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Biology

फ्री-रेंजिंग जानवरों पर रात में कृत्रिम प्रकाश के प्रभावों की जांच करने के लिए एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण: कार्यान्वयन, परिणाम, और भविष्य के अनुसंधान के लिए निर्देश

Published: February 2, 2022 doi: 10.3791/63381
Automatic Translation
1, 1, 1,2, 1, 1
1Department of Biology, Behavioural Ecology and Ecophysiology Group, University of Antwerp, 2Faculty of Social Sciences, Antwerp School of Education, University of Antwerp

Summary

रात में कृत्रिम प्रकाश (एलन) में व्यापक रूप से पहुंचने वाले जैविक प्रभाव होते हैं। यह आलेख व्यवहार की निगरानी करते समय घोंसले के बक्से के अंदर ALAN में हेरफेर करने के लिए एक प्रणाली का वर्णन करता है, जिसमें बैटरी, टाइमर और ऑडियो-सक्षम इन्फ्रारेड वीडियो कैमरा के लिए युग्मित एलईडी लाइट्स शामिल हैं। शोधकर्ता जीवों पर एलन के प्रभावों के बारे में कई उत्कृष्ट प्रश्नों का पता लगाने के लिए इस प्रणाली को नियोजित कर सकते हैं।

Abstract

जानवरों को प्रकाश और अंधेरे के प्राकृतिक पैटर्न के साथ विकसित किया गया है। हालांकि, कृत्रिम प्रकाश को मानव बुनियादी ढांचे और मनोरंजक गतिविधि से पर्यावरण में तेजी से पेश किया जा रहा है। रात में कृत्रिम प्रकाश (एलन) में पशु व्यवहार, शरीर विज्ञान और फिटनेस पर व्यापक प्रभाव डालने की क्षमता है, जो आबादी और समुदायों पर व्यापक पैमाने पर प्रभाव में अनुवाद कर सकती है। फ्री-रेंजिंग जानवरों पर एलन के प्रभावों को समझना मोबाइल जीवों द्वारा सामना किए गए प्रकाश के स्तर को मापने और अन्य मानवजनित गड़बड़ी कारकों से एलन के प्रभावों को अलग करने जैसी चुनौतियों के कारण गैर-तुच्छ है। यहां हम एक दृष्टिकोण का वर्णन करते हैं जो हमें प्रयोगात्मक रूप से घोंसले के बक्से के अंदर प्रकाश के स्तर में हेरफेर करके व्यक्तिगत जानवरों पर कृत्रिम प्रकाश जोखिम के प्रभावों को अलग करने की अनुमति देता है। इस अंत तक, एक प्रणाली का उपयोग प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (एलईडी) प्रकाश (ओं) से मिलकर किया जा सकता है जो एक प्लेट का पालन करता है और बैटरी और टाइमर सिस्टम से जुड़ा होता है। सेटअप घोंसले के बक्से के अंदर व्यक्तियों के एक्सपोजर को अलग-अलग तीव्रता और एलन की अवधि के लिए अनुमति देता है, जबकि साथ ही साथ वीडियो रिकॉर्डिंग प्राप्त करता है, जिसमें ऑडियो भी शामिल है। इस प्रणाली का उपयोग फ्री-रेंजिंग महान स्तन (पारस मेजर) और नीले स्तन (साइनिस्टेस कैरुलस) पर अध्ययन में किया गया है ताकि यह अंतर्दृष्टि प्राप्त की जा सके कि कैसे एलन वयस्कों में नींद और गतिविधि पैटर्न को प्रभावित करता है और घोंसले के विकास में शरीर विज्ञान और टेलोमेर गतिशीलता को प्रभावित करता है। सिस्टम, या उसके अनुकूलन का उपयोग कई अन्य पेचीदा शोध प्रश्नों का उत्तर देने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि एएलएएन अन्य गड़बड़ी कारकों के साथ कैसे बातचीत करता है और बायोएनर्जेटिक संतुलन को प्रभावित करता है। इसके अलावा, इसी तरह की प्रणालियों को एएलएएन के स्तर में हेरफेर करने, जैविक प्रतिक्रियाओं का मूल्यांकन करने और एक अंतर-विशिष्ट परिप्रेक्ष्य के निर्माण की दिशा में काम करने के लिए विभिन्न प्रजातियों के घोंसले के बक्से, घोंसले या बिलों में या उसके पास स्थापित किया जा सकता है। विशेष रूप से जब मुक्त रहने वाले जानवरों के व्यवहार और आंदोलन की निगरानी के लिए अन्य उन्नत दृष्टिकोणों के साथ संयुक्त किया जाता है, तो यह दृष्टिकोण एलन के जैविक निहितार्थों की हमारी समझ में चल रहे योगदान को उत्पन्न करने का वादा करता है।

Introduction

जानवरों ने प्रकाश और अंधेरे के प्राकृतिक पैटर्न के साथ विकसित किया है जो दिन और रात को परिभाषित करते हैं। इस प्रकार, हार्मोनल सिस्टम में सर्कैडियन लय आराम और गतिविधि पैटर्न को व्यवस्थित करती है और जानवरों को फिटनेस 1,2,3 को अधिकतम करने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, ग्लुकोकोर्टिकोइड हार्मोन में सर्कैडियन लय, दैनिक गतिविधि की शुरुआत में एक चोटी के साथ, कशेरुकियों को ग्लूकोज चयापचय पर प्रभाव और पर्यावरणीय तनावों के प्रति जवाबदेही के माध्यम से 24-एच अवधि में उचित रूप से व्यवहार करने के लिएप्राइम करता है। इसी तरह, पीनियल हार्मोन मेलाटोनिन, जो अंधेरे के जवाब में जारी किया जाता है, सर्कैडियन लयबद्धता के शासी पैटर्न में अभिन्न रूप से शामिल है और इसमें एंटीऑक्सिडेंट गुणभी हैं 5,6। सर्कैडियन लयबद्धता के कई पहलुओं का प्रवेश, जैसे कि मेलाटोनिन रिलीज, पर्यावरण में प्रकाश के स्तर की फोटोरिसेप्शन से प्रभावित होता है। इस प्रकार, मानव गतिविधि, मनोरंजन और बुनियादी ढांचे का समर्थन करने के लिए पर्यावरण में कृत्रिम प्रकाश की शुरूआत में मुक्त-रेंजिंग जानवरों के व्यवहार, शरीर विज्ञान और फिटनेस पर व्यापक प्रभाव डालने की क्षमताहै 7,8। दरअसल, रात में कृत्रिम प्रकाश (ALAN) के संपर्क में आने के विभिन्न प्रभावों को 9,10 प्रलेखित किया गया है, और ALAN को 21 वीं शताब्दी में वैश्विक परिवर्तन अनुसंधान के लिए प्राथमिकता के रूप में उजागर किया गयाहै।

फ्री-रेंजिंग जानवरों पर एलन के प्रभावों को मापने से कई कारणों से गैर-तुच्छ चुनौतियां पैदा होती हैं। सबसे पहले, पर्यावरण के माध्यम से चलने वाले मोबाइल जानवर लगातार प्रकाश के विभिन्न स्तरों का अनुभव करते हैं। इस प्रकार, कोई प्रकाश के स्तर को कैसे मापता है जो व्यक्तिगत जानवरों के संपर्क में आते हैं? यहां तक कि अगर जानवर के क्षेत्र पर प्रकाश के स्तर को परिमाणित किया जा सकता है, तो जानवर परिहार रणनीतियों को नियोजित कर सकता है जो एक्सपोजर के पैटर्न को प्रभावित करते हैं, इस प्रकार पशु स्थान और प्रकाश स्तरों के एक साथ ट्रैकिंग की मांग करते हैं। दरअसल, अधिकांश क्षेत्र अध्ययनों में, प्रकाश जोखिम के स्तर में माध्य और भिन्नता अज्ञात11 हैं। दूसरा, एलन के संपर्क में अक्सर अन्य मानवजनित गड़बड़ी कारकों के संपर्क में आने से सहसंबद्ध होता है, जैसे कि ध्वनि प्रदूषण, रासायनिक जोखिम और आवास गिरावट। उदाहरण के लिए, रोडवेज के मार्जिन के साथ आवासों पर कब्जा करने वाले जानवरों को स्ट्रीट लैंप से प्रकाश, वाहनों के यातायात से शोर और वाहनों के उत्सर्जन से वायु प्रदूषण के संपर्क में लाया जाएगा। तो फिर कोई प्रभावी रूप से एलन के प्रभावों को भ्रमित करने वाले चर के प्रभावों से कैसे अलग करता है? कठोर क्षेत्र प्रयोग जो प्रकाश जोखिम स्तरों और प्रतिक्रिया चर दोनों के अच्छे माप को सक्षम करते हैं, ALAN के जैविक प्रभावों की गंभीरता का मूल्यांकन करने और प्रभावी शमन रणनीतियोंको विकसित करने के लिए आवश्यक हैं।

