Makale, gastropod Crepidula fornicata'nın larva kültürü için yöntemleri küçük hacimli laboratuvar ölçekli bir sistemde ve sahada konuşlandırılabilen bir ortam-deniz suyu mezokozm sisteminde sunmaktadır.
Yöntem makalesi
Makale, gastropod Crepidula fornicata'nın larva kültürü için yöntemleri küçük hacimli laboratuvar ölçekli bir sistemde ve sahada konuşlandırılabilen bir ortam-deniz suyu mezokozm sisteminde sunmaktadır.
Calyptraeid gastropod yumuşakçası, Crepidula fornicata, larva gelişim biyolojisi, fizyolojisi ve ekolojisi çalışmaları için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu türün kuluçkadaki veliger larvaları, erginler tarafından doğal olarak salındıktan sonra bir elek üzerine sifonlanarak toplanmış, 200/L yoğunlukta kültüre dağıtılmış ve 1 x 105 hücre/mL'de Isochrysis galbana (suş T-ISO) ile beslenmiştir. Ortam havasına veya tanımlanmış atmosferik gaz karışımlarına dengeleme için tasarlanmış havalandırmalı 800 mL kültürlerde yetiştirilen kardeş larvalar için kabuk büyümesi ve metamorfoz için yeterlilik kazanılması belgelenmiştir. Bu laboratuvar kültürü koşullarının aksine; Üreme yetişkinlerinden oluşan bir tarla popülasyonunda bulunan 15 L'lik akışlı bir ortam deniz suyu mezokozmunda yetiştirilen larvalar için de büyüme ve yeterlilik verileri toplanmıştır. Laboratuvar kültürlerinde metamorfik yeterliliğin büyüme oranları ve zamanlaması, daha önce yayınlanmış çalışmalarda bildirilenlere benzerdi. Mezokozm tarlasında yetiştirilen larvalar, herhangi bir laboratuvar çalışması için bildirilenden çok daha hızlı büyüdü ve daha erken metamorfoza uğradı. Birlikte, bu yöntemler, laboratuvarda önceden belirlenmiş kontrollü koşullar altında ve tarlada doğal olarak oluşan koşullar altında larva gelişimini araştırmak için uygundur.
Terlik limpeti, Crepidula fornicata (Gastropoda: Calyptraeidae), gelişimsel bir model olarak faydası ve istilacı bir tür olarak yaygın etkileri nedeniyle güncel ve tarihsel araştırma literatüründe iyi temsil edilmektedir. Deneysel embriyolojinin klasik çağındaspiral gelişimin temel bir örneği olarak hizmet etti 1 ve lophotrochozoan erken gelişim 2,3 mekanizmalarını incelemek için modern görüntüleme ve genomik araçların uygulanmasıyla yeniden bir ilgi doğuşu yaşadı. Yaşam tarihinin diğer ucunda, diğer araştırmalar, bu ekosistem mühendisinin yetişkin popülasyonlarının, doğu Kuzey Amerika'daki orijinal dağılımından çok uzakta olan ılıman kıyı deniz ortamlarındaki etkilerine odaklanmıştır 4,5. Embriyo ve yetişkin arasında, bu türün veliger larvaları, larva gelişimi ve ekolojisi, özellikle büyümeyi etkileyen faktörler ve metamorfoz için yeterlilik kazanılması, larva yerleşimine aracılık eden iç ve dış ipuçları ve larva deneyiminin gençlik performansı üzerindeki etkileri hakkında çok sayıda çalışmanın konusu olmuştur 6,7,8,9,10,11 . Son zamanlarda yapılan çalışmalar, C. fornicata'nın larvalarının ve yavrularının okyanus asitlenmesine karşı direncini ortaya koymuştur, bu da bu hayvanın üretken araştırma kullanımı için başka bir yol 12,13,14,15,16.
Deniz larva biyolojisi çalışmaları için C. fornicata'nın bir avantajı, kamçılı Isochrysis galbana'nın tek algal bir diyetinde doğal veya yapay deniz suyunda laboratuvarda yetiştirilmesinin nispeten kolay olmasıdır. Kültür yöntemleri, yazar tarafından daha önceki yöntem odaklı bir basılı yayında detaylandırılmıştır17. Mevcut katkının nedenleri iki yönlüdür. Birincisi, kültürlerin kurulması ve bakımıyla ilgili rutin fiziksel manevralar kavramsal olarak çok basittir, ancak uygulamalı veya video gösterimi olmadan doğru bir şekilde gerçekleştirilmesi zordur. İkinci olarak, daha önce açıklanan kültür yöntemlerinde, özellikle okyanus asitlenmesi, ötrofikasyon ve oksijen tükenmesi gibi çevresel stres faktörlerine verilen tepkilerin laboratuvar ve saha çalışmaları için uygun olan iki varyasyon tanımlanmıştır. Bunlardan ilki, küçük hacimlerde kabarcıklı gazlar aracılığıyla deniz suyundaki pH ve çözünmüş oksijenin manipülasyonu için uygun düşük hacimli (800 mL) bir kültür sistemi, ikincisi ise sahaya yerleştirilebilen ve ortamdaki deniz suyunun serbest değişimine izin veren daha büyük hacimli (15 L) bir mezokozm sistemidir.
