Name: thermal limits determination for zooplankton using a heat block
Uploaded: 2022-11-18T14:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Thermal Limits Determination for Zooplankton Using a Heat Block at JoVE.com

يتم دعم هذا العمل من قبل صندوق أبحاث أعضاء هيئة التدريس في كلية سوارثمور [KC] وزمالة روبرت رينولدز ولوسيندا لويس 70 الصيفية للأبحاث ل BJ.

1. تصنيع كتلة الحرارة
<ol><li>قم بتوصيل سخان الشريط 120 فولت ، 100 واط بمقاومة متغيرة (انظر جدول المواد).</li>
	<li>قم بإعداد كتلة 20.3 سم × 15.2 سم × 5 سم (8 بوصات × 5 بوصات × 2 بوصة) من الألومنيوم عن طريق حفر 60 ثقبا في شبكة 6 × 10 (انظر جدول المواد). تأكد من أن الثقوب متباعدة 2 سم من المر?...

<ol>
	<li>Dowd, W. W., King, F. A., Denny, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+variation,+thermal+extremes+and+the+physiological+performance+of+individuals.">Thermal variation, thermal extremes and the physiological performance of individuals.</a> Journal of Experimental Biology. 218 (12), 1956-1967 (2015).</li><li>Garc&#237;a, F. C., Bestion, E., Warfield, R., Yvon-Durocher, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+temperature+alter+the+relationship+between+biodiversity+and+ecosystem+functioning.">Changes in temperature alter the relationship between biodiversity and ecosystem functioning.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (43), 10989-10994 (2018).</li><li>Sinclair, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Can+we+predict+ectotherm+responses+to+climate+change+using+thermal+performance+curves+and+body+temperatures.">Can we predict ectotherm responses to climate change using thermal performance curves and body temperatures.</a> Ecology Letters. 19 (11), 1372-1385 (2016).</li><li>Lutterschmidt, W. I., Hutchison, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+critical+thermal+maximum:+history+and+critique.">The critical thermal maximum: history and critique.</a> Canadian Journal of Zoology. 75 (10), 1561-1574 (1997).</li><li>Bennett, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+critical+thermal+limits+of+life+on+Earth.">The evolution of critical thermal limits of life on Earth.</a> Nature Communications. 12 (1), 1198 (2021).</li><li>Sunday, J. M., Bates, A. E., Dulvy, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+tolerance+and+the+global+redistribution+of+animals.">Thermal tolerance and the global redistribution of animals.</a> Nature Climate Change. 2 (9), 686-690 (2012).</li><li>Deutsch, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impacts+of+climate+warming+on+terrestrial+ectotherms+across+latitude.">Impacts of climate warming on terrestrial ectotherms across latitude.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (18), 6668-6672 (2008).</li><li>Collin, R., Chan, K. Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+sea+urchin+Lytechinus+variegatus+lives+close+to+the+upper+thermal+limit+for+early+development+in+a+tropical+lagoon.">The sea urchin Lytechinus variegatus lives close to the upper thermal limit for early development in a tropical lagoon.</a> Ecology and Evolution. 6 (16), 5623-5634 (2016).</li><li>Wang, W., Ding, M. -. w., Li, X. -. x., Wang, J., Dong, Y. -. w. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Divergent+thermal+sensitivities+among+different+life+stages+of+the+pulmonate+limpet+Siphonaria+japonica.">Divergent thermal sensitivities among different life stages of the pulmonate limpet Siphonaria japonica.</a> Marine Biology. 164 (6), 1-10 (2017).</li><li>Mak, K. K. -. Y., Chan, K. Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactive+effects+of+temperature+and+salinity+on+early+life+stages+of+the+sea+urchin+Heliocidaris+crassispina.">Interactive effects of temperature and salinity on early life stages of the sea urchin Heliocidaris crassispina.</a> Marine Biology. 165 (3), 1-11 (2018).</li><li>Strathmann, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Culturing+larva+of+marine+invertebrates.">Culturing larva of marine invertebrates.</a> Developmental Biology of the Sea Urchin and Other Marine Invertebrates. , 1-25 (2014).</li><li>Stillman, J. H., Somero, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+analysis+of+the+upper+thermal+tolerance+limits+of+Eastern+Pacific+porcelain+crabs,+Genus+Petrolisthes:+Influences+of+latitude,+vertical+Zonation,+acclimation,+and+phylogeny.">A comparative analysis of the upper thermal tolerance limits of Eastern Pacific porcelain crabs, Genus Petrolisthes: Influences of latitude, vertical Zonation, acclimation, and phylogeny.</a> Physiological and Biochemical Zoology. 73 (2), 200-208 (2000).</li><li>Sasaki, M. C., Dam, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+patterns+of+thermal+tolerance+and+phenotypic+plasticity+with+population+genetics+to+improve+understanding+of+vulnerability+to+warming+in+a+widespread+copepod.">Integrating patterns of thermal tolerance and phenotypic plasticity with population genetics to improve understanding of vulnerability to warming in a widespread copepod.</a> Global Change Biology. 25 (12), 4147-4164 (2019).</li><li>Sasaki, M. C., Dam, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+differentiation+underlies+seasonal+variation+in+thermal+tolerance,+body+size,+and+plasticity+in+a+short-lived+copepod.">Genetic differentiation underlies seasonal variation in thermal tolerance, body size, and plasticity in a short-lived copepod.