यह आलेख एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण का वर्णन करता है, हालांकि इसकी सीमाओं के बिना नहीं (चर्चा अनुभाग देखें), ऊपर पहचानी गई कठिनाइयों को समाप्त नहीं करने पर, शांत करने में मदद करता है। दृष्टिकोण प्रयोगात्मक रूप से एक मुक्त रहने वाले, दैनिक पक्षी प्रजातियों, महान चूची (पारस प्रमुख) के घोंसले के बक्से के अंदर एलन के स्तर में हेरफेर पर जोर देता है, प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) रोशनी की एक प्रणाली का उपयोग करके और घोंसले के बक्से के भीतर स्थापित एक अवरक्त (आईआर) कैमरा। सेटअप ऑडियो सहित वीडियो रिकॉर्डिंग के एक साथ अधिग्रहण को सक्षम बनाता है, जो शोधकर्ताओं को व्यवहार और vocalizations पर प्रभाव का आकलन करने की अनुमति देता है। महान स्तन प्रजनन के लिए घोंसले के बक्से का उपयोग करते हैं, और नवंबर और मार्च के बीच घोंसले के बक्से में सोते हैं। मादाएं प्रजनन के मौसम12 के दौरान घोंसले के बक्से के अंदर भी सोती हैं। सिस्टम का उपयोग नीले स्तन (साइनिस्ट्स कैरूलियस) पर एलन के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए भी कुछ हद तक किया गया है। पहली कठिनाई, जिसमें जानवर द्वारा सामना किए गए प्रकाश स्तरों को जानना शामिल है, को कम किया जाता है, यह देखते हुए कि एक व्यक्ति घोंसले के बॉक्स में प्रवेश करने के लिए तैयार है (या पहले से ही स्थिर घोंसले के मामले में घोंसले के बॉक्स में है), प्रकाश के स्तर को शोधकर्ता द्वारा ठीक से निर्धारित किया जा सकता है। दूसरी कठिनाई, जिसमें भ्रमित चर के लिए सहसंबंध शामिल हैं, को समान वातावरण में घोंसले के बक्से का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है, और / या घोंसले के बक्से के पास भ्रमित चर के स्तर को मापने के द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। इसके अलावा, गुहा-घोंसले के शिकार पक्षियों में, एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण को अपनाना शक्तिशाली है क्योंकि घोंसले के बक्से या प्राकृतिक गुहाएं एलन13 से घोंसले और वयस्कों को ढाल सकती हैं, जो समझा सकती हैं कि क्यों कुछ कोरिलेटिव अध्ययनों में एलन (या मानवजनित शोर) 14 का बहुत कम प्रभाव मिलता है, जबकि प्रयोगात्मक अध्ययनों में अक्सर स्पष्ट प्रभाव मिलते हैं (नीचे देखें)। इसके अलावा, एक दोहराए गए उपाय प्रयोगात्मक डिजाइन को अपनाया जा सकता है जिसमें व्यक्ति अपने स्वयं के नियंत्रण के रूप में कार्य करते हैं, जो सांख्यिकीय शक्ति को और बढ़ाता है, और सार्थक जैविक प्रभावों का पता लगाने की संभावना। नीचे दिए गए अनुभाग: (1) सिस्टम के डिजाइन और कार्यान्वयन के विवरण की व्याख्या करते हैं, (2) उन महत्वपूर्ण परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं जो अब तक सिस्टम का उपयोग करके व्युत्पन्न किए गए हैं, और (3) भविष्य के शोध निर्देशों का प्रस्ताव करते हैं जिन्हें स्तन और अन्य जानवरों दोनों में पीछा किया जा सकता है।

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Protocol

पशु प्रयोगों के लिए इस प्रणाली के सभी अनुप्रयोगों को एंटवर्प विश्वविद्यालय की नैतिक समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था और बेल्जियम और फ्लेमिश कानूनों के अनुसार आयोजित किया गया था। पद्धति व्यवहार अनुसंधान में जानवरों के उपयोग के लिए ASAB / ABS दिशानिर्देशों का पालन किया। प्राकृतिक विज्ञान के लिए बेल्जियम रॉयल संस्थान (Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen; KBIN) ने सभी शोधकर्ताओं और कर्मियों के लिए लाइसेंस प्रदान किए।

1. प्रयोगात्मक प्रणाली का निर्माण

  1. ALAN बनाने में उपयोग करने के लिए व्यापक स्पेक्ट्रम एलईडी (ओं) प्राप्त करें। एलईडी हेडलाइट से एलईडी लाइट (ओं) लें। अधिक विसरित प्रकाश व्यवस्था (चित्रा 1) के लिए या तो एक एकल एलईडी प्रकाश या एकाधिक (जैसे, 4) ब्रॉड-स्पेक्ट्रम एलईडी रोशनी का उपयोग करें।
    नोट: एक संशोधन के रूप में, विभिन्न वर्णक्रमीय गुणों (जैसे, लाल बनाम नीले) के साथ एल ई डी का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन एक अलग स्रोत से प्राप्त किया जाना चाहिए (इस प्रणाली का उपयोग करके पिछले अध्ययनों में उपयोग किए जाने वाले एल ई डी के वर्णक्रमीय गुणों के लिए ग्रंस्ट एट अल2019 15 की पूरक सामग्री देखें)।
  2. व्यवहार निगरानी के लिए अनुमति देने के लिए एक आईआर कैमरे के साथ एलईडी माउंट करने के लिए एक प्रणाली डिजाइन करें। शोधकर्ता इस अंत को कई तरीकों से पूरा कर सकते हैं।
    1. विकल्प 1. घोंसले के बॉक्स में अलग से एक एकल व्यापक स्पेक्ट्रम एलईडी डालें एक प्लास्टिक या धातु की प्लेट पर चिपकने वाले के साथ घुड़सवार एक आईआर कैमरे से सटे एक प्लास्टिक ट्यूब में जो घोंसले के बॉक्स (चित्रा 1 ए, बी) के भीतर फिट बैठता है।
    2. विकल्प 2. एक प्लास्टिक या धातु की प्लेट पर एक केंद्रीय स्थिति में एक आईआर कैमरा माउंट करें और फिर आईआर कैमरे के आसपास की प्लेट पर निश्चित स्थितियों में एलईडी रोशनी माउंट करें (चित्र 1 सी)।
  3. डिजाइन एक उपकरण के लिए एक बिजली स्रोत (बैटरी) और टाइमर सिस्टम कनेक्ट करने के लिए.
    1. घोंसले के बॉक्स के किनारे में ग्रोव बनाने के लिए चाकू या ड्रिल का उपयोग करें, जिसके माध्यम से वायर कनेक्टर्स सिस्टम को एफई-बैटरी (12 वी; 120 डब्ल्यूएच) और होममेड टाइमर (12 वी) से कनेक्ट करने के लिए विस्तारित कर सकते हैं।
    2. एक गहरे हरे रंग के लकड़ी के बाड़े को डिजाइन करें जो रंग, लंबाई और चौड़ाई में घोंसले के बॉक्स से मेल खाता है (उदाहरण के लिए, पिछले अध्ययनों में उपयोग किए जाने वाले घोंसले के बक्से में आयाम थे: 120 मिमी x 155 मिमी x 250 मिमी), और बैटरी को घर के लिए एक काज के माध्यम से खोलने के लिए एक तरफ खोलने के साथ, वीडियो के लिए रिकॉर्डर, और एल ई डी के लिए टाइमर सिस्टम (चित्रा 2); अनुपूरक चित्र 1 और अनुपूरक चित्र 2)।
  4. डिजाइन एक साधन जिसके माध्यम से एलन तीव्रता को समायोजित करने के लिए।
    1. एक रोकनेवाला (बैटरी वोल्टेज और रोशनी पर मूल्य आकस्मिक) प्राप्त करें और इसे एलईडी (ओं) के साथ श्रृंखला में कनेक्ट करें।
  5. डिजाइन "डमी" बक्से बाड़ों के रूप में एक ही आयाम के साथ जो सिस्टम के पक्षियों की आदत में उपयोग के लिए टाइमर और बैटरी को घर देते हैं (यानी, जैसा कि चित्रा 2 ए में है, लेकिन आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक्स के बिना)।
    नोट: अनुभाग 2 और अनुभाग 3 फोकल जीव पर एलन के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले चरण-दर-चरण विधियों पर चर्चा करते हैं।

