Sivrisineklerin ve diğer ektotermlerin sıcaklık tercihinin belirlenmesi
28 Eylül 2022
Böcekler, içinde kalmaya çalıştıkları optimal bir çevresel sıcaklık aralığına sahiptir ve birçok dış ve iç faktör bu tercihi değiştirebilir. Burada, böceklerin doğal davranışlarını özgürce sergilemelerini sağlayan sıcaklık seçimini incelemek için uygun maliyetli ve basit bir yöntem açıklıyoruz.
Bu iki odacıklı aparat kurulumu, böceklerin sıcaklık tercihini incelemek için kullanılır ve aydınlığa karşı karanlık veya yüksek ila düşük nem gibi diğer ikili seçim tercih durumlarını incelemek için değiştirilebilir. Bu tekniğin temel avantajları, basit kurulum, böceklerin tercih ettikleri sıcaklığı seçerken uçan doğalarını sergilemelerini sağlayan geniş alan ve harici ekipman olmadan kolay puanlamadır. Protokolün en zor kısmı, deneyden sonra akrilik yarığın giderilmesidir.
Bunun nedeni, böceklerin kaçma şansının yüksek olmasıdır. Bu nedenle, böcekleri uyuşturmak için karbondioksiti kullanmak bizim için çok önemlidir. Prosedürü gösterenler, her ikisi de laboratuvarımdan yüksek lisans öğrencileri olan Kinga Stobierska ve Lorna Glenn olacak.
Başlamak için, 12 santimetre manşon açıklığına sahip 2 boş sivrisinek kafesi hazırlayın ve delik veya başka hasar olmadığından emin olun. Daha sonra mekanik bir aspiratör kullanarak, deneyden sonra daha kolay kullanım ve bertaraf için 30 böceği ayrı bir kafese aktarın. İnkübatörleri istenen sıcaklıklara ayarlayın ve ısınmalarına ve stabilize olmalarına izin verin.
25 ila 30 santigrat derece aralığında bir sıcaklığa ulaşmak yaklaşık 30 dakika sürer. Daha sonra bir inkübatöre boş bir sivrisinek kafesi yerleştirin ve kafesin manşonlarını inkübatörün ön deliğinden besleyin. İnkübatörün iç hava sıcaklığını bir sıcaklık probu ile onaylayın.
Daha sonra, akrilik tüpteki deliğin üzerine koli bandı ile hazırlanmış açılabilir bir kapak yerleştirin. İlk inkübatörün önündeki delikten çıkıntı yapan manşonu yuvarlayın ve akrilik tüpün bir ucuna elastik bir bantla sabitleyin. Daha sonra inkübatörleri birbirine bakacak şekilde yerleştirin ve akrilik tüpün bir ucunu ikinci inkübatör deliğinin manşonuna yerleştirin.
Akrilik tüpün çapının, inkübatörlerin önündeki delikten daha büyük olduğundan emin olun, böylece deliği tamamen kaplar. Akrilik tüpün gevşek olmadığından ve inkübatörler arasında sarkmadığından emin olun. Öyleyse, kafes ve lastik bant arasındaki fazla malzemeyi çıkarmak için kafes manşonlarını çekin.
Sivrisinekleri içine koymak için koli bandı kapağını açın. Akrilik tüpün deliğine bir huni yerleştirin ve ardından böcekleri huniden tüpe boşaltın. Böcekleri boşalttıktan sonra, huniyi çıkarın ve tüp deliğini bir koli bandı kapağı ile örtün.
Böceklerin tercih edilen odayı seçmesi için 30 dakika bekletin. Yerleşme süresinin sonunda, akrilik tüp köprüsünde görülen böceklerin sayısını görsel olarak gözlemleyin ve yazın. Ardından, köprüdeki tüm böceklere inkübatörün her iki tarafına veya karbondioksiti köprüye bırakarak dokunun veya üfleyin.
Daha sonra, her iki taraftaki akrilik tüpten manşonları sıkıca bir düğümle hızlı bir şekilde sabitleyerek sıkıştırın ve kapatın. Daha sonra kafesleri her iki inkübatörden çıkarın ve her kafesteki böcekleri görsel olarak sayın. Hem inkübatörlerden hem de köprüden gelen sayıların 30'a kadar olduğundan emin olun.
Bu çalışmada sivrisineklerin ve meyve sineklerinin sıcaklık tercihi iki odacıklı model kullanılarak belirlenmiştir. Sonuçlar, her iki kafes de 27 santigrat derecede tutulduğunda anlamlı bir fark göstermedi, bu da sivrisineklerin doğal davranışlarını sergileyen kafesler arasında serbestçe seçim yapma yeteneklerini gösterdi. Tersine, iki oda farklı sıcaklıklara ayarlandığında, sivrisinekler sürekli olarak 30 santigrat derecenin üzerinde 27 santigrat derecelik optimum sıcaklığı seçtiler.
