तैराकी की व्यापकता); जब आरआई ५०% से अधिक है, यह पता चलता है कि पशु एक सकारात्मक रियोटिक प्रतिक्रिया (अपस्ट्रीम तैराकी की व्यापकता) था । एक आरआई ५०% से काफी अलग नहीं है रियोटिक प्रतिक्रिया के अभाव का संकेत होगा । एक शोल में सभी पांच मछली के आरआई% के मूल्यों तो प्रत्येक प्रवाह की दर पर औसत थे । इन औसत डेटा arcsine बदल रहे थे और चित्रा 6Aमें प्रदर्शित घटता फिट करने के लिए इस्तेमाल किया । इस प्रकार, धाराप्रवाह सूचकांक जब पानी की गति बढ़ जाती है sigmoidally बढ़ जाती है, एक सरल गणितीय विधि के साथ rheotactic की मात्रा की अनुमति । आरआई और प्रवाह की दर के बीच संबंध निम्नलिखित रसद-सिग्मोइडी मॉडल के लिए फिट किया जा सकता है ।
तीन मापदंडों और उनकी परिवर्तनशीलता फिट वक्र से प्राप्त किया जा सकता है । आरआईपठार प्रयोग में इस्तेमाल किया प्रवाह दर की सीमा में ऊपर ओरिएंट करने के लिए जानवरों की अधिकतम प्रवृत्ति के उपाय । आरआईनीचे पानी के प्रवाह के अभाव में आरआई मूल्य है और, संपन् न, ५०% से अलग नहीं होना चाहिए । Rtr वह प्रवाह दर है जिस पर वक्र की अधिकतम ढलान होती है, और इसे रियोटिक थ्रेशोल्ड6के माप के रूप में उपयोग किया जा सकता है ।
परिणामों से संकेत मिलता है कि zebrafish की rheotactic थ्रेशोल्ड (Rtr) बहुत कम है, जो प्रति सेकंड कुछ सेंटीमीटर की रेंज में है । चुंबकीय क्षेत्र के रूपांतरों सक्रिय मछली के Rtr (चुंबकीय क्षेत्र, टीपरीक्षण, पी > ०.०५) का कोई प्रभाव नहीं प्रभावित करते हैं । विपरीत, चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तन प्रतिक्रियाशील zebrafish के rheotactic व्यवहार पर एक स्पष्ट प्रभाव पड़ता है । जब स्विमिंग टनल के साथ चुंबकीय क्षेत्र घटक अनुप्रवाह निर्देशित किया गया था, Rtr बहुत कम है और सक्रिय मछली के समान है । जब चुंबकीय क्षेत्र को अपस्ट्रीम (टी-टेस्ट, पी < ०.०१) का निदेश दिया गया तब यह सीमा काफी अधिक थी ।
प्रतिक्रियाशील पशुओं की आरआईपठारी मूल्य काफी कम था जब चुंबकीय क्षेत्र के ऊपर निर्देशित किया गया था (टीपरीक्षण, पी < ०.०१) । इस परिणाम से संकेत मिलता है कि इन शर्तों के साथ, प्रतिक्रियाशील मछली पूर्ण सकारात्मक रियोटिक प्रतिक्रिया तक पहुंच जाएगा (आरआई = १००%) केवल बहुत अधिक प्रवाह दरों पर । इस प्रकार, इस परिणाम पर प्रकाश डाला गया है कि, आरtrकी तुलना में, आरआईपठार मछली के तैराकी व्यवहार के बारे में कम जानकारी प्रदान करता है । वास्तव में, दो चुंबकीय स्थितियों के बीच प्रतिक्रियाशील आरआईपठार में मजबूत अंतर के आधार पर, हम राज्य कर सकते हैं कि, नदी के ऊपर उन्मुख चुंबकीय क्षेत्र के तहत, प्रतिक्रियाशील जानवरों शायद एक उच्च पानी में एक पूर्ण रियोटिक प्रतिक्रिया प्रदर्शित करेगा प्रवाह.