Figure 1
चित्र 1: IR कैमरों और LED लाइट (ओं) से मिलकर दो प्रणालियों का उपयोग घोंसले के बक्से के अंदर ALAN में हेरफेर करने के लिए किया जाता है। (A) नेस्ट बॉक्स का शीर्ष दृश्य जिसमें प्लेट पुरानी प्रणाली को जगह में रखती है। (बी) 10 आईआर एलईडी के साथ एलन और केंद्रीय कैमरे में हेरफेर करने के लिए 1 ब्रॉड-स्पेक्ट्रम एलईडी के साथ पुरानी प्रणाली (सी) 4 ब्रॉड-स्पेक्ट्रम एलईडी के साथ नई प्रणाली और 4 आईआर एलईडी के साथ केंद्रीय आईआर कैमरा। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: घर का बना बैटरी और टाइमर इकाई ALAN और वीडियो रिकॉर्ड व्यवहार में हेरफेर करने के लिए उपयोग किया जाता है। (A) इकाई एक लकड़ी के बॉक्स के भीतर संलग्न है जो घोंसले के बॉक्स के शीर्ष पर लगाया गया है। (बी) इकाई के अंदर इलेक्ट्रॉनिक्स का दृश्य। कनेक्टर्स आईआर कैमरा और ब्रॉड-स्पेक्ट्रम एलईडी के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स को जोड़ने के लिए लकड़ी के बाड़े में घोंसले के बॉक्स के अंदर से विस्तारित होते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

2. प्रयोग की योजना बनाने और एलन तीव्रता और समय को समायोजित

  1. जानवरों को उजागर करने के लिए वांछित प्रकाश तीव्रता निर्धारित करें।
    1. ध्यान से विचार करें कि किस प्रयोगात्मक प्रकाश तीव्रता का उपयोग करना है ताकि सार्थक परिणाम उत्पन्न हो सकें जो शोध प्रश्न का उत्तर देते हैं। सामान्य तौर पर, इसका मतलब एक पारिस्थितिक रूप से प्रासंगिक प्रकाश तीव्रता का चयन करना होगा, जो मुक्त-रेंजिंग जानवरों का सामना करने की संभावना है (मार्गदर्शन के लिए तालिका 1 देखें)।
  2. वांछित प्रकाश तीव्रता के लिए एलईडी रोशनी को समायोजित करें (उदाहरण के लिए, 1-3 लक्स, जैसा कि पिछले अध्ययनों में उपयोग किया जाता है; तालिका 1 और तालिका 2)।
    1. क्षेत्र में प्लेसमेंट से पहले, प्रकाश तीव्रता को कैलिब्रेट करने के लिए प्रयोगशाला में लिए गए घोंसले के बॉक्स पर सिस्टम को रखें। एल ई डी को पावर स्रोत से कनेक्ट करें, जैसा कि नीचे वर्णित है (प्रोटोकॉल अनुभाग 3)।
    2. घोंसले के बॉक्स (~ नीचे से 8 सेमी) के भीतर पक्षी के स्तर पर एक प्रकाश मीटर रखकर और साथ ही एलईडी के साथ श्रृंखला में प्रतिरोधक को समायोजित करके वांछित तीव्रता (लक्स) के लिए एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश को समायोजित करें।
      नोट: बहुत कम प्रकाश तीव्रता प्राप्त करना संभव है (उदाहरण के लिए, ग्रामीण आकाश चमक का स्तर; 0.01 लक्स)।
  3. उस समय सीमा को निर्धारित करें जिस पर जानवरों को एलन को उजागर करना है।
    1. रात भर में एक्सपोज़र की लंबाई और समय निर्धारित करें। उदाहरण के लिए, कोई भी पूरी रात में जानवरों को एलन के लिए उजागर कर सकता है, रात के केवल कुछ हिस्सों के लिए, या रात के मध्य में अंधेरे की अवधि को छोड़ सकता है ताकि परेशानी की डिग्री को कम किया जा सके।
    2. ऐसे मामलों में कि किसी जानवर को एलन के संपर्क में आने के लिए घोंसला बॉक्स (या एक विशिष्ट क्षेत्र) में प्रवेश करना चाहिए, यह भी विचार करें कि क्या प्रकाश को प्रवेश घटना से पहले या बाद में चालू किया जाना चाहिए।
  4. रात के दौरान प्रकाश जोखिम की अवधि को नियंत्रित करने के लिए टाइमर सेट करें।
    1. व्यापक स्पेक्ट्रम एलईडी से जुड़े टाइमर को सेट करें ताकि प्रकाश निर्दिष्ट अवधि में चालू और बंद हो जाए (उदाहरण के लिए, सूर्यास्त से कम से कम 2 घंटे पहले; सूर्योदय के बाद 2 घंटे से)।
      नोट: IR कैमरा जानवर के व्यवहार को प्रकाश एक्सपोज़र की अवधि के लिए एक साथ रिकॉर्ड करने की अनुमति देता है और जब तक यह एक चार्ज बैटरी से जुड़ा होता है तब तक चालू रहेगा।
  5. लक्ष्य अनुसंधान प्रश्न (ओं) के लिए उपयोग करने के लिए उपयुक्त प्रयोगात्मक डिजाइन निर्धारित करें।
    नोट: कुछ प्रश्नों के लिए, एक दोहराया उपाय प्रयोगात्मक डिजाइन सबसे शक्तिशाली विकल्प होगा (उदाहरण के लिए, एलन के संपर्क में नींद के व्यवहार को कैसे प्रभावित करता है?)। दूसरों के लिए, युग्मित नियंत्रण और प्रयोगात्मक समूहों की आवश्यकता होगी (उदाहरण के लिए, एलन के संपर्क में आने से घोंसले के विकास में टेलोमेरेस हानि कैसे प्रभावित होती है?
स्रोत/एक्सपोज़र स्तर तीव्रता (लक्स)
पूर्ण सूर्य के प्रकाश 103000
पूर्ण चांदनी 0.05–1
शहरी आकाश चमक 0.2–0.5
मुक्त रहने वाले यूरोपीय ब्लैकबर्ड्स का एक्सपोजर 0.2 (0.07–2.2)
सिस्टम का उपयोग करके पिछले प्रयोगात्मक अध्ययन 1–3
एलईडी स्ट्रीट लाइट्स ~10
कम दबाव सोडियम स्ट्रीट लाइट ~10
उच्च दबाव सोडियम ~10
फ्लोरेसेंट प्रकाश व्यवस्था 300
धातु हैलाइड 400–2000

तालिका 1: पर्यावरण में विशिष्ट प्रकाश तीव्रता 3,9, फ्री-रेंजिंग पक्षियों के एक्सपोजर स्तर41, और इस प्रणाली का उपयोग करके पिछले अध्ययनों में उपयोग की जाने वाली तीव्रता (तालिका 2 में संदर्भ)।