</a> Ecology and Evolution. 10 (21), 12200-12210 (2020).</li><li>Kelly, M. W., Sanford, E., Grosberg, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limited+potential+for+adaptation+to+climate+change+in+a+broadly+distributed+marine+crustacean.">Limited potential for adaptation to climate change in a broadly distributed marine crustacean.</a> Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 279 (1727), 349-356 (2012).</li><li>Rivera, H. E., Chen, C. -. Y., Gibson, M. C., Tarrant, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+in+parental+effects+confers+rapid+larval+thermal+tolerance+in+the+estuarine+anemone+Nematostella+vectensis.">Plasticity in parental effects confers rapid larval thermal tolerance in the estuarine anemone Nematostella vectensis.</a> Journal of Experimental Biology. 224 (5), 236745 (2021).</li><li>Sewell, M. A., Young, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+limits+to+fertilization+and+early+development+in+the+tropical+sea+urchin+Echinometra+lucunter.">Temperature limits to fertilization and early development in the tropical sea urchin Echinometra lucunter.</a> Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 236 (2), 291-305 (1999).</li><li>Walther, K., Crickenberger, S. E., Marchant, S., Marko, P. B., Moran, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+tolerance+of+larvae+of+Pollicipes+elegans,+a+marine+species+with+an+antitropical+distribution.">Thermal tolerance of larvae of Pollicipes elegans, a marine species with an antitropical distribution.</a> Marine Biology. 160 (10), 2723-2732 (2013).</li><li>Byrne, M., Gall, M. L., Campbell, H., Lamare, M. D., Holmes, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Staying+in+place+and+moving+in+space:+contrasting+larval+thermal+sensitivity+explains+distributional+changes+of+sympatric+sea+urchin+species+to+habitat+warming.">Staying in place and moving in space: contrasting larval thermal sensitivity explains distributional changes of sympatric sea urchin species to habitat warming.</a> Global Change Biology. 28 (9), 3040-3053 (2022).</li><li>Zippay, M. L., Hofmann, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+tolerances+across+latitudes:+thermal+sensitivity+of+larval+marine+snails+(Nucella+spp).">Physiological tolerances across latitudes: thermal sensitivity of larval marine snails (Nucella spp).</a> Marine Biology. 157 (4), 707-714 (2010).</li><li>Collin, R., Rebolledo, A. P., Smith, E., Chan, K. Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+tolerance+of+early+development+predicts+the+realized+thermal+niche+in+marine+ectotherms.">Thermal tolerance of early development predicts the realized thermal niche in marine ectotherms.</a> Functional Ecology. 35 (8), 1679-1692 (2021).</li><li>R Core Team. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=R:+A+language+and+environment+for+statistical+computing.">R: A language and environment for statistical computing.</a> R Foundation for Statistical Computing. , (2021).</li><li>Venables, W. N., Ripley, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Modern Applied Statistics with S-PLUS. Fourth edn. , (2002).</li><li>Fumo, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contextualizing+marine+heatwaves+in+the+southern+California+bight+under+anthropogenic+climate+change.">Contextualizing marine heatwaves in the southern California bight under anthropogenic climate change.</a> Journal of Geophysical Research: Oceans. 125 (5), (2020).</li><li>Wheeler, M. W., Park, R. M., Bailer, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+median+lethal+concentration+values+using+confidence+interval+overlap+or+ratio+tests.">Comparing median lethal concentration values using confidence interval overlap or ratio tests.</a> Environmental Toxicology and Chemistry: An International Journal. 25 (5), 1441-1444 (2006).</li><li>Kingsolver, J. G., MacLean, H. J., Goddin, S. B., Augustine, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+of+upper+thermal+limits+to+acute+and+chronic+temperature+variation+in+Manduca+sexta+larvae.">Plasticity of upper thermal limits to acute and chronic temperature variation in Manduca sexta larvae.</a> Journal of Experimental Biology. 219 (9), 1290-1294 (2016).</li><li>Kuo, E. S. L., Sanford, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geographic+variation+in+the+upper+thermal+limits+of+an+intertidal+snail:+implications+for+climate+envelope+models.">Geographic variation in the upper thermal limits of an intertidal snail: implications for climate envelope models.</a> Marine Ecology Progress Series. 388, 137-146 (2009).</li><li>Hammond, L. M., Hofmann, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+tolerance+of+Strongylocentrotus+purpuratus+early+life+history+stages:+mortality,+stress-induced+gene+expression+and+biogeographic+patterns.">Thermal tolerance of Strongylocentrotus purpuratus early life history stages: mortality, stress-induced gene expression and biogeographic patterns.</a> Marine biology. 157 (12), 2677-2687 (2010).</li><li>Sasaki, M., Dam, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+patterns+in+copepod+thermal+tolerance.">Global patterns in copepod thermal tolerance.</a> Journal of Plankton Research. 43 (4), 598-609 (2021).</li></ol>

