Este trabajo fue apoyado por la concesión de puntos destacados NERC (NE/N016777/1). Ensis Ltd, servicios científicos ambientales, centro de investigación de cambio ambiental, University College London muestreados y de la base de sedimento.

El SOP siguiente proporciona una descripción paso a paso del protocolo usado para resucitar Daphnia magna huevos latentes, incluyendo una descripción detallada del muestreo, aislamiento de efipios del sedimento y establecimiento de cultivos clonales ( Figura 1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig1.jpg"> Figura 1: guía paso a paso para la resurrección de Daphnia magna. Sedimento de un hábitat de agua dulce (A) se muestrea con un nucleador de pistón (B). La base del sedimento (C) es cortada en capas incrementales de 1 o 0,5 cm (D). Cada capa de sedimento se guarda en una bolsa de ziplock de muestra (E) en condiciones de oscuras y frío (4 ° C). Cada capa de sedimentos es pesado y tamizado usando tamices geológicos (1 mm y 125 μm malla, F). Bandejas de fondo blanco se utilizan para aislar efipios Daphnia magna (G). Decapsulated huevos latentes (H) se transfirió a cajas Petri y expuestos a los estímulos de luz y temperatura para inducir la eclosión. Crías se transfieren para separar los frascos (yo) para establecer líneas de isoclonal. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/56637fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
1. muestreo de testigos de sedimentos
<ol><li>Sedimento de la muestra de lagos o estanques con un nucleador de pistón. Este protocolo utiliza Big Ben27, un tubo de aproximadamente 1,5 m de longitud con un diámetro interno de 14 cm. Big Ben consta de un pistón en una cuerda y una cabeza de corer, que barras se unen para impulsar el tubo en el sedimento. Un sacatestigos ayuda el apoyo del tubo cuando esté lleno de sedimentos. Para sacar el sedimento, un marco mantiene el tubo vertical y estacionaria, y un gato de botella modificado se utiliza para empujar el pistón hacia arriba durante el proceso de extrusión (Video complementario 1).<ol>
<li>Para estanques poco profundos de menos de 1 m de profundidad, use un corer de gravedad de plexiglás de no más de 6 cm de diámetro empujado manualmente en el sedimento.</li>
		<li>Para lagos profundos (> 6 m de profundidad), usar Livingston pistón equipos28 o equipos de sedimento de Griffith de una unidad de disco con las ayudas de un barco el pontón anclado. El corer de Livingstone-tipo unidad varilla del pistón puede utilizarse en agua hasta unos 30 m profundidad para recoger sucesivas unidades de un metro de suave al sedimento del lago consolidado. El tubo de Griffith de una unidad de disco consiste en una cabeza de núcleo simple pero robusto que conecta tubos de policarbonato estándar a las barras de accionamiento de Livingstone. Los equipos se empujan en el sedimento con las varillas, y un pistón proporciona la succión necesaria para la recuperación de sedimentos (figura 2).</li>
		<li>Para la recuperación continua, corazones, uso vibracoring. Estos equipos trabajan en una variedad de profundidades del agua y pueden recuperar muestras de diferentes longitudes, dependiendo de la litología de los sedimentos. Vibración de baja amplitud que se transfiere de la cabeza vibracore hacia abajo a través del barril conectado o el tubo licua los sedimentos, lo que permite el cañón del núcleo la unidad de vibracore para penetrar en los sedimentos licuados. Algunos vibracorers son pequeño, ligero y portátil, otros son grandes unidades pesadas que sólo pueden ser implementadas de grandes vasos. La elección de los equipos depende de la litología de los sedimentos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Cortar la base horizontalmente en capas incrementales de 1 cm o menos usando una superficie metálica plana (1 vídeo complementario). Equipos de sedimentos como el que se usa aquí están diseñados para reducir presiones hidrostáticas en extrusión, reducción de la perturbación de las capas de sedimento. Cuando se utilizan otros equipos, la corteza exterior de cada capa de sedimento puede ser quitada con una especie de cookie-cutter de cuchilla para limitar la contaminación entre capas.</li>
	<li>Recoger cada capa de sedimento en una bolsa de muestreo separado (complementario 1 de Video) y almacenar en oscuridad y frío (4 ° C) condiciones.</li>
	<li>Recoger un mínimo de 5 g de sedimento de todas las capas para la datación radiométrica. Como la datación radiométrica es un protocolo establecido para una descripción detallada de la prueba de datación, consulte existentes publicaciones12,13.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig2.jpg"> Figura 2: historieta del pistón metálico procedimiento. Corer de pistón, un tubo hueco con un interno sello deslizante (pistón) que produce un vacío débil. Cuando el pistón toca la interface agua sedimento, el peso empuja el cañón del núcleo en el sedimento y el vacío hace que el sedimento se tubular para entrar y moverse por el tubo sin molestar a las capas de sedimento. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/56637fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
2. tamizado de capas de sedimentos
<ol><li>Usando una balanza de precisión, pesar cada capa de sedimento para referencia futura. Utilice el área de la superficie y el peso para calcular la densidad de especies en el lago.</li>
	<li>Tamiz de cada capa de sedimento utilizando dos tamices geológicos apilados uno encima del otro. El primer tamiz tiene un tamaño de malla de 1 mm y arcilla, invertebrados grandes y partículas, por ejemplo, semillas, plantas e insectos, separa el resto del sedimento. El segundo tamiz tiene una malla de 125 μm y separa el resto del sedimento (Video complementario 2) D. manga efipios y partículas pequeñas.</li>
	<li>
Transferencia de pequeñas alícuotas de la fracción de sedimento recogida en el tamiz de malla de 125 μm en una bandeja de fondo blanco. Dependiendo del tipo de sedimento, alícuotas más pequeñas o más grandes de sedimentos pueden ser transferidos en cada momento.
	<ol>
<li>Añadir volúmenes pequeños (hasta 200 mL) del medio a la bandeja de muestreo blanco para volver a suspender la fracción de sedimento transferido y facilitar ojo manchado de efipios (figura 3). El medio utilizado para Resuspender el sedimento puede ser agua del grifo declorada, agua de pozo, COMBO29o ADaM medio (Aachener Daphnien)30. En lo sucesivo, se utilizará el término 'mediana' para referirse a cualquiera o todas las soluciones mencionadas.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig3.jpg"> Figura 3: Daphnia magna ephippium. Huevos latentes Daphnia magna inmediatamente después de la desencapsulación. Ephippium (A), la membrana interna del huevo (B) y los huevos latentes (C) se muestran. Barra de escala = 500 μm.
3. desencapsulación de efipios y eclosión
<ol><li>Con una pipeta de Pasteur desechable o usar pinzas de microdisección, llenan de efipios individuales de transferencia a cajas Petri con 10 mL de medio. Utilice al menos un plato de Petri por capas de sedimentos.</li>
	<li>Microscopio estéreo, desencapsulan cada efipios con unas pinzas de microdisección obligando a abrir el caso de la quitina (3 Video complementario). Quitar la membrana interna del huevo descanso delicadamente, prestando atención a no interrumpir los huevos y transferir a la caja Petri con medio utilizando una pipeta Pasteur. Desencapsulación aumenta el éxito de eclosión en D. magna; sin embargo, puede que no sea necesario o puede ser un reto para otras especies de Dafnia produciendo efipios más pequeños.</li>
	<li>Exponer los huevos decapsulated luz de fotoperíodo de día largo de espectro completo (16:8 luz: oscuridad) y de alta temperatura (20 ± 1 ° C) para inducir la eclosión de un dispositivo de temperatura controlada (incubadora) o una habitación. Eclosión se produce entre 48 horas y varias semanas (hasta cuatro; Video complementario 4). En ausencia de desencapsulación, exponer directamente los efipios a eclosión estímulos (luz de fotoperiodo largo del día (16:8 luz: oscuridad) y alta temperatura (20 ± 1 ° C)).</li>