आरआईनीचे मूल्यों के लिए उच्च हो (हालांकि नहीं काफी) सक्रिय पशुओं में ५०% की तुलना में और प्रतिक्रियाशील एक बहाव उन्मुख चुंबकीय क्षेत्र को उजागर जानवरों में करते हैं । यह प्रोटोकॉल में एक पूर्वाग्रह के बाद से संकेत मिल सकता है एक बहुत कम दहलीज द्वारा विशेषता जानवरों के प्रवाह acclimation के दौरान अनुभवी दिशा याद कर सकते हैं । इस संभावना का परीक्षण करने के लिए एक उचित प्रोटोकॉल तैयार किया जा सकता है ।
चित्रा 1: वर्तमान अध्ययन में उपयोग की गई तैराकी सुरंग उपकरण का सरलीकृत निरूपण । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 2: चुंबकीय क्षेत्र नियंत्रण के लिए सेटअप । (क) सुरंग के भीतर एक स्थैतिक, क्षैतिज चुंबकीय क्षेत्र को शामिल करने के लिए एक परिनालिका के साथ तैराकी सुरंग का प्रतिपादन । परिनालिका (०.८३ बदल जाता है/सेमी) एक बिजली इकाई से जुड़ा हुआ है और यह ± २५० μt (तीव्रता रेंज है कि पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र रेंज शामिल है) की श्रेणी में खेतों उत्पंन करता है । दाईं ओर, स्विमिंग तंत्र से जुड़े परिनालिका सुरंग की एक तस्वीर दिखाई जाती है । सुरंग एक्रिलिक से बना है और यह दो छिद्रित एक्रिलिक प्लेट पानी प्रवेश में रखा है, जो प्रवाह की गारंटी के लिए बंद होना laminar । (ख) तीव्रता की भूचुंबकीय रेंज में चुंबकीय क्षेत्र के नियंत्रण के लिए निर्धारित तीन ओरोगोनल हेलम्होल्ट्ज जोड़ों का आरेख और फोटो । चुंबकीय क्षेत्र जांच, सीपीयू, डिजिटल-एनालॉग कनवर्टर, और पाश बंद करने के लिए इस्तेमाल किया तार ड्राइवरों को भी दिखाया गया है । coils के प्रत्येक जोड़ी एक त्रिज्या के साथ दो परिपत्र coils से बना है (नि.) 30 सेमी और N = ५० awg के बदल जाता है-14 तांबे के तारों. चयन स्केल (± ८८ μT to ± ८१० μT) के साथ तीन अक्षों वाले चुंबकत्वमापी (सेंसर) को कुंडल सेट के केंद्र के करीब रखा गया है । सेंसर रेंज ± १३० μT को लेकर मूल्यों के लिए निर्धारित है । इन मूल्यों को भी प्रतिनिधि परिणामों में वर्णित माप के लिए इस्तेमाल किया गया (इन स्थितियों में, नाममात्र संवेदक संकल्प के बारे में है ०.१ μT). तीव्रता और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा एक डिजिटल प्रतिक्रिया प्रणाली के साथ नियंत्रित कर रहे हैं । संवेदक चुंबकीय क्षेत्र सदिश (तीन अक्षों) के तीन घटकों का मापन करते हैं, और इसी त्रुटि संकेतों को निकाला जाता है । फिर, एक साधारण integrator फ़िल्टर द्वारा सुधार संकेतों जनरेट किया गया हैं । डिजिटल सुधार संकेतों को एक डिजिटल-से-एनालॉग कनवर्टर द्वारा वोल्टेज में कनवर्ट किया जाता है और एक उपयुक्त कुंडल ड्राइवर द्वारा प्रवर्धित किया जाता है । इन पिछले संकेतों Helmholtz जोड़े ड्राइव करने के लिए उपयोग किया जाता है । नमूना आवृत्ति 5 हर्ट्ज के लिए तय की है और छोरों की एकता लाभ आवृत्ति के बारे में ०.