يوفر هذا البروتوكول نهجا يمكن الوصول إليه وقابل للتخصيص لتحديد الحدود الحرارية لكائنات العوالق الصغيرة من خلال التعرض الحراري الحاد. يتيح التصميم المكون من 10 ثقوب ونقاط نهاية درجة الحرارة المرنة ، التي يتم التحكم فيها بواسطة حمام مائي في الطرف السفلي والسخان في الطرف العلوي ، تحديد LT50...

التسامح الحراري هو مفتاح بقاء الكائنات الحية ووظيفتها 1,2. مع استمرار ارتفاع درجة حرارة الكوكب بسبب انبعاثات الكربون البشرية المنشأ ، يتم إيلاء اهتمام متزايد لتحديد وتطبيق الحدود الحرارية3. تم استخدام نقاط نهاية مختلفة ، مثل الوفيات والفشل في التطور وفقدان الحركة ، لتحديد الحدود الحرارية العليا والسفلى4. غالبا ما تعتبر هذه الحدود الحرارية بديلا عن المكانة الحرارية للكائن الحي. تستخدم هذه المعلومات بدورها لتحديد الأنواع الأكثر عرضة للاحترار العالمي ، وكذلك التنبؤ بتوزيع الأنواع في المستقبل وتفاعلات الأنواع الناتجة3،5،6،7. ومع ذلك ، فإن تحديد الحدود الحرارية ، خاصة بالنسبة للكائنات الحية الصغيرة العوالق ، يمكن أن يكون صعبا.
بالنسبة للكائنات العوالق ، وخاصة المراحل اليرقية لللافقاريات البحرية ، يمكن تحديد الحد الحراري من خلال التعرض المزمن. يتم تحقيق التعرض المزمن عن طريق تربية اليرقات في درجات حرارة متعددة على مدى أيام إلى أسابيع وتحديد درجة الحرارة التي ينخفض عندها بقاء اليرقات و / أو معدل نموها8،9،10. ومع ذلك، فإن هذا النهج يستغرق وقتا طويلا ويتطلب حاضنات كبيرة وخبرة في تربية اليرقات (انظر المرجع11 للحصول على مقدمة جيدة لاستزراع يرقات اللافقاريات البحرية).
بدلا من ذلك ، يمكن استخدام التعرض الحاد للإجهاد الحراري لتحديد الحدود الحرارية. في كثير من الأحيان ، يتضمن نهج التحديد هذا وضع قوارير صغيرة مع اليرقات في الحمامات الجافة التي يتم التحكم في درجة حرارتها 12،13،14 ، والاستفادة من وظائف التدرج الحراري في أجهزة التدوير الحراري PCR 15،16 ، أو وضع قوارير زجاجية / أنابيب طرد مركزي دقيقة على طول التدرج الحراري الناتج عن التسخين والتبريد المطبقين على نهايات كتل الألمنيوم الكبيرة مع ثقوب تتناسب فيها القوارير بشكل مريح 17 ، 18,19. الحمامات الجافة النموذجية تولد درجة حرارة واحدة. وبالتالي ، يجب تشغيل وحدات متعددة في وقت واحد لتقييم الأداء عبر مجموعة من درجات الحرارة. تولد أجهزة التدوير الحراري تدرجا ولكنها تستوعب فقط حجم عينة صغير (120 ميكرولتر) وتتطلب معالجات دقيقة. على غرار الدراجات الحرارية ، تخلق كتل الألمنيوم الكبيرة تدرجات حرارية خطية ومستقرة. يمكن أن يقترن كلا النهجين بالانحدار اللوجستي أو المحتمل لحساب درجة الحرارة المميتة ل 50٪ من السكان (LT50) 12،20،21. ومع ذلك ، كانت كتل الألمنيوم المستخدمة ~ 100 سم. يتطلب هذا الحجم مساحة معملية كبيرة وإمكانية الوصول إلى آلات طحن التحكم العددي المتخصصة بالكمبيوتر لحفر الثقوب. جنبا إلى جنب مع استخدام حمامين مائيين من الدرجة البحثية للحفاظ على درجة الحرارة المستهدفة ، فإن التكلفة المالية لتجميع الإعداد مرتفعة.
لذلك ، يهدف هذا العمل إلى تطوير وسيلة بديلة لتوليد تدرج درجة حرارة خطي مستقر مع الأجزاء المتاحة تجاريا. يجب أن يكون لمثل هذا المنتج بصمة صغيرة ويجب أن يكون قابلا للاستخدام بسهولة في تجارب التعرض للإجهاد الحراري الحاد للكائنات العوالق. تم تطوير هذا البروتوكول باستخدام العوالق الحيوانية التي يبلغ حجمها <1 مم ككائنات مستهدفة ، وبالتالي ، تم تحسينها لاستخدام أنبوب طرد مركزي دقيق 1.5 أو 2 مل. ستتطلب الكائنات الحية الأكبر حجما حاويات أكبر من أنابيب الطرد المركزي الدقيقة سعة 1.5 مل المستخدمة والثقوب المتضخمة في كتل الألومنيوم.
بالإضافة إلى جعل الجهاز التجريبي أكثر سهولة ، يهدف هذا العمل إلى تبسيط خط أنابيب معالجة البيانات. بينما توفر البرامج الإحصائية التجارية إجراءات روتينية لحساب LT50 باستخدام الانحدار اللوجستي أو المحتمل ، فإن تكلفة الترخيص ليست تافهة. لذلك ، فإن البرنامج النصي سهل الاستخدام الذي يعتمد على البرنامج الإحصائي مفتوح المصدر R22 سيجعل تحليل البيانات أكثر سهولة.
يوضح هذا البروتوكول كيف يمكن تصنيع كتلة حرارية مدمجة بأجزاء متاحة تجاريا وتطبيقها على تعريض العوالق الحيوانية (يرقات الدولار الرملي Dendraster excentricus) للإجهاد الحراري الحاد لتحديد الحد الحراري الأعلى.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.45 &#181;m membrane filter</td>
			<td>VWR</td>
			<td>74300-042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#189;&#8221; Acrylic sheet</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8560K266</td>
			<td>Used to construct a ridged case with sufficient insulation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mL syringe</td>
			<td>VWR</td>
			<td>76290-420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 Channel 7 Thermocouple Types Datalogger</td>
			<td>Omega Engineering</td>
			<td>HH506A</td>
			<td>Can be replaced with any thermometer that will fit inside a microcentrifuge tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automatic pipette&#160;</td>
