Name: Geceleri Yapay Işığın Serbest Dolaşan Hayvanlar Üzerindeki Etkilerini Araştırmaya Deneysel Bir Yaklaşım: Gelecekteki Araştırmalar için Uygulama, Sonuçlar ve Yönler (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 16 s
Description: Keşfedin, yapay gece ışığının (ALAN) serbest dolaşan kuşların uyku davranışı ve fizyolojisi üzerindeki etkilerini yuva kutuları kullanarak nasıl değerlendirebilirsiniz. Bu yöntem, erken uyanma ve azalan uyku süresi gibi davranışsal değişiklikleri kontrollü koşullarda incelemenizi sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ALAN'ın kuşlar üzerindeki biyolojik etkilerini içeren araştırma programımız FWO Flanders (M.E. ve R.P., proje kimliği: G.0A36.15N), Anvers Üniversitesi ve Avrupa Komisyonu'ndan (M.L.G, Marie Skłodowska-Curie burs kimliği: 799667) fon almıştır. Anvers Üniversitesi'ndeki Davranışsal Ekoloji ve Ekofizyoloji Araştırma grubu üyelerinin, özellikle Peter Scheys ve Thomas Raap'ın entelektüel ve teknik desteğini kabul ediyoruz.

Bu sistemin hayvan deneylerine tüm uygulamaları Anvers Üniversitesi etik komitesi tarafından onaylanmış ve Belçika ve Flaman yasalarına uygun olarak yürütülmüştür. Metodoloji, davranışsal araştırmalarda hayvanların kullanımı için ASAB / ABS kılavuzlarına bağlı kalmıştır. Belçika Kraliyet Doğa Bilimleri Enstitüsü (Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen; KBIN) tüm araştırmacılar ve personel için lisans sağladı.
1. Deney sisteminin oluşturulması
<ol><li>ALAN oluşturmada kullanmak üzere geniş spektrumlu LED'ler edinin. LED fardan LED ışık(lar)ı alın. Daha dağınık aydınlatma için tek bir LED ışığı veya birden fazla (örneğin, 4) geniş spektrumlu LED ışığı kullanın (Şekil 1). NOT: Bir modifikasyon olarak, farklı spektral özelliklere sahip LED'ler (örneğin, kırmızıya karşı mavi) kullanılabilir, ancak farklı bir kaynaktan elde edilmesi gerekir (bu sistemi kullanan geçmiş çalışmalarda kullanılan LED'lerin spektral özellikleri için Grunst et al.2019 15'in Ek materyaline bakınız).</li>
	<li>Davranışsal izlemeye izin vermek için LED'leri bir IR kamera ile birlikte monte etmek için bir sistem tasarlayın. Araştırmacılar bu sonu çeşitli şekillerde başarabilirler.<ol>
<li>Seçenek 1. Tek bir geniş spektrumlu LED'i, yuva kutusuna sığan plastik veya metal bir plaka üzerine yapıştırıcı ile monte edilmiş bir IR kameraya bitişik plastik bir tüpe ayrı ayrı yuva kutusuna yerleştirin (Şekil 1A, B).</li>
		<li>Seçenek 2. Bir kızılötesi kamerayı plastik veya metal bir plaka üzerinde merkezi bir konuma monte edin ve ardından LED ışıklarını IR kamerayı çevreleyen plaka üzerinde sabit konumlara monte edin (Şekil 1C).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sistemi bir güç kaynağına (pil) ve zamanlayıcıya bağlamak için bir araç tasarlayın.<ol>
<li>Yuva kutusunun yan tarafında, sistemi bir Fe-bataryaya (12 V; 120 Wh) ve ev yapımı zamanlayıcıya (12 V) bağlamak için tel konektörlerin uzanabileceği koruluklar yapmak için bir bıçak veya matkap kullanın.</li>
		<li>Yuva kutusuyla renklenme, uzunluk ve genişlik bakımından eşleşen koyu yeşil ahşap bir muhafaza tasarlayın (örneğin, geçmiş çalışmalarda kullanılan yuva kutuları boyutlara sahipti: 120 mm x 155 mm x 250 mm ) ve pili barındırmak için bir menteşe aracılığıyla bir taraf açık, video için kaydedici ve LED'ler için zamanlayıcı sistemi (Şekil 2; Ek Şekil 1 ve Ek Şekil 2).</li>
	</ol>
</li>
	<li>ALAN yoğunluğunu ayarlamak için bir araç tasarlayın.<ol>
<li>Bir direnç (akü voltajına ve aydınlatmaya bağlı değer) elde edin ve LED'lere seri olarak bağlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Kuşları sisteme alıştırmak için zamanlayıcıyı ve pili barındıran muhafazalarla aynı boyutlarda "kukla" kutular tasarlayın (yani, Şekil 2A'da olduğu gibi, ancak dahili elektronikler olmadan). NOT: Bölüm 2 ve bölüm 3, ALAN'ın fokal organizma üzerindeki etkilerini incelemek için kullanılan adım adım yöntemleri tartışmaktadır.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63381/63381fig01.jpg"> Şekil 1: Yuva kutularının içindeki ALAN'ı manipüle etmek için kullanılan IR kameralar ve LED ışık(lar)dan oluşan iki sistem . (A) Eski sistemi yerinde tutan plaka ile yuva kutusunun üstten görünümü. (B) ALAN'ı manipüle etmek için 1 geniş spektrumlu LED'li eski sistem ve 10 IR LED'li merkezi kamera (c) 4 geniş spektrumlu LED'li yeni sistem ve 4 IR LED'li merkezi IR kamera. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63381/63381fig01large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63381/63381fig02.jpg"> Şekil 2: ALAN ve video kayıt davranışını manipüle etmek için kullanılan ev yapımı pil ve zamanlayıcı ünitesi . (A) Ünite, yuva kutusunun üzerine monte edilmiş ahşap bir kutunun içine yerleştirilmiştir. (B) Ünite içindeki elektroniklerin görünümü. Konektörler, elektronikleri IR kameraya ve geniş spektrumlu LED'lere bağlamak için yuva kutusunun içinden ahşap muhafazaya kadar uzanır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63381/63381fig02large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