१६ हर्ट्ज है. एक बार कुंडलियों के Helmholtz जोड़े में धाराओं सेट कर रहे हैं, कुल चुंबकीय क्षेत्र से कम 2% केंद्रीय घन मात्रा में इसका मतलब तीव्रता मूल्य से (एज [एल के साथ] = 10 सेमी) कुंडल की । माप के दौरान, चुंबकीय क्षेत्र rms ०.२ μT से कम है । दोनों setups में (पैनलों a और B) एक स्थैतिक विद्युत क्षेत्र के चुंबकीय क्षेत्र उत्पादन coils में वर्तमान द्वारा उत्पंन होता है16। जब अधिकतम धारा लागू की जाती है तो विद्युत क्षेत्र की तीव्रता लगभग ०.४ वी/मीटर होती है; यह मान उस वातावरण में मौजूद प्राकृतिक या कृत्रिम स्थैतिक फ़ील्ड्स की तुलना में नगण्य है जिसकी तीव्रता 1 केवी/एम17के क्रम की है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 3: टैंक के योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व (४० सेमी x ४० सेमी x ४० सेमी) प्रतिक्रियाशील zebrafish व्यक्तियों (पैमाने में नहीं) से सक्रिय अलग करने के लिए इस्तेमाल किया, Rey एट अल.21के अनुसार । व्यक्तित्व चयन टैंक की मात्रा ५० है L. टंकी के आधे टैंक के उज्ज्वल आधा का सामना करना पड़ बॉक्स के किनारे पर व्यास में 5 सेमी की एक छेद के साथ एक अंधेरे बॉक्स से कब्जा कर लिया था । छेद एक फिसलने दरवाजा (नहीं दिखाया गया) द्वारा कवर किया गया था, जिसका उद्घाटन एक चयन परीक्षण के शुरू में हस्ताक्षर किए । टैंक के अंधेरे पक्ष हाथ जाल के उपयोग की अनुमति देने के लिए एक हटाने योग्य कवर की जरूरत है । इससे पहले और व्यवहार परीक्षणों के बाद मछली को रखने या पकड़ने की सुविधा है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 4: zebrafish की धाराप्रवाह सीमा निर्धारित करने के लिए परीक्षणों के दौरान प्रयुक्त फ्लो दरों का आरेख । 1 एच acclimation अवधि के दौरान प्रवाह के लिए पर्याप्त पशुओं के लिए एक पर्याप्त ऑक्सीजन की आपूर्ति की गारंटी थी । यह माना जा सकता है कि, इस डिजाइन के साथ, ऑक्सीजन की आपूर्ति एक सीमा कभी नहीं है, यहां तक कि 0 प्रवाह के साथ पहले 10 मिनट के कदम में । वास्तव में, पानी की एक ऑक्सीजन सामग्री के साथ 27 ° c के बारे में ७.९ मिलीग्राम/L और 1 मिलीग्राम/h. g की एक पशु ऑक्सीजन की खपत (दोनों नियमित परिस्थितियों के तहत zebrafish ऑक्सीजन की खपत के लिए एक अतिरिक्त सन्निकलन (उलियानो एट अल.29] और कम गति तैराकी [palstra et al.30]), यह गणना करने के लिए संभव है कि, प्रवाह के अभाव में, पीओ2 अवनालिका में 2% से अधिक कम नहीं होगा प्रति पशु, अच्छी तरह से ऊपर महत्वपूर्ण Po2 के ऊपर शेष (के बारे में ४० टॉर के लिए zebrafish). यह आंकड़ा Cresci एट अल.14से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 5: सुरंग में पशु व्यवहार और आरआई की गणना । रेखांकन प्रवाह दर के तीन मूल्यों पर एक ३०० एस रिकॉर्ड के दौरान एक्स अक्ष के साथ एक व्यक्ति जानवर की स्थिति प्रस्तुत करते हैं । लाल डॉट्स बहाव से ऊपर की बारी का