			<td>Ranin&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bolt- and Clamp-Mount Strip Heater 
			with 430 Stainless Steel Sheath, 120V AC, 1-1/2&#34; Wide, 100W</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>3619K32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crystal Sea Bioassay Mix</td>
			<td>Pentair</td>
			<td>CM2B</td>
			<td>Use to make aritifical seawater&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Denraster excentricus</td>
			<td>M-Rep&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Sand dollars from California&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting microscope&#160;</td>
			<td>Nikon&#160;</td>
			<td>SMZ645</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DIYhz Aluminum Water Cooling Block, Liquid Water Cooler Heat Sink System for PC Computer CPU Graphics Radiator Heatsink Endothermic Head Silver(40 mm x 120 mm x 12 mm)</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Connects to water bath and used to cool one end of the block.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Easy-to-Machine MIC6 Cast Aluminum Sheet 2&#34; thick 8&#34; x 8&#34;&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>86825K953</td>
			<td>Machined to 2&#34; x 6&#34; x 8&#34; with 60 equally spaced holes (11 mm dia., 42 mm depth) with two addition holes drilled in one side for thermostat probes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Economical Flexible Polyethylene Foam Pipe Insulation</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>4530K121</td>
			<td>Covers the plastic tubing between chiller and block to reduce heat loss. Can be omitted if temperature range is close to room temperature&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EVERSECU 72w 110-240v Aquarium Water Chiller Warmer/Cooler Temperature Controller for Fish Shrimp Tank Marine Coral Reef Tank Below 20 L/30 L Aquarium Chiller</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Can be used in place of the lab-grade water bath&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Example with larval sand dollar&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GENNEL 100 g Silver Silicone Thermal Conductive Compound Grease Paste For GPU CPU IC LED Ovens Cooling</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Improves the thermal conductance between the block and the heating and cooling elements.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inkbird WiFi Reptile Thermostat Temperature Controller with 2 Probes and 2 Outlets, IPT-2CH Reptiles Heat Mat Thermostat (Max 250 W per Outlet)</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Monitors hot and cold ends. Maintains hot end in range</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lauda Ecoline Silver Air-Cooled Refrigerated Circulators</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89202-386</td>
			<td>Can be replaced with an aquarium chiller&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge Tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>76019-014</td>
			<td>If larger animals are used, scanilation vials (VWR 66022-004) is a good alternative&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitex mesh filter</td>
			<td>&#160;Self made</td>
			<td></td>
			<td>Used hot glue to attached Nitex mesh to 1/2&#34; PVC tubing&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette</td>
			<td>VWR</td>
			<td>14673-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride (0.35 M)&#160;</td>
			<td>Millpore-Sigma</td>
			<td>P3911-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R statistical software.&#160;</td>
			<td>The R Project for Statistical Computing</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe needle</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89219-346</td>
			<td>Depending on size of target organism gague 14 and 16 can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon Tubing&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5233K65</td>
			<td>Adjust to match the chiller and block used&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zoo Med Repti Temp Rheostat</td>
			<td>Chewy.com</td>
			<td></td>
			<td>Rated to 150 W and rewired to feed directly into the heating element. Used to control rate of heat output</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