1. C. fornicata'nın larva kültürlerinin kurulması ve sürdürülmesi için rutin manevralar
NOT: Bu yöntem, kuluçkalık veliger larvalarını yeni salmış yetişkin C. fornicata içeren bir galon (3,8 L) kavanoz deniz suyu ile başlar. Yetişkinler sahada toplanabilir veya Malzeme Tablosunda verilen bir tedarikçiden temin edilebilir. Yetişkinler, çiftleşme yığınlarında yaşayan ve yığının dibinde sapsız kuluçka dişileri olan protandrous hermafroditlerdir. Yetişkin yığınlarını parçalamayın. Üremenin mevsimselliği ve yetişkinlerin mevsim dışı yumurtlama için şartlandırılma yöntemleri daha önce tanımlanmıştır17. Larvalar en iyi şekilde serbest bırakıldıktan sonra 2-3 saat içinde, güçlü bir şekilde jeonegatif olduklarında ve kavanozun yüzeyine yakın yoğunlaştıklarında toplanır.
2. C. fornicata larvaları için havalandırmalı kültürlerin yapımı
NOT: Önerilen cam kavanoz (Malzeme Tablosu), deniz suyuna karşı inert olan ve havalandırma gazı akışı için boru diken girişlerini sabitlemek için doğru kalınlığa sahip bir polipropilen kapağa sahiptir.
3. C. fornicata larvaları için sahada konuşlandırılabilir bir mezokozm kültürünün inşası
Larva büyümesi ve metamorfoz için yeterlilik kazanımı, her biri 160 larva içeren, tek bir yumurta kütlesinden yumurtadan çıkan ve 1 x 105 hücre / mL yoğunlukta Isochrysis galbana ile beslenen bir kardeş larva grubundan türetilen 800 mL ventilasyonlu kültürün 4 eşzamanlı kopyasında ölçülmüştür. PH 7.9-8.0, sıcaklık 20-21 °C ve tuzluluk 30-31 ppt idi. Büyüme ve metamorfoz, Buzzards Bay, MA, ABD'de laboratuvar kültürleriyle benzer pH, sıcaklık ve tuzluluk koşulları altında konuşlandırılan 600 larva içeren 15 L'lik mezokozmun tek bir denemesinde farklı bir kardeş larva grubu ile de belirlendi, ancak mezokozmin ağ panellerinden akan ortam deniz suyundaki doğal fitoplanktonlarla beslendi. Ölçülen pH 7.8-8.3, sıcaklık 20-24 °C ve tuzluluk 26-28 ppt idi. Büyüme, kabuk uzunluğunda bir değişiklik olarak belirlendi (Şekil 3). Larvalar, yumurtadan çıktıktan sonraki ilk 4-5 gün boyunca mezokozmosta (71 μm/gün) laboratuvar kültürlerine (54 μm/gün) göre daha hızlı büyümüştür (Şekil 4). 5. ve 6. günler arasında, mezokozmostaki larvalar kendiliğinden metamorfoz etmeye başladı ve 6. günde mezokozmosta kalan larvalar ortalama olarak 5. güne göre 181 μm daha büyüktü. Mezokozmostan başka larva ölçümü yoktu çünkü çoğu birey 7. günde metamorfoza uğramıştı. Laboratuvar kültürlerindeki larvalar 4. günden 8. güne (41 μm / gün) ve 8. günden 13. güne (31 μm / gün) çok daha yavaş bir oranda büyüdü. Bu larvalar 8. günde metamorfoz için yetkin hale gelmeye başladılar ve8'de tarif edilen yüksek [K+] ile alt örneklerin uyarılmasıyla belirlendiği gibi, 12. güne kadar neredeyse tamamı yeterliydi. Deneyin sonlandırıldığı 13. güne kadar laboratuvar kültürlerinde (% <
C. fornicata larvalarının kültüre alınması diğer planktotrofik deniz larvalarına kıyasla nispeten daha kolay olmasına rağmen, iyi kültür uygulamalarının temellerine dikkat etmek hala önemlidir17,19. Sağlıklı larvalar yumurtadan çıktıktan hemen sonra beslenmeye başlamalıdır. Bu, yumurtadan çıktıktan sonraki gün, transillüminasyonlu bir diseksiyon mikroskobu kullanarak, alg hücreleriyle dolu bağırsaklarını gözlemleyerek kolayca doğrulanabilir. Sağlıklı larvaların kabukları temiz, parlak kalmalı ve kalabalık kültürlerde hızla yayılan saplı siliyer protistler veya sapsız pennat diatomlar tarafından gözle görülür kirlenmeden korunmalıdır. Kabuk kirlenmesi yüzmeyi ve beslenmeyi engeller, ölümlere neden olur ve genellikle kültürdeki larva yoğunluğunun çok yüksek olduğunun bir göstergesidir.