</ol>4. establecer líneas de Isoclonal de Daphnia magna
<ol><li>Establecer líneas de isoclonal de crías solo transfiriendo individual D. magna de paso 3.3 para separar los frascos con 200 mL de medio con una pipeta Pasteur desechable. Cada individuo es genéticamente distinto, siendo el resultado de la recombinación sexual.</li>
	<li>Mantener líneas isoclonal indefinidamente en condiciones de la población que consta de 10 ± 1 ° C, régimen de 16:8 luz: oscuridad, semanalmente alimentaron con 0,2 mg C/L de Chlorella vulgaris u otras algas verdes (p. ej., Scenedesmus obliquus). Renovar el medio de cada tercera semana. Condiciones de la población pueden cambiar con la temperatura, regímenes de alimentación, especies.</li>
</ol>5. principales estudios
Nota: Una descripción de dos estudios claves se proporciona en que resucitado D.magna (sub) poblaciones del archivo sedimentaria del lago anillo (Dinamarca) se utilizan para evaluar la respuesta evolutiva al calentamiento. Resucitaron a tres poblaciones de (sub) de los siguientes períodos: 1960-1970, 1970-1985, y > 1999. D. magna eclosión éxito del archivo sedimentario oscilado entre el 11 y el 58% (figura 4). De las crías obtenidas de cada timeperiod, un subconjunto aleatorio fue elegido para los dos principales estudios aquí descritos. Estos estudios fueron diseñados para evaluar si las poblaciones de (sub) resucitadas de diferentes períodos de tiempo a lo largo del gradiente de la temperatura mostraron diferencias en rasgos de historia de la vida fitness-ligado (5.1), y si tenían diferentes habilidades competitivas (5.2) después de la exposición al calentamiento.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig4.jpg"> Figura 4: éxito en un archivo sedimentario muestreado del lago anillo de eclosión. La proporción de crías exitosas a lo largo del archivo sedimentario del lago anillo utilizado en los principales estudios. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/56637fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<ol><li>
Experimentos de jardín común
	<ol>
<li>Transferir diez crías por población (sub) de culturas comunes a condiciones comunes de jardín: 16 ° C; fotoperíodo largo (régimen de 16:8 luz: oscuridad); alimentar diariamente con 0,8 mg C/L de Chlorella vulgarisy renovar la media cada dos días. Mantener las crías en condiciones comunes de jardín durante al menos dos generaciones (aprox. 45 días). Condiciones comunes de jardín reducen la interferencia del efecto materno y sincronización la reproducción entre crías.</li>
		<li>Sobre el lanzamiento de la segunda cría en la cámara de cría, transferencia de hembras adultas de la segunda generación para frascos de 500 mL llenados de medio hasta que suelten la segunda cría de juveniles.</li>
		<li>Transferencia al azar individuales juveniles de 24 – 48 h, nacido de la segunda cría de la segunda generación, en frascos de 100 mL llena con medio y expuesto a las siguientes condiciones experimentales: 18 ° C (temperatura actual en el lago) y 24 ° C (calentamiento, temperatura previsto por el IPCC 26 para los próximos 100 años), 16:8 luz: oscuridad régimen y alimentación diaria de 0,8 mg C/L de Chlorellavulgaris.</li>
		<li>En cada animal experimental, medir el tamaño en la madurez con un estereomicroscopio como la distancia entre la cabeza y la base de la espina dorsal de la cola (figura 5). Fotografía de cada animal y posteriormente analizar su tamaño utilizando un software de imagen adecuado.</li>
		<li>Medir la edad de madurez: el día en que los huevos se observan por primera vez en la cámara de cría.</li>
		<li>Medir la mortalidad: el número de individuos a estar extinto durante el experimento.</li>
		<li>Medir la fecundidad: el número total de descendientes en primera y segunda clónica reproducción.</li>
		<li>Medir la tasa de crecimiento de la población, estimada usando la ecuación de Euler (1): <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/56637/56637eq1.jpg">(1) Lx es la proporción de supervivencia en la edad x, bx es el número de recién nacidos producidas por individuo sobrevive en la edad x, y r es la tasa intrínseca de incremento natural.</li>
		<li>Realizar el análisis estadístico utilizando el software disponible en el mercado. Aquí, utilice R31 para trazar normas de reacción (expresión fenotípica de un genotipo único a través de entornos) para cada rasgo de la historia de la vida, utilizando el paquete ggplot2. Calcular las tasas de mortalidad por la población por medio de análisis de supervivencia (R paquete rms; https://cran.r-project.org/web/packages/rms/rms.pdf). Por último, realizar un análisis de varianza (ANOVA, tabla 2) en R31 para determinar si el efecto de la temperatura sobre las características puede explicarse por la evolución (diferencias entre poblaciones), plasticidad (respuesta al tratamiento), o la evolución de plasticidad (población x tratamiento).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Experimento de competencia
	<ol>
<li>Transferir diez crías por habitantes de culturas comunes a condiciones comunes de jardín: 20 ° C, largo fotoperiodo (régimen de 16:8 luz: oscuridad), alimentar diariamente con 0,8 mg C/L de Chlorella vulgaris y renovar el medio cada dos días. Mantener condiciones comunes jardín de por lo menos dos generaciones (aprox. 45 días) reducir la interferencia de efectos maternos.</li>
		<li>Asignar al azar cinco menores de edad de 24 a 48 h de la segunda cría de la segunda generación de cada eclosión al mesocosmos experimentales (20 L plástico acuarios llenados de medio), en triplicado, con una densidad de 10 animales/L.</li>
		<li>Exponer el mesocosmos a 24 ° C, régimen de l: 16:8 y alimentan diariamente con 0,8 mg C/L de Chlorellavulgaris en una cámara de temperatura controlada o en incubadora para un mínimo de cuatro semanas (> 3 generaciones clonales).</li>
		<li>Sacrificar cada mesocosmos semanalmente, refrescantes 10% del medio para simular una población dinámica que Daphnia puede encontrar en el medio natural. Imponer el sacrificio mediante la eliminación de un volumen conocido de medio y los animales de cada acuario (1.2 L en este caso) y sustituyendo el volumen sacrificado por medio fresco. Iniciar el régimen de sacrificio después de que los animales alcanzan la madurez (día 10).</li>
		<li>Al final de la cuarta semana, la muestra 32 animales de cada mesocosmos para evaluar cambios en la composición genotípica en comparación con el inóculo inicial.<ol>
<li>Coloque cada Daphnia en tubos de microcentrífuga y eliminar exceso de líquido con la ayuda de una pipeta Pasteur.</li>
			<li>Flash congelar los tubos en nitrógeno líquido y conservar a-80 ° C.</li>
			<li>Extraer la DNA de genomic de individuos aislados utilizando protocolos disponibles y siguiendo las instrucciones del fabricante.</li>
			<li>Amplificar el ADN extraído mediante una serie de marcadores genéticos suficientes para proporcionar un único genotipo multilocus por crías. Aquí, se utilizaron 8 microsatélites dispuestas en un solo múltiplex (M01, tabla 1) siguiendo protocolos establecidos32,33.</li>
			<li>Genotipo amplificaron fragmentos en un analizador de fragmento.</li>
			<li>Realizar el análisis del fragmento con un software comercial o libre disponible con un estándar de tamaño adecuado.</li>
			<li>Evaluar composición genotípica en el final del experimento por individuos genotyping los 32 con un conjunto de loci microsatélites descrito33, como calcular la frecuencia de cada genotipo en el final del experimento en comparación con el inóculo inicial.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig5.jpg"> Figura 5: hembra adulta Daphnia magna. Adulto hembra Daphnia magna con huevos partenogenéticos en la cámara de cría. La distancia entre la cabeza y la base de la espina dorsal de la cola se utiliza para medir el tamaño del animal. Las líneas rojas indican las medidas del tamaño. Barra de escala = 500 μm.

