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

עבודה זו נתמכת על ידי קרן המחקר הפקולטית של מכללת סוורת'מור [KC] ומלגת רוברט ריינולדס ולוסינדה לואיס '70 מחקר קיץ עבור BJ.

1. ייצור בלוק החום
<ol><li>תוחבים את מחמם הרצועות 120 V, 100 W לראוסטט (ראו טבלת חומרים).</li>
	<li>הכן את גוש האלומיניום בגודל 20.3 ס"מ x 15.2 ס"מ x 5 ס"מ (8 אינץ' x 5 אינץ' x 2 אינץ') על-ידי קידוח 60 חורים ברשת של 6 x 10 (ראה טבלת חומרים). ודא שהחורים מרווחים 2 ס"מ מהמרכז למרכז בשני הכיוונים. כל א?...

<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>

פרוטוקול זה מספק גישה נגישה וניתנת להתאמה אישית כדי לקבוע את הגבולות התרמיים של אורגניזמים פלנקטון קטנים באמצעות חשיפה תרמית חריפה. העיצוב בן 10 הגומות ונקודות הקצה הגמישות לטמפרטורה, הנשלטות על ידי אמבט המים בקצה התחתון והמחמם בקצה העליון, מאפשרים לקבוע LT50 בדייקנות. באמצעות גישה זו...

סובלנות תרמית היא המפתח להישרדותם ולתפקודם של אורגניזמים 1,2. ככל שכדור הארץ ממשיך להתחמם עקב פליטות פחמן אנתרופוגניות, תשומת לב גוברת מוקדשת לקביעה וליישום של מגבלות תרמיות3. נקודות קצה שונות, כגון תמותה, אי התפתחות ואובדן ניידות, שימשו לקביעת גבולות תרמיים עליונים ותחתונים4. גבולות תרמיים אלה נחשבים לעתים קרובות פרוקסי עבור נישה תרמית של אורגניזם. מידע זה משמש בתורו לזיהוי מינים פגיעים יותר להתחממות כדור הארץ, כמו גם לחיזוי תפוצת מינים עתידיים ואינטראקציות המינים הנובעות מכך 3,5,6,7. עם זאת, קביעת גבולות תרמיים, במיוחד עבור אורגניזמים פלנקטוניים קטנים, יכולה להיות מאתגרת.
עבור אורגניזמים פלנקטוניים, במיוחד שלבי הזחלים של חסרי חוליות ימיים, ניתן לקבוע את הגבול התרמי באמצעות חשיפה כרונית. חשיפה כרונית מושגת על ידי גידול זחלים במספר טמפרטורות במשך ימים עד שבועות וקביעת הטמפרטורה שבה הזחלים שורדים ו/או קצב התפתחותי מפחיתים 8,9,10. עם זאת, גישה זו גוזלת זמן רב למדי ודורשת אינקובטורים גדולים וניסיון בגידול זחלים (ראה הפניה11 למבוא טוב לגידול זחלים חסרי חוליות ימיים).
לחלופין, ניתן להשתמש בחשיפה חריפה ללחץ תרמי כדי לקבוע גבולות תרמיים. לעתים קרובות, גישת קביעה זו כוללת הצבת בקבוקונים קטנים עם זחלים באמבטיות יבשות מבוקרות טמפרטורה 12,13,14, מינוף פונקציות שיפוע תרמי במחזורים תרמייםPCR 15,16, או הצבת בקבוקוני זכוכית / צינורות מיקרוצנטריפוגה לאורך שיפוע תרמי שנוצר על ידי חימום וקירור מיושמים בקצוות של בלוקי אלומיניום גדולים עם חורים שבהם הבקבוקונים מתאימים להתכרבל 17, 18,19. אמבטיות יבשות טיפוסיות מייצרות טמפרטורה אחת; לפיכך, יש להפעיל יחידות מרובות בו זמנית כדי להעריך את הביצועים בטווח טמפרטורות. מחזורים תרמיים מייצרים שיפוע אך מכילים רק נפח דגימה קטן (120 μL) ודורשים מניפולציות זהירות. בדומה למחזורים תרמיים, בלוקי אלומיניום גדולים יוצרים שיפועי טמפרטורה ליניאריים ויציבים. שתי הגישות יכולות להיות משולבות עם רגרסיה לוגיסטית או פרוביט כדי לחשב את הטמפרטורה הקטלנית עבור 50% אחוז מהאוכלוסייה (LT50)12,20,21. עם זאת, בלוקים אלומיניום בשימוש היו ~ 100 ס"מ אורך; גודל זה דורש שטח מעבדה גדול וגישה למכונות כרסום ממוחשבות מיוחדות לבקרה נומרית כדי לקדוח את החורים. יחד עם שימוש בשני אמבטיות מים ברמה מחקרית כדי לשמור על טמפרטורת היעד, העלות הכספית של הרכבת ההתקנה היא גבוהה.
לכן, עבודה זו שואפת לפתח אמצעי חלופי ליצירת שיפוע טמפרטורה יציב וליניארי עם חלקים זמינים מסחרית. מוצר כזה חייב להיות בעל טביעת רגל קטנה ואמור להיות מסוגל לשמש בקלות לניסויים בחשיפה ללחץ תרמי חריף עבור אורגניזמים פלנקטוניים. פרוטוקול זה פותח עם זואופלנקטון שגודלו <1 מ"מ כאורגניזמים מטרה, ולכן הוא הותאם לשימוש בצינור מיקרוצנטריפוגה של 1.5 או 2 מ"ל. אורגניזמים מחקריים גדולים יותר ידרשו מכולות גדולות יותר מצינורות המיקרוצנטריפוגה של 1.5 מ"ל המשמשים וחורים מוגדלים בגושי האלומיניום.
בנוסף להפיכת מנגנון הניסוי לנגיש יותר, עבודה זו נועדה לפשט את צינור עיבוד הנתונים. בעוד שתוכנה סטטיסטית מסחרית מספקת שגרות לחישוב LT50 באמצעות רגרסיה לוגיסטית או פרוביט, עלות הרישוי אינה טריוויאלית. לכן, סקריפט קל לשימוש המסתמך על תוכנית הסטטיסטיקה בקוד פתוח R22 יהפוך את ניתוח הנתונים לנגיש יותר.
פרוטוקול זה מראה כיצד ניתן לייצר גוש חום קומפקטי עם חלקים זמינים מסחרית וליישם אותו על חשיפת זואופלנקטון (זחלי דנדרסטר אקסצנטריקוס של דולר החול) ללחץ חום חריף כדי לקבוע את הגבול התרמי העליון שלהם.