2. Deneyin planlanması ve ALAN yoğunluğunun ve zamanlamasının ayarlanması
<ol><li>Hayvanların maruz bırakılacağı istenen ışık yoğunluğunu belirleyin.<ol>
<li>Araştırma sorusuna cevap veren anlamlı sonuçlar üretmek için hangi deneysel ışık yoğunluğunun kullanılacağını dikkatlice düşünün. Genel olarak, bu, serbest dolaşan hayvanların karşılaşması muhtemel ekolojik olarak ilgili bir ışık yoğunluğunun seçilmesi anlamına gelecektir (rehberlik için Tablo 1'e bakınız).</li>
	</ol>
</li>
	<li>LED ışıklarını istenen ışık yoğunluğuna ayarlayın (örneğin, geçmiş çalışmalarda kullanıldığı gibi 1-3 lüks; Tablo 1 ve Tablo 2).<ol>
<li>Sahaya yerleştirmeden önce, ışık yoğunluğunu kalibre etmek için sistemi laboratuvara alınan bir yuva kutusuna yerleştirin. LED'leri aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklandığı gibi güç kaynağına bağlayın (Protokol bölüm 3).</li>
		<li>LED'ler tarafından yayılan ışığı, yuva kutusunun içindeki kuş seviyesine (alttan ~ 8 cm) bir ışık ölçer yerleştirerek ve aynı anda direnci LED'lerle seri olarak ayarlayarak istenen yoğunluğa (lüks) ayarlayın. NOT: Çok düşük ışık yoğunluklarına ulaşmak mümkündür (örneğin, kırsal gökyüzü parıltısı seviyeleri; 0,01 lüks).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Hayvanların ALAN'a maruz bırakılacağı zaman dilimini belirleyin.<ol>
<li>Gece boyunca maruz kalmanın uzunluğunu ve zamanlamasını belirleyin. Örneğin, kişi hayvanları bütün gece boyunca, gecenin sadece bir kısmı için ALAN'a maruz bırakabilir veya tedirginlik derecesini azaltmak için gecenin ortasında karanlık bir dönem bırakabilir.</li>
		<li>Bir hayvanın ALAN'a maruz kalması için yuva kutusuna (veya belirli bir alana) girmesi gerektiğinde, giriş olayından önce veya sonra ışığın açılması gerekip gerekmediğini de göz önünde bulundurun.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Gece boyunca ışığa maruz kalma süresini kontrol etmek için zamanlayıcıyı ayarlayın.<ol>
<li>Geniş spektrumlu LED'lere bağlı zamanlayıcıyı, ışığın belirli periyotlarda açılıp kapanması için ayarlayın (örneğin, gün batımından en az 2 saat önce; gün doğumundan 2 saat sonra kapalı). NOT: IR kamera, hayvanın davranışının ışığa maruz kalma süresi boyunca aynı anda kaydedilmesine izin verir ve şarj edilmiş bir bataryaya bağlı olduğu sürece açık kalır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Hedef araştırma soru(lar)ı için kullanılacak uygun deneysel tasarımı belirler. NOT: Bazı sorular için, tekrarlanan bir ölçü deney tasarımı en güçlü seçenek olacaktır (örneğin, ALAN'a maruz kalmak uyku davranışını nasıl etkiler?). Diğerleri için, eşleştirilmiş kontrol ve deney gruplarına ihtiyaç duyulacaktır (örneğin, ALAN'a maruz kalmak, gelişmekte olan yavrularda telomer kaybını nasıl etkiler?).</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Kaynak/maruz kalma düzeyi</td>
			<td>Yoğunluk (lüks)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Tam güneş ışığı</td>
			<td>103000</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dolunay ışığı</td>
			<td>0.05–1</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kentsel Gökyüzü parıltısı</td>
			<td>0.2–0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Serbest yaşayan Avrupa kara kuşlarının maruz kalması</td>
			<td>0.2 (0.07–2.2)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sistemi kullanan geçmiş deneysel çalışmalar</td>
			<td>1–3</td>
		</tr>
<tr>
<td>LED sokak lambaları</td>
			<td>~10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Düşük basınçlı sodyum sokak lambaları</td>
			<td>~10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Yüksek basınçlı sodyum</td>
			<td>~10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Floresan aydınlatma</td>
			<td>300</td>
		</tr>
<tr>
<td>Metal halojenür</td>
			<td>400–2000</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1: Ortamdaki karakteristik ışık yoğunlukları3,9, serbest dolaşan kuşların maruz kalma düzeyleri41 ve bu sistemi kullanan geçmiş çalışmalarda kullanılan yoğunluklar (Tablo 2'deki referanslar).
3. ALAN'a maruz kalmanın uygulanması
<ol><li>Hayvanları deney düzeneğine alıştırın.<ol>
<li>Deney bağlamında mümkünse, yenilikten kaçınmanın etkilerini en aza indirmek için deneyden en az 1 gün önce yuva kutularının üstüne kukla kutular yerleştirerek hayvanları kuruluma alıştırmak.</li>
	</ol></li>
	<li>Odak bireyleri araştırın.<ol>
<li>Kuşları rahatsız etmeden yuva kutularında tanımlamaya izin vermek için pasif bütünleştirici transponder (PIT) etiketleriyle çalışma popülasyonundaki hayvanları yerleştirin.</li>
		<li>ALAN'ın uyku davranışı üzerindeki etkisini içeren deneylerde, deneyden önceki gece yuva kutularını ziyaret edin ve hangi kuşların içinde tünediğini belirlemek için kutuları bir radyo frekansı tanımlama (RFID) okuyucusu ile tarayın.</li>
		<li>Üreme mevsimi boyunca, gelişmekte olan yavruların ALAN'a maruz kalmasını içeren deneylerde, yuva kutularını sürekli olarak izleyin (örneğin, her gün) ve yuva içeriğini ve yetişkin kimliğini kontrol edin. Deneyde kullanılmak üzere belirli özelliklere sahip yavrular içeren yuva kutularını dikkatlice seçin (yani, modal yavru boyutu, hem ebeveynler mevcut hem de beslenme).</li>