Los autores no tienen nada que revelar

Debido a la alta conductividad térmica del agua, ecosistemas de agua dulce están en mayor riesgo de pérdida de la biodiversidad de los ecosistemas terrestres ante global calentamiento34. Por lo tanto, es fundamental para entender la respuesta de la especie en estos ecosistemas e identificar mecanismos para sobrevivir el estrés térmico. La comprensión de estos mecanismos a nivel especie y comunidad puede ayudar a predecir cómo las especies se ven afectadas por el calentamiento global y cómo las cascadas del efecto en las especies individuales a otros niveles tróficos. En definitiva, entender mecanismos de respuestas al calentamiento global permite la identificación de estrategias de rehabilitación para mitigar la extinción.
Los estudios de caso presentados aquí demuestran que la respuesta de D. magna a aumento de la temperatura es pervasively mediada por plasticidad en rasgos de historia de la vida y que respuesta al aumento de la temperatura solamente imponer costos fitness claro, al menos en el población estudiada aquí. Alta plasticidad en rasgos de historia de la vida está sustentada en diferencias no significativas en competencia las capacidades de las poblaciones de (sub) en presencia de calentamiento. Sin embargo, experimentos de competencia a largo plazo en poblaciones múltiples pueden ser necesarios para generalizar estos resultados.
Resurrección de etapas latentes proporciona un recurso sin precedentes para estudiar mecanismos de adaptación y trayectorias de evolución de una especie a través de tiempo de10. Especies de zooplancton se benefician de un tiempo de generación rápido (2 semanas) y la viabilidad de etapas latentes, que permite un antepasado competir enfrentamientos contra sus propios descendientes, o a 'reproducir' evolución que inicia desde diversos Estados últimos. Ecología de resurrección esencialmente permite la investigación de si un resultado evolutivo particular depende de algún acontecimiento previo. La identificación de los elementos genéticos de la evolución es actualmente posible en experimentos de laboratorio con microorganismos para que 'líneas ancestrales' son congeladas y resucitadas para el análisis comparativo con su descendiente evolucionado6. Sin embargo, una de las principales limitaciones de trabajar con organismos de laboratorio es que el 'estado ancestral' es una referencia ya cambiada de puesto. El estudio de etapas latentes permite el muestreo de especimenes de tiempo anteriores a cualquier evento de estrés (p. ej., prístinas condiciones ambientales) y para medir trayectorias evolutivas de las condiciones ambientales a distintos Estados últimos hasta tiempos modernos. En los últimos años, el estudio del polimorfismo de la DNA en etapas de zooplancton resucitado o aún latente ha proporcionado importantes conocimientos sobre últimos procesos demográficos y adaptativos que han contribuido a la composición genética de las poblaciones actuales14 , 16 , 25 , 33 , 35 , 36. con la mayor accesibilidad de tecnologías de secuenciación de alto rendimiento, el genoma y transcriptoma de etapas resucitadas o aún latentes pueden ser secuenciados y el tipo y el número de cambios genéticos acumularon en la evolución de las poblaciones en tiempo medido.
La resurrección SOP presentado aquí tiene aplicaciones importantes en el campo de la multi-omics en dos niveles. Las tecnologías multi-ómicas pueden aplicarse a muestras de resucitado, permitiendo un análisis exhaustivo de los elementos moleculares implicados en las respuestas de adaptación a las presiones de selección ambiental. Además, las tecnologías ómicas pueden aplicarse a decapsulated pero etapas todavía latentes. Hasta ahora, la aplicación de tecnologías de secuenciación de alto rendimiento en etapas de descanso ha sido limitada por la exigencia de una gran cantidad de material de entrada. Estas limitaciones están siendo levantado37. Con los requisitos de descenso para entrada material y el progreso en nanofluídica, secuenciación del genoma entero (WGS) ahora es posible desde tan poco como 1 ng o pg unos de a partir de material38. El uso de amplificación (WGA) de todo el genoma y transcriptoma conjunto técnicas de amplificación (WTA), que permite el enriquecimiento de ADN y ARN de muy pequeñas cantidades de tejido, ha revolucionado la metagenómica39,40 y médica 41la investigación. Estas tecnologías aplicadas a los huevos latentes decapsulated permiten superar limitaciones asociadas con viabilidad de etapas latentes y la investigación de los periodos de tiempo prolongado (p. ej., siglos).
La resurrección de las comunidades invertebradas produciendo etapas de reposo permite la alineación de las historias de la comunidad con los conocidos cambios en los paisajes naturales, o con cambios ambientales que se infiere del análisis de los sedimentos orsoils2. El análisis de los cambios de la comunidad en respuesta a los cambios ambientales nos proporciona la capacidad de cuantificar eco-evolutivo votos42 que tienen consecuencias sustanciales sobre la población persistencia43, interacciones tróficas44 , comunidad Asamblea45y cambios en el ecosistema funciones y servicios46. Finalmente, predicciones exactas acerca de las respuestas biológicas a los cambios ambientales son fundamentales para guiar la protección de la biodiversidad47. Los modelos predictivos actuales son inexactos en este sentido porque no tienen en los mecanismos biológicos importantes cuenta como demografía, dispersión, evolución e interacciones de las especies. Entender cómo estos procesos cambian con el tiempo y el uso de esta información como un prior en modelado de pronóstico mejorará nuestra capacidad para predecir la especie y persistencia de la comunidad frente al medio ambiente cambiar2.
La aplicación de la compensación presentada aquí no es sin problemas. La limitación principal de reconstruir etapas latentes es la necesidad de equipo especializado para toma de muestras. Además, todo el proceso de tamizado de sedimentos para el establecimiento de cultivos clonales, requiere bastante tiempo de práctico.
Algunas de las medidas de compensación presentadas aquí son fácilmente transferibles a otras especies de Dafnia . Estas son: muestreo, el establecimiento de líneas clonales y diseño experimental. Sin embargo, otras medidas del SOP pueden requerir más optimización adaptado a la especie bajo estudio. Desencapsulación a menudo se aplica a los especímenes de D. magna para mejorar el éxito de eclosión. Sin embargo, este enfoque puede no ser adecuado para los especímenes más pequeños. Estímulos de eclosión puede variar entre especies48 y49de la misma especie muestra. Por lo tanto, una especial optimización de los pasos de eclosión de la compensación puede ser requerida antes de aplicaciones a otros crustáceos. Mientras que el éxito de eclosión de la población de D. magna resucitado de lago anillo (30,5% en el archivo sedimentario) está en línea con anteriores resultados49, éxito de eclosión varía con el estado de conservación de los sedimentos, la especie 50,51y el origen geográfico de los48del sedimento. Futuros estudios sobre los mecanismos que regulan la entrada y la progresión a través de las fases de la diapausa es necesaria para identificar estímulos eclosión óptima adaptados a diferentes especies.
Finalmente, conocimiento del sistema de estudio de fondo, en particular la presencia de las especies de interés con el tiempo, es recomendable. Esto puede lograrse a través de registros históricos. Si no hay registros históricos, muestreo y detección de las capas superficiales de los sedimentos del lago antes de la toma de muestras de núcleo es recomendable, aunque puede proporcionar información sólo sobre la historia más reciente.