thermal limits determination for zooplankton using a heat block

تم استخدام الحدود الحرارية والعرض على نطاق واسع للتنبؤ بتوزيع الأنواع. مع استمرار ارتفاع درجة الحرارة العالمية ، فإن فهم كيفية تغير الحد الحراري مع التأقلم وكيف يختلف بين مراحل الحياة والسكان أمر حيوي لتحديد مدى تعرض الأنواع للاحترار في المستقبل. معظم الكائنات البحرية لها دورات حياة معقدة تشمل مراحل العوالق المبكرة. في حين أن تحديد الحد الحراري لهذه المراحل التنموية المبكرة الصغيرة (عشرات إلى مئات الميكرونات) يساعد في تحديد الاختناقات التنموية ، يمكن أن تكون هذه العملية صعبة بسبب صغر حجم الكائنات الحية المستهدفة ، ومتطلبات مساحة مقاعد البدلاء الكبيرة ، وارتفاع تكلفة التصنيع الأولية. هنا ، يتم تقديم إعداد موجه نحو أحجام صغيرة (مل إلى عشرات مل). يجمع هذا الإعداد بين المكونات المتاحة تجاريا لتوليد تدرج حراري مستقر وخطي. كما يتم عرض مواصفات الإنتاج الخاصة بالإعداد ، بالإضافة إلى إجراءات إدخال وتعداد الأفراد الأحياء مقابل الأفراد الأموات وحساب درجة الحرارة المميتة.