प्रतिनिधित्व करते हैं, नीले डॉट्स ऊपर से बहाव के लिए बदल जाता है । अनुप्रवाह या अपस्ट्रीम जानवरों द्वारा खर्च किए गए तदनुरूपी समय अंतरालों की भी सूचना दी जाती है, और कुल अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम समय की सूचना दी जाती है, जहां से एक आरआई मूल्य की गणना की जा सकती है । यह देखा जा सकता है कि जब प्रवाह दर में वृद्धि, अपस्ट्रीम समय और आरआई मूल्यों में वृद्धि । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्र 6: प्रतिनिधि परिणाम । (क) arcsine-रूपान्तरित आरआई मूल्यों के बीच संबंध (आरआई कुल उंमुख समय है कि मछली के ऊपर का सामना करना पड़ खर्च का प्रतिशत है) और सक्रिय और प्रतिक्रियाशील के लिए प्रवाह दर प्रवाह के साथ दो चुंबकीय क्षेत्र की स्थिति के तहत zebrafish स्तोमन दर दिशा (एक आयाम नियंत्रण) । प्रत्येक डेटा बिंदु पांच मछली कंपोजिंग के आरआई मूल्यों का औसत है, प्रत्येक प्रवाह की दर पर । curves के बीच महत्वपूर्ण मतभेदों का एक राशि के माध्यम से परीक्षण किया गया-चौकों एफपरीक्षण (अल्फा = ०.०५)14। (ख) सुरंग में चुंबकीय क्षेत्र अक्षों और जल प्रवाह की दिशा । इस अध्ययन में प्रयुक्त दो चुंबकीय क्षेत्र दशाओं में चुंबकीय वैक्टर का त्रि-आयामी निरूपण भी दर्शाया गया है । प्रयोगशाला में चुंबकीय क्षेत्र (40 ° N, 14 ° E) था: F = ६२ μT; I = ६४ °; D = ४४ °. यह आंकड़ा Cresci एट अल.16से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
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Discussion
इस अध्ययन में वर्णित प्रोटोकॉल में वैज्ञानिकों को दो बाह्य संकेतों (जल वर्तमान और भूचुंबकीय क्षेत्र) और पशु के एक आंतरिक कारक के बीच एकीकरण के परिणामस्वरूप जलीय प्रजातियों की जटिल अभिविंयास प्रतिक्रियाओं को निर्धारित करने की अनुमति दी गई है, जैसे व्यक्तित्व. समग्र अवधारणा के लिए एक प्रयोगात्मक डिजाइन कि वैज्ञानिकों अलग व्यक्तित्व के व्यक्तियों को अलग करने के लिए और उनके अभिविंयास व्यवहार की जांच करते समय अलग से या एक साथ बाहरी पर्यावरणीय cues को नियंत्रित करने की अनुमति देता है बनाने के लिए है ।
प्रोटोकॉल इस अध्ययन में वर्णित है, के साथ एक साथ गणितीय परिभाषा के रियोटैक्टिक सूचकांक (आरआई), के बाद डिजाइन किया गया था प्रारंभिक टिप्पणियों के व्यवहार के स्विमिंग सुरंग में zebrafish । जब एक सुरंग में रखा, इन जानवरों के व्यवहार पैटर्न के दो प्रकार के प्रदर्शन, दोनों अनुपस्थिति में या पानी के प्रवाह की उपस्थिति: उंमुख तैराकी और maneuvering । वे उंमुख समय के बहुमत खर्च (आमतौर पर, मछली वीडियो समय के ९५% से अधिक के लिए दर्ज की गई) सुरंग के साथ तैराकी (यानी, एक ४५ डिग्री से कम कोण के साथ लंबे अक्ष के साथ उंमुख), आगे पीछे, अंत दीवारों की निकटता में बदल रहा है और अक्सर श कारण thigmoटैक्सियों (यानी, सुरंग की दीवारों के करीब तैराकी)27.