Estudios a largo plazo son fundamentales para la comprensión de procesos ecológicos y evolutivos en la naturaleza y en la evaluación de cómo las especies responderan a y persisten durante el cambio del medio ambiente1. Esto es debido a procesos eco-evolutivo ocurren a través de generaciones y cambios en el ambiente durante largo tiempo se extiende. Además, estudios a largo plazo proporcionan datos empíricos claves que mejoran la exactitud del modelo predictivo para pronosticar las respuestas evolutivas de los ecosistemas naturales a cambios ambientales2. La precisión de estos modelos es fundamental para implementar estrategias de manejo y conservación para preservar la biodiversidad y los servicios ecosistémicos.
Excepto algunos casos excepcionales (por ejemplo, Galápagos Darwin pinzones algas de3 y4), estudios a largo plazo son en gran parte limitados a especies con el tiempo de generación corto que puede ser propagado en el laboratorio5,6 , 7 , 8. por lo tanto, los procesos que sustentan la dinámica evolutiva permanecen fuera de alcance. Debido a dificultades logísticas asociadas con el acceso a las muestras temporales, datos empíricos se estudian con más frecuencia en un espacial que en un contexto temporal, y procesos eco-evolutivo temporales son inferidos o modelados de datos espaciales. Este enfoque se conoce como sustitución de 'espacio de tiempo'9, por el que se adopta el espacio como un sustituto para el estudio de la dinámica evolutiva temporal. La principal limitación de la sustitución de 'espacio de tiempo' es que las tasas de adaptación a diferentes escalas espaciales difieren de variación temporal en la misma población; por lo tanto, deducciones basadas en reemplazo de tiempo con el espacio son parciales10.
Una poderosa alternativa que permite estudiar la dinámica evolutiva de los ecosistemas naturales con el tiempo es el análisis de los cambios ecológicos y genéticos en especies produciendo etapas latentes11. Estas etapas latentes se acumulan de forma estratificada archivos biológicos que pueden ser datados con precisión y paleolimnologically caracteriza12,13. Importante, estas etapas latentes pueden ser resucitadas y utilizadas en experimentos de laboratorio, donde su respuesta evolutiva a los cambios ambientales puede medirse directamente. Poblaciones históricas pueden compitió contra sus modernos descendientes evolucionados para estudiar cambios de aptitud y la función de genes evolucionando en sintonía con el cambio ambiental14,15,16.
Etapas latentes incluyen semillas, quistes, esporas y los bancos de huevos. Aunque los primeros estudios en reanimación huevos latentes remonta a los finales del decenio de 1980 de17y un puñado de estudios han aplicado esta técnica en el decenio de 1990 temprano18,19, el campo de la ecología de la resurrección ha sido formalmente establecido por el artículo seminal de Kerfoot y colaboradores en 199920. Esta práctica ha sido aplicada principalmente en reconstrucciones paleolimnológicos de especies de agua dulce17,21,22. Sin embargo, una concesión aún no está disponible. Aquí, se proporciona una descripción paso a paso el protocolo de resurrección aplicada a los huevos latentes de las especies de zooplancton Daphnia magna , de la toma de muestras de sedimentos para el establecimiento de cultivos clonales de crías. Pasos del SOP que son fácilmente transferibles a otras especies de Dafnia, así como medidas que requieran optimización adicional, se discuten.
Daphnia son zooplankters de agua dulce presentes en la mayoría de los hábitats lóticos23 . Especies de Daphnia son cualquiera obligan partenógenos asexual o cíclica. D. magna es un parthenogen cíclica que reproduce clonalmente bajo condiciones ambientales favorables24. Cuando se deterioran las condiciones ambientales, ocurre la producción masculina y recombinación sexual conduce a la formación de huevos fertilizados que entran en un estado de latencia que protege contra el ambiente por un caso de quitina llamado ephippium. Una proporción de estos huevos latentes de la portilla cuando vuelven las condiciones ambientales favorables. Sin embargo, una gran proporción de lo Banco de óvulos latentes nunca tiene la oportunidad de eclosionar y así construir archivos biológicos con el tiempo. Etapas latentes permanecen enterradas en el sedimento de lagos y estanques y pueden ser resucitadas para el estudio de la dinámica evolutiva durante períodos de tiempo extendidos. Porque los huevos latentes de D. magna están el resultado de la recombinación sexual, son una buena representación de la diversidad genética natural de la especie25. Por otra parte, se puede mantener mediante reproducción clonal en el laboratorio. Estas características proporcionan la ventaja única de organismos modelo isogénicas, conservando la diversidad genética natural.
Dos estudios claves se presentan para demostrar las ventajas de comparar directamente los descendientes históricos y modernos de la misma población de D. magna experimentando presiones de selección ambiental con el tiempo. D. magna especímenes fueron resucitados del lago anillo (Dinamarca), un poco (5 m de profundidad, superficie 22 hectáreas) estanque mixto que ha experimentado un aumento en la ocurrencia de temperatura y olas de calor promedio en el tiempo. D. magna (sub) poblaciones fueron resucitadas a lo largo de este gradiente temporal que abarca 60 años (1960-2005) y estudios para investigar la respuesta evolutiva al calentamiento de la temperatura. En el primer estudio en un experimento de jardín común, cambios en rasgos de historia de la vida fitness-ligado se midieron en respuesta a un aumento de temperatura de + 6 ° C, en consonancia con las predicciones del Panel Intergubernamental de cambio climático para los próximos 100 años 26. en el segundo estudio, un experimento de mesocosmos se utilizó para medir las capacidades competitivas de las tres poblaciones (sub) bajo calentamiento. Estos experimentos combinados demuestran que en presencia de calentamiento como el estrés único, todos los rasgos de historia de la vida y las poblaciones muestran un alto nivel de plasticidad y tienen iguales habilidades competitivas. Estos resultados sugieren que calienta como un estrés único no impone costes de adecuación significativa, al menos en la población estudiada.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="791">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">sampling bags</td>
			<td style="width:145px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:145px;">11542783</td>
			<td style="width:371px;">Sampling bag revolve round wires closure system and safety tabs sterile polyethylene with writing area clear 89&#181;m thickness 140mm x 229mm, 720mL Fisherbrand</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">piston corer</td>
			<td style="width:145px;">ENSIS ltd</td>
			<td style="width:145px;">na</td>
			<td>Long, heavy tube plunged into the sea, lake, pond floor to extract samples of mud sediment. Piston corers have a viariable diameter and are generally in PVC</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">precision scale&#160;</td>
			<td style="width:145px;">Veritas-M124A</td>
			<td>TLP-50</td>
			<td>Analytical Balance</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">geological sieve</td>
			<td>UKGE limited</td>
			<td>SV7521</td>
			<td>200 mm diameter geological sieve - 1 mm mesh</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">geological sieve</td>
			<td>UKGE limited</td>
			<td>SV7525</td>
			<td>200 mm diameter geological sieve - 0.125 mm mesh</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:131px;">white sampling tray</td>
			<td style="width:145px;">nhbs</td>
			<td>http://www.nhbs.com/title/view/159614?ad_id=1509</td>
			<td>Standard mulipurpose lab trays&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">pasteur pipette</td>
			<td style="width:145px;">Globe Scientific inc.</td>
			<td>138020B</td>
			<td>Transfer Pipet, 1.7mL, General Purpose, 87mm, Bulb Draw - 0.9mL</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">stereo microscope</td>
			<td style="width:145px;">nikon&#160;</td>
			<td style="width:145px;">smz800</td>
			<td>Microscope with magnification range 1x -8x linked to a camera control unit</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">petri dish</td>
			<td>EduLab</td>
			<td>153-533</td>
			<td>Sterile 90mm diameter plastic petri dish</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">glass jars&#160;</td>
			<td style="width:145px;">compak</td>
			<td style="width:145px;">Round Jam Jars 4oz</td>
			<td>100 mL jars&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:131px;">glass jars&#160;</td>
			<td style="width:145px;">compak</td>
			<td style="width:145px;">Atum Jars/ Bonta Jar 10oz</td>
			<td>200 mL jars</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:131px;">glass jars&#160;</td>
			<td style="width:145px;">bottlecompanysouth</td>
			<td style="width:145px;">500ml Food Jam Jar With Twist Off Lid</td>
			<td>500 mL jars&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:131px;">statistical software R</td>
			<td style="width:145px;">https://cran.r-project.org/</td>
			<td style="width:145px;">na</td>
			<td>Free online GNU&#160; language and environment for statistical computing and graphics</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:131px;">microdissection forceps</td>
			<td style="width:145px;">Fisher Scientific</td>
			<td>41122405</td>
			<td>Fine point stainless steel forceps for microdissections</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">image software</td>
			<td>https://imagej.nih.gov/ij/index.html</td>
			<td style="width:145px;">na</td>
			<td>Open source ImageJ image processing toolkit&#160; written in Java</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">mesocosm</td>
			<td style="width:145px;">amazon</td>
			<td style="width:145px;">na</td>
			<td>Nobby Fauna-Box III, 41 x 23 x 29 cm, 20.0 Liter</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">mirocentrifuge tubes&#160;</td>
			<td style="width:145px;">Sigma_Aldrick - Merck</td>
			<td style="width:145px;">Z606340</td>
			<td>premium microcentrifuge tubes 1.5 mL</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:131px;">AGENCOURT DNAdvance&#160;&#160;</td>
			<td style="width:145px;">Beckman Coulter</td>
			<td style="width:145px;">A48705</td>
			<td>DNA extraction kit</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">size standard</td>
			<td style="width:145px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>4322682</td>
			<td>LIZ500 - Size standard compatible with ABI sequencers</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:131px;">ABI3032 sequencer</td>
			<td style="width:145px;">ABI</td>
			<td style="width:145px;">na</td>
			<td>Sequencer used to perform fragment analysis or sanger sequencing</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