الهدف من هذا البروتوكول هو تحديد الحد الحراري الأعلى للعوالق الحيوانية. للقيام بذلك ، هناك حاجة إلى تدرج حراري مستقر وخطي. كان الإعداد المقترح قادرا على توليد تدرج حراري يتراوح من 14 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية عن طريق ضبط درجة حرارة حمام الماء على 8 درجات مئوية والسخان على 39 درجة مئوية (<strong ...

Watch this Scientific Journal Video about Thermal Limits Determination for Zooplankton Using a Heat Block at JoVE.com

Thermal Limits Determination for Zooplankton Using a Heat Block

يوضح البروتوكول الحالي استخدام المكونات المتاحة تجاريا لتوليد تدرج حراري مستقر وخطي. يمكن بعد ذلك استخدام هذا التدرج لتحديد الحد الحراري الأعلى للكائنات العوالق ، وخاصة يرقات اللافقاريات.

تحديد الحدود الحرارية للعوالق الحيوانية باستخدام كتلة حرارية

Thermal limits and breadth have been widely used to predict species distribution. As the global temperature continues to rise, understanding how thermal ...

مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة العالمية ، يعد تحديد الحدود الحرارية والعلاقة مع التأقلم والتطور أمرا حيويا لتحديد مدى تعرض الأنواع للاحترار في المستقبل. بالنسبة للكائنات البحرية ذات تاريخ الحياة المعقد ، يمكن أن يكون تحديد الحدود الحرارية أمرا صعبا من الناحية اللوجستية. يقدم هذا البروتوكول طريقة صغيرة الحجم وسهلة البناء لتقدير درجات الحرارة الحرجة للكائنات العوالق الصغيرة.في حين تم تطوير هذه الطريقة للعوالق الصغيرة التي يقل حجمها عن ملليمتر ، يمكن اعتمادها للكائنات البحرية الأكبر حجما والتي تتناسب مع قوارير التلألؤ التي يبلغ حجمها حوالي 50 ملليلتر. ابدأ بتوصيل سخان الشريط بمقاومة متغيرة. حفر 60 حفرة في شبكة بحجم ستة في 10 لتحضير كتلة الألمنيوم بحجم 20.3 × 15.2 في خمسة سنتيمترات ، والتأكد من أن الثقوب متباعدة بسنتيمترين من المركز إلى المركز في كلا الاتجاهين.قم بحفر فتحتين إضافيتين بين العمود الأول والثاني والعمود التاسع و 10 ، بما يتناسب مع حجم مجسات التحكم في درجة الحرارة. لتثبيت العناصر في مكانها وعزل الكتلة الحرارية المكتملة ، قم ببناء علبة من ألواح الأكريليك الشفافة ، مع ضمان تطبيق طبقتين في الجانب الخلفي من عنصر التسخين. في التجميع النهائي ، ضع معجون حراري لزيادة التوصيل الحراري من عنصر التسخين إلى الكتلة ومن الكتلة إلى عنصر التبريد.قم بتوصيل الحمام المائي بأنابيب Tygon وأدخل مسبار الترموستات في الثقوب الموجودة على جانب كتلة الألومنيوم. في جميع الثقوب المطحونة ، ضع أنابيب طرد مركزي صغيرة سعة 1.5 ملليلتر ، مملوءة بماء الصنبور حتى أسنانها. قم بتشغيل وحدة التحكم في درجة الحرارة واضبط درجة حرارة إيقاف التسخين للمسبار من واحد إلى 35 إلى 37 درجة مئوية ، ودقق من 21.5 إلى 22.5 درجة مئوية.قم بتدوير مقاومة متغيرة لتشغيل عنصر التسخين واضبطه على متوسط. قم بتشغيل الحمام المائي واضبط درجة حرارة المبرد على 15 درجة مئوية. باستخدام مزدوج حراري مع قطب كهربائي من النوع K ، تحقق من درجة الحرارة داخل كل أنبوب طرد مركزي دقيق كل 10 دقائق بعد ذلك.