3. एलन के लिए जोखिम को लागू करना

  1. प्रयोगात्मक सेटअप के लिए जानवरों की आदत।
    1. यदि प्रयोग के संदर्भ में संभव हो, तो नवीनता घृणा के प्रभावों को कम करने के लिए प्रयोग से कम से कम 1 दिन पहले घोंसले के बक्से के शीर्ष पर डमी बक्से रखकर सेटअप के लिए जानवरों की आदत डालें।
  2. फोकल व्यक्तियों का सर्वेक्षण करें।
    1. पक्षियों को परेशान किए बिना घोंसले के बक्से के भीतर पहचान के लिए अनुमति देने के लिए निष्क्रिय एकीकृत ट्रांसपोंडर (पीआईटी) टैग के साथ अध्ययन आबादी में जानवरों को फिट करें।
    2. नींद के व्यवहार पर एलन के प्रभाव से जुड़े प्रयोगों में, प्रयोग से पहले रात को घोंसले के बक्से पर जाएं और रेडियो-फ्रीक्वेंसी आइडेंटिफिकेशन (आरएफआईडी) रीडर के साथ बक्से को स्कैन करें ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि कौन से पक्षी अंदर रोस्टिंग कर रहे हैं।
    3. ALAN के लिए घोंसले के विकास के जोखिम से जुड़े प्रजनन के मौसम के दौरान प्रयोगों में, लगातार मॉनिटर (जैसे, हर दूसरे दिन) घोंसले के बक्से, और घोंसले की सामग्री और वयस्क पहचान के लिए जाँच करें। प्रयोग में उपयोग के लिए कुछ विशेषताओं (यानी, मोडल ब्रूड आकार, माता-पिता दोनों मौजूद और खिला) के साथ ब्रूड्स वाले घोंसले के बक्से का सावधानीपूर्वक चयन करें।
  3. का चयन करें और प्रयोग को लागू करें।
    1. नींद के व्यवहार से जुड़े प्रयोगों के लिए, चरणों 3.3.2-3.3.21 के बाद एलन (नियंत्रण उपचार) की अनुपस्थिति में अबाधित नींद रिकॉर्ड करने के लिए कम से कम एक रात के लिए अंधेरे की स्थिति में सोने वाले व्यक्तियों को पहले रिकॉर्ड करके दोहराए गए उपायों को लागू करें।
    2. इस अंत के लिए, उन्हें क्षेत्र में ले जाने से पहले स्थानीय समय के साथ IR कैमरों पर समय सिंक्रनाइज़ करना सुनिश्चित करें।
    3. बैटरी से सटे मिनी डीवीआर रिकॉर्डर में एसडी स्लॉट में एक एसडी कार्ड डालें (चित्रा 2 बी; अनुपूरक चित्र2)। यह सुनिश्चित करने के लिए जाँचें कि SD कार्ड खाली है, और यदि नहीं, तो इसमें मौजूद डेटा को मिटा दें.
    4. अंधेरे की शुरुआत से कम से कम 2 घंटे पहले, घोंसले के बॉक्स के शीर्ष से डमी बॉक्स को हटा दें।
    5. घोंसले के बॉक्स का ढक्कन खोलें.
    6. घोंसले के बॉक्स के अंदर आईआर कैमरे वाली प्लेट को नीचे की ओर उन्मुख कैमरा उद्देश्य के साथ रखें।
    7. घोंसले के बॉक्स में ग्रोव से बाहर इलेक्ट्रॉनिक connectors का विस्तार करें।
    8. घोंसले के बॉक्स का ढक्कन बंद करें.
    9. नेस्ट बॉक्स के शीर्ष पर बैटरी, रिकॉर्डर और टाइमर वाले बाड़े को रखें।
    10. बैटरी पावर कनेक्टर्स कनेक्ट करें। रिकॉर्डर से लाल कनेक्टर को कैमरे (ऑडियो) से सफेद कनेक्टर से कनेक्ट करें, रिकॉर्डर से पीले कनेक्टर से कैमरा (वीडियो) से पीले कनेक्टर तक पीला कनेक्टर, और कैमरे (पावर) से लाल कनेक्टर के लिए बैटरी से काला कनेक्टर (अनुपूरक चित्रा 1 और पूरक चित्रा 2)।
    11. कैमरा रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए रिकॉर्ड बटन पुश करें।
      नोट: टाइमर सेट नहीं किया जाएगा और / या बिजली एलईडी को नियंत्रित करने वाले टाइमर से कनेक्ट नहीं होगी ताकि नियंत्रण रातों पर कोई एलन का उत्पादन नहीं किया जाएगा।
    12. यह सुनिश्चित करने के लिए एक छोटी tft स्क्रीन के साथ जाँच करें कि रिकॉर्डिंग शुरू हो गई है और छवि सही है। TFT स्क्रीन को कनेक्ट करने के लिए एक पोर्ट रिकॉर्डर (अनुपूरक चित्र2) के नीचे स्थित है।
    13. अंधेरे के लगभग 1 घंटे बाद, घोंसले के बॉक्स पर लौटें और घोंसले के बॉक्स के नीचे और किनारों के चारों ओर एक आरएफआईडी ट्रांसपोंडर रीडर को स्थानांतरित करके अंदर सो रहे पक्षी की पहचान की जांच करें और पीआईटी टैग से संचारित अद्वितीय पहचान संख्या को रिकॉर्ड करें।
    14. नियंत्रण रिकॉर्डिंग के बाद सुबह, सूर्योदय के बाद कम से कम 2 घंटे बाद, घोंसले के बॉक्स में लौटें और बैटरी सिस्टम और आईआर कैमरा एकत्र करें।
    15. फिर से, घोंसले बॉक्स के शीर्ष पर एक डमी बॉक्स रखें।
    16. प्रयोगशाला या कार्यालय में, बैटरी को चार्ज करें और व्यवहार डेटा एकत्र करने के लिए रिकॉर्डर से एसडी कार्ड को हटा दें और डाउनलोड करें।
      नोट: बैटरी में पूरी रात के लिए रिकॉर्डिंग को सक्षम करने के लिए ठंडी परिस्थितियों में ~ 30 घंटे का जीवन काल होता है, लेकिन रिकॉर्डिंग की लगातार रातों के बीच पूरी तरह से रिचार्ज करने की आवश्यकता होती है।
    17. डेटा को सफलतापूर्वक डाउनलोड करने के बाद, एसडी कार्ड से डेटा मिटा दें और फिर इसे मिनी डीवीआर रिकॉर्डर में फिर से सम्मिलित करें।
    18. बाद की रात में, प्रकाश जोखिम उपचार को लागू करें (उदाहरण के लिए, 1-3 लक्स, जैसा कि सिस्टम का उपयोग करके पिछले प्रयोगों में उपयोग किया जाता है; तालिका 1 और तालिका 2)।
    19. प्रकाश एक्सपोज़र की वांछित समय अवधि के लिए टाइमर सिस्टम सेट करें।
    20. नियंत्रण रिकॉर्डिंग के लिए ऊपर वर्णित समान चरणों (3.3.2-3.3.17) का पालन करें, लेकिन टाइमर को पावर और एल ई डी को टाइमर से भी कनेक्ट करें (अनुपूरक चित्रा 1 और अनुपूरक चित्र2)।
    21. यदि वांछित हो, तो रात तीन पर नियंत्रण रिकॉर्डिंग (अंधेरे की शर्तों के तहत नींद के व्यवहार, यानी, एलन की अनुपस्थिति) को दोहराएं।
    22. ALAN के लिए घोंसले के जोखिम से जुड़े प्रयोगों के लिए, चरण 3.3.23-3.3.25 में वर्णित नियंत्रण और प्रयोगात्मक ब्रूड्स का उपयोग करें।
    23. नियंत्रण ब्रूड्स के घोंसले के बक्से के शीर्ष पर डमी बक्से (इलेक्ट्रॉनिक्स की कमी) रखें और समान तरीकों से नियंत्रण और प्रयोगात्मक घोंसले दोनों को संभालें।
    24. प्रयोगात्मक बक्से के लिए प्रयोगात्मक ALAN जोखिम को लागू करें। प्रयोगात्मक अवधि के दौरान, घोंसले के बॉक्स के भीतर एलईडी सिस्टम और आईआर कैमरा माउंट करें, जैसा कि ऊपर वर्णित है, और प्रकाश एक्सपोजर की वांछित अवधि को नियंत्रित करने के लिए टाइमर सेट करें।
    25. बैटरी रिचार्ज करें। प्रकाश जोखिम और वीडियो रिकॉर्डिंग की कई रातों को शामिल करने वाले प्रयोगों के लिए, दिन के दौरान बैटरी को रिचार्ज करने के लिए प्रत्येक सुबह सिस्टम एकत्र करें और फिर शाम को सिस्टम को बदलें।
  4. ब्याज के प्रतिक्रिया चर (ओं) पर डेटा एकत्र करें।
    1. यदि घोंसले बॉक्स के भीतर व्यवहार ब्याज का चर है, तो IR कैमरा एक साथ व्यवहार का दस्तावेजीकरण करने की अनुमति देगा (उदाहरण के लिए, स्लीप व्यवहार; चित्रा 3)।
    2. अतिरिक्त निगरानी विधियों के माध्यम से ब्याज के किसी भी अन्य डेटा को एकत्र करें, समय में चर बिंदुओं पर होने वाले नमूने के साथ (उदाहरण के लिए, प्रकाश जोखिम से पहले और बाद में लिए गए रक्त के नमूने15)।

Figure 3
चित्रा 3: ALAN के संपर्क में एक घोंसले बॉक्स के अंदर एक महान चूची की अवरक्त छवि. (ए) सो रही है और (बी) चेतावनी महान चूची कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Representative Results

इस प्रणाली का उपयोग करके प्रकाशित सहकर्मी-समीक्षा किए गए शोध लेखों को तालिका 2 में संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। कई अन्य पांडुलिपियां प्रगति पर हैं। ये अध्ययन अनुसंधान प्रश्नों के तीन प्रमुख सूट को संबोधित करते हैं। सबसे पहले, सिस्टम का उपयोग वयस्कों में नींद के व्यवहार और गतिविधि के स्तर पर प्रकाश जोखिम के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए किया गया है। इस अंत तक, एक दोहराए गए उपाय प्रयोगात्मक डिजाइन को नियोजित किया गया था, जिसमें एक ही व्यक्ति को पहले प्राकृतिक परिस्थितियों में सोते हुए दर्ज किया गया था और बाद में एक हल्के घोंसले के बॉक्स में सोने के लिए दर्ज किया गया था। इन अध्ययनों में उपयोग किए जाने वाले सभी व्यक्तियों को पीआईटी टैग के साथ फिट किया गया था, जिससे शोधकर्ताओं को यह सत्यापित करने की अनुमति मिलती है कि एक ही व्यक्ति पक्षियों को परेशान किए बिना हैंडहेल्ड ट्रांसपोंडर-रीडर का उपयोग करके बाद की रातों के बीच घोंसले के बॉक्स में सो रहा है।

