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

Dette arbejde støttes af fakultetets forskningsfond for Swarthmore College [KC] og Robert Reynolds og Lucinda Lewis '70 Summer Research Fellowship for BJ.

1. Fremstilling af varmeblokken
<ol><li>Tilslut 120 V, 100 W strimmelvarmeren til reostaten (se Materialetabel).</li>
	<li>Forbered aluminiumsblokken på 20,3 cm x 15,2 cm x 5 cm x 5 tommer ved at bore 60 huller i et 6 x 10 gitter (se Materialetabel). Sørg for, at hullerne er fordelt 2 cm fra centrum til centrum i begge retninger. Hver skal være 1,1 cm i diameter og 4,2 cm dyb (figur 1). BEMÆRK: Udfør boringen på en fræsemaskine e...

<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>

Denne protokol giver en tilgængelig og tilpasselig tilgang til at bestemme de termiske grænser for små planktonorganismer gennem akut termisk eksponering. Det 10-hullers design og fleksible temperaturendepunkter, der styres af vandbadet i den nedre ende og varmelegemet i den øvre ende, gør det muligt at bestemme LT50 med præcision. Ved hjælp af denne fremgangsmåde kunne der påvises en forskel i den termiske grænse, der er <1 °C (figur 3). Denne fremgangsmåde giver en h...

Termisk tolerance er nøglen til organismers overlevelse og funktion 1,2. Da planeten fortsætter med at varme på grund af menneskeskabte kulstofemissioner, lægges der stigende vægt på bestemmelse og anvendelse af termiske grænser3. Forskellige endepunkter, såsom dødelighed, manglende udvikling og tab af mobilitet, er blevet brugt til at bestemme både øvre og nedre termiske grænser4. Disse termiske grænser betragtes ofte som en proxy for en organismes termiske niche. Disse oplysninger bruges igen til at identificere arter, der er mere sårbare over for global opvarmning, samt forudsige fremtidig artsfordeling og de resulterende artsinteraktioner 3,5,6,7. Det kan dog være udfordrende at bestemme termiske grænser, især for små planktoniske organismer.
For planktoniske organismer, især larvestadierne hos marine hvirvelløse dyr, kan den termiske grænse bestemmes ved kronisk eksponering. Kronisk eksponering opnås ved at opdrætte larver ved flere temperaturer over dage til uger og bestemme den temperatur, hvor larveoverlevelse og / eller udviklingshastighed reducerer 8,9,10. Denne tilgang er imidlertid temmelig tidskrævende og kræver store inkubatorer og erfaring med larvehold (se reference11 for en god introduktion til dyrkning af marine hvirvelløse larver).
Alternativt kan akut eksponering for termisk stress bruges til at bestemme termiske grænser. Ofte involverer denne bestemmelsesmetode at placere små hætteglas med larver i temperaturstyrede tørre bade 12,13,14, udnytte termiske gradientfunktioner i PCR-termiske cyklere15,16 eller lægge glasflasker / mikrocentrifugerør langs en termisk gradient genereret ved påført opvarmning og afkøling på enderne af store aluminiumsblokke med huller, hvor hætteglassene passer tæt17, 18,19. Typiske tørre bade genererer en enkelt temperatur; Derfor skal togsæt betjenes samtidigt for at vurdere ydeevnen på tværs af en række temperaturer. Termiske cyklister genererer en gradient, men rummer kun et lille prøvevolumen (120 μL) og kræver omhyggelige manipulationer. I lighed med termiske cyklister skaber store aluminiumblokke lineære og stabile temperaturgradienter. Begge tilgange kan kombineres med logistisk eller probit regression for at beregne den dødelige temperatur for 50% procent af befolkningen (LT50)12,20,21. De anvendte aluminiumsblokke var imidlertid ~ 100 cm lange; Denne størrelse kræver et stort laboratorierum og adgang til specialiserede computer numeriske kontrolfræsemaskiner til at bore hullerne. Sammen med at bruge to vandbade af forskningskvalitet til at opretholde måltemperaturen, er de økonomiske omkostninger ved at samle opsætningen høje.
Derfor sigter dette arbejde mod at udvikle et alternativt middel til at generere en stabil, lineær temperaturgradient med kommercielt tilgængelige dele. Et sådant produkt skal have et lille fodaftryk og bør let kunne anvendes til forsøg med akut termisk stresseksponering for planktonorganismer. Denne protokol er udviklet med zooplankton, der er <1 mm i størrelse som målorganismer, og dermed blev den optimeret til brug af et 1,5 eller 2 ml mikrocentrifugerør. Større undersøgelsesorganismer vil kræve beholdere, der er større end de 1,5 ml mikrocentrifugerør, der anvendes, og forstørrede huller i aluminiumsblokkene.
Ud over at gøre forsøgsapparatet mere tilgængeligt har dette arbejde til formål at forenkle databehandlingsrørledningen. Mens kommerciel statistisk software giver rutiner til at beregne LT50 ved hjælp af logistisk eller probit regression, er licensomkostningerne ikke trivielle. Derfor vil et brugervenligt script, der er afhængig af det open source statistiske program R22 , gøre dataanalyse mere tilgængelig.
Denne protokol viser, hvordan en kompakt varmeblok kan fremstilles med kommercielt tilgængelige dele og anvendes til at udsætte zooplankton (larver af sanddollaren Dendraster excentricus) for akut varmestress for at bestemme deres øvre termiske grænse.