اضبط قيم نقاط النهاية عن طريق تغيير إعدادات وحدة التحكم في درجة الحرارة والحمام المائي حسب الحاجة. قم بتشغيل حمام الماء المعاد تدويره والسخان واضبطهما على 15 درجة مئوية و 37 درجة مئوية على التوالي ، لتوليد تدرج درجة الحرارة من 19.5 درجة مئوية إلى 37 درجة مئوية. بمجرد وضع أنابيب الطرد المركزي الدقيقة في ثقوب مطحونة والوصول إلى درجة حرارة كتلة الحرارة ، تحقق من درجة الحرارة داخل كل أنبوب طرد مركزي دقيق باستخدام مزدوج حراري مع قطب كهربائي من النوع K.ولاحظ درجات الحرارة هذه. املأ أنبوب طرد مركزي صغير سعة 1.5 ملليلتر بمياه البحر ، يتم ترشيحه من خلال شبكة 0.45 ميكرومتر. ركز ثقافة الكائن الحي الذي تمت دراسته بالترشيح العكسي بحيث تظل الكائنات الحية في قاع الكأس الزجاجية.اشطف المزرعة المركزة بمياه البحر المفلترة ، وكرر الترشيح العكسي مرة أخرى لتركيز العينة. عد الكائنات العوالق الصغيرة تحت مجهر تشريح ونقل عدد معروف من الكائنات الحية إلى أنابيب طرد مركزي دقيقة نصف مملوءة باستخدام ماصة باستور زجاجية. أضف الآن مياه البحر المفلترة حتى يصل الحجم النهائي في هذه الأنابيب إلى ملليلتر واحد.الآن ضع هذه الأنابيب في أزواج في كتلة التسخين ، بدءا من الطرف البارد للسماح للكائنات الحية بالإحماء تدريجيا إلى درجة الحرارة التجريبية المطلوبة. انتظر لمدة 10 دقائق وانقل أزواج أنابيب الطرد المركزي الدقيقة إلى الثقوب المحفورة المجاورة ذات درجات الحرارة الأكثر دفئا. ضع أزواجا إضافية من أنابيب الطرد المركزي الدقيقة في كل صف في الطرف البارد واستمر في تحويلها نحو الطرف الأكثر دفئا في أزواج.بمجرد ملء الكتلة بأكملها ، احتضنها لمدة ساعتين عند درجة الحرارة المحددة. في نهاية فترة الحضانة ، قم بقياس درجة الحرارة في كل أنبوب وقم بتدوينها. ثم انقل جميع الأنابيب إلى الحوامل ذات العلامات المسبقة واحتضانها عند درجة حرارة محددة مسبقا لمدة ساعة واحدة للسماح بالاسترداد.لتعداد جزء الكائن الحي ، انقل محتويات أنبوب طرد مركزي دقيق فردي في طبق بتري 35 ملم باستخدام ماصة زجاجية. تحت مجهر تشريح ، عد الكائنات الحية والميتة وقم بتدوين الأرقام. يجب أن يتطابق العدد المرصود من الكائنات الحية مع الكائن الحي المأخوذ في الأصل.إذا لم يحدث ذلك ، فتحقق من جانب أنابيب الطرد المركزي الدقيقة وطبق بتري ، وقم بإنشاء جدول بيانات بتنسيق CSV مع متغير تجميع الرؤوس محل الاهتمام ، ودرجة حرارة الأنبوب بالدرجات المئوية ، وعدد الأفراد على قيد الحياة ، وعدد الأفراد القتلى. لملاءمة البيانات مع الانحدار اللوجستي ، استخدم نموذجا خطيا معمما بتوزيع ذو حدين. لتشغيل النموذج، اكتب المصدر، واستخدم الملف R، modelloop.r.احسب قيم المتنبئ التي نجا عندها 50٪ من الأفراد ، لتحديد الحد الحراري الأعلى المتوسط. باستخدام هذا البروتوكول ، تم قياس بقاء دولارات رمل اليرقات ، والتي كانت عبر نطاق درجة حرارة تتراوح من 19 إلى 37 درجة مئوية ، بعد يومين وأربعة وستة أيام من الإخصاب. ومع تطور دولارات رمال اليرقات، ارتفع الحد الحراري الأعلى من 28.6 درجة مئوية في يومين بعد الإخصاب، إلى 28.8 درجة مئوية في أربعة أيام بعد الإخصاب، وحوالي 29 درجة مئوية في ستة أيام بعد الإخصاب.أوقات الحضانة والانتعاش خاصة بالأنواع. من المهم إجراء اختبار أولي للتأكد من أن التوقيت المختار ينتج عنه تقدير موثوق به للأحياء مقابل الموتى.