इस प्रोटोकॉल के सफल होने के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि जो कोई भी प्रयोग करता है पशुओं के तनाव पर ध्यान देता है । प्रायोगिक setups के बीच मछली के परिवहन देखभाल के साथ निष्पादित किया जाना चाहिए । हाथ जाल के उपयोग के रूप में संभव के रूप में जल्दी होना चाहिए, और वास्तविक प्रयोग से पहले कुछ प्रशिक्षण अत्यधिक के रूप में zebrafish तेजी से तैराकों और एक टैंक में पकड़ने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे है की सिफारिश की है । तनाव नाटकीय रूप से इन जानवरों के व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं, और zebrafish के मामले में, यह काफी उनके स्विमिंग व्यवहार27बदल सकते हैं । यह शायद परिणाम को प्रभावित करेगा, के रूप में मछली अतिसक्रिय व्यवहार प्रदर्शित हो सकता है और पानी के प्रवाह और चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तन के लिए कम संवेदनशील हो । प्रयोगात्मक सेटअप में जानवरों के साथ संपर्क के रूप में जल्दी और संभव के रूप में कम होना चाहिए । व्यवहार विश्लेषण दूरस्थ अवलोकन की आवश्यकता है, जो भी अभ्यास की आवश्यकता है । इसके अलावा, यह वीडियो अंधा कर रही है (यानी, प्रोटोकॉल और उपचार जानने के बिना) का विश्लेषण करने के लिए महत्वपूर्ण है ।
मछली की कई प्रजातियों के rheotactic व्यवहार तैराकी सुरंगों5,10,11,31का उपयोग कर अध्ययन किया गया है । कई पिछले अध्ययन तैराकी की गति का अनुमान है कि मछली थकावट है, जो यूcritके रूप में परिभाषित किया गया है, ज्यादातर शारीरिक और पारिस्थितिकी hypotheses परीक्षण करने के लिए11,३२, तक बनाए रख सकते है पर ध्यान केंद्रित ३३. इस अध्ययन में वर्णित विधि, इसके बजाय, कम प्रवाह की गति पर rheotactic व्यवहार पर केंद्रित है । यह चुनाव इसलिए किया गया क्योंकि इस अध्ययन का उद्देश्य मछली के एक प्रसिद्ध और मजबूत अभिविंयास व्यवहार के अवलोकन के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र की तरह एक सूक्ष्म और कमजोर क्यू के लिए संवेदनशीलता का आकलन है, सकारात्मक rheotaxis । प्रतिनिधि परिणामों में यहां की सूचना दी, zebrafish एक बहुत कम रियोटैक्टिक दहलीज प्रदर्शित (केवल प्रति सेकंड कुछ सेंटीमीटर) । यह प्रेक्षण पारिस्थितिकीय रूप से इस प्रजाति के लिए प्रासंगिक हो सकता है, जो वातावरण में जहां जल धाराओं की गति को काफी भिन्न कर सकता है । zebrafish दोनों अशांत नदियों में रहते है३४ और जल निकायों में जहां पानी धीरे, जैसे paddies, तालाबों, और मैदानों३५के रूप में चलता है । जब पानी धीरे चलता है, क्षमता का पता लगाने के लिए और कम प्रवाह गति पर ओरिएंट (एक कम रियोटिक थ्रेशोल्ड) संभवतः लाभप्रद हो सकता है, के रूप में rheotactic प्रतिक्रिया के लिए डाउनस्ट्रीम-बहती शिकार३६ को रोकना संभावना बढ़ जाती है और प्रदान करता है माइग्रेशन३७के लिए दिशात्मक उत्तेजन ।
इन टिप्पणियों को उच्च दरों के साथ प्रवाह का उपयोग नहीं किया जा सकता है । ये एक मजबूत चलन प्रतिक्रिया है कि शरीर की स्थिति और पशुओं के उच्च तैराकी प्रदर्शन के बजाय चुंबकीय क्षेत्र की तरह बाहरी संकेतों पर अधिक निर्भर करेगा । यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल zebrafish पर लागू किया गया था, लेकिन यह संभव है किसी भी मीठे पानी या समुद्री प्रजातियों के लिए उपयुक्त है कि पानी के साथ वातावरण में निवास और प्रयोगशाला की स्थिति में संभाला जा सकता है ।