<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

מגבלות תרמיות ורוחב נעשה שימוש נרחב כדי לחזות את תפוצת המינים. ככל שהטמפרטורה העולמית ממשיכה לעלות, הבנת האופן שבו הגבול התרמי משתנה עם התאקלמות וכיצד הוא משתנה בין שלבי החיים והאוכלוסיות היא חיונית לקביעת פגיעותם של מינים להתחממות עתידית. לרוב האורגניזמים הימיים יש מחזורי חיים מורכבים הכוללים שלבים פלנקטוניים מוקדמים. בעוד שכימות הגבול התרמי של שלבי התפתחות מוקדמים קטנים אלה (עשרות עד מאות מיקרונים) מסייע בזיהוי צווארי בקבוק התפתחותיים, תהליך זה יכול להיות מאתגר בשל גודלם הקטן של אורגניזמי המטרה, דרישת שטח ספסל גדול ועלות ייצור ראשונית גבוהה. כאן מוצג מערך המיועד לנפחים קטנים (מ"ל עד עשרות מ"ל). מערך זה משלב רכיבים הזמינים באופן מסחרי ליצירת שיפוע תרמי יציב וליניארי. כמו כן מוצגים מפרטי הייצור של המערך, כמו גם נהלים להצגה וספירה של אנשים חיים לעומת מתים וחישוב טמפרטורה קטלנית.