Research

JoVE Journal

Biology

Protocol for Dengue Infections in Mosquitoes (A. aegypti) and Infection Phenotype Determination

Protocol for Dengue Infections in Mosquitoes A. aegypti and Infection Phenotype Determination

بروتوكول للعدوى حمى الضنك في البعوض (بعوض ألف) ، وتحديد النمط الظاهري العدوى

The purpose of this procedure is to infect the Aedes mosquito with dengue virus in a laboratory condition and examine the infection level and dynamic of ...

Transformation of Plasmid DNA into E. coli Using the Heat Shock Method

التحول من الحمض النووي البلازميد في كولاي استخدام أسلوب الصدمة الحرارية

Transformation of plasmid DNA into E. coli using the heat shock method is a basic technique of molecular biology. It consists of inserting a foreign ...

Crystallizing Membrane Proteins for Structure Determination using Lipidic Mesophases

بلورة البروتينات الغشائية لتحديد الهيكل باستخدام Mesophases Lipidic

A detailed protocol for crystallizing membrane proteins by using lipidic mesophases is described. This method has variously been referred to as the ...

Agar-Block Microcosms for Controlled Plant Tissue Decomposition by Aerobic Fungi

آغار بلوك عوالم مصغرة لتحليل الأنسجة النباتية الخاضعة للرقابة من قبل الفطريات الهوائية

The two principal methods for studying fungal biodegradation of lignocellulosic plant tissues were developed for wood preservative testing (soil-block; ...

Rapid PCR Thermocycling using Microscale Thermal Convection

PCR Thermocycling السريع باستخدام الحراري الحرارية الميكروسكيل

Many molecular biology assays depend in some way on the polymerase chain reaction (PCR) to amplify an initially dilute target DNA sample to a detectable ...

Chemically-blocked Antibody Microarray for Multiplexed High-throughput Profiling of Specific Protein Glycosylation in Complex Samples

كيميائيا سدت [ميكروأري] لتحديد ملامح عالية الإنتاجية من تعدد في الإرسال ارتباط بالغليكوزيل بروتين معين في عينات مجمع

 In this study, we describe an effective protocol for use in a multiplexed high-throughput antibody microarray with glycan binding protein detection that ...

A Method for Mouse Pancreatic Islet Isolation and Intracellular cAMP Determination

وهناك طريقة للماوس البنكرياس جزيرة العزلة وبين الخلايا المخيم تقدير

Uncontrolled glycemia is a hallmark of diabetes mellitus and promotes morbidities like neuropathy, nephropathy, and retinopathy. With the increasing ...

Determination of Protein-ligand Interactions Using Differential Scanning Fluorimetry

تحديد تفاعلات البروتين يجند عن طريق المسح الضوئي التفاضلية Fluorimetry

A wide range of methods are currently available for determining the dissociation constant between a protein and interacting small molecules. However, most ...

Targeted Studies Using Serial Block Face and Focused Ion Beam Scan Electron Microscopy

الدراسات المستهدفة باستخدام الوجه كتلة المسلسل ومركزة أيون شعاع المسح المجهري الإلكترون

This protocol allows for the efficient and effective imaging of cell or tissue samples in three dimensions at the resolution level of electron microscopy. ...

Using a Thermal Camera to Measure Heat Loss Through Bird Feather Coats

استخدام كاميرا حرارية لقياس فقدان الحرارة من خلال معاطف ريش الطيور

Feathers are essential to insulation, and therefore to the cost of thermoregulation,&#160;in birds. There is robust literature on the energetic cost of ...