हालांकि, इस प्रोटोकॉल कुछ सीमाएं प्रस्तुत करता है । हालांकि यह स्पष्ट रूप से प्रकाश डालता है कि क्या एक प्रजाति संवेदनशील है या चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति असंवेदनशील है, यह अभिविन्यास तंत्र है जिसके माध्यम से पशु आंदोलन निर्णयों के लिए चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करता है प्रकट नहीं कर सकते । आदेश में जलीय प्रजातियों में चुंबकीय अभिविन्यास तंत्र की जांच करने के लिए, परिपत्र एरेनस के साथ setups और अभी भी पानी7,३८,३९ या mazes13 सामांयतः उपयोग किया जाता है । हालांकि, मछली (और सामांय में जलीय जानवरों) वातावरण में रहते है जहां धाराओं अनुपस्थित रहे है नहीं है, और प्रस्तुत की विधि एक पहले से सर्वव्यापी दिशात्मक cues के लिए एकीकृत व्यवहार प्रतिक्रिया की जांच करने का प्रयास है, जैसे पानी के प्रवाह और चुंबकीय फ़ील्ड. इस प्रोटोकॉल की एक और सीमा मैनुअल वीडियो ट्रैकिंग प्रक्रिया है । एक स्वचालित ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर के साथ इस सेटअप एकीकरण पूरे डेटा विश्लेषण प्रक्रिया के समय में सुधार होगा ।
यहां प्रस्तुत प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल पहले एक चुंबकीय संवेदनशीलता और rheoटैक्सियों पर पशु व्यक्तित्व के प्रभाव की जांच करने के लिए डिज़ाइन किया गया है । इस विषय पर साहित्य में चौकसी बढ़ा दी गई है और आगे की तलाश की जरूरत है. एक ही प्रजाति से व्यक्तियों, या यहां तक कि एक जनसंख्या या छोटे समूह के भीतर (जैसे एक मछली shoal के रूप में), विभिंन व्यक्तित्व लक्षण22,४०, जो प्रवासी, अन्वेषणात्मक पर अध्ययन में एक महत्वपूर्ण कारक हो सकता है की विशेषता है, नेविगेशन, और ओरिएंटेशन व्यवहार । नहीं सभी व्यक्तियों को एक ही रास्ते में पर्यावरण cues एकीकृत । इस प्रकार, व्यक्तित्व के रूप में आंतरिक कारकों को ध्यान में रखते हुए, डेटा परिवर्तनशीलता को कम करने में मदद कर सकता है जो आमतौर पर आंदोलन पारिस्थितिकी पर अध्ययन में मनाया जाता है16।
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
अध्ययन के भौतिकी विभाग और नेपल्स यूनिवर्सिटी फेडरीको द्वितीय के जीव विज्ञान विभाग के बुनियादी अनुसंधान संस्थापक का समर्थन किया गया । लेखक सांख्यिकीय समर्थन के लिए डॉ क्लाउडिया angelini (एप्लाइड पथरी संस्थान, consiglio नाजियोनले देले ricerche [cnr], इटली) धंयवाद । लेखकों ने डेटा एकत्रित करने के साथ उनकी तकनीकी मदद के लिए मार्टिना Scanu और सिल्विया Frassinet धंयवाद, और विभागीय तकनीशियनों एफ कैसेसे, जी Passeggio, और आर रोक्को डिजाइन और प्रयोगात्मक सेटअप के साकार में उनके निपुण सहायता के लिए । हम वीडियो शूटिंग के दौरान प्रयोग आयोजित करने में मदद करने के लिए लौरा अंजेंल धंयवाद । हम मियामी विश्वविद्यालय से डायना गुलाब Udel धंयवाद Alessandro Cresci के साक्षात्कार के बयान की शूटिंग के लिए ।
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 |
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