	</ol></li>
	<li>Denemeyi seçin ve uygulayın.<ol><li>Uyku davranışını içeren deneyler için, 3.3.2-3.3.21 adımlarını izleyerek ALAN (kontrol tedavisi) yokluğunda rahatsız edilmemiş uykuyu kaydetmek için en az bir gece boyunca karanlık koşullar altında uyuyan bireyleri ilk önce kaydederek tekrarlanan bir önlem tasarımı uygulayın.</li>
		<li>Bu amaçla, IR kameralardaki zamanı, sahaya götürmeden önce yerel saatle senkronize ettiğinizden emin olun.</li>
		<li>Pilin bitişiğindeki mini DVR kaydedicideki SD yuvasına bir SD kart takın (Şekil 2B; Ek Şekil 2). SD kartın boş olduğundan emin olun ve boş değilse, içerdiği verileri silin.</li>
		<li>Karanlığın başlamasından en az 2 saat önce, kukla kutuyu yuva kutusunun üstünden çıkarın.</li>
		<li>Yuva kutusu kapağını açın.</li>
		<li>IR kamerayı içeren plakayı, kamera hedefi aşağı doğru yönlendirilmiş şekilde yuva kutusunun içine yerleştirin.</li>
		<li>Elektronik konektörleri yuva kutusundaki korudan uzatın.</li>
		<li>Yuva kutusu kapağını kapatın.</li>
		<li>Pili, kaydediciyi ve zamanlayıcıyı içeren muhafazayı yuva kutusunun üzerine yerleştirin.</li>
		<li>Pil gücü konektörlerini bağlayın. Kayıt cihazındaki kırmızı konektörü fotoğraf makinesinden gelen beyaz konektöre (ses), kayıt cihazındaki sarı konektörü fotoğraf makinesinden (video) sarı konektöre ve pildeki siyah konektörü fotoğraf makinesinden (güç) kırmızı konektöre bağlayın (Ek Şekil 1 ve Ek Şekil 2).</li>
		<li>Kamera kaydını başlatmak için kayıt düğmesine basın. NOT: Zamanlayıcı ayarlanmayacak ve/veya güç, LED'leri kontrol eden zamanlayıcıya bağlanmayacaktır, böylece kontrol gecelerinde ALAN üretilmeyecektir.</li>
		<li>Kaydın başladığından ve görüntünün doğru olduğundan emin olmak için küçük bir tft ekranla kontrol edin. Tft ekranını bağlamak için bir bağlantı noktası kaydedicinin altında bulunur (Ek Şekil 2).</li>
		<li>Hava karardıktan yaklaşık 1 saat sonra, yuva kutusuna geri dönün ve bir RFID transponder okuyucuyu yuva kutusunun alt ve yanlarına hareket ettirerek ve PIT etiketinden iletilen benzersiz kimlik numarasını kaydederek içeride uyuyan kuşun kimliğini kontrol edin.</li>
		<li>Kontrol kaydını takip eden sabah, güneş doğduktan en az 2 saat sonra, yuva kutusuna dönün ve pil sistemini ve IR kamerayı toplayın.</li>
		<li>Yine, yuva kutusunun üstüne sahte bir kutu yerleştirin.</li>
		<li>Laboratuvarda veya ofiste, pili şarj edin ve davranışsal verileri toplamak için SD kartı kayıt cihazından çıkarın ve indirin. NOT: Piller, tüm gece boyunca kayıt yapabilmek için soğuk koşullarda ~30 saatlik bir ömre sahiptir, ancak art arda kayıt yapılan geceler arasında tamamen şarj edilmeleri gerekir.</li>
		<li>Verileri başarıyla indirdikten sonra, verileri SD karttan silin ve ardından mini DVR kaydediciye yeniden takın.</li>
		<li>Sonraki gece, ışığa maruz kalma işlemini uygulayın (örneğin, sistemi kullanan geçmiş deneylerde kullanıldığı gibi 1-3 lüks; Tablo 1 ve Tablo 2).</li>
		<li>Zamanlayıcı sistemini istenen ışığa maruz kalma süresi için ayarlayın.</li>
		<li>Kontrol kaydı için yukarıda açıklanan adımları (3.3.2-3.3.17) izleyin, ancak zamanlayıcıyı güce ve LED'leri zamanlayıcıya bağlayın (Ek Şekil 1 ve Ek Şekil 2).</li>
		<li>İstenirse, kontrol kaydını (karanlık koşullar altında uyku davranışının, yani ALAN'ın yokluğunun) üçüncü gecede tekrarlayın.</li>
		<li>Yavruların ALAN'a maruz kalmasını içeren deneyler için, 3.3.23-3.3.25 numaralı adımlarda açıklandığı gibi kontrol ve deneysel yavrular kullanın.</li>
		<li>Kontrol yavrularının yuva kutularının üzerine kukla kutular (elektronik eksik) yerleştirin ve hem kontrol hem de deneysel yavruları eşdeğer şekillerde kullanın.</li>
		<li>Deneysel kutular için deneysel ALAN maruziyetini uygulayın. Deney süresi boyunca, LED sistemini ve IR kamerayı yukarıda açıklandığı gibi yuva kutusunun içine monte edin ve zamanlayıcıyı istenen ışığa maruz kalma süresini kontrol edecek şekilde ayarlayın.</li>
		<li>Pilleri şarj edin. Birden fazla gece ışığa maruz kalma ve video kaydı içeren deneyler için, gün boyunca pilleri şarj etmek için her sabah sistemleri toplayın ve ardından akşamları sistemi değiştirin.</li>
	</ol></li>
	<li>İlgilenilen yanıt değişken(ler)i hakkında veri toplayın.<ol>
<li>Yuva kutusundaki davranış ilgi değişkeniyse, IR kamera aynı anda davranışı belgelemeye izin verecektir (örneğin, uyku davranışı; Şekil 3).</li>
		<li>Ek izleme yöntemleriyle, zaman içinde değişken noktalarda gerçekleşen örneklemeyle (örneğin, ışığa maruz kalmadan önce ve sonra alınan kan örnekleri15) ilgilendiğiniz diğer verileri toplayın.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63381/63381fig03.jpg"> Şekil 3: ALAN'a maruz kalan bir yuva kutusunun içindeki büyük bir baştankara kızılötesi görüntüsü . (A) Uyku ve (B) Büyük baştankara <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63381/63381fig03large.jpg" target="_blank">uyarısı Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

