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

Dit werk wordt ondersteund door het Faculty Research Fund van het Swarthmore College [KC] en de Robert Reynolds and Lucinda Lewis '70 Summer Research Fellowship voor BJ.

1. Fabricage van het warmteblok
<ol><li>Sluit de 120 V, 100 W stripverwarmer aan op de rheostat (zie Materiaaltabel).</li>
	<li>Bereid het blok aluminium van 20,3 cm x 15,2 cm x 5 cm (8 in x 5 in x 2 inch) voor door 60 gaten te boren in een raster van 6 x 10 (zie Materiaaltabel). Zorg ervoor dat de gaten 2 cm van het midden naar het midden in beide richtingen zijn verdeeld. Elk moet 1,1 cm in diameter en 4,2 cm diep zijn (figuur 1). OPM...

<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>

Dit protocol biedt een toegankelijke en aanpasbare aanpak om de thermische limieten van kleine planktonorganismen te bepalen door acute thermische blootstelling. Het 10-gats ontwerp en de flexibele temperatuureindpunten, geregeld door het waterbad aan de onderkant en de verwarming aan de bovenkant, stellen het mogelijk om LT50 met precisie te bepalen. Met deze aanpak kon een verschil in de thermische limiet van <1 °C worden gedetecteerd (figuur 3). Deze aanpak biedt een snelle be...

Thermische tolerantie is de sleutel tot de overleving en functie van organismen 1,2. Naarmate de planeet blijft opwarmen als gevolg van antropogene koolstofemissies, wordt er steeds meer aandacht besteed aan het bepalen en toepassen van thermische limieten3. Verschillende eindpunten, zoals mortaliteit, niet-ontwikkeling en verlies van mobiliteit, zijn gebruikt om zowel de bovenste als de onderste thermische limieten te bepalen4. Deze thermische limieten worden vaak beschouwd als een proxy voor de thermische niche van een organisme. Deze informatie wordt op zijn beurt gebruikt om soorten te identificeren die kwetsbaarder zijn voor het broeikaseffect, en om toekomstige soortendistributie en de resulterende soortinteracties te voorspellen 3,5,6,7. Het bepalen van thermische limieten, vooral voor kleine planktonorganismen, kan echter een uitdaging zijn.
Voor planktonorganismen, met name de larvale stadia van ongewervelde zeedieren, kan de thermische limiet worden bepaald door chronische blootstelling. Chronische blootstelling wordt bereikt door larven op verschillende temperaturen gedurende dagen tot weken op te voeden en de temperatuur te bepalen waarbij de overlevings- en/of ontwikkelingssnelheid van larven 8,9,10 vermindert. Deze aanpak is echter nogal tijdrovend en vereist grote incubators en ervaring in de veehouderij van larven (zie referentie11 voor een goede inleiding tot het kweken van mariene ongewervelde larven).
Als alternatief kan acute blootstelling aan thermische stress worden gebruikt om thermische limieten te bepalen. Vaak omvat deze bepalingsbenadering het plaatsen van kleine injectieflacons met larven in temperatuurgecontroleerde droge baden 12,13,14, het gebruik van thermische gradiëntfuncties in PCR thermische cyclers15,16, of het plaatsen van glazen injectieflacons / microcentrifugebuizen langs een thermische gradiënt die wordt gegenereerd door toegepaste verwarming en koeling aan de uiteinden van grote aluminium blokken met gaten waarin de injectieflacons knuspassen 17, 18,19. Typische droge baden genereren een enkele temperatuur; daarom moeten meerdere eenheden tegelijkertijd worden gebruikt om de prestaties over een temperatuurbereik te beoordelen. Thermische cyclers genereren een gradiënt, maar bieden slechts plaats aan een klein monstervolume (120 μL) en vereisen zorgvuldige manipulaties. Net als thermische cyclers creëren grote aluminium blokken lineaire en stabiele temperatuurgradiënten. Beide benaderingen kunnen worden gekoppeld aan logistische of probit-regressie om de dodelijke temperatuur voor 50% procent van de bevolking te berekenen (LT50) 12,20,21. De gebruikte aluminium blokken waren echter ~ 100 cm lang; deze grootte vereist een grote laboratoriumruimte en toegang tot gespecialiseerde computer numerieke besturingsmachines om de gaten te boren. Samen met het gebruik van twee waterbaden van onderzoekskwaliteit om de doeltemperatuur te handhaven, zijn de financiële kosten van het monteren van de opstelling hoog.
Daarom is dit werk gericht op het ontwikkelen van een alternatief middel om een stabiele, lineaire temperatuurgradiënt te genereren met in de handel verkrijgbare onderdelen. Een dergelijk product moet een kleine voetafdruk hebben en moet gemakkelijk kunnen worden gebruikt voor experimenten met acute thermische stressblootstelling voor planktonische organismen. Dit protocol is ontwikkeld met zoöplankton dat <1 mm groot is als doelorganismen, en dus is het geoptimaliseerd voor het gebruik van een microcentrifugebuis van 1,5 of 2 ml. Grotere onderzoeksorganismen vereisen containers die groter zijn dan de gebruikte 1,5 ml microcentrifugebuizen en vergrote gaten in de aluminiumblokken.
Naast het toegankelijker maken van het experimentele apparaat, heeft dit werk tot doel de pijplijn voor gegevensverwerking te vereenvoudigen. Hoewel commerciële statistische software routines biedt om LT50 te berekenen met behulp van logistische of probit-regressie, zijn de licentiekosten niet triviaal. Daarom zou een eenvoudig te gebruiken script dat afhankelijk is van het open-source statistische programma R22 data-analyse toegankelijker maken.
Dit protocol laat zien hoe een compact warmteblok kan worden vervaardigd met in de handel verkrijgbare onderdelen en kan worden toegepast op het blootstellen van zoöplankton (larven van de zanddollar Dendraster excentricus) aan acute hittestress om hun bovenste thermische limiet te bepalen.