resurrection of dormant daphnia magna: protocol and applications

Estudios a largo plazo permiten la identificación de los procesos eco-evolutivo que se producen durante períodos de tiempo extendidos. Además, proporcionan datos empíricos que pueden utilizarse en la modelización predictiva para la previsión de respuestas evolutivas de los ecosistemas naturales a los cambios ambientales futuros. Sin embargo, excepto algunos casos excepcionales, estudios a largo plazo son escasos debido a las dificultades logísticas asociadas con el acceso a muestras temporales. Dinámica temporal con frecuencia se estudia en el laboratorio o en experimentos de mesocosmos controlados con estudios excepcionales que reconstrucción la evolución de las poblaciones naturales en la naturaleza.
Aquí, se provee un procedimiento de funcionamiento de estándar (SOP) para revivir o resucitar latente Daphnia magna, una especie de clave de zooplancton generalizada en los ecosistemas acuáticos, para avanzar considerablemente en la colección de datos longitudinales en sistemas naturales. El campo de la ecología de la resurrección fue definido en 1999 por Kerfoot y compañeros de trabajo, aunque los primeros intentos en eclosión diapausa zooplancton huevos datan de la década de 1980. Desde papel seminal de Kerfoot, la metodología de resucitar especies de zooplancton se ha aplicado cada vez más frecuentemente, aunque propagada entre los laboratorios sólo a través de transferencia de conocimiento directo. Aquí, se describe una compensación que proporciona un protocolo paso a paso en la práctica de resucitar latente Daphnia magna huevos.
Dos estudios claves son siempre en que la respuesta de la aptitud del Resucitado Daphnia magna las poblaciones se mide el calentamiento, aprovechando la posibilidad de estudiar poblaciones históricas y modernas en la configuración del mismo. Finalmente, se discute la aplicación de tecnologías de secuenciación de próxima generación a etapas restablecidas o aún latentes. Estas tecnologías proporcionan una potencia sin precedentes en los procesos y mecanismos de la evolución si se aplica a poblaciones que han experimentado cambios en la presión de selección en el tiempo de la disección.