<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

Termiske grænser og bredde er blevet brugt i vid udstrækning til at forudsige artsfordelingen. Da den globale temperatur fortsætter med at stige, er det afgørende at forstå, hvordan termisk grænse ændres med akklimatisering, og hvordan den varierer mellem livsstadier og populationer, for at bestemme arternes sårbarhed over for fremtidig opvarmning. De fleste marine organismer har komplekse livscyklusser, der omfatter tidlige planktoniske stadier. Mens kvantificering af den termiske grænse for disse små tidlige udviklingsstadier (titusinder til hundreder af mikron) hjælper med at identificere udviklingsmæssige flaskehalse, kan denne proces være udfordrende på grund af den lille størrelse af målorganismer, stort bænkpladsbehov og høje indledende fabrikationsomkostninger. Her præsenteres en opsætning, der er rettet mod små mængder (ml til ti ml). Denne opsætning kombinerer kommercielt tilgængelige komponenter for at generere en stabil og lineær termisk gradient. Produktionsspecifikationer for opsætningen samt procedurer til at introducere og opregne levende versus døde individer og beregne dødelig temperatur præsenteres også.

Målet med denne protokol er at bestemme den øvre termiske grænse for zooplankton. For at gøre det er der brug for en stabil og lineær termisk gradient. Den foreslåede opsætning var i stand til at generere en termisk gradient fra 14 °C til 40 °C ved at indstille vandbadstemperaturen til 8 °C og varmeapparatet til 39 °C (figur 2A). Temperaturgradienten kan indsnævres og forskydes ved at ændre slutpunktsværdierne. En termisk gradient med et smallere område (19 °C til 37 °C) ble...

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

Denne protokol illustrerer brugen af kommercielt tilgængelige komponenter til at generere en stabil og lineær termisk gradient. En sådan gradient kan derefter anvendes til at bestemme den øvre termiske grænse for planktoniske organismer, især hvirvelløse larver.