Benzer şekilde, kurulum Drosophila Melanogaster ile test edildiğinde, başka bir ektoderm modeli meyve sinekleri daha sıcak odacıktan kaçındı ve 25 santigrat derecelik optimum sıcaklıklarını tercih etti. Kurulumun hiçbir saklanma alanı olmadan tamamen kapatıldığından ve uçan alanı bozan bir ağ olmadığından emin olun, böylece böcekler 2 oda arasında serbestçe seçim yapabilir.
Genel Bakış
Bu çalışma, iki hazneli bir aparat kullanarak böceklerde sıcaklık tercihlerini değerlendirmek için basit ve uygun maliyetli bir yöntem sunmaktadır. Yöntem, böceklerin doğal davranışlarda bulunmalarına olanak tanır ve tercih ettikleri çevresel sıcaklığı ortaya koyar.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Araştırma Alanı
- Böcek davranışı
- Sıcaklık tercihi
- Habitat seçimi
Arka Plan
- Böcekler belirli sıcaklık aralıklarında gelişir.
- Çeşitli faktörler sıcaklık tercihlerini etkiler.
- Sıcaklık seçimlerinin anlaşılması ekolojik ve evrimsel çalışmaları etkiler.
Kullanılan Yöntemler
- Sıcaklık seçimi için iki hazneli aparat
- Model organizmalar olarak sivrisinek ve Drosophila melanogaster
- Böcek işlemleri için görsel puanlama ve karbondioksit anestezi
Ana Sonuçlar
- Sivrisinekler, değişen koşullar altında 30°C yerine 27°C'yi tercih etti.
- Drosophila melanogaster de daha sıcak sıcaklıklar yerine 25°C'yi tercih etti.
- Metodoloji, böceklerin sıcaklık seçiminde doğal davranışlar sergileme yeteneğini gösterdi.
Sonuçlar
- Bu çalışma, böceklerde sıcaklık tercihini incelemek için etkili bir yolu başarıyla göstermiştir.
- Bulgular, değişen ortamlarda böcek davranışını anlamak için önemlidir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of temperature preference in mosquitoes and other ectotherms enables robust hypothesis testing for environmental adaptation and vector biology. This two-chamber apparatus supports predictive confidence in behavioral phenotyping by allowing natural behaviors, such as flight, critical for accurate target validation in early discovery. The method's flexibility and scalability position it as a reusable platform for comparative studies across diverse ectothermic models in biopharma R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous interrogation of thermosensory pathways and behavioral phenotypes.
- Supports functional target validation by isolating temperature as an independent variable.
- Facilitates mechanistic de-risking for vector-borne disease research.
- Provides a platform for evaluating genetic or environmental manipulations affecting temperature preference.
Screening & Assay Development
- Prepares validated behavioral assays for downstream screening of modulators or interventions.
- Ensures reproducibility and standardization through controlled environmental conditions.
- Delivers quantitative outputs for robust comparison of experimental groups.
- Enables scalable, high-throughput behavioral screening in small ectotherms.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral phenotyping with disease-relevant environmental exposures.
- Supports translational continuity from discovery to preclinical vector competence studies.
- Enables risk-adjusted advancement of candidate interventions targeting vector behavior.
- Provides predictive de-risking for environmental and genetic manipulation strategies.
Pipeline & Workflow Integration
This apparatus integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis-driven behavioral assays, supporting both target validation and screening workflows.
- Discovery Biology: Facilitates null hypothesis testing and pathway clarification for thermosensory mechanisms.
- Screening: Provides standardized, reproducible behavioral assays with quantitative readouts.
- Analytics: Enables statistical comparison of group preferences and behavioral responses.
- Translational Research: Bridges laboratory findings to field-relevant environmental exposures in vector biology.
- Enterprise Reuse: Adaptable for diverse ectothermic species and environmental manipulations, supporting broad R&D needs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in behavioral phenotyping.
- Operational Value: Promotes assay standardization, reproducibility, and scalability across research teams.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for vector-targeted interventions and environmental adaptation studies.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of behavioral and environmental intervention strategies.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral assay design and ectotherm handling.
- Needs temperature-controlled incubators and basic analytical infrastructure for quantitative scoring.
- Demands cross-team standardization of assay setup and scoring protocols.
- Adaptable to various small ectotherms and environmental manipulations with minimal modification.
- Careful containment and anesthetization procedures are critical to prevent escape and ensure safety.
