Name: thermal limits determination for zooplankton using a heat block
Uploaded: 2022-11-18T14:50:00
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Ce travail est soutenu par le Faculty Research Fund du Swarthmore College [KC] et la bourse de recherche d’été Robert Reynolds et Lucinda Lewis '70 pour BJ.

1. Fabrication du bloc thermique
<ol><li>Branchez le bande-chauffe de 120 V et 100 W au rhéostat (voir le tableau des matériaux).</li>
	<li>Préparez le bloc d’aluminium de 20,3 cm x 15,2 cm x 5 cm (8 po x 5 po x 2 po) en perçant 60 trous dans une grille de 6 x 10 (voir le tableau des matériaux). Assurez-vous que les trous sont espacés de 2 cm d’un centre à l’autre dans les deux sens. Chacun doit avoir un diamètre de 1,1 cm et une profondeur de 4,2 cm (<st...

<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>

Ce protocole fournit une approche accessible et personnalisable pour déterminer les limites thermiques des petits organismes planctoniques lors d’une exposition thermique aiguë. La conception à 10 trous et les paramètres de température flexibles, contrôlés par le bain-marie à l’extrémité inférieure et le chauffage à l’extrémité supérieure, permettent de déterminer LT50 avec précision. En utilisant cette approche, une différence dans la limite thermique de <1 °C a pu être détectée (<...

La tolérance thermique est essentielle à la survie et au fonctionnement des organismes 1,2. Alors que la planète continue de se réchauffer en raison des émissions anthropiques de carbone, une attention croissante est accordée à la détermination et à l’application des limites thermiques3. Divers paramètres, tels que la mortalité, l’incapacité à se développer et la perte de mobilité, ont été utilisés pour déterminer les limites thermiques supérieure et inférieure4. Ces limites thermiques sont souvent considérées comme un indicateur de la niche thermique d’un organisme. Ces informations sont à leur tour utilisées pour identifier les espèces les plus vulnérables au réchauffement climatique, ainsi que pour prédire la répartition future des espèces et les interactions entre espèces qui en résultent 3,5,6,7. Cependant, la détermination des limites thermiques, en particulier pour les petits organismes planctoniques, peut être difficile.
Pour les organismes planctoniques, en particulier les stades larvaires des invertébrés marins, la limite thermique peut être déterminée par exposition chronique. L’exposition chronique est obtenue en élevant les larves à plusieurs températures pendant des jours ou des semaines et en déterminant la température à laquelle la survie des larves et/ou le taux de développement réduit 8,9,10. Cependant, cette approche prend beaucoup de temps et nécessite de grands incubateurs et de l’expérience dans l’élevage larvaire (voir la référence11 pour une bonne introduction à l’élevage de larves d’invertébrés marins).
Alternativement, l’exposition aiguë au stress thermique peut être utilisée pour déterminer les limites thermiques. Souvent, cette approche de détermination consiste à placer de petits flacons contenant des larves dans des bains secs à température contrôlée 12,13,14, à tirer parti des fonctions de gradient thermique dans les thermocycleurs PCR 15,16, ou à placer des flacons en verre / tubes microcentrifugeuses le long d’un gradient thermique généré par le chauffage et le refroidissement appliqués aux extrémités de grands blocs d’aluminium percés de trous dans lesquels les flacons s’adaptent parfaitement 17, 18,19. Les bains secs typiques génèrent une température unique; Par conséquent, plusieurs unités doivent être exploitées simultanément pour évaluer les performances dans une gamme de températures. Les thermocycleurs génèrent un gradient mais ne s’adaptent qu’à un petit volume d’échantillon (120 μL) et nécessitent des manipulations minutieuses. Semblables aux thermocycleurs, les gros blocs d’aluminium créent des gradients de température linéaires et stables. Les deux approches peuvent être couplées à une régression logistique ou probit pour calculer la température létale pour 50% de la population (LT50)12,20,21. Cependant, les blocs d’aluminium utilisés mesuraient ~100 cm de long; Cette taille nécessite un grand espace de laboratoire et l’accès à des fraiseuses spécialisées à commande numérique par ordinateur pour percer les trous. Avec l’utilisation de deux bains d’eau de qualité recherche pour maintenir la température cible, le coût financier de l’assemblage de l’installation est élevé.
Par conséquent, ce travail vise à développer un moyen alternatif de générer un gradient de température stable et linéaire avec des pièces disponibles dans le commerce. Un tel produit doit avoir un faible encombrement et devrait pouvoir être facilement utilisé pour des expériences d’exposition à des contraintes thermiques aiguës pour les organismes planctoniques. Ce protocole est développé avec du zooplancton d’une taille de <1 mm en tant qu’organismes cibles, et il a donc été optimisé pour l’utilisation d’un tube microcentrifuge de 1,5 ou 2 mL. Les organismes de plus grande taille nécessiteront des contenants plus grands que les tubes de microcentrifugation de 1,5 mL utilisés et des trous agrandis dans les blocs d’aluminium.
En plus de rendre l’appareil expérimental plus accessible, ce travail vise à simplifier le pipeline de traitement des données. Bien que les logiciels statistiques commerciaux fournissent des routines pour calculer LT50 en utilisant la régression logistique ou probit, le coût de licence n’est pas négligeable. Par conséquent, un script facile à utiliser qui repose sur le programme statistique open source R22 rendrait l’analyse des données plus accessible.
Ce protocole montre comment un bloc thermique compact peut être fabriqué avec des pièces disponibles dans le commerce et être appliqué à l’exposition du zooplancton (larves du Dendraster excentricus à un dollar des sables) à un stress thermique aigu pour déterminer leur limite thermique supérieure.