Datos empíricos a largo plazo son esenciales para la comprensión de la dinámica evolutiva y persistencia de las poblaciones naturales. Estos datos son generalmente difíciles de obtener debido a las dificultades logísticas asociadas con el acceso a las muestras temporales y el requisito de comprometerse a largo plazo para la recolección de datos. En los dos principales estudios presentados aquí, se ofrece evidencia empírica de la respuesta a la temperatura de una central zooplankter en ecosistemas de agua dulce sobre tiempo evolutivo. Esta opción está activada por el uso de los bancos de huevos latentes capas que proporcionan la oportunidad para estudiar la respuesta de las poblaciones históricas y sus descendientes modernos a la tensión ambiental en común configuración experimental.
Experimento de jardín común El experimento de jardín común demostró que todos los rasgos de historia de la vida respondieron a la temperatura (figura 6 y figura 7). El análisis de varianza reveló que todas las poblaciones (sub) responden a la temperatura mediante plasticidad (tabla 2), excepción de la mortalidad, que es insensible. Evidencia de cambios evolutivos (diferencias entre poblaciones (sub)) sólo se observó en tasa de crecimiento poblacional (tabla 2), que aumentó significativamente en dos de las tres poblaciones (sub) a 24 ° C (figura 6).
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig6.jpg"> Figura 6: experimento de jardín común. Normas de reacción para rasgos de historia de la vida (fecundidad, tamaño y edad de madurez) y tasa de crecimiento poblacional (r) se muestran para cada población (sub) bajo temperatura calentamiento (24 ° C) en comparación con el jardín común y el actual régimen de temperatura (18 ° C). La tasa de crecimiento de la población 'r' se calcula mediante la ecuación de Eulerian (1). Se muestran los intervalos de confianza. Las poblaciones (sub) están codificadas por color: azul (): 1960-1970; (ii) verde: 1970-1985; (iii) rojo: > 1999. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/56637fig6large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig7.jpg"> Figura 7: mortalidad. Las tasas de mortalidad por población (sub) (1960-1970, 1970-1985; > 1999) aparecen bajo calentamiento (24 ° C) en comparación con los regímenes modernos de temperatura (18 ° C). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/56637fig7large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Experimento de mesocosmos Después de cuatro semanas de selección, representada por el calentamiento a 24 ° C, la frecuencia de las tres poblaciones (sub) no cambió significativamente (χ2 = 0.55, P = 0.76) en comparación con el inóculo inicial (figura 8). Entre los 30 genotipos inoculados en el experimento de mesocosmos, la mayoría fue identificada después de cuatro semanas de selección (figura 9). Concretamente, el 70% de los genotipos inoculados fueron recuperados, compatible con Poissonian expectativa de recuperar al menos un representante de cada genotipo en una muestra de 32 personas.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig8.jpg"> Figura 8: experimento de competencia - frecuencia de la población. Promedio de población mediana y cuartiles (25 demayo y 75th), se muestra para las tres poblaciones (sub) de D. magna después de cuatro semanas de selección en los experimentos de competencia de mesocosmos (24 ° C), en comparación con una frecuencia igual inicial (en el comienzo). Las poblaciones (sub) son colores como se muestra en la figura 6. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/56637fig8large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56637/56637fig9.jpg"> Figura 9: experimento de competencia - frecuencia de genotipo. Frecuencias genotípicas: promedio mediana y cuartiles (25 demayo y 75th), aparecen después de cuatro semanas de exposición al calentamiento (24 ° C) en comparación con una inicial igual frecuencia de genotipos (línea punteada). Nombres en el eje x son el ID de genotipos inoculados, agrupado por población (sub) (azul, 1960-1970; verde, 1970-1985; rojo, > 1999). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/56637fig9large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Lugar geométrico</td>
			<td>UN</td>
			<td>Gama del tamaño (bp)</td>
			<td colspan="2">Cebadores (5' - 3')</td>
			<td>Etiqueta de tinte</td>
			<td>Repetir el motivo</td>
			<td>TM</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">B008</td>
			<td rowspan="2">HQ234154</td>
			<td rowspan="2">150 – 170</td>
			<td colspan="2">F: TGGGATCACAACGTTACACAA</td>
			<td rowspan="2">VIC</td>
			<td rowspan="2">(TC) 9
</td>
			<td rowspan="2">56</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">R: GCTGCTCGAGTCCTGAAATC</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">B030</td>
			<td rowspan="2">HQ234160</td>
			<td rowspan="2">154-172</td>
			<td colspan="2">F: CCAGCACACAAAGACGAA</td>
			<td rowspan="2">MASCOTA</td>
			<td rowspan="2">(GA) 11
</td>
			<td rowspan="2">56</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">R: ACCATTTCTCTCCCCCAACT</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">B045</td>
			<td rowspan="2">HQ234168</td>
			<td rowspan="2">118 – 126</td>
			<td colspan="2">F: GCTCATCATCCCTCTGCTTC</td>
			<td rowspan="2">NED</td>
			<td rowspan="2">(TG) 8
</td>
			<td rowspan="2">56</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">R: ATAGTTTCAGCAACGCGTCA</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">B050</td>
			<td rowspan="2">HQ234170</td>
			<td rowspan="2">234-248</td>
			<td colspan="2">F: TTTCAAAAATCGCTCCCATC</td>
			<td rowspan="2">6FAM</td>
			<td rowspan="2">(GAA) 6
</td>
			<td rowspan="2">56</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">R: TATGGCGTGGAATGTTTCAG</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">B064</td>
			<td rowspan="2">HQ234172</td>
			<td rowspan="2">135-151</td>
			<td colspan="2">F: CTCCTTAGCAACCGAATCCA</td>
			<td rowspan="2">6FAM</td>
			<td rowspan="2">(TC) 8
</td>
			<td rowspan="2">56</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">R: CAAACGCGTTCGATTAAAGA</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">B074</td>
			<td rowspan="2">HQ234174</td>
			<td rowspan="2">196-204</td>
			<td colspan="2">F: TCTTTCAGCGCACAATGAAT</td>
			<td rowspan="2">NED</td>
			<td rowspan="2">(GT) 9
</td>
			<td rowspan="2">56</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">R: TGTGTTCCTTGTCAACTGTCG</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">B096</td>
			<td rowspan="2">HQ234181</td>
			<td rowspan="2">234-240</td>
			<td colspan="2">F: GGATCTGGCAGGAAGTGGTA</td>
			<td rowspan="2">VIC</td>
			<td rowspan="2">(AC) 15
</td>
			<td rowspan="2">56</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">R: TTGAACCACGTCGAGGATTT</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">B107</td>
			<td rowspan="2">HQ234184</td>
			<td rowspan="2">250-274</td>
			<td colspan="2">F: GGGGTGAAGCATCAAAGAAA</td>
			<td rowspan="2">MASCOTA</td>
			<td rowspan="2">(CT) 8
</td>
			<td rowspan="2">56</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">R: TGTGACCAGGATAAGAGAAGAGG</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabla 1: multiplex de Microsatellite. El NCBI adhesión número (AN), la información multiplex, las secuencias de la cartilla PCR, el rango de tamaño de polimerización en cadena, el motivo de repetición, el tinte usado para etiqueta que aparecen el primer avance y la temperatura de recocido (Tm).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">Tasa de crecimiento del pop (r)</td>
			<td>DF</td>
			<td>F</td>
			<td>P</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evolución (Pop)</td>
			<td>2</td>
			<td>30.309</td>
			<td>< 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Plasticidad (Temp)</td>
			<td>1</td>
			<td>531.546</td>
			<td>< 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evol. Plasticidad (Pop x Temp)</td>
			<td>2</td>
			<td>65.137</td>
			<td>< 0.001</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Mortalidad</td>
			<td>DF</td>
			<td>F</td>
			<td>P</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evolución (Pop)</td>
			<td>2</td>
			<td>2.234</td>
			<td>0.1162</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Plasticidad (Temp)</td>
			<td>1</td>
			<td>2.679</td>
			<td>0.1071</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evol. Plasticidad (Pop x Temp)</td>
			<td>2</td>
			<td>1.8657</td>
			<td>0.164</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Fecundidad</td>
			<td>DF</td>
			<td>F</td>
			<td>P</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evolución (Pop)</td>
			<td>2</td>
			<td>1.8852</td>
			<td>0.1633</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Plasticidad (Temp)</td>
			<td>1</td>
			<td>6.8934</td>
			<td>0.0117</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evol. Plasticidad (Pop x Temp)</td>
			<td>2</td>
			<td>1.6511</td>
			<td>0.203</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Talla de madurez</td>
			<td>DF</td>
			<td>F</td>
			<td>P</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evolución (Pop)</td>
			<td>2</td>
			<td>0.211</td>
			<td>0.8106</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Plasticidad (Temp)</td>
			<td>1</td>
			<td>11.1361</td>
			<td>0,0017</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evol. Plasticidad (Pop x Temp)</td>
			<td>2</td>
			<td>0.6586</td>
			<td>0.5225</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">La edad en la madurez</td>
			<td>DF</td>
			<td>F</td>
			<td>P</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evolución (Pop)</td>
			<td>2</td>
			<td>0.7811</td>
			<td>0.4637</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Plasticidad (Temp)</td>
			<td>1</td>
			<td>8.0764</td>
			<td>0.0066</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Evol. Plasticidad (Pop x Temp)</td>
			<td>2</td>
			<td>0.088</td>
			<td>0.9159</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabla 2: Análisis de varianza (ANOVA). Análisis de varianza prueba si cambios en rasgos de historia de la vida y la tasa de crecimiento demográfico de las poblaciones de resucitado (secundaria) expuestos al calentamiento se explican por adaptación evolutiva (poblaciones), plasticidad (tratamiento de temperatura) y su término de interacción (evolución de la plasticidad). Significativas p-valores (p< 0,05) se muestran en negrita.
Video complementario 1: toma de muestras de núcleos de sedimento. Se muestra el uso de un nucleador de Big Ben. Big Ben es un tubo de aproximadamente 1,5 m de longitud con un diámetro interno de 14 cm. Consiste en un pistón en una cuerda y una cabeza de corer, que barras se unen para impulsar el tubo en el sedimento. Un sacatestigos se utilizan para el tubo de base que se implementa desde una pequeña embarcación de apoyo. El pistón es empujado hacia abajo en el sedimento por presión gravitatoria. Un marco se utiliza para apoyar el tubo durante el proceso de extrusión utilizando un gato de botella modificados que empuja el pistón hacia arriba. Cada capa de sedimento se recoge en una superficie plana de metal y transferido a las bolsas de muestreo transparente para almacenamiento a largo plazo [oscuro y frío (4 ° C) condiciones]. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/Supplementary_video1_Sampling.mp4">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>
Video complementario 2: sedimento tamizado. El equipo requerido para tamizar el sedimento es una balanza de precisión, tamices geológicos y bandejas de muestreo blanco. De cada capa de sedimento, por lo menos de 5 g se conservan para la datación radiométrica. El resto del sedimento se utiliza para aislar efipios. El sedimento es tamizado a través de dos tamices geológicos, uno con 1 mm y un segundo con 125 μm tamaño de malla, apilados uno encima del otro. Medio se vierte en el tamiz de malla de 1 mm para separar arcilla, invertebrados grandes y partículas. Medio de vertido en el segundo tamiz con malla de 125 μm separa D. magna efipios y pequeñas partículas. Alícuotas de sedimento se transfieren a una bandeja de muestreo blanco. D. magna efipios son vistos por el ojo en la bandeja de fondo blanco. Efipios de cada capa se recogen en cajas Petri separadas. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/Supplementary_video2_Sieving_sediment.mp4">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>
Video complementario 3: Decapsulation. Bajo un estereomicroscopio, efipios D. magna se abren con pinzas para microdisección mediante la aplicación de presión en el lomo de la caja de la quitina. La membrana interna del huevo se retira delicadamente y huevos de reclinación suavemente transferidos con una pipeta Pasteur a un plato de Petri que contiene 10 mL de medio. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/Supplementary_video3_Decapsulation.mp4">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>
Video complementario 4: eclosión. Después de la exposición a fotoperiodo largo y 20 ° C, desarrollo del embrión se reanuda entre 48 horas y algunas semanas. Cuando el desarrollo es completo, los embriones liberarse de la cáscara de huevo y nadan libremente en el medio. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56637/Supplementary_video4_Hatching.mp4">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>

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Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

Estudios a largo plazo son esenciales para entender el proceso de evolución y los mecanismos de adaptación. Generalmente, estos estudios requieren compromisos más allá de la vida en tiempo de los investigadores. Aquí, un método de gran alcance se describe que avanza dramáticamente la colección de datos para generar datos longitudinales en los sistemas naturales.

Resurrección de latente Daphnia magna: protocolo y aplicaciones

Long-term studies enable the identification of eco-evolutionary processes that occur over extended time periods. In addition, they provide key empirical ...

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Research

JoVE Journal

Environment

Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

18.2K vistas.  University of Birmingham. Estudios a largo plazo son esenciales para entender el proceso de evolución y los mecanismos de adaptación. Generalmente, estos estudios requieren compromisos más allá de la vida en tiempo de los investigadores. Aquí, un método de gran alcance se describe que avanza dramáticamente la colección de datos para generar datos longitudinales en los sistemas naturales.