नींद के व्यवहार पर एलन एक्सपोजर के नाटकीय प्रभावों को प्रलेखित किया गया है। उदाहरण के लिए, 1.6 लक्स की तीव्रता पर एलन के संपर्क में आने वाले महान स्तन, एक अपेक्षाकृत कम तीव्रता जो फ्री-रेंजिंग जानवरों द्वारा अनुभव किए जाने की संभावना है, आधे घंटे पहले जाग गए, घोंसले के बॉक्स को 20 मिनट पहले छोड़ दिया, और नियंत्रण पक्षियों (चित्रा 4) 16 की तुलना में 40 मिनट कम सोया। दिलचस्प बात यह है कि नींद पर एलन के प्रभाव अन्य चर, जैसे कि प्रकाश तीव्रता और मौसम पर आकस्मिक हो सकते हैं। इस परिकल्पना के अनुरूप, मादा महान स्तन के नींद के व्यवहार पर एलन का प्रभाव सर्दियों की तुलना में घोंसले की अवधि के दौरान बहुत अधिक था, नींद की हानि पर प्रभाव दो गुना से अधिक बड़ा था और जागने के समय पर प्रभाव चार गुना सेअधिक बड़ा था। दूसरी ओर, 1.6 बनाम 3 लक्स की तीव्रता पर प्रकाश जोखिम के प्रभाव में थोड़ा अंतर था, यह सुझाव देते हुए कि यहां तक कि कम तीव्रता वाले एलन में भी हानिकारक प्रभाव हो सकतेहैं। इस प्रणाली का उपयोग एलन द्वारा नींद के व्यवधान के बाद नींद के पलटाव को दस्तावेज करने के लिए भी किया गया है, जिसमें व्यक्तियों ने अगली रात17 को अधिक नींद से एलन-प्रेरित नींद की कमी का जवाब दिया। इसके अलावा, एलन द्वारा नींद को बाधित करने की सीमा में महत्वपूर्ण व्यक्तिगत भिन्नता देखी गई है, जो जनसंख्या प्रतिक्रियाओं और चयन17 के लिए गुंजाइश की भविष्यवाणी करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है, हालांकि नींद पर एलन के प्रभाव को अन्वेषणात्मक व्यक्तित्व प्रकार18 द्वारा संशोधित नहीं किया गया था। नींद पर एलन के पर्याप्त प्रभावों से जागने के व्यवहार, शरीर विज्ञान और फिटनेस पर कैस्केडिंग प्रभाव पड़ने की संभावना है। हालांकि, आज तक के अध्ययन अवधि में अपेक्षाकृत कम रहे हैं। व्यापक प्रभावों और दीर्घकालिक प्रभावों की जांच करना मुक्त-रेंजिंग जानवरों के लिए एलन के परिणामों को स्पष्ट करने के लिए महत्वपूर्ण है और आगे के शोध के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है (नीचे देखें)।

Figure 4
चित्रा 4: प्रभाव आकार और 95% आत्मविश्वास अंतराल पहली अबाधित रात और दूसरी रात पर महान स्तन के नींद के व्यवहार की तुलना करते हैं। दूसरी रात को, पक्षियों को या तो फिर से अबाधित (नियंत्रण; शीर्ष पैनल) छोड़ दिया गया था या 1.6 लक्स एलन (प्रकाश; नीचे पैनल) के संपर्क में थे। प्रभाव आकार मिनटों में दिए जाते हैं, 'प्रवेश द्वार पर समय' के अपवाद के साथ, जो सेकंड में दिया जाता है। Raap et al. (2015)16 में विवरण देखें। इस आंकड़े को Raap et al.16 से अनुमति के साथ अनुकूलित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

दूसरा, सिस्टम का उपयोग यह जांचने के लिए किया गया है कि कैसे एलन के संपर्क में शारीरिक प्रतिक्रिया चर (तालिका 2) की एक श्रृंखला का उपयोग करके विकासशील घोंसले को प्रभावित करता है। इन प्रयोगों ने घोंसले के चरण के एक हिस्से के दौरान एलन के लिए घोंसले को उजागर किया है, जो 2-7 दिनों तक होता है, अध्ययन के उद्देश्यों पर आकस्मिक होता है। घोंसले पर प्रकाश जोखिम के प्रलेखित प्रभावों में शरीर के द्रव्यमान या स्थिति19, पंख कॉर्टिकोस्टेरोन स्तर20, हैप्टोग्लोबिन सांद्रता21, और ऑक्सालेट के स्तर22 पर प्रभाव शामिल हैं। हालांकि, इस शोध से यह भी पता चलता है कि कुछ पैरामीटर, जैसे टेलोमेरेस गिरावट दर और ऑक्सीडेटिव तनाव15,19, एलन (तालिका 2) के संपर्क से अप्रभावित हो सकते हैं। संक्षेप में, इन अध्ययनों से पता चलता है कि जीवन में शुरुआती एलन के संपर्क में आने से विकास के पाठ्यक्रम में बदलाव हो सकता है और संभावित रूप से वयस्कता में स्थायी प्रभाव पड़ सकता है, लेकिन विकासशील जीवों की विशेषताएं प्रकाश जोखिम के प्रति संवेदनशील या लचीली होने की सीमा को निर्धारित करने के लिए अधिक शोध की आवश्यकता है।

तीसरा, प्रणाली का उपयोग फिटनेस पर प्रभावों का आकलन करने के लिए किया गया है, जिसमें प्रजनन सफलता और उत्तरजीविता दर शामिल है। अभी तक, इस तरह के प्रभावों के लिए कोई मजबूत सबूत सामने नहीं आया है। हालांकि, और महत्वपूर्ण बात यह है कि यह काम अभी भी बहुत प्रगति पर है क्योंकि फिटनेस प्रभावों का प्रभावी ढंग से आकलन करने से प्रकाश-उजागर व्यक्तियों की दीर्घकालिक निगरानी की मांग होती है।

अंत में, महान स्तन और नीले स्तन के नींद व्यवहार पर ALAN के संपर्क के प्रभावों की तुलना में काम किया गया है। महान स्तन की तुलना में ALAN का नीले स्तन के नींद व्यवहार पर बहुत कम प्रभाव पड़ा, जो प्रकाश संवेदनशीलता में अंतर-विशिष्ट अंतर की क्षमता पर ध्यान आकर्षित करता है, यहां तक कि निकटता से संबंधित प्रजातियों के बीच भी (तालिका 2)23 . विशेष रूप से, अन्य अनुसंधान समूहों ने भी हाल ही में घोंसले के बक्से के भीतर प्रकाश के स्तर में हेरफेर करने के इस दृष्टिकोण को अपनाना शुरू कर दिया है, जो कार्यप्रणाली की ताकत को दर्शाता है, और इसके व्यापक अनुप्रयोग24,25 की क्षमता को दर्शाता है।

प्रजातियां जीवन चरण एलन तीव्रता का उपयोग किया (लक्स) प्रतिक्रिया चर ALAN का प्रभाव संदर्भ
महान तैसा (पारूस प्रमुख) नीड़-शावक 1 पंख corticosterone (fCORT), शरीर की स्थिति, telomere लंबाई, सफलता पलायन, भर्ती (+) fCORT 19 Grunst et al. 2020. पर्यावरण प्रदूषण. 259:113895. doi: 10.1016/j.envpol.2019.113895
(-) शरीर की स्थिति
(0) अन्य प्रतिक्रिया चर
महान तैसा नीड़-शावक 1 टेलोमेर लंबाई, शरीर की स्थिति, भागने की सफलता, नाइट्रिक ऑक्साइड (-) शरीर की स्थिति 14 Grunst et al. 2019 Sci Tot Environ 662:266-275. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.12.469
(0) टेलोमेर लंबाई, अन्य प्रतिक्रिया चर
महान तैसा वयस्क 1.6, 3 नींद व्यक्तित्व (अन्वेषणात्मक व्यवहार) - निर्भर प्रतिक्रिया? (-) नींद व्यवहार 17 Raap et al. 2018. पर्यावरण प्रदूषण. 243:1317-1324. doi: 10.1016/j.envpol.2018.09.037
व्यक्तित्व द्वारा संशोधित नहीं किया गया
महान तैसा नीड़-शावक 3 ऑक्सालेट और क्या सेक्स द्वारा संशोधित प्रतिक्रिया (+) ऑक्सालेट, पुरुष 21 Raap et al. 2018. संरक्षण Physiol. 6: coy005. doi: 10.1093/
(0) ऑक्सालेट, मादाएं
महान तैसा नीड़-शावक 1.6, 3 नींद का व्यवहार और क्या प्रतिक्रिया मौसम या प्रकाश तीव्रता द्वारा संशोधित (-) नींद व्यवहार 11 Raap et al. 2017. Behav Proc. 144:13-19. doi: 10.1016/j.beproc.2017.08.011
मौसम नींद की शुरुआत का थोड़ा प्रभाव केवल उच्च तीव्रता एलन द्वारा देरी
महान चूची / नीले चूची (Cyanistses caeruleus) वयस्क 3 नींद व्यवहार नीले स्तन में नींद पर कम (-) प्रभाव 22 सन एट अल। 2017। पर्यावरण प्रदूषण. 231:882-889. doi: 10.1016/j.envpol.2017.08.098
महान तैसा वयस्क 1.6 महिलाओं की नींद का व्यवहार (-) नींद व्यवहार ALAN जोखिम के बाद स्लीप रिबाउंड 16 Raap et al. 2016. पर्यावरण प्रदूषण. 215:125-134. doi: 10.1016/j.envpol.2016.04.100
घोंसले की अवधि में अधिक (-) प्रभाव
महान तैसा नीड़-शावक 3 शरीर के द्रव्यमान में परिवर्तन, रक्त ऑक्सीडेटिव स्थिति, सफलता पलायन (-) शरीर द्रव्यमान 18 Raap et al. 2016. विज्ञान प्रतिनिधि 6:35626. doi: 10.1038/
(0) ऑक्सीडेटिव स्थिति, सफलता पलायन
महान तैसा नीड़-शावक 3 हैप्टोग्लोबिन (हिमाचल प्रदेश), नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) (+) अश्वशक्ति 20 Raap et al. 2016. पर्यावरण प्रदूषण. 218:909-914. doi: 10.1016/j.envpol.2016.08.024
(-) नहीं
महान तैसा वयस्क 1.6 नींद व्यवहार (-) नींद व्यवहार 15 Raap et al. 2015. विज्ञान प्रतिनिधि 5:13557. doi: 10.1038/
नोट: 0 = प्रतिक्रिया चर पर ALAN का कोई प्रभाव नहीं है। संदर्भ प्रविष्टियों को आगे बढ़ाने वाली संख्याएँ संदर्भ सूची में दिए गए क्रम को संदर्भित करती हैं.