מטרת פרוטוקול זה היא לקבוע את הגבול התרמי העליון של זואופלנקטון. לשם כך, יש צורך בשיפוע תרמי יציב וליניארי. ההגדרה המוצעת הצליחה ליצור שיפוע תרמי שנע בין 14 °C ל-40 °C על-ידי הגדרת טמפרטורת אמבט המים ל-8°C והמחמם ל-39°C (איור 2A). ניתן לצמצם ולהזיז את שיפוע הטמפרטורה על-ידי שינוי ערכ?...

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

הפרוטוקול הנוכחי ממחיש את השימוש ברכיבים זמינים מסחרית ליצירת שיפוע תרמי יציב וליניארי. לאחר מכן ניתן להשתמש בשיפוע כזה כדי לקבוע את הגבול התרמי העליון של אורגניזמים פלנקטוניים, במיוחד זחלים חסרי חוליות.

קביעת גבולות תרמיים עבור זואופלנקטון באמצעות בלוק חום

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

ככל שהטמפרטורות העולמיות ממשיכות לעלות, כימות הגבולות התרמיים והקשר עם התאקלמות ואונטוגניה חיוניים לקביעת פגיעותם של מינים להתחממות עתידית. עבור אורגניזמים ימיים עם היסטוריית חיים מורכבת, קביעת גבולות תרמיים יכולה להיות מאתגרת מבחינה לוגיסטית. פרוטוקול זה מציג טביעת רגל קטנה, שיטה קלה לבנייה להערכת טמפרטורות קריטיות של אורגניזמים פלנקטוניים קטנים.בעוד שהשיטה פותחה עבור פלנקטון קטן בגודל של פחות ממילימטר, ניתן לאמץ אותה עבור אורגניזמים ימיים גדולים יותר שיתאימו לבקבוקוני scintillation בנפח של כ-50 מיליליטר. מתחילים על ידי חיווט מחמם הרצועה אל rheostat. קדחו 60 חורים ברשת בגודל 6 על 10 כדי להכין את בלוק האלומיניום בגודל של 20.3 על 15.2 על חמישה סנטימטרים, וודאו שהחורים מרווחים שני סנטימטרים מהמרכז למרכז בשני הכיוונים.קדחו שני חורים נוספים בין העמודה הראשונה והשנייה לבין העמודה התשיעית והעשירית, בהתאם לגודל של בדיקות בקר הטמפרטורה. כדי להחזיק את האלמנטים במקומם ולבודד את בלוק החום שהושלם, בנו מארז מיריעות אקריליות שקופות, תוך הקפדה על החלת שתי שכבות בצד האחורי של גוף החימום. בהרכבה הסופית, יש למרוח משחה תרמית כדי למקסם את מוליכות החום מגוף החימום לתוך הבלוק ומהבלוק לגוף הקירור.חבר את אמבט המים עם צינורות טייגון והכנס את בדיקת התרמוסטט לתוך החורים בצד בלוק האלומיניום. בכל החורים הטחונים, מניחים צינורות מיקרו-צנטריפוגה של 1.5 מיליליטר, מלאים במי ברז עד אפס מקום. הפעל את בקר הטמפרטורה והגדר את טמפרטורת החימום של הבדיקה אחת עד 35 עד 37 מעלות צלזיוס, ובדיקה שתיים עד 21.5 עד 22.5 מעלות צלזיוס.סובבו את הריאוסטט כדי להפעיל את גוף החימום והגדירו אותו לבינוני. הפעל את אמבט המים והגדר את טמפרטורת הצ'ילר ל -15 מעלות צלזיוס. באמצעות צמד תרמי עם אלקטרודה מסוג K, בדוק את הטמפרטורה בתוך כל צינור מיקרו-צנטריפוגה כל 10 דקות לאחר מכן.התאם את הערכים של נקודות הקצה על ידי שינוי ההגדרות של בקר הטמפרטורה ואמבט המים לפי הצורך. הפעילו את אמבט המים והמחמם וקבעו אותם ל-15 מעלות צלזיוס ו-37 מעלות צלזיוס בהתאמה, כדי ליצור שיפוע טמפרטורה מ-19.5 מעלות צלזיוס ל-37 מעלות צלזיוס. לאחר שצינורות המיקרו-צנטריפוגה ממוקמים בחורים טחונים והטמפרטורה של בלוק החום מגיעה, בדוק את הטמפרטורה בתוך כל צינור מיקרו-צנטריפוגה באמצעות צמד תרמי עם אלקטרודה מסוג K.