Video: Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The objective of this study was to characterize the effects of antecedent soil moisture content on the fate and transport of surface applied commercial urea, a common form of nitrogen (N) fertilizer, following a rainfall event that occurs within 24&#160;hr&#160;after fertilizer application. Although urea is assumed to be readily hydrolyzed to ammonium and therefore not often available for transport, recent studies suggest that urea can be transported from agricultural soils to coastal waters where it is implicated in harmful algal blooms. A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall across packed soil boxes that had been prewetted to different soil moisture contents. By controlling rainfall and soil physical characteristics, the effects of antecedent soil moisture on urea loss were isolated. Wetter soils exhibited shorter time from rainfall initiation to runoff initiation, greater total volume of runoff, higher urea concentrations in runoff, and greater mass loadings of urea in runoff. These results also demonstrate the importance of controlling for antecedent soil moisture content in studies designed to isolate other variables, such as soil physical or chemical characteristics, slope, soil cover, management, or rainfall characteristics. Because rainfall simulators are designed to deliver raindrops of similar size and velocity as natural rainfall, studies conducted under a standardized protocol can yield valuable data that, in turn, can be used to develop models for predicting the fate and transport of pollutants in runoff.

A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall to packed soil boxes in a study of the fate and transport of urea, a nonpoint source environmental contaminant. Under uniform soil and rainfall conditions, antecedent soil moisture content exerted strong control over urea loss in surface runoff.

Un protocolo para la realización de precipitaciones simulación para estudiar la escorrentía del suelo

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The ...

Investigación

Medio ambiente

A Push-pull Protocol to Reduce Colonization of Bird Nest Boxes by Honey Bees

Introduction of the invasive Africanized honey bee (AHB) into the Neotropics is a serious problem for many cavity nesting birds, specifically parrots. These bees select cavities that are suitable nest sites for birds, resulting in competition. The difficulty of removing bees and their defensive behavior makes a prevention protocol necessary. Here, we describe a push-pull integrated pest management protocol to deter bees from inhabiting bird boxes by applying a bird safe insecticide, permethrin, to repel bees from nest boxes, while simultaneously attracting them to pheromone-baited swarm traps. Shown here is an example experiment using Barn Owl nest boxes. This protocol successfully reduced colonization of Barn Owl nest boxes by Africanized honey bees. This protocol is flexible, allowing adjustments to accommodate a wide range of bird species and habitats. This protocol could benefit conservation efforts where AHB are located.

Preventing colonization of bird nest boxes by invasive Africanized honey bees is important for conservation efforts of nest-site limited birds. We provide an integrated pest management approach to &#34;push&#34; bees away from nest boxes with a repellant insecticide, permethrin, and &#34;pull&#34; them toward pheromone baited swarm traps.

Un protocolo push-pull para reducir la colonización de Bird Cajas Nido de abejas de la miel

Introduction of the invasive Africanized honey bee (AHB) into the Neotropics is a serious problem for many cavity nesting birds, specifically parrots. ...

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the landscape has complex and varied soil morphology, an accompanying disparity in flow paths for leachate through the soil macropore and matrix structure is present. The rate of flow through these paths is further affected by antecedent soil moisture. Lysimeters are used to quantify flow rate, volume of water and concentration of nutrients leaching downward through soils. While many lysimeter designs exist, accurately determining the volume of water and mass balance of nutrients is best accomplished with bounded lysimeters that leave the natural soil structure intact. 
Here we present a detailed method for the extraction and construction of soil core lysimeters equipped with soil moisture sensors at 5 cm and 25 cm depths. Lysimeters from four different Coastal Plain soils (Bojac, Evesboro, Quindocqua and Sassafras) were collected on the Delmarva Peninsula and moved to an indoor climate controlled facility. Soils were irrigated once weekly with the equivalent of 2 cm of rainfall to draw down soil nitrate-N concentrations. At the end of the draw down period, poultry litter was applied (162 kg TN ha-1) and leaching was resumed for an additional five weeks. Total recovery of applied irrigation water varied from 71% to 85%. Nitrate-N concentration varied over the course of the study from an average of 27.1 mg L-1 before litter application to 40.3 mg L-1 following litter application. While greatest flux of nutrients was measured in soils dominated by coarse sand (Sassafras) the greatest immediate flux occurred from the finest textured soil with pronounced macropore development (Quindocqua).

A detailed method for extraction and assembly of intact soil core lysimeters and their use for study of leachate and associated loss of nutrients from surface applied poultry litter is demonstrated.

Un protocolo de recogida y la construcción de Lisímetros testigo del suelo

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

Experimental Protocol for Detecting Cyanobacteria in Liquid and Solid Samples with an Antibody Microarray Chip

Global warming and eutrophication make some aquatic ecosystems behave as true bioreactors that trigger rapid and massive cyanobacterial growth; this has relevant health and economic consequences. Many cyanobacterial strains are toxin producers, and only a few cells are necessary to induce irreparable damage to the environment. Therefore, water-body authorities and administrations require rapid and efficient early-warning systems providing reliable data to support their preventive or curative decisions. This manuscript reports an experimental protocol for the in-field detection of toxin-producing cyanobacterial strains by using an antibody microarray chip with 17 antibodies (Abs) with taxonomic resolution (CYANOCHIP). Here, a multiplex fluorescent sandwich microarray immunoassay (FSMI) for the simultaneous monitoring of 17 cyanobacterial strains frequently found blooming in freshwater ecosystems, some of them toxin producers, is described. A microarray with multiple identical replicates (up to 24) of the CYANOCHIP was printed onto a single microscope slide to simultaneously test a similar number of samples. Liquid samples can be tested either by direct incubation with the antibodies (Abs) or after cell concentration by filtration through a 1- to 3-&#956;m filter. Solid samples, such as sediments and ground rocks, are first homogenized and dispersed by a hand-held ultrasonicator in an incubation buffer. They are then filtered (5 - 20 &#956;m) to remove the coarse material, and the filtrate is incubated with Abs. Immunoreactions are revealed by a final incubation with a mixture of the 17 fluorescence-labeled Abs and are read by a portable fluorescence detector. The whole process takes around 3 h, most of it corresponding to two 1-h periods of incubation. The output is an image, where bright spots correspond to the positive detection of cyanobacterial markers.

Experimental Protocol for Detecting Cyanobacteria in Liquid and Solid Samples with an Antibody Microarray Chip

The presence of cyanobacterial toxins in fresh water reservoirs for human consumption is a major concern for water management authorities. To evaluate the risk of water contamination, this article describes an protocol for the in-field detection of cyanobacterial strains in liquid and solid samples by using an antibody microarray chip.

Protocolo Experimental para la detección de<em&gt; Las cianobacterias</em&gt; En muestras líquidas y sólidas con un chip de microarray de anticuerpos

Global warming and eutrophication make some aquatic ecosystems behave as true bioreactors that trigger rapid and massive cyanobacterial growth; this has ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of scientific publications address microplastic pollution of the sea surface. The protocol below describes the methodology for sampling, sample preparation, separation and chemical identification of microplastic particles. A manta net fixed on an &#187;A frame&#171; attached to the side of the vessel was used for sampling. Microplastic particles caught in the cod end of the net were separated from samples by visual identification and use of stereomicroscopes. Particles were analyzed for their size using an image analysis program and for their chemical structure using ATR-FTIR and micro FTIR spectroscopy. The described protocol is in line with recommendations for microplastics monitoring published by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) Technical Subgroup on Marine Litter. This written protocol with video guide will support the work of researchers that deal with microplastics monitoring all over the world.

The protocol below describes the methodology for: microplastics sampling on the sea surface, separation of microplastic and chemical identification of particles. This protocol is in line with the recommendations for microplastics monitoring published by the MSFD Technical Subgroup on Marine Litter.