<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

Thermische limieten en breedte zijn op grote schaal gebruikt om de verspreiding van soorten te voorspellen. Naarmate de wereldwijde temperatuur blijft stijgen, is het van vitaal belang om te begrijpen hoe thermische limieten veranderen met acclimatisatie en hoe deze varieert tussen levensfasen en populaties om de kwetsbaarheid van soorten voor toekomstige opwarming te bepalen. De meeste mariene organismen hebben complexe levenscycli die vroege planktonische stadia omvatten. Hoewel het kwantificeren van de thermische limiet van deze kleine vroege ontwikkelingsstadia (tientallen tot honderden micron) helpt bij het identificeren van ontwikkelingsknelpunten, kan dit proces een uitdaging zijn vanwege de kleine omvang van doelorganismen, de behoefte aan grote bankruimte en de hoge initiële fabricagekosten. Hier wordt een opstelling gepresenteerd die is gericht op kleine volumes (ml tot tientallen ml). Deze opstelling combineert commercieel verkrijgbare componenten om een stabiele en lineaire thermische gradiënt te genereren. Productiespecificaties van de opstelling, evenals procedures om levende versus dode individuen te introduceren en op te sommen en de dodelijke temperatuur te berekenen, worden ook gepresenteerd.

Het doel van dit protocol is om de bovenste thermische limiet van zoöplankton te bepalen. Om dit te doen, is een stabiele en lineaire thermische gradiënt nodig. De voorgestelde opstelling was in staat om een thermische gradiënt van 14 °C tot 40 °C te genereren door de temperatuur van het waterbad in te stellen op 8 °C en de verwarming op 39 °C (figuur 2A). De temperatuurgradiënt kan worden versmald en verschoven door de eindpuntwaarden te wijzigen. Een thermische gradiënt met een sm...