Havalandırılan laboratuvar kültürlerinde burada belgelenen larva büyüme oranları ve yeterlilik zamanlaması, benzer larva yoğunluğu, pH, sıcaklık, tuzluluk ve gıda oranı 13,14,16 koşulları altında bu yöntemin daha önceki bir versiyonu kullanılarak yapılan laboratuvar deneylerinden elde edilen yayınlanmış sonuçlara benzer. Burada tarif edilen yöntem ile daha sonraki çalışmalarda kullanılan yöntem arasındaki tek önemli fark, mevcut deneyde, havalandırma gazı akımının, kavanozun yüzeyindeki üst boşluktan geçirilmek yerine, kültür kavanozunun altından bir kabarcık akışı oluşturan 2 mm'lik (dış çaplı) bir tüpten sokulmasıdır. Kabarcık akışı tarafından oluşturulan su sirkülasyonu ve karışımı, bu nedenle, larva büyümesi ve yeterlilik kazanması için zararlı değildir ve kültür deniz suyunun değişen gaz karışımlarına hızlı bir şekilde dengelenmesini gerektiren deneyler için avantajlara sahip olabilir, örneğin,CO2 ve çözünmüş O2'nin kısmi basınçlarında diel döngülerinin etkilerini araştıran deneyler için, örneğin verimli kıyıya yakın deniz ortamlarında meydana gelenler gibi20, 21.
Mezokozm sonuçları, laboratuvar çalışmalarından yayınlananlardan daha fazla larva büyüme oranlarının yanı sıra metamorfoz için yeterlilik kazanma süresinin en kısa olduğunu göstermiştir22,23. Her ne kadar mevcut sonuçlar larva büyümesi ve gelişimi için açıkça çok elverişli olan tarla koşulları altında elde edilmiş olsa da, yöntem, yönetim ve iyileştirme amaçları için ilgi çekici olan risk altındaki ve bozulmuş habitatlar da dahil olmak üzere, çevresel stres faktörlerinin doğal olarak oluşan kombinasyonlarını sergileyen tarla alanlarında larva performansını araştırmak için en bilgilendirici olmalıdır24.
Bildirilecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Düşük hacimli ventilasyonlu kültür sisteminin ilk gelişimi, kısmen Ulusal Bilim Vakfı (CRI-OA-1416690'dan Dickinson College'a) tarafından desteklenmiştir. Dr. Lauren Mullineaux, bu sistem için sunulan verilerin toplandığı Woods Hole Oşinografi Enstitüsü'nde laboratuvar olanakları sağladı (Şekil 4).
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Kova, Polietilen, 7 galon | ABD Plastik | 16916 | mesocosm |
| Crepidula fornicata | Deniz Biyolojisi Laboratuvarı, Deniz Kaynakları Merkezi | 760 | yetişkin anaç |
| Hotmelt yapıştırıcı, Infinity Supertac 500 | Hotmelt.com | INFINITY IM-SUPERTAC-500-12-1LB | polietilen yapıştırmak için iyi |
| Kavanoz, cam, 32 oz, polipropilen kapaklı | 800 mL ventilasyonlu kültürler için | Uline | S-19316P-W |
| Nitex mesh, 236 & m | Dinamik Aqua Tedarik Ltd. | Mezokozm için | NTX236-136 |
| Somun, altıgen, naylon, 10-32 iplik | dikenlerini sabitlemek için | Home Depot | 1004554441 |
| Perçinler, naylon, panjur, 15/64" çap, 5/32"-5/16" kavrama aralığı, 8'lik paket | NAPA otomobil parçaları | BK 6652844 | Mezokozm Boru dikeni başına 4 paket gerekir |
| /8" x 10-32 diş | US Plastic | 65593 | Kültür kavanozu |
| başına 2 adet gereklidirBoru, polietilen, 2,08 mm OD | Fisher Scientific | 14-170-11G | kültür kavanozu içindeki gaz akışını havalandırmak için |
| Boru, Tygon, 1/8 "x3/16" x1/32 " | US Plastic | 57810 | kültürleri havalandırmak için dikenlere uyar |