Zebra Balığı Reotaksi Deneyi: Farklı Su Akış Hızlarına Yanıt Olarak Oryantasyon Davranışını Ölçmek İçin Bir Yöntem

Abstract

Kaynak: Cresci, A., et al. Zebra Balıklarında Kişiliğin Manyetik Alanlara Duyarlılık Üzerindeki Etkisinin Değerlendirilmesi. J. Vis. Uzm.(2019)

Bu videoda zebra balıklarında reotaksi testi anlatılmaktadır. Yöntem, farklı manyetik alanların etkisi altında farklı su akış hızlarına tepki olarak zebra balıklarının oryantasyon davranışının ölçülmesini içerir.

Protocol

1.Tek Boyutlu Manyetik Alan Manipülasyonu ile Manyetik Alanın Kurulması

1. Güç ünitesini açın (Şekil 1A).
2. Sarmal tüneli reotaktik protokolün gerçekleştirileceği yere yerleştirin (bölüm 3), ancak yüzme aletinden bağlantısını kesin (Şekil 1A). Tünelin içine bir Gauss/Teslametre ile bağlı bir manyetik prob yerleştirin ve tünelin ana ekseni boyunca seçilen manyetik alan değerini elde etmek için hangi voltajın gerekli olduğunu doğrulayın.
   NOT: Bir solenoidin manyetik özellikleri nedeniyle, alan tünelin içinde makul ölçüde tekdüzedir; Bu, probu hem yatay hem de dikey olarak yavaşça hareket ettirerek kontrol edilebilir.
3. Probu ayırın ve akış tünelini yüzme aparatına bağlayın.
4. Reotaktik protokol ile başlayın (bölüm 3).

2. Üç Boyutlu Manyetik Alan Manipülasyonu ile Manyetik Alanın Kurulması

1. CPU, DAC ve bobin sürücülerini açın (Şekil 1B).
2. Seçilen manyetik alanı üç eksenin (x, y ve z) her birinde ayarlayın.
3. Tüneli Helmholtz çiftleri setinin ortasına yerleştirin.
4. Reotaktik protokol ile başlayın (bölüm 3).

3. Akış Odasında Zebra Balığı Reototaksisi Testi

1. Yanları ve tabanı kapalı olan 2 L'lik bir tank kullanarak bir ila beş balığı akış tüneline aktarın.
2. Pompayı açın ve tüneldeki akış hızını 1,7 cm/s.
   olarak ayarlayın not: Yavaş hareket eden bu su, tüneldeki suyu oksijenli tutacak ve hayvanların iyileşmesini kolaylaştıracaktır.
3. Hayvanların 1 saat boyunca yüzme tüneline alışmasına izin verin.
4. Tüneldeki balığın davranışının video kaydını başlatın.
   not: Uzaktan kumandalı (ör. Bluetooth) bir kamera (ör. Yi 4K Action) kullandık ve videoyu .mpg (30 kare/sn) olarak kaydettik.
5. Seçilen deney protokolüne göre akış hızının kademeli olarak arttırılmasını başlatın (bu çalışmada 1,3 cm/sn; Şekil 2).
   NOT: Bu protokol için, zebra balığı için 0 ila 2,8 BL (vücut uzunlukları)/s arasında değişen düşük akış hızları kullandık. Bu akış hızları, zebra balıklarında sürekli yönelimli yüzmeyi indükleyen daha düşük akış hızları aralığındadır (kritik yüzme hızının [U_kritiği]% 3-15'i). Düşük akış hızlarının kullanılması (Brett'in protokolünü izleyerek), su akıntılarının varlığında bu türün spesifik davranışsal özellikleriyle bağlantılıdır. Zebra balığı, odanın ana ekseni boyunca yüzmeye meyillidir, su akışının varlığında bile sık sık döner ve hem yukarı hem de aşağı yönde yüzmeye eğilimlidir. Bu davranış, hayvanlar sürekli olarak akıntıya karşı yüzdüğünde (tam pozitif reotaktik tepki) nispeten yüksek hızlarda (>8 BL / s) kaybolan su akış hızından etkilenir. Dikey ve enine yer değiştirmeler çok nadirdir.
6. Hayvanların morfometrisini (cinsiyet ve toplam uzunluk [TL], çatal uzunluğu [FL] veya BL) morfometrik bir odadaki balık resimleri üzerinde gerçekleştirin.
   1. Uygun resmi seçin.
   2. Resmi ImageJ'de açın.
   3. Hayvanın cinsiyetine dikkat edin (erkek zebra balığı incedir ve sarımsı olma eğilimindedir, dişiler ise daha yuvarlaktır ve mavi ve beyaz renklere sahip olma eğilimindedir).
   4. Analiz Et > Ölçeği Ayarla'ya tıklayın ve tünelin tüm yatay uzunluğunu referans alarak görüntünün ölçeğini santimetre cinsinden ayarlayın.
   5. Analiz Et > Hayvanın doğrusal uzunluğunu ölç ve kaydet'e tıklayın.
   6. Vücut ağırlığını (BW) hesaplayın.
      not: BW, daha önce laboratuvarda oluşturulan cinsiyet-FL-BW ilişkilerinden veya meta verilerden hesaplanır. Tüm prosedür, hayvanlar üzerindeki manipülasyon stresini önler.

Results

Şekil 1: Manyetik alan kontrolü için kurulum.(A) Tünel içinde statik, yatay bir manyetik alanın indüksiyonu için yüzme tünelinin bir solenoid ile oluşturulması. Solenoid (0,83 tur/cm) bir güç ünitesine bağlıdır ve ±250 μT (dünyanın manyetik alan aralığını içeren yoğunluk aralığı) aralığında alanlar üretir. Sağ tarafta, yüzme aparatına bağlı solenoid tünelin bir fotoğrafı gösterilmektedir....

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
9500 G metre	FWBell (İngilizce	Yok	Gaussmetre, DC-10 kHz; prob çözünürlüğü: 0,01 μT
AD5755-1	Analog Cihazlar	EVAL-AD5755SDZ	Dört Kanallı, 16-bit, Dijitalden Analoga Dönüştürücü
ALR3003D	Elc	3.76024E+12	DC Çift Ayarlı güç kaynağı
BeagleBone Siyah	Beagleboard.org	Yok	Tek Kartlı Bilgisayar
Bobin sürücüsü	Ev yapımı	Yok	Ticari OP tabanlı amplifikatör (TI tarafından OPA544)
Helmholtz çiftleri	Ev yapımı	Yok	Standart AWG-14 tel ile yapılan bobinler
HMC588L	Honeywell	900405	Rev E Dijital üç eksenli manyetometre
MO99-2506	FWBell (İngilizce	129966	Tek eksenli manyetik prob
Yüzme aparatı	M2M Mühendislik Özel Bilimsel Ekipmanlar	Yok	Peristaltik pompa ve dijital geri beslemeli SMC Akış anahtarı akış ölçerden oluşan yüzme aparatı
TECO 278 Dersi	Teco	Yok	Termo-kriyostat