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

Het huidige protocol illustreert het gebruik van commercieel verkrijgbare componenten om een stabiele en lineaire thermische gradiënt te genereren. Een dergelijke gradiënt kan vervolgens worden gebruikt om de bovenste thermische limiet van planktonische organismen te bepalen, met name ongewervelde larven.

Bepaling van thermische limieten voor zoöplankton met behulp van een warmteblok

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

Naarmate de wereldwijde temperaturen blijven stijgen, zijn het kwantificeren van thermische limieten en de relatie met acclimatisatie en ontogenie van vitaal belang voor het bepalen van de kwetsbaarheid van soorten voor toekomstige opwarming. Voor mariene organismen met een complexe levensgeschiedenis kan het bepalen van thermische limieten logistiek een uitdaging zijn. Dit protocol introduceert een kleine voetafdruk, eenvoudig te bouwen methode om kritische temperaturen van kleine planktonorganismen te schatten.Hoewel de methode is ontwikkeld voor klein, minder dan een millimeter groot plankton, kan het worden toegepast voor grotere mariene organismen die passen in scintillatieflacons van ongeveer 50 milliliter volume. Begin met het bedraden van de stripverwarmer naar de rheostat. Boor 60 gaten in een raster van zes bij 10 grootte om het aluminium blok van een grootte van 20,3 bij 15,2 bij vijf centimeter voor te bereiden en zorg ervoor dat de gaten twee centimeter van midden naar midden in beide richtingen zijn verdeeld.Boor twee extra gaten tussen de eerste en tweede kolom en de negende en 10e kolom, passend bij de grootte van de temperatuurregelaarsondes. Om de elementen op hun plaats te houden en het voltooide warmteblok te isoleren, bouwt u een behuizing van heldere acrylplaten en zorgt u ervoor dat u twee lagen aan de achterkant van het verwarmingselement aanbrengt. Breng in de eindassemblage koelpasta aan om de warmtegeleiding van het verwarmingselement in het blok en van het blok naar het koelelement te maximaliseren.Sluit het waterbad aan op Tygon-buizen en steek de thermostaatsonde in de gaten aan de zijkant van het aluminium blok. Plaats in alle gefreesde gaten 1,5 milliliter microcentrifugebuizen, tot de rand gevuld met leidingwater. Schakel de temperatuurregelaar in en stel de stopverwarmingstemperatuur van sonde één in op 35 tot 37 graden Celsius en sonde twee tot 21,5 tot 22,5 graden Celsius.Draai de rheostat om het verwarmingselement in te schakelen en zet het op medium. Zet het waterbad aan en stel de temperatuur van de koelmachine in op 15 graden Celsius. Controleer met behulp van een thermokoppel met een elektrode van het K-type de temperatuur in elke microcentrifugebuis elke 10 minuten daarna.Pas de waarden van de eindpunten aan door de instellingen van de temperatuurregelaar en het waterbad indien nodig te wijzigen. Zet het recirculerende waterbad en de kachel aan en stel ze in op respectievelijk 15 graden Celsius en 37 graden Celsius, om een temperatuurgradiënt van 19,5 graden Celsius tot 37 graden Celsius te genereren. Zodra de microcentrifugebuizen in gefreesde gaten zijn geplaatst en de temperatuur van het warmteblok is bereikt, controleert u de temperatuur in elke microcentrifugebuis met behulp van een thermokoppel met een K-type elektrode.En noteer deze temperaturen. Vul een microcentrifugebuis van 1,5 milliliter met zeewater, gefilterd door een gaas van 0,45 micrometer. Concentreer de kweek van het onderzoeksorganisme met omgekeerde filtering, zodat de organismen op de bodem van het bekerglas blijven.Spoel de geconcentreerde cultuur af met gefilterd zeewater en herhaal de omgekeerde filtering nogmaals om het monster te concentreren. Tel de kleine planktonorganismen onder een ontleedmicroscoop en breng een bekend aantal organismen over in halfgevulde microcentrifugebuizen met behulp van een glazen pasteurpipet. Voeg nu gefilterd zeewater toe totdat het uiteindelijke volume in deze