<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

Les limites thermiques et la largeur ont été largement utilisées pour prédire la répartition des espèces. Alors que la température mondiale continue d’augmenter, il est essentiel de comprendre comment la limite thermique change avec l’acclimatation et comment elle varie entre les stades de vie et les populations pour déterminer la vulnérabilité des espèces au réchauffement futur. La plupart des organismes marins ont des cycles de vie complexes qui comprennent les premiers stades planctoniques. Bien que la quantification de la limite thermique de ces petits stades de développement précoces (des dizaines à des centaines de microns) aide à identifier les goulots d’étranglement du développement, ce processus peut être difficile en raison de la petite taille des organismes cibles, de l’espace de banc et du coût de fabrication initial élevé. Ici, une configuration orientée vers de petits volumes (mL à des dizaines de mL) est présentée. Cette configuration combine des composants disponibles dans le commerce pour générer un gradient thermique stable et linéaire. Les spécifications de production de l’installation, ainsi que les procédures pour introduire et dénombrer les individus vivants par rapport aux individus morts et calculer la température létale, sont également présentées.

Le but de ce protocole est de déterminer la limite thermique supérieure du zooplancton. Pour ce faire, un gradient thermique stable et linéaire est nécessaire. La configuration proposée a pu générer un gradient thermique allant de 14 °C à 40 °C en réglant la température du bain-marie à 8 °C et le chauffage à 39 °C (figure 2A). Le gradient de température peut être réduit et décalé en modifiant les valeurs finales. Un gradient thermique avec une plage plus étroite (19 °C...

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Thermal Limits Determination for Zooplankton Using a Heat Block

Le présent protocole illustre l’utilisation de composants disponibles dans le commerce pour générer un gradient thermique stable et linéaire. Un tel gradient peut ensuite être utilisé pour déterminer la limite thermique supérieure des organismes planctoniques, en particulier des larves d’invertébrés.

Détermination des limites thermiques pour le zooplancton à l’aide d’un bloc thermique