LED ışıkların ve eşleştirilmiş bir IR kameranın bu yuva kutusu tabanlı sistemi, araştırmacıların ALAN'ın biyolojik etkileri ile ilgili bir dizi ilginç soruyu değerlendirmelerine izin verdi. Dahası, sistemle takip edilebilecek daha birçok araştırma yönü vardır. Ek olarak, sistemin kullanımını diğer türlere genişletmek, ALAN'a duyarlılıktaki spesifik farklılıkların anlaşılmasını teşvik etmeye yardımcı olabilir. Aşağıda, gelecekteki araştırmalar için kapsamlı olmayan bazı olasılıklar, bu makalenin bu önemli alandaki araştır...

Hayvanlar, geceyi ve gündüzü tanımlayan doğal ışık ve karanlık kalıplarıyla evrimleşmiştir. Böylece, hormonal sistemlerdeki sirkadiyen ritimler dinlenme ve aktivite kalıplarını düzenler ve hayvanların zindeliği en üst düzeye çıkarmasına izin verir 1,2,3. Örneğin, glukokortikoid hormonlardaki sirkadiyen ritim, günlük aktivitenin başlangıcında bir zirve ile, omurgalıları glikoz metabolizması üzerindeki etkiler ve çevresel stresörlere yanıt verme yoluyla 24 saatlik süre boyunca uygun şekilde davranmaya hazırlar4. Benzer şekilde, karanlığa yanıt olarak salınan epifiz hormonu melatonin, sirkadiyen ritmisitenin yönetim modellerinde ayrılmaz bir şekilde rol oynar ve ayrıca antioksidan özelliklere sahiptir 5,6. Melatonin salınımı gibi sirkadiyen ritmisitenin birçok yönünün sürüklenmesi, ortamdaki ışık seviyelerinin foto-alımından etkilenir. Bu nedenle, insan aktivitesini, rekreasyonunu ve altyapısını desteklemek için çevreye yapay ışığın sokulması, serbest dolaşan hayvanların davranışı, fizyolojisi ve uygunluğu üzerinde geniş kapsamlı etkilere sahip olma potansiyeline sahiptir 7,8. Gerçekten de, geceleri yapay ışığa maruz kalmanın çeşitli etkileri (ALAN) 9,10 olarak belgelenmiştir ve ALAN, 21. yüzyılda küresel değişim araştırması için bir öncelik olarak vurgulanmıştır10.
ALAN'ın serbest dolaşan hayvanlar üzerindeki etkilerini ölçmek, çeşitli nedenlerden dolayı önemsiz olmayan zorluklar ortaya çıkarmaktadır. İlk olarak, çevrede hareket eden hareketli hayvanlar sürekli olarak farklı ışık seviyeleri yaşarlar. Bu nedenle, bireysel hayvanların maruz kaldığı ışık seviyesi nasıl ölçülür? Hayvanın topraklarındaki ışık seviyeleri ölçülebilse bile, hayvan, maruz kalma kalıplarını etkileyen kaçınma stratejileri kullanabilir, böylece hayvan konumunun ve ışık seviyelerinin eşzamanlı olarak izlenmesini talep edebilir. Gerçekten de, çoğu saha çalışmasında, ışığa maruz kalma seviyelerindeki ortalama ve varyasyon bilinmemektedir11. İkincisi, ALAN'a maruz kalma genellikle gürültü kirliliği, kimyasal maruziyet ve habitat bozulması gibi diğer antropojenik rahatsızlık faktörlerine maruz kalma ile ilişkilidir. Örneğin, karayollarının kenarları boyunca habitatları işgal eden hayvanlar, sokak lambalarından gelen ışığa, araç trafiğinden gelen gürültüye ve araç emisyonlarından kaynaklanan hava kirliliğine maruz kalacaktır. Öyleyse, ALAN'ın etkilerini kafa karıştırıcı değişkenlerin etkilerinden nasıl etkili bir şekilde izole edebiliriz? Hem ışığa maruz kalma seviyelerinin hem de yanıt değişkenlerinin iyi ölçülmesini sağlayan titiz saha deneyleri, ALAN'ın biyolojik etkilerinin ciddiyetini değerlendirmek ve etkili azaltma stratejileri geliştirmek için gereklidir11.
Bu makalede, sınırlamaları olmasa da (tartışma bölümüne bakınız), yukarıda belirtilen zorlukları ortadan kaldırmasa da yatıştırıcıya yardımcı olan deneysel bir yaklaşım açıklanmaktadır. Yaklaşım, serbest yaşayan, günlük bir kuş türünün, büyük baştankara (Parus major) yuva kutularının içindeki ALAN seviyelerini, ışık yayan diyot (LED) ışıklarından oluşan bir sistem ve yuva kutularına yerleştirilmiş bir kızılötesi (IR) kamera kullanarak deneysel olarak manipüle etmeyi gerektirir. Kurulum, araştırmacıların davranışlar ve seslendirmeler üzerindeki etkilerini değerlendirmelerine olanak tanıyan ses de dahil olmak üzere video kayıtlarının eşzamanlı olarak alınmasını sağlar. Büyük memeler üreme için yuva kutularını kullanır ve Kasım ve Mart ayları arasında yuva kutularında uyur. Dişiler ayrıca üreme mevsimi 12 boyunca yuva kutularının içindeuyurlar. Sistem ayrıca ALAN'ın mavi memeler (Cyanistes caeruleus) üzerindeki etkilerini incelemek için daha az ölçüde kullanılmıştır. Hayvanın karşılaştığı ışık seviyelerini bilmeyi içeren ilk zorluk, bir bireyin yuva kutusuna girmeye istekli olduğu (veya hareketsiz yavrular durumunda yuva kutusunda zaten bulunduğu) göz önüne alındığında, ışık seviyelerinin araştırmacı tarafından kesin olarak belirlenebileceği göz önüne alındığında hafifletilir. Kafa karıştırıcı değişkenlerle korelasyonları içeren ikinci zorluk, benzer ortamlarda yuva kutuları kullanılarak ve / veya yuva kutularının yakınındaki karıştırıcı değişkenlerin seviyelerini ölçerek kontrol edilebilir. Ek olarak, boşluk yuvalayan kuşlarda, deneysel bir yaklaşım benimsemek güçlüdür, çünkü yuva kutuları veya doğal boşluklar yavruları ve yetişkinleri ALAN13'ten koruyabilir, bu da bazı korelasyon çalışmalarının neden ALAN'ın (veya antropojenik gürültünün) çok az etkisini bulduğunu açıklayabilir14, oysa deneysel çalışmalar daha sık net etkiler bulmaktadır (aşağıya bakınız). Dahası, bireylerin kendi kontrolleri olarak hizmet ettiği, istatistiksel gücü ve anlamlı biyolojik etkileri tespit etme olasılığını daha da artıran tekrarlanan bir ölçü deneysel tasarımı benimsenebilir. Aşağıdaki bölümler: (1) sistemin tasarım ve uygulamasının ayrıntılarını açıklar, (2) sistem kullanılarak şimdiye kadar elde edilen önemli sonuçları özetler ve (3) hem göğüslerde hem de diğer hayvanlarda izlenebilecek gelecekteki araştırma yönlerini önerir.