Protocolo para microplásticos muestreo en la superficie del mar y Análisis de las muestras

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Data Processing Methods for 3D Seismic Imaging of Subsurface Volcanoes: Applications to the Tarim Flood Basalt

The morphology and structure of plumbing systems can provide key information on the eruption rate and style of basalt lava fields. The most powerful way to study subsurface geo-bodies is to use industrial 3D&#160;reflection seismological imaging. However, strategies to image subsurface volcanoes are very different from that of oil and gas reservoirs. In this study, we process seismic data cubes from the Northern Tarim Basin, China, to illustrate how to visualize sills through opacity rendering techniques and how to image the conduits by time-slicing. In the first case, we isolated probes by the seismic horizons marking the contacts between sills and encasing strata, applying opacity rendering techniques to extract sills from the seismic cube. The resulting detailed sill morphology shows that the flow direction is from the dome center to the rim. In the second seismic cube, we use time-slices to image the conduits, which corresponds to marked discontinuities within the encasing rocks. A set of time-slices obtained at different depths show that the Tarim flood basalts erupted from central volcanoes, fed by separate pipe-like conduits.

Three-dimensional (3D) reflection seismology is a powerful method for imaging subsurface volcanoes. By using industrial 3D seismological data from the Tarim Basin, we illustrate how to extract the sills and the conduits of subsurface volcanoes from seismic data cubes.

Métodos de procesamiento de datos para la proyección de imagen sísmica 3D de volcanes subterráneos: aplicaciones del basalto de la inundación de Tarim

The morphology and structure of plumbing systems can provide key information on the eruption rate and style of basalt lava fields. The most powerful way ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and stability of the suspension. In this study, a systematic step-wise approach is carried out to identify optimal sonication conditions in order to achieve a stable dispersion. This approach has been adopted and shown to be suitable for several nanomaterials (cerium oxide, zinc oxide, and carbon nanotubes) dispersed in deionized (DI) water. However, with any change in either the nanomaterial type or dispersing medium, there needs to be optimization of the basic protocol by adjusting various factors such as sonication time, power, and sonicator type as well as temperature rise during the process. The approach records the dispersion process in detail. This is necessary to identify the time points as well as other above-mentioned conditions during the sonication process in which there may be undesirable changes, such as damage to the particle surface thus affecting surface properties. Our goal is to offer a harmonized approach that can control the quality of the final, produced dispersion. Such a guideline is instrumental in ensuring dispersion quality repeatability in the nanoscience community, particularly in the field of nanotoxicology.

Here, we present a step-wise protocol for the dispersion of nanomaterials in aqueous media with real-time characterization to identify the optimal sonication conditions, intensity, and duration for improved stability and uniformity of nanoparticle dispersions without impacting the sample integrity.

Dispersión de los nanomateriales en medios acuosos: hacia la optimización del Protocolo

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Microfluidic Devices for Characterizing Pore-scale Event Processes in Porous Media for Oil Recovery Applications

Microfluidic devices are versatile tools for studying transport processes at a microscopic scale. A demand exists for microfluidic devices that are resistant to low molecular-weight oil components, unlike traditional polydimethylsiloxane (PDMS) devices. Here, we demonstrate a facile method for making a device with this property, and we use the product of this protocol for examining the pore-scale mechanisms by which foam recovers crude oil. A pattern is first designed using computer-aided design (CAD) software and printed on a transparency with a high-resolution printer. This pattern is then transferred to a photoresist via a lithography procedure. PDMS is cast on the pattern, cured in an oven, and removed to obtain a mold. A thiol-ene crosslinking polymer, commonly used as an optical adhesive (OA), is then poured onto the mold and cured under UV light. The PDMS mold is peeled away from the optical adhesive cast. A glass substrate is then prepared, and the two halves of the device are bonded together. Optical adhesive-based devices are more robust than traditional PDMS microfluidic devices. The epoxy structure is resistant to swelling by many organic solvents, which opens new possibilities for experiments involving light organic liquids. Additionally, the surface wettability behavior of these devices is more stable than that of PDMS. The construction of optical adhesive microfluidic devices is simple, yet requires incrementally more effort than the making of PDMS-based devices. Also, though optical adhesive devices are stable in organic liquids, they may exhibit reduced bond-strength after a long time. Optical adhesive microfluidic devices can be made in geometries that act as 2-D micromodels for porous media. These devices are applied in the study of oil displacement to improve our understanding of the pore-scale mechanisms involved in enhanced oil recovery and aquifer remediation.

The goal of this procedure is to easily and rapidly produce a microfluidic device with customizable geometry and resistance to swelling by organic fluids for oil recovery studies. A polydimethylsiloxane mold is first generated, and then used to cast the epoxy-based device. A representative displacement study is reported.

Dispositivos de microfluidos para la caracterización de procesos de poro-escala acontecimiento en medios porosos para aplicaciones de recuperación de aceite

Microfluidic devices are versatile tools for studying transport processes at a microscopic scale. A demand exists for microfluidic devices that are ...

Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

Dimethylated thioarsenicals such as dimethylmonothioarsinic acid (DMMTAV) and dimethyldithioarsinic acid (DMDTAV), which are produced by the metabolic pathway of dimethylarsinic acid (DMAV) thiolation, have been recently found in the environment as well as human organs. DMMTAV and DMDTAV can be quantified to determine the ecological effects of dimethylated thioarsenicals and their stability in environmental media. The synthesis method for these compounds is unstandardized, making replicating previous studies challenging. Furthermore, there is a lack of information about storage techniques, including storage of compounds without species transformation. Moreover, because only limited information about synthesis methods is available, there may be experimental difficulties in synthesizing standard chemicals and performing quantitative analysis. The protocol presented herein provides a practically modified synthesis method for the dimethylated thioarsenicals, DMMTAV and DMDTAV, and will help in the quantification of species separation analysis using high performance liquid chromatography in conjunction with inductively coupled plasma mass spectrometry (HPLC-ICP-MS). The experimental steps of this procedure were modified by focusing on the preparation of chemical reagents, filtration methods, and storage.

Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

This article presents modified experimental protocols for dimethylmonothioarsinic acid (DMMTAV) and dimethyldithioarsinic acid (DMDTAV) synthesis, inducing dimethylarsinic acid (DMAV) thiolation through mixing of DMAV, Na2S, and H2SO4. The modified protocol provides an experimental guideline, thereby overcoming limitations of the synthesis steps that could have caused experimental failures in quantitative analysis.

Preparación de DMMTAV y DMDTAV usando DMAV para usos ambientales: síntesis, purificación y confirmación

Dimethylated thioarsenicals such as dimethylmonothioarsinic acid (DMMTAV) and dimethyldithioarsinic acid (DMDTAV), which are produced by the metabolic ...

Protocol for Acute and Chronic Ecotoxicity Testing of the Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

The killifish Nothobranchius furzeri is an emerging model organism in the field of ecotoxicology and its applicability in acute and chronic ecotoxicity testing has been demonstrated. Overall, the sensitivity of the species to toxic compounds is in the range with, or higher than, that of other model species.
This work describes protocols for acute, chronic, and multigenerational bioassays of single and combined stressor effects on N. furzeri. Due to its short maturation time and life-cycle, this vertebrate model allows the study of endpoints such as maturation time and fecundity within four months. Transgenerational full life-cycle exposure trials can be performed in as little as 8 months. Since this species produces eggs that are drought-resistant and remain viable for years, the on-site culture of the species is not needed but individuals can be recruited when required. The protocols are designed to measure life-history traits (mortality, growth, fecundity, weight) and critical thermal maximum.

Protocol for Acute and Chronic Ecotoxicity Testing of the Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

In this work, we describe an acute, chronic and multigenerational bioassay to study the effects of single and combined stressors on the Turquoise killifish Nothobranchius furzeri. This protocol is designed to study life-history traits (mortality, growth, fecundity, weight) and critical thermal maximum.

Protocolo de aguda y crónica pruebas de ecotoxicidad de los killis turquesa Nothobranchius furzeri

The killifish Nothobranchius furzeri is an emerging model organism in the field of ecotoxicology and its applicability in acute and chronic ecotoxicity ...

Resurrección de latente Daphnia magna: protocolo y aplicaciones

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