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

Alors que les températures mondiales continuent d’augmenter, la quantification des limites thermiques et la relation avec l’acclimatation et l’ontogenèse sont essentielles pour déterminer la vulnérabilité des espèces au réchauffement futur. Pour les organismes marins ayant un cycle biologique complexe, la détermination des limites thermiques peut être difficile sur le plan logistique. Ce protocole introduit une méthode à faible empreinte et facile à construire pour estimer les températures critiques des petits organismes planctoniques.Bien que la méthode ait été développée pour le plancton de petite taille inférieure à un millimètre, elle peut être adoptée pour les organismes marins plus grands qui tiendraient dans des flacons à scintillation d’environ 50 millilitres de volume. Commencez par brancher le bandelette chauffante au rhéostat. Percez 60 trous dans une grille de six par 10 pour préparer le bloc d’aluminium d’une taille de 20,3 par 15,2 par cinq centimètres, et assurez-vous que les trous sont espacés de deux centimètres du centre au centre dans les deux sens.Percez deux trous supplémentaires entre la première et la deuxième colonne et les neuvième et 10e colonnes, correspondant à la taille des sondes du régulateur de température. Pour maintenir les éléments en place et isoler le bloc chauffant terminé, construisez un boîtier à partir de feuilles d’acrylique transparentes, en veillant à appliquer deux couches à l’arrière de l’élément chauffant. Dans l’assemblage final, appliquez de la pâte thermique pour maximiser la conductance thermique de l’élément chauffant dans le bloc et du bloc à l’élément de refroidissement.Connectez le bain-marie avec le tube Tygon et insérez la sonde du thermostat dans les trous sur le côté du bloc d’aluminium. Dans tous les trous fraisés, placez des tubes microcentrifugeuses de 1,5 millilitre, remplis d’eau du robinet à ras bord. Allumez le régulateur de température et réglez la température d’arrêt de chauffage de la sonde un à 35 à 37 degrés Celsius et de la sonde deux à 21,5 à 22,5 degrés Celsius.Faites pivoter le rhéostat pour allumer l’élément chauffant et réglez-le à moyen. Allumez le bain-marie et réglez la température du refroidisseur à 15 degrés Celsius. À l’aide d’un thermocouple avec une électrode de type K, vérifiez la température à l’intérieur de chaque tube de microcentrifugation toutes les 10 minutes par la suite.Ajustez les valeurs des points de terminaison en modifiant les paramètres du régulateur de température et du bain-marie selon vos besoins. Allumez le bain-marie et le chauffage à recirculation et réglez-les à 15 degrés Celsius et 37 degrés Celsius respectivement, pour générer un gradient de température de 19,5 degrés Celsius à 37 degrés Celsius. Une fois que les tubes de microcentrifugeuses sont placés dans des trous fraisés et que la température du bloc thermique est atteinte, vérifiez la température à l’intérieur de chaque tube de microcentrifugation à l’aide d’un thermocouple avec une électrode de type K.Et notez ces températures. Remplissez un tube de microcentrifugation de 1,5 millilitre avec de l’eau de mer, filtré à travers un maillage de 0,45 micromètre. Concentrer la culture de l’organisme à l’étude avec filtrage inverse afin que les organismes restent au fond du bécher.Rincer la culture concentrée avec de l’eau de mer filtrée et répéter la filtration inversée une fois de plus pour concentrer l’échantillon. Compter les petits organismes planctoniques au microscope à dissection et transférer un nombre connu d’organismes dans des tubes microcentrifugeuses à moitié remplis à l’aide d’une pipette pasteur en verre. Maintenant, ajoutez de l’eau de mer filtrée jusqu’à ce que le volume final dans ces tubes atteigne un millilitre.Maintenant, placez ces tubes par paires dans le bloc chauffant, en commençant par l’extrémité froide pour permettre aux organismes de se réchauffer progressivement à la température expérimentale souhaitée. Attendez 10 minutes et déplacez les paires de tubes microcentrifuges vers les trous percés adjacents avec des températures plus chaudes. Placez des paires supplémentaires de tubes microcentrifugeuses dans chaque rangée à l’extrémité froide et continuez à les déplacer vers l’extrémité plus chaude par paires.Une fois le bloc entier rempli, incuberez-le pendant deux heures à la température désignée. À la fin de la période d’incubation, mesurez la température dans chaque tube et notez-la. Transférez ensuite tous les tubes dans les supports pré-étiquetés et incuberez-les à une température prédéterminée pendant une heure pour permettre la récupération.Pour dénombrer la partie de l’organisme vivant, transférer le contenu d’un tube microcentrifuge individuel dans une boîte de Pétri de 35 millimètres à l’aide d’une pipette en verre. Sous un microscope à dissection, comptez les organismes vivants et morts et notez les nombres. Le nombre d’organismes observés doit correspondre à l’organisme prélevé à l’origine.Si ce n’est pas le cas, vérifiez le côté des tubes microcentrifugeuses et de la boîte de Pétri, générez un tableau de données au format CSV avec les en-têtes regroupant la variable d’intérêt, la température du tube en degrés Celsius, le nombre d’individus vivants et le nombre d’individus morts. Pour ajuster les données avec une régression logistique, utilisez un modèle linéaire généralisé avec une distribution binomiale. Pour exécuter le modèle, tapez source et utilisez le fichier R, modelloop.r.Calculez les valeurs prédictives auxquelles 50% des individus ont survécu, afin de déterminer la limite thermique supérieure médiane. À l’aide de ce protocole, la survie des larves de dollars de sable a été mesurée, qui était sur une plage de température de 19 à 37 degrés Celsius, deux, quatre et six jours après la fécondation. Au fur et à mesure que les larves de sable se développaient, la limite thermique supérieure est passée de 28,6 degrés Celsius deux jours après la fécondation à 28,8 degrés Celsius quatre jours après la fécondation et à environ 29 degrés Celsius six jours après la fécondation.Les temps d’incubation et de récupération sont spécifiques à l’espèce. Il est important d’effectuer un test préliminaire pour s’assurer que le moment choisi donne une estimation fiable de la vie par rapport à la mort.

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