<table><tbody><tr><td>Geniş spektrum; 15 mm x 5 mm; LED far</td><td>RANEX; Gilze; Nederlands</td><td>6000.217</td><td>Benzer bir model de kullanılabilir</td></tr><tr><td>Pil</td><td>BYD</td><td>R1210A-C</td><td>Fe-pil 12 V 120 Wh ( lityum demir fosfat pil)</td></tr><tr><td>Koyu yeşil boya</td><td></td><td></td><td>İsteğe bağlı. Yuva kutularını/elektronik muhafazaları renklendirmek için</td></tr><tr><td>Elektrik bandı</td><td></td><td></td> Elektronik <td>için</td></tr><tr><td>Ev yapımı zamanlayıcı sistemi</td><td>Amazon</td><td>YP109A 12V</td><td>Benzer bir model de kullanılabilir</td></tr><tr><td>Kızılötesi kamera</td><td>Koberts-Goods, Melsungen, DE</td><td>205-IR-L</td><td>Mini kamera; benzer bir model de kullanılabilir</td></tr><tr><td>Işık seviyesi ölçer</td><td>ISO-Tech ILM; Corby; UK</td><td>1335</td><td>Işık yoğunluğunu kalibre etmek için</td></tr><tr><td>Mini DVR video kaydedici</td><td>Pakatak, Essex, UK</td><td>MD-101</td><td>Gözetim DVR Kaydedici Mini SD Araba DVR, 32 GB</td></tr><tr><td>Pasif entegre transponder (PIT) etiketleri</td><td>, Eccel Technology Ltd, Aylesbury, UK</td><td>EM4102</td><td>125 Kh; Benzersiz elektronik kimlik sağlar</td></tr><tr><td>Radyo frekansı tanımlama (RFID) Okuyucu</td><td>Trovan, Aalten, Hollanda</td><td>GR-250</td><td>PIT etiketlerini taramak ve kuş kimliğini belirlemek için</td></tr><tr><td>Direnç</td><td>RS Bileşenleri</td><td></td><td>Voltaja bağlı değer pil ve aydınlatma</td></tr><tr><td>SD kart</td><td>SanDisk</td><td></td><td>64 GB veya daha büyük</td></tr><tr><td>SongMeter</td><td>Wildlife Acoustics; Maynard, MA</td><td></td><td>İsteğe bağlı. Yuva kutularının dışındaki seslendirmeleri izlemek için bir araç sağlar</td></tr><tr><td>TFT Renkli LED Taşınabilir Test Monitörü</td><td>Walmart</td><td></td><td>Kameranın açık olduğunu doğrulamaya ve görüntüyü doğru şekilde kaydetmeye izin verir</td></tr><tr><td>Ahşap</td><td></td><td></td><td>Yuva kutuları/elektronik kapsüller oluşturmak için</td></tr></tbody></table>