ושימו לב לטמפרטורות האלה. מלא צינור מיקרו-צנטריפוגה של 1.5 מיליליטר במי ים, מסוננים דרך רשת של 0.45 מיקרומטר. רכז את התרבית של אורגניזם המחקר בסינון הפוך, כך שהאורגניזמים יישארו בתחתית הכוס.שטפו את התרבית המרוכזת במי ים מסוננים, וחזרו על הסינון ההפוך פעם נוספת כדי לרכז את הדגימה. ספרו את האורגניזמים הפלנקטוניים הקטנים תחת מיקרוסקופ מנתח והעבירו מספר ידוע של אורגניזמים לצינורות מיקרו-צנטריפוגה מלאים למחצה באמצעות פיפטה של פסטר זכוכית. עכשיו להוסיף מי ים מסוננים עד הנפח הסופי בצינורות אלה מגיע מיליליטר אחד.כעת הכניסו את הצינורות האלה בזוגות לתוך גוש החימום, החל מהקצה הקר כדי לאפשר לאורגניזמים להתחמם בהדרגה לטמפרטורת הניסוי הרצויה. המתן 10 דקות והעבר את זוגות צינורות המיקרו-צנטריפוגה לחורים הקדוחים הסמוכים בטמפרטורות חמות יותר. מניחים זוגות נוספים של צינורות מיקרו-צנטריפוגה בכל שורה בקצה הקר וממשיכים להסיט אותם לכיוון הקצה החם יותר בזוגות.לאחר מילוי הבלוק כולו, דגרו אותו במשך שעתיים בטמפרטורה המיועדת. בתום תקופת הדגירה, מדוד את הטמפרטורה בכל צינור ורשום אותה. לאחר מכן העבירו את כל הצינורות למחזיקים המסומנים מראש ודגרו אותם בטמפרטורה שנקבעה מראש למשך שעה אחת כדי לאפשר התאוששות.כדי למנות את חלק האורגניזם החי, העבירו את תכולתו של צינור מיקרו-צנטריפוגה בודד בצלחת פטרי בקוטר 35 מילימטר באמצעות פיפטה מזכוכית. תחת מיקרוסקופ מנתח, ספרו את האורגניזמים החיים והמתים ורשמו את המספרים. מספר האורגניזמים שנצפה צריך להתאים לאורגניזם שנלקח במקור.אם לא, בדוק את הצד של צינורות המיקרו-צנטריפוגה וצלחת הפטרי, צור טבלת נתונים בפורמט CSV עם הכותרות מקבצות משתנה עניין, טמפרטורת הצינור במעלות צלזיוס, מספר האנשים החיים ומספר האנשים המתים. כדי להתאים את הנתונים עם רגרסיה לוגיסטית, השתמש במודל ליניארי כללי עם התפלגות בינומית. כדי להפעיל את המודל, הקלד מקור והשתמש בקובץ R, modelloop.r.חשב את ערכי המנבא שבהם שרדו 50% מהפרטים, כדי לקבוע את הגבול התרמי העליון החציוני. באמצעות פרוטוקול זה נמדדה הניצולה של דולרי חול זחליים, שהיו בטווח טמפרטורות של 19 עד 37 מעלות צלזיוס, ביומיים, ארבעה ושישה ימים לאחר ההפריה. עם התפתחות הזחלים בדולרים, הגבול התרמי העליון עלה מ-28.6 מעלות צלזיוס ביומיים שלאחר ההפריה, ל-28.8 מעלות צלזיוס בארבעה ימים לאחר ההפריה, וכ-29 מעלות צלזיוס בשישה ימים לאחר ההפריה.זמני הדגירה וההתאוששות הם ספציפיים למינים. חשוב לערוך בדיקה ראשונית כדי לוודא שהתזמון שנבחר מניב הערכה אמינה של חי לעומת מת.

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

פרוטוקול זיהומים דנגי ב יתושים (א aegypti) ו הפנוטיפ קביעת זיהום

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

טרנספורמציה של