Bestemmelse af termiske grænser for dyreplankton ved hjælp af en varmeblok

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

Da de globale temperaturer fortsætter med at stige, er kvantificering af termiske grænser og forholdet til akklimatisering og ontogeni afgørende for at bestemme arternes sårbarhed over for fremtidig opvarmning. For marine organismer med komplekse livshistorier kan det være logistisk udfordrende at bestemme termiske grænser. Denne protokol introducerer et lille fodaftryk, let at bygge metode til at estimere kritiske temperaturer for små planktoniske organismer.Mens metoden blev udviklet til lille, mindre end en millimeter størrelse plankton, kan den anvendes til større marine organismer, der passer ind i scintillation hætteglas på ca. 50 milliliter volumen. Begynd med at forbinde strimmelvarmeren til rheostaten. Bor 60 huller i et gitter på seks x 10 størrelse for at forberede aluminiumsblokken med en størrelse på 20,3 x 15,2 x fem centimeter, og sørg for, at hullerne er fordelt to centimeter fra centrum til centrum i begge retninger.Bor yderligere to huller mellem den første og anden kolonne og den niende og 10. kolonne, der matcher størrelsen på temperaturregulatorproberne. For at holde elementerne på plads og isolere den færdige varmeblok skal du konstruere en kasse fra klare akrylplader, der sikrer at påføre to lag på bagsiden af varmeelementet. I den endelige samling påføres termisk pasta for at maksimere varmeledningsevnen fra varmeelementet ind i blokken og fra blokken til køleelementet.Tilslut vandbadet med Tygon-slangen, og indsæt termostatsonden i hullerne på siden af aluminiumsblokken. I alle de fræsede huller placeres 1,5 ml mikrocentrifugerør, fyldt med ledningsvand til randen. Tænd for temperaturregulatoren, og indstil stopopvarmningstemperaturen for sonden en til 35 til 37 grader Celsius, og sonde to til 21,5 til 22,5 grader Celsius.Drej reostaten for at tænde varmeelementet og indstil det til medium. Tænd for vandbadet og indstil køletemperaturen til 15 grader Celsius. Brug et termoelement med en K-type elektrode til at kontrollere temperaturen inde i hvert mikrocentrifugerør hvert 10. minut bagefter.Juster værdierne for slutpunkterne ved at ændre indstillingerne for temperaturregulatoren og vandbadet efter behov. Tænd for det recirkulerende vandbad og varmelegeme, og indstil dem til henholdsvis 15 grader Celsius og 37 grader Celsius for at generere en temperaturgradient fra 19,5 grader Celsius til 37 grader Celsius. Når mikrocentrifugerørene er anbragt i fræsede huller, og temperaturen på varmeblokken er nået, skal du kontrollere temperaturen inde i hvert mikrocentrifugerør ved hjælp af et termoelement med en K-type elektrode.Og noter disse temperaturer. Fyld et 1,5 ml mikrocentrifugerør med havvand, filtreret gennem et 0,45 mikrometer net. Forsøgsorganismens kultur koncentreres med omvendt filtrering, så organismerne forbliver i bunden af bægeret.Skyl den koncentrerede kultur med filtreret havvand, og gentag den omvendte filtrering igen for at koncentrere prøven. Tæl de små planktoniske organismer under et dissekeringsmikroskop, og overfør et kendt antal organismer til halvfyldte mikrocentrifugerør ved hjælp af en glaspasteurpipette. Tilsæt nu filtreret havvand, indtil det endelige volumen i disse rør når en milliliter.Placer nu disse rør parvis i varmeblokken, startende fra den kolde ende for at give organismerne mulighed for gradvist at varme op til den ønskede eksperimentelle temperatur. Vent i 10 minutter, og flyt par mikrocentrifugerør til de tilstødende borede huller med varmere temperaturer. Placer yderligere par mikrocentrifugerør i hver række i den kolde ende, og fortsæt med at flytte dem mod den varmere ende parvis.Når hele blokken er fyldt, inkuberes den i to timer ved den angivne temperatur. Ved afslutningen af inkubationsperioden måles temperaturen i hvert rør og noteres det ned. Overfør derefter alle rør til de formærkede holdere og inkuber dem ved en forudbestemt temperatur i en time for at muliggøre genopretning.For at opregne den levende organismedel overføres indholdet af et individuelt mikrocentrifugerør i en 35 millimeter petriskål ved hjælp af en glaspipette. Under et dissekerende mikroskop tælles de levende og døde organismer og tallene noteres. Det observerede antal organismer skal matche den oprindeligt taget organisme.Hvis det ikke gør det, skal du kontrollere siden af mikrocentrifugerørene og petriskålen, Generer en datatabel i CSV-format med overskrifterne, der grupperer variabel af interesse, rørets temperatur i grader Celsius, antal individer i live og antal døde individer. For at tilpasse dataene med en logistisk regression skal du bruge en generaliseret lineær model med en binomialfordeling. Hvis du vil køre modellen, skal du skrive kilde og bruge R-filen, modelloop.r.Beregn forudsigelsesværdierne, hvor 50% af individerne overlevede, for at bestemme den gennemsnitlige øvre termiske grænse. Ved hjælp af denne protokol blev overlevelsen af larvesand dollars, som var over et temperaturområde på 19 til 37 grader Celsius, ved to, fire og seks dage efter befrugtning. Efterhånden som larvesand udviklede sig, steg den øvre termiske grænse fra 28,6 grader Celsius to dage efter befrugtning til 28,8 grader Celsius fire dage efter befrugtning og ca. 29 grader Celsius seks dage efter befrugtning.Inkubations- og genopretningstider er artsspecifikke. Det er vigtigt at gennemføre en indledende test for at sikre, at den valgte timing giver et pålideligt skøn over levende versus død.

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

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

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

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

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

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

Kemisk blokeret antistof Microarray for Multiplexed Højkapacitetsforskning Profilering af specifikke protein Glycosylering i komplekse prøver

 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

Metode til mus pancreasø Isolation og intracellulære cAMP Bestemmelse

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

Bestemmelse af protein-ligand interaktioner Brug Differential Scanning fluorimetri

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

Målrettede undersøgelser ved hjælp af seriel blok ansigt og fokuseret ion Beam Scan elektronmikroskopi

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

Brug af et termisk kamera til at måle varmetab gennem fuglefjederfrakker

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