geceleri yapay işığın serbest dolaşan hayvanlar Üzerindeki etkilerini araştırmaya deneysel bir yaklaşım: gelecekteki araştırmalar için uygulama, sonuçlar ve yönler

An Experimental Approach to Investigating Effects of Artificial Light at Night on Free-Ranging Animals: Implementation, Results, and Directions for Future Research

Hayvanlar, doğal ışık ve karanlık kalıplarıyla evrimleşmiştir. Bununla birlikte, yapay ışık, insan altyapısından ve rekreasyonel faaliyetlerden çevreye giderek daha fazla tanıtılmaktadır. Geceleri yapay ışık (ALAN), hayvan davranışı, fizyolojisi ve zindeliği üzerinde yaygın etkilere sahip olma potansiyeline sahiptir ve bu da popülasyonlar ve topluluklar üzerinde daha geniş çaplı etkilere dönüşebilir. ALAN'ın serbest dolaşan hayvanlar üzerindeki etkilerini anlamak, hareketli organizmaların karşılaştığı ışık seviyelerini ölçmek ve ALAN'ın etkilerini diğer antropojenik rahatsızlık faktörlerinden ayırmak gibi zorluklar nedeniyle önemsiz değildir. Burada, yuva kutularının içindeki ışık seviyelerini deneysel olarak manipüle ederek yapay ışığa maruz kalmanın bireysel hayvanlar üzerindeki etkilerini izole etmemizi sağlayan bir yaklaşımı açıklıyoruz. Bu amaçla, bir plakaya yapıştırılmış ve bir batarya ve zamanlayıcı sistemine bağlanmış ışık yayan diyot (LED) ışıklarından oluşan bir sistem kullanılabilir. Kurulum, yuva kutularının içindeki bireylerin ALAN'ın değişen yoğunluklarına ve sürelerine maruz kalmasına izin verirken, aynı zamanda ses de içeren video kayıtları elde edilmesini sağlar. Sistem, ALAN'ın yetişkinlerde uyku ve aktivite düzenlerini ve gelişmekte olan yavrularda fizyoloji ve telomer dinamiklerini nasıl etkilediği hakkında fikir edinmek için serbest aralıklı büyük memeler (Parus major) ve mavi memeler (Cyanistes caeruleus) üzerine yapılan çalışmalarda kullanılmıştır. Sistem veya bunun bir uyarlaması, ALAN'ın diğer rahatsızlık faktörleriyle nasıl etkileşime girdiği ve biyoenerjetik dengeyi nasıl etkilediği gibi diğer birçok ilginç araştırma sorusunu cevaplamak için kullanılabilir. Ayrıca, benzer sistemler, ALAN seviyelerini manipüle etmek, biyolojik tepkileri değerlendirmek ve interspesifik bir bakış açısı oluşturmaya yönelik çalışmak için çeşitli türlerin yuva kutularına, yuvalarına veya yuvalarına veya yakınlarına kurulabilir. Özellikle serbest yaşayan hayvanların davranışlarını ve hareketlerini izlemek için diğer gelişmiş yaklaşımlarla birleştirildiğinde, bu yaklaşım ALAN'ın biyolojik etkilerini anlamamıza sürekli katkılar sağlamayı vaat etmektedir.

Bu sistem kullanılarak yayınlanan hakemli araştırma makaleleri Tablo 2'de özetlenmiştir. Diğer bazı makaleler devam etmektedir. Bu çalışmalar üç ana araştırma sorusu paketini ele almaktadır. İlk olarak, sistem ışığa maruz kalmanın yetişkinlerde uyku davranışı ve aktivite seviyeleri üzerindeki etkilerini incelemek için kullanılmıştır. Bu amaçla, aynı bireyin ilk önce doğal koşullar altında uyuduğu ve daha sonra ışıklı bir yuva kutusunda uyuduğu kaydedilen tekrarlanan bir önlem deneysel tasarımı kullanılmı...

Geceleri yapay ışık (ALAN) geniş kapsamlı biyolojik etkilere sahiptir. Bu makalede, bir pile, zamanlayıcıya ve ses özellikli kızılötesi video kameraya bağlı LED ışıklarından oluşan davranışı izlerken yuva kutularının içindeki ALAN'ı manipüle etmek için bir sistem açıklanmaktadır. Araştırmacılar bu sistemi, ALAN'ın organizmalar üzerindeki etkileriyle ilgili birçok olağanüstü soruyu araştırmak için kullanabilirler.

Geceleri Yapay Işığın Serbest Dolaşan Hayvanlar Üzerindeki Etkilerini Araştırmaya Deneysel Bir Yaklaşım: Gelecekteki Araştırmalar için Uygulama, Sonuçlar ve Yönler

Animals have evolved with natural patterns of light and darkness. However, artificial light is being increasingly introduced into the environment from ...