buizen een milliliter bereikt.Plaats deze buizen nu in paren in het verwarmingsblok, beginnend bij het koude uiteinde om de organismen geleidelijk te laten opwarmen tot de gewenste experimentele temperatuur. Wacht 10 minuten en verplaats de paren microcentrifugebuizen naar de aangrenzende geboorde gaten met warmere temperaturen. Plaats extra paar microcentrifugebuizen in elke rij aan het koude uiteinde en blijf ze in paren naar het warmere uiteinde verschuiven.Zodra het hele blok is gevuld, incubeer het gedurende twee uur op de aangegeven temperatuur. Meet aan het einde van de incubatietijd de temperatuur in elke buis en noteer deze. Breng vervolgens alle buizen over naar de vooraf gelabelde houders en incubeer ze gedurende een uur op een vooraf bepaalde temperatuur om herstel mogelijk te maken.Voor het opsommen van het levende organismegedeelte, brengt u de inhoud van een individuele microcentrifugebuis over in een petrischaaltje van 35 millimeter met behulp van een glazen pipet. Tel onder een ontleedmicroscoop de levende en dode organismen en noteer de getallen. Het waargenomen aantal organismen moet overeenkomen met het oorspronkelijk genomen organisme.Als dit niet het geval is, controleer dan de zijkant van de microcentrifugebuizen en petrischaal, Genereer een gegevenstabel in CSV-formaat met de headers die de interessevariabele groeperen, de temperatuur van de buis in graden Celsius, het aantal in leven zijnde personen en het aantal dode personen. Om de gegevens te matchen met een logistische regressie, gebruikt u een gegeneraliseerd lineair model met een binomiale verdeling. Als u het model wilt uitvoeren, typt u source en gebruikt u het R-bestand modelloop.r.Bereken de predictorwaarden waarbij 50% van de individuen overleefde, om de mediane bovenste thermische limiet te bepalen. Met behulp van dit protocol werd de overleving van larvale zanddollars gemeten, die over een temperatuurbereik van 19 tot 37 graden Celsius was, twee, vier en zes dagen na de bevruchting. Naarmate larvale zanddollars zich ontwikkelden, steeg de bovenste thermische limiet van 28,6 graden Celsius twee dagen na de bevruchting, tot 28,8 graden Celsius op vier dagen na de bevruchting en ongeveer 29 graden Celsius op zes dagen na de bevruchting.Incubatie- en hersteltijden zijn soortspecifiek. Het is belangrijk om een voorlopige test uit te voeren om ervoor te zorgen dat de geselecteerde timing een betrouwbare schatting van leven versus dood oplevert.

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

Protocol voor Dengue Infecties in Muggen (A. aegypti) en Infectie Fenotype Bepaling

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

Transformatie van plasmide DNA in E. coli Met behulp van de heat shock-methode

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

Kristalliseren membraaneiwitten voor structuurbepaling met behulp van lipide mesofasen

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

Agar-Block microkosmos voor de gecontroleerde Plant Tissue Ontleding door 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

Snelle PCR thermocycling met Microscale Thermal Convectie

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

Chemisch-geblokkeerde Antilichaam Microarray voor multiplexverzending High-throughput Profilering van specifiek eiwit glycosylering in Complex Samples

 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

Een methode voor muis eilandjes van Langerhans Isolatie en intracellulaire cAMP Bepaling

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

Bepaling van proteïne-ligand interacties gebruiken Differential Scanning Fluorimetrie

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

Gerichte studies met behulp van seriële blokkering en gerichte ionen straal scan elektronenmicroscopie

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

Een thermische camera gebruiken om warmteverlies te meten door vogelverenjassen

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