तालिका 2: प्रयोगात्मक प्रणाली का उपयोग करके एलन के संपर्क के आधार पर प्रकाशित अध्ययनों का सारांश। नोट: 0 = प्रतिक्रिया चर पर ALAN का कोई प्रभाव नहीं है।

अनुपूरक चित्रा 1: इन्फ्रारेड (आईआर) कैमरा और प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) रोशनी युक्त प्लेट, इसके अतिरिक्त केबलों को दिखाता है जो सिस्टम को बिजली स्रोत से जोड़ते हैं। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

अनुपूरक चित्रा 2: बैटरी, रिकॉर्डर और घर का बना समय प्रणाली युक्त कक्ष का एक आंतरिक दृश्य, इसके अतिरिक्त सिस्टम के विभिन्न हिस्सों को जोड़ने वाले केबल दिखाता है। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

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Discussion

एलईडी रोशनी और एक युग्मित आईआर कैमरे की इस घोंसले बॉक्स-आधारित प्रणाली ने शोधकर्ताओं को एलन के जैविक प्रभावों के बारे में पेचीदा प्रश्नों की एक श्रृंखला का आकलन करने की अनुमति दी है। इसके अलावा, कई और शोध दिशाएं हैं जिन्हें सिस्टम के साथ आगे बढ़ाया जा सकता है। इसके अलावा, अन्य प्रजातियों के लिए सिस्टम के उपयोग का विस्तार करने से एलन के प्रति संवेदनशीलता में अंतर-विशिष्ट मतभेदों की समझ को बढ़ावा देने में मदद मिल सकती है। भविष्य के शोध के लिए कुछ गैर-संपूर्ण संभावनाओं के नीचे इस उम्मीद में प्रस्तुत किया गया है कि यह पेपर इस महत्वपूर्ण क्षेत्र में अनुसंधान को प्रेरित करने में मदद करेगा। निष्कर्ष संक्षेप में इस प्रयोगात्मक दृष्टिकोण की ताकत को दोहराता है और सिस्टम की सीमाओं को संबोधित करता है।

इस प्रणाली को कई उत्कृष्ट सवालों के जवाब देने के लिए नियोजित किया जा सकता है कि कैसे एलन अर्ध-कैद में मुक्त-रेंजिंग जानवरों या जानवरों को प्रभावित करता है। सबसे पहले, आज तक के अध्ययनों में एलन एक्सपोजर की अपेक्षाकृत छोटी अवधि और जैविक प्रभावों की अल्पकालिक निगरानी शामिल है। नतीजतन, अल्पकालिक एलन एक्सपोजर के दीर्घकालिक प्रभावों के बारे में बहुत कम जाना जाता है, या क्या होगा यदि पक्षियों को कई दिनों, कई हफ्तों, या उनके पूरे जीवनकाल के लिए एलन के संपर्क में लाया गया था (हाल ही में एक पेपर के लिए26 देखें जो क्रिकेट, ग्रिलस बिमाकुलेटस में एलन के दीर्घकालिक जोखिम के महत्व का प्रदर्शन करता है)। उदाहरण के लिए, क्या अल्पकालिक ALAN एक्सपोजर का स्वास्थ्य की स्थिति और जैविक उम्र बढ़ने की दरों पर दीर्घकालिक प्रभाव पड़ता है? क्या दीर्घकालिक एलन एक्सपोजर के परिणामस्वरूप शारीरिक तनाव और त्वरित सेनेसेंस होता है, और अल्पकालिक एलन एक्सपोजर के समान या अलग प्रभाव होते हैं? इस प्रणाली का उपयोग इन सवालों से निपटने के लिए किया जा सकता है। दरअसल, कई महान स्तन और नीले स्तन (और अन्य प्रजातियां भी) अपने पूरे जीवनकाल में एक ही घोंसले के बॉक्स का उपयोग करती हैं।

दूसरा, अन्य मानवजनित गड़बड़ी कारकों के साथ एलन के इंटरैक्टिव प्रभावों की जांच करने की आवश्यकता है (उदाहरण के लिए,27 में एक बहु-तनाववादी परिप्रेक्ष्य को अपनाना), और विभिन्न गुणों के साथ एलन के विभेदक प्रभाव। इस प्रणाली का उपयोग अन्य प्रयोगात्मक जोड़तोड़ के साथ संयोजन में या मानवजनित गड़बड़ी के स्तर में प्राकृतिक भिन्नता के साथ संयोजन में किया जा सकता है ताकि यह जांच की जा सके कि विभिन्न मानवजनित गड़बड़ी कारक (जैसे, प्रकाश, शोर, रासायनिक प्रदूषण) प्रतिक्रिया चर की एक श्रृंखला को प्रभावित करने के लिए कैसे बातचीत कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, घोंसले को एक साथ एलन और मानवजनित शोर के संपर्क में लाया जा सकता है ताकि यह परीक्षण किया जा सके कि इन दो गड़बड़ी कारकों में कॉर्टिकोस्टेरोन के स्तर या टेलोमेरे छोटे होने पर योजक या सहक्रियात्मक प्रभाव हैं या नहीं। सिस्टम को उपयोग किए गए एल ई डी की विशेषताओं को समायोजित करके विभिन्न गुणों के साथ एलन के प्रभावों की जांच करने के लिए भी संशोधित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यह जांचने के लिए सिस्टम को नियोजित करना दिलचस्प होगा कि विभिन्न तरंग दैर्ध्य (उदाहरण के लिए, लाल बनाम नीले तरंग दैर्ध्य) के एलन नींद के व्यवहार या घोंसले के विकास को कैसे प्रभावित करते हैं। यह परिकल्पना की गई है और प्रयोगात्मक रूप से समर्थित है कि प्रकाश के विभिन्न तरंग दैर्ध्य जैविक प्रतिक्रियाओं को प्रेरित कर सकते हैं जोतीव्रता 28,29 में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, हाल के एक अध्ययन में, सफेद बनाम हरे रंग की रोशनी ने महान स्तन29 के इनक्यूबेशन व्यवहार को अलग-अलग रूप से प्रभावित किया।