Geceleri yapay ışığı veya yuva kutularının içindeki ALAN'ı manipüle etme yöntemimiz, ALAN'ın hayvanların davranışı, fizyolojisi ve uygunluğu üzerindeki etkilerini belirlemek için güçlüdür. Bu teknik, ALAN'ın serbest dolaşan hayvanları nasıl etkilediğini incelemenin doğasında bulunan zorlukların üstesinden gelmeye yardımcı olur, çünkü araştırmacılar hayvanları geceleri kontrollü bir şekilde ışığa maruz bırakabilirler. Bu sistem, üreme veya dinlenme için boşlukları kullanan herhangi bir kuş veya memeli türünde kullanılabilir ve ayrıca diğer bağlamlarda kullanılmak üzere değiştirilme potansiyeline sahiptir.Yenilikten kaçınmanın etkilerini en aza indirmek için deneyden en az bir gün önce yuva kutusunun üstüne sahte bir kutu yerleştirerek hayvanları deney düzeneğine alıştırmakta başlayın. Odak bireyleri araştırmak için, kuşları rahatsız etmeden yuva kutusu içinde tanımlamaya izin vermek için çalışma popülasyonundaki hayvanları pasif bir bütünleştirici transponder veya PIT etiketi ile sığdırın. Geceleri yapay ışığın veya ALAN'ın uyku davranışı üzerindeki etkisini içeren deneylerde, deneyden önceki gece yuva kutularını ziyaret edin ve hangi kuşların içeride tünediğini belirlemek için kutuları bir radyo frekansı göstergesi veya RFID okuyucu ile tarayın.ALAN'ın yokluğunda bozulmamış uykuyu kaydetmek için, karanlık koşullar altında bir gece ve daha sonra ALAN'ın huzurunda bir gece boyunca uykuyu kaydederek tekrarlanan bir önlem tasarımı uygulayın. Her iki gece için, kızılötesi veya IR kamerayı sahaya almadan önce, saati yerel saatle senkronize edin. Ardından, SD yuvasına bir MDSD kartı pilin bitişiğindeki mini DVR kaydediciye takın.Karanlığın başlamasından en az iki saat önce, kukla kutuyu yuva kutusunun üstünden çıkarın ve IR kamerayı içeren plakayı içine yerleştirmek için yuva kutusu kapağını açın, kamera hedefi aşağıya doğru yönlendirildi. Ardından elektronik konektörleri yuva kutusundaki oluktan uzatın. Yuva kutusu kapağını kapattıktan sonra, pili, kaydediciyi ve zamanlayıcıyı içeren muhafazayı yuva kutusunun üzerine yerleştirin.Ardından, kayıt cihazındaki kırmızı konektörü fotoğraf makinesindeki beyaz konektöre, kayıt cihazındaki sarı konektörü fotoğraf makinesindeki sarı konektöre ve pildeki siyah konektörü fotoğraf makinesindeki kırmızı konektöre bağlayın. Ve ALAN gecesi için, zamanlayıcıya LED'ler ve güç kaynağına zamanlayıcı. Bağlandıktan sonra, kabloları sistemi barındıran muhafazaların içine yerleştirin.Kayıt başladığında, doğru görüntüden emin olmak için küçük bir TFT ekranla kontrol edin ve ardından kayıt düğmesine basın. Hava karardıktan bir saat sonra, bir RFID transponder okuyucuyu yuva kutusunun alt ve yanlarına hareket ettirerek ve PIT etiketinden iletilen benzersiz kimlik numarasını kaydederek içinde uyuyan kuşların kimliğini kontrol etmek için yuva kutusuna dönün. Kontrol kaydını takip eden sabah, güneş doğduktan iki saat sonra, yuva kutusunun üstündeki kukla kutuyu iade etmeden önce pil sistemini yuva kutusundan toplayın.Laboratuvarda, pili şarj edin ve davranışsal verileri toplamak için SD kartı kayıt cihazından çıkarın ve indirin. Verileri başarıyla indirdikten sonra, verileri SD karttan silin, ardından kartı mini DVR kaydediciye takın. Sonraki bir gecede, zamanlayıcı sistemini istenen ışığa maruz kalma süresi için ayarlayarak ışığa maruz kalma işlemini uygulayın ve zamanlayıcı güce bağlı zamanlayıcı ve zamanlayıcıya bağlı LED'ler ile daha önce açıklandığı gibi kaydı kontrol edin.Birden fazla gece ışığa maruz kalma ve video kaydı içeren deneyler için, gün boyunca pilleri şarj etmek için her sabah sistemleri toplayın ve ardından akşamları sistemi değiştirin. Daha sonra, ilgilendiğiniz yanıt değişkenleri hakkında veri toplayın. Çalışma, ALAN maruziyetinin uyku davranışı üzerindeki dramatik etkilerini belgelemiştir.ALAN'a 1.6 lükslük nispeten düşük bir yoğunlukta maruz kalan kuşlar, yarım saat önce uyandılar, yuva kutusunu 20 dakika önce terk ettiler ve kontrol kuşlarından 40 dakika daha az uyudular. Burada uyku üzerindeki etkileri değerlendirmek için sistemi kullanmaya odaklanıyoruz, ancak sistem üreme mevsimi boyunca yavru gelişimi üzerindeki etkileri test etmek için de kullanılabilir. ALAN maruziyetinin fizyolojik etkilerini değerlendirmek için, hayvanlar yakalanabilir, kan örnekleri alınabilir ve şu anda morfometrik ölçümler de alınabilir.Bu yuva kutusu tabanlı sistem, araştırmacıların ALAN'ın biyolojik etkileriyle ilgili, uyku üzerindeki etkiler gibi daha önce değerlendirilemeyen bir dizi ilginç soruyu değerlendirmelerine izin verdi.

an-experimental-approach-to-investigating-effects-artificial-light-at

Research

JoVE Journal

Biology

Biyoloji

Bu makalede, farelerde sirkadiyen fonksiyonu ve ışık yanıt belirlemek için kullanılan yöntemleri gözden geçirilecektir.

Tekerlek Koşu Aktivitesi kullanarak Fare Sirkadiyen ve Akut Işık Yanıtları Ölçüm

Burada Drosophila larva için bir ışık-karanlık tercih testi açıklar. Bu testte ışık algılama ve işleme photobehavior doğuştan gelen ve sirkadiyen düzenleme hakkında bilgi sağlar.

Içinde Doğuştan gelen ve sirkadiyen Ayarlı Photobehavior Eğitim ışık tercih Testi<em&gt; Drosophila</em&gt; Larva

Çoklu ışık zarar protokolleri zarar fotoreseptör tarif ve dolayısıyla yetişkin zebrafish bir retina rejenerasyon tepki neden olmuştur. Bu protokol, pigmentli hayvanlarda kullanılabilen geliştirilmiş bir yöntem açıklanır ve bu çubuk ve tüm retinada arasında koni fotoreseptörlerin büyük çoğunluğu zarar verir.

Yetişkin Zebra balığı Retina Rejenerasyon Çalışmaları Kullanım için Yeni Bir Işık Hasar Paradigma

Işık büyük birimlerde en az çapı ile teslim etmek için bir doku delici ışığının oluşturmak için bir protokol sunulmuştur.

Büyük hacimli, insan dışı primatlar Optogenetics için davranışsal ilgili aydınlatma

Bu makalede, alan ayarlarında katılımcıların ışık anahtarlama davranışları hakkında veri toplamaya olanak sağlayan bir doluluk ve ışık veri kaydedicisi kullanma ve dağıtma yordamı açıklanmaktadır.

Doluluk ve Işık Veri Kaydedici kullanarak Işık Anahtarlama Davranışının Ölçülmesi

Belirli nöronal popülasyonların veya beyin bölgelerinin optogenetik manipülasyonu ile, davranış serbestçe hareket eden hayvanlarda yüksek zamansal ve mekansal çözünürlük ile değiştirilebilir. Kronik implante optik lifler ile birlikte farklı optogenetik araçlar kullanılarak, nöronal modülasyonlar ve davranışsal testler çeşitli yapılabilir.

SerbestÇe Hareket Eden Farelerde Davranışı Modüle Etmek Için Nöronal Aktivitenin Optogenetik Manipülasyonu

Kemirgenler migren semptomlarını bildiremezler. Burada, migrenli hastalarda en yaygın ve rahatsız edici semptomlardan biri olan ışıktan kaçınmayı ölçmek için yönetilebilir bir test paradigmasını (açık / karanlık ve açık alan testleri) açıklıyoruz.

Farelerde Işıktan Kaçınma Kullanarak Migren Benzeri Davranışların İncelenmesi

Geceleri yapay ışığın (ALAN) gece uçan böcekler üzerindeki etkilerini incelemek için, örneklemenin gece vakti ile sınırlı olması gerekir. Protokol, araştırmacıların kullanıcı tanımlı dönemlerde artan çoğaltma ile örnekleme yapmalarını sağlayan düşük maliyetli bir otomatik uçuş durdurma tuzağını tanımlamaktadır.

Geceleri Yapay Işığa Çekilen Uçan Böceklerin Zamansal Alt Örneklemesi için Düşük Maliyetli Otomatik Uçuş Engelleme Tuzağı

Ağrı araştırmalarındaki son gelişmeler, farmakolojik olmayan bir tedavi olarak yeşil ışık yayan diyotların (GLED) kullanılmasının potansiyelini vurgulamaktadır. GLED ağrı yollarını modüle ederek etkili ağrı kesici sağlar. Bu makale, GLED maruziyet protokollerini standartlaştırmayı ve iyileştirmeyi, çalışmalar arasında tutarlılığı artırmayı ve bu tedavinin klinik uygulamasını ilerletmeyi amaçlamaktadır.

Yeşil Işık Yayan Diyotların Ağrı Yönetimindeki Rolünü Değerlendirmek için Fotonöromodülasyon Tekniklerinin Optimize Edilmesi

Bu çalışma, gündüz sirkadiyen faz kaymasını güvenilir şekilde mümkün kılmak için kemogenetik ve mor ışığı temelli stratejiler sunmaktadır.

Kemogenetik ve spektral yaklaşımlarla gündüz sirkadiyen faz kaymalarını indüklemek

Keşfedin, yapay gece ışığının (ALAN) serbest dolaşan kuşların uyku davranışı ve fizyolojisi üzerindeki etkilerini yuva kutuları kullanarak nasıl değerlendirebilirsiniz. Bu yöntem, erken uyanma ve azalan uyku süresi gibi davranışsal değişiklikleri kontrollü koşullarda incelemenizi sağlar.

Geceleri Yapay Işığın Serbest Dolaşan Hayvanlar Üzerindeki Etkilerini Araştırmaya Deneysel Bir Yaklaşım: Gelecekteki Araştırmalar için Uygulama, Sonuçlar ve Yönler (Video) | JoVE Journal

Geceleri Yapay Işığın Serbest Dolaşan Hayvanlar Üzerindeki Etkilerini Araştırmaya Deneysel Bir Yaklaşım: Gelecekteki Araştırmalar için Uygulama, Sonuçlar ve Yönler

Daha fazla video keşfet