तीसरा, इस प्रणाली का उपयोग प्रतिक्रिया चर पर एलन के प्रभावों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, जिन्हें आज तक कम करके आंका गया है, जिसमें बायोएनर्जेटिक्स, संज्ञानात्मक प्रक्रियाएं, सामाजिक गतिशीलता और माता-पिता की देखभाल शामिल है (लेकिन बायोएनर्जेटिक्स पर प्रभाव के लिए30 देखें)। बायोएनर्जेटिक्स पर प्रभावों का अध्ययन करने के लिए, एलन एक्सपोजर को आराम या बेसल चयापचय दर (आरएमआर, बीएमआर) 31 को मापने के लिए श्वसनमिति के साथ जोड़ा जा सकता है, क्षेत्र चयापचय दर (एफएमआर; जिसे दैनिक ऊर्जा व्यय के रूप में भी जाना जाता है) को मापने के लिए दोगुना लेबल किया गया पानी का दृष्टिकोण 30,32, या गतिविधि पैटर्न और ऊर्जा व्यय को मापने के लिए एक्सेलेरोमेट्री33 . बायोएनर्जेटिक्स पर एलन के प्रभावों का फिटनेस पर गैर-तुच्छ प्रभाव हो सकता है, यह देखते हुए कि चयापचय दर और ऊर्जा व्यय को जीवन के इतिहास की भिन्नता और जीवन की गतिको रेखांकित करने के लिए प्रस्तावित किया गया है। संज्ञानात्मक लक्षणों पर एलन के प्रभावों का पता लगाने के लिए, शोधकर्ता या तो एलन एक्सपोजर के बाद क्षेत्र-आधारित संज्ञानात्मक परीक्षणों का उपयोग कर सकते हैं या एक्सपोजर के बाद वयस्कों को पकड़ सकते हैं और प्रयोगशाला में संज्ञानात्मक परीक्षण कर सकते हैं। सिस्टम को फ्री-रेंजिंग पक्षियों पर शोध की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और कैद के लिए पक्षियों को हटाने से इसकी अपनी जटिलताओं का परिचय मिलता है। इस प्रकार, जंगली पक्षियों पर संज्ञानात्मक परीक्षण विशेष रूप से आकर्षक है, हालांकि यह भी चुनौतीपूर्ण है। उदाहरण के लिए, हाल के काम ने संशोधित घोंसला बॉक्स ट्रैप35 का उपयोग करके घोंसले के बक्से में समस्या को हल करने की क्षमता की जांच की। एलन के संपर्क में आने वाली ब्रूडिंग मादाओं को इस संज्ञानात्मक परीक्षण के साथ प्रस्तुत किया जा सकता है। एक और संभावना "स्मार्ट फीडर" का उपयोग करेगी जो स्थानिक स्मृति या साहचर्य सीखने का आकलन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि यह पता लगाया जा सके कि क्या एलन के लिए सोने वाले वयस्कों का जोखिम इन संज्ञानात्मक लक्षणोंको प्रभावित करता है। अंत में, सामाजिक बातचीत और माता-पिता की देखभाल पर एलन के प्रभावों की जांच करने के लिए, शोधकर्ता एलईडी सिस्टम को अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ जोड़ सकते हैं, जिनमें से कुछ को पहले से ही सेटअप का उपयोग करके अध्ययन में आमतौर पर नियोजित किया गया है। उदाहरण के लिए, घोंसले के बक्से में PIT टैग सिस्टम PIT टैग के साथ फिट वयस्क पक्षियों की प्रविष्टियों और निकास को रिकॉर्ड करने की अनुमति देतेहैं। इसलिए, प्रजनन अवधि के दौरान, शोधकर्ता यह पता लगा सकते हैं कि क्या एलन के लिए ब्रूडिंग मादाओं और घोंसले के संपर्क में आने से घोंसले की प्रावधान दरों में सुधार होता है या लिंगों के बीच माता-पिता के प्रयास में संतुलन को प्रभावित करता है। इसके अलावा, विभिन्न रेडियो-टेलीमेट्री प्लेटफार्मों को छोटा किया गया है, जो छोटे जानवरों में उपयोग की सुविधा प्रदान करता है, और इसका उपयोग यह आकलन करने के लिए किया जा सकता है कि क्या एलन के लिए सो रहे वयस्कों के जोखिम से conspecifics38 के साथ बातचीत को संशोधित किया जाता है।

यहां वर्णित एक के समान एक प्रणाली का उपयोग किसी भी एवियन प्रजातियों पर एलन के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है जो प्रजनन के लिए घोंसले के बक्से का उपयोग करता है। इसमें कई अच्छी तरह से अध्ययन किए गए पासरीन शामिल हैं, जैसे कि पेड़ निगलना (टैचीसिनेटा बिकोलर), पश्चिमी और पूर्वी ब्लूबर्ड्स (सियालिया मैक्सिकना और सियालिया सियालिस), चिकेडीज़ (पोसिले एसपी), हाउस वेरेन्स (ट्रॉग्लोडाइट्स एडन), यूरोपीय पाईड (फिसिडुला हाइपोल्यूका) और कॉलर्ड (फिसेडुला अल्बिकॉलिस) फ्लाईकैचर्स, और हाउस स्पैरो (पासर डोमेस्टिकस)। यूरोपीय starlings (Sturnus vulgaris) भी एक विशेष रूप से उपयुक्त प्रजाति है क्योंकि वे कैद और जंगली में अध्ययन किया जा सकता है और electroencephalographic तकनीकों का उपयोग कर नींद के व्यवहार का अध्ययन करने के लिए काफी बड़े हैं। रैप्टर्स, जैसे कि खलिहान उल्लू (टायटो अल्बा) और अमेरिकी केस्ट्रेल्स (फाल्को स्परवेरियस), भी घोंसले के बक्से का उपयोग करते हैं और अध्ययन विषयों के रूप में काम कर सकते हैं। घोंसले के विकास पर एलन के प्रभावों का इन प्रजातियों में आसानी से आकलन किया जा सकता है। नींद के व्यवहार पर एलन के प्रभावों की जांच किस हद तक की जा सकती है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि क्या वयस्क प्रजनन या गैर-प्रजनन के मौसम के दौरान घोंसले के बक्से के अंदर सोते हैं, लेकिन इनक्यूबेशन चरण के दौरान महिलाओं में नींद पर एलन के प्रभावों के निवेश के लिए पर्याप्त गुंजाइश होने की संभावना है।

सिस्टम को घोंसले के शिकार के बक्से के शिकार पक्षियों के अलावा अन्य प्रजातियों में उपयोग के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है। पक्षियों के अलावा, कई स्तनपायी प्रजातियां भी घोंसले के बक्से में घोंसला बनाती हैं या सोती हैं। इस प्रकार, इन प्रजातियों पर एलन के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए प्रणाली को अपनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कई लेमर प्रजातियां बक्से पर कब्जा कर लेंगी, और कृत्रिम घोंसले के बक्से को पहले से ही उनके प्रजनन व्यवहार40 का अध्ययन करने के लिए नियोजित किया जा रहा है। इसके अलावा, हालांकि चुनौतीपूर्ण, प्रणाली में अभिनव वैज्ञानिकों द्वारा खुले कप घोंसले के शिकार पक्षियों और एवियन या स्तनपायी प्रजातियों पर एलन के प्रभावों का अध्ययन करने की क्षमता है जो क्रेवास या बिल में घोंसला या सोते हैं। ओपन-कप घोंसले के शिकार पक्षियों के लिए, इसमें एक साधन बनाना शामिल होगा जिसके माध्यम से एलईडी रोशनी, और आईआर कैमरों को घोंसले के ऊपर रखा जा सकता है। घोंसले के ऊपर एलईडी सिस्टम और कैमरे को सुरक्षित करने की आवश्यकता को देखते हुए, इस तरह की प्रणाली शायद उन प्रजातियों के लिए सबसे आसानी से लागू की जाएगी जो जमीन पर या उसके पास घोंसला बनाते हैं। बिल या क्रेवसे घोंसले के शिकार की प्रजातियों के लिए, शोधकर्ता को गुहाओं के अंदर एलईडी सिस्टम और कैमरे को फिट करने की आवश्यकता होगी। उदाहरण के लिए, कुछ प्रजातियों के लिए जो चट्टानी क्रेवेसेस में घोंसला बनाते हैं, प्रकाश प्रणाली और कैमरे को सुरक्षित करने के लिए अंतरिक्ष बनाने के लिए चट्टान को हटाना संभव हो सकता है।

जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, घोंसले के बक्से के अंदर एलन के स्तर में हेरफेर करने के लिए इस पद्धति की प्राथमिक ताकत रात के दौरान विशिष्ट समय सीमा पर पूर्व निर्धारित प्रकाश स्तरों के लिए अध्ययन विषयों को उजागर करने की क्षमता है। प्रकाश जोखिम के स्तर और अवधि को सही ढंग से नियंत्रित करने की क्षमता शोधकर्ता को एलन के जैविक प्रभावों के बारे में गैर-प्रयोगात्मक अध्ययनों में निहित कई सीमाओं को दूर करने की अनुमति देती है। हालांकि, पद्धति की भी सीमाएं हैं, खासकर उस जानवरों को केवल तभी प्रकाश के संपर्क में लाया जा सकता है जब आराम करते हैं, सोते हैं, या घोंसले के बॉक्स के अंदर युवाओं की देखभाल करते हैं। घोंसले के बॉक्स के बाहर होने वाले व्यवहारों पर एलन के प्रत्यक्ष प्रभाव, जैसे कि गायन और फोर्जिंग, का पता नहीं लगाया जा सकता है (हालांकि इन व्यवहारों पर घोंसले के बॉक्स के अंदर एलन के संपर्क के अप्रत्यक्ष प्रभावों की जांच की जा सकती है)। घोंसले के बॉक्स के बाहर एलन के इस तरह के प्रत्यक्ष प्रभावों का पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं को कृत्रिम प्रकाश या गैर-प्रयोगात्मक दृष्टिकोणों के बड़े पैमाने पर प्रयोगात्मक नेटवर्क को नियोजित करने की आवश्यकता होगी।

इसके अलावा, घोंसले के बक्से के अंदर प्रकाश के स्तर में हेरफेर करने के दृष्टिकोण की एक प्रमुख आलोचना यह है कि घोंसले के बक्से, या प्राकृतिक गुहाएं, आमतौर पर मानवजनित एलन के बाहरी स्रोतों से व्यक्तियों को ढाल देंगी। हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सभी महान स्तनों में घोंसले के बक्से, या गुहाएं नहीं होंगी, जो सोने के लिए उपलब्ध हैं, क्योंकि वे एक सीमित संसाधन हैं। इस प्रकार, यह संभव है, यदि संभावना नहीं है, तो शहरी क्षेत्रों में वयस्क पक्षियों को एलन के निम्न स्तर (1-3 लक्स) के संपर्क में लाया जाता है जो इस प्रणाली का उपयोग करके पिछले अध्ययनों में उपयोग किए गए हैं (तालिका 2)। हमारी आबादी में घोंसले के बक्से घोंसले के बॉक्स खोलने13 पर 0.01-6.4 लक्स के बीच के संपर्क में हैं, यह सुझाव देते हुए कि घोंसले के बक्से के बाहर सोने वाले पक्षियों को जोड़तोड़ में उपयोग किए जाने वाले लोगों की तुलना में प्रकाश के स्तर के संपर्क में लाया जा सकता है। दरअसल, हालांकि एक अलग प्रजाति में, डोमिनोनी एट अल. 201341 ने फ्री-रेंजिंग यूरोपीय ब्लैकबर्ड्स (टर्डस मेरूला) द्वारा अनुभव किए गए एलन के स्तर को मापने के लिए प्रकाश लकड़हारे का उपयोग किया, और पाया कि शहरी पक्षियों ने ग्रामीण पक्षियों की तुलना में एलन के काफी उच्च स्तर का अनुभव किया, हालांकि एक्सपोजर स्तर अत्यधिक परिवर्तनशील थे (0.7-2.2 लक्स)41 . इसके अलावा, एलन (0.3 लक्स) के इन निम्न स्तरों का उपयोग करके एक प्रयोग में, उन्होंने प्रजनन और मोल्ट41 के समय पर एलन के इन बहुत कम स्तरों का एक महत्वपूर्ण प्रभाव प्रदर्शित किया। दूसरी ओर, डी जोंग एट अल. 201642 ने पाया कि वन क्षेत्र के भीतर कृत्रिम रोशनी वाले ट्रांसेक्ट्स पर प्रजनन करने वाले पुरुष महान स्तनों ने नियंत्रण पक्षियों की तुलना में एलन के उच्च स्तर का अनुभव नहीं किया, जो परिहार व्यवहार का सुझाव देता है। फिर भी, वे ध्यान देते हैं कि इस तरह की चोरी व्यापक प्रकाश जोखिम42 के साथ शहरी क्षेत्रों में पूरा करने के लिए अधिक कठिन हो सकती है। इस प्रकार, यदि प्रयोगों को ALAN के पारिस्थितिक रूप से प्रासंगिक स्तरों का उपयोग करके ठीक से डिज़ाइन किया गया है, तो घोंसले के बक्से के अंदर प्रकाश के स्तर में हेरफेर करने के दृष्टिकोण में पारिस्थितिक रूप से प्रासंगिक परिणाम उत्पन्न करने की क्षमता है। अधिमानतः इसमें पहले लक्ष्य अध्ययन आबादी (ओं) या एक ही प्रजाति की शहरी आबादी में मुक्त-रेंजिंग पक्षियों के एलन एक्सपोजर को मापना शामिल होगा।

घोंसले के बक्से के अंदर एलन को नेस्टलिंग्स को उजागर करने की प्रासंगिकता के संबंध में, यह सच है कि उपयोग किए जाने वाले एलन के स्तर उन लोगों की तुलना में बहुत अधिक हैं जो आमतौर पर गुहाओं के अंदर अनुभव किए जाते हैं (अध्ययन की गई आबादी में, प्रकाश का स्तर दिन के दौरान घोंसले के बॉक्स के नीचे ~ 0.08 लक्स है, और रात में 0 और 0.01 लक्स के बीच)। इसके बजाय, महान स्तन और नीले स्तन जैसी गुहा-घोंसले के शिकार की प्रजातियां उन प्रभावों के लिए सुविधाजनक मॉडल प्रजातियों के रूप में काम करती हैं जो खुले घोंसले के शिकार की प्रजातियों के लिए हो सकती हैं, जिनके घोंसले अधिक उजागर होंगे 14,18,20,24। खुले कप घोंसले के शिकार प्रजातियों के घोंसले द्वारा अनुभव किए गए एलन के स्तर को दस्तावेज करने के लिए अब अधिक शोध की तत्काल आवश्यकता है। इस तरह के शोध के आधार पर, इस प्रणाली में खुले कप घोंसले में एलन स्तरों में हेरफेर करने के लिए अनुकूलित होने की क्षमता है, जैसा कि ऊपर सुझाव दिया गया है।

निष्कर्ष निकालने के लिए, घोंसले के बक्से के अंदर प्रकाश के स्तर में हेरफेर करने के दृष्टिकोण में इसकी ताकत और कमजोरी दोनों हैं। हालांकि, जब ठीक से लागू किया जाता है, तो दृष्टिकोण प्रयोगात्मक और सहसंबंध दृष्टिकोण के विविध शरीर में एक ठोस योगदान देता है जो एलन के जैविक प्रभावों की सुसंगत समझ बनाने के लिए आवश्यक हैं।

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Disclosures

लेखकों ने घोषणा की है कि उनके पास हितों का कोई संघर्ष नहीं है।

Acknowledgments

पक्षियों पर एलन के जैविक प्रभावों को शामिल करने वाले हमारे शोध कार्यक्रम को FWO फ़्लैंडर्स (M.E. और R.P., प्रोजेक्ट आईडी: G.0A36.15N), एंटवर्प विश्वविद्यालय और यूरोपीय आयोग (M.L.G, Marie Skóodowska-Curie फैलोशिप आईडी: 799667) से धन प्राप्त हुआ है। हम एंटवर्प विश्वविद्यालय में व्यवहार पारिस्थितिकी और Ecophysiology अनुसंधान समूह के सदस्यों के बौद्धिक और तकनीकी समर्थन को स्वीकार करते हैं, विशेष रूप से पीटर Scheys और थॉमस Raap।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Broad spectrum; 15 mm x 5 mm; LED headlight RANEX; Gilze; Nederlands 6000.217 A similar model could also be used
Battery BYD R1210A-C Fe-battery 12 V 120 Wh ( lithium iron phosphate battery)
Dark green paint Optional. To color nest boxes/electronic enclosures
Electrical tape For electronics
Homemade timer system Amazon YP109A 12V A similar model could also be used
Infrared camera Koberts-Goods, Melsungen, DE 205-IR-L Mini camera; a similar model could also be used
Light level meter ISO-Tech ILM; Corby; UK 1335 To calibrate light intensity
Mini DVR video recorder Pakatak, Essex, UK MD-101 Surveillance DVR Recorder Mini SD Car DVR with 32 GB
Passive integrated transponder (PIT) tags Eccel Technology Ltd, Aylesbury, UK EM4102 125 Kh; Provides unique electronic ID
Radio frequency identification (RFID) Reader Trovan, Aalten, Netherlands GR-250 To scan PIT tags and determine bird identity
Resistor RS Components Value depending on voltage battery and illumination
SD card SanDisk 64 GB or larger
SongMeter Wildlife Acoustics; Maynard, MA Optional. Provides a means of monitoring vocalizations outside of nest boxes
TFT Color LED Portable Test Monitor Walmart Allows verification that the camera is on and recording the image correctly
Wood To construct nest boxes/electronic encolsures

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References

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जीव विज्ञान अंक 180
फ्री-रेंजिंग जानवरों पर रात में कृत्रिम प्रकाश के प्रभावों की जांच करने के लिए एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण: कार्यान्वयन, परिणाम, और भविष्य के अनुसंधान के लिए निर्देश
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Grunst, M. L., Grunst, A. S.,… More

Grunst, M. L., Grunst, A. S., Pinxten, R., Eens, G., Eens, M. An Experimental Approach to Investigating Effects of Artificial Light at Night on Free-Ranging Animals: Implementation, Results, and Directions for Future Research. J. Vis. Exp. (180), e63381, doi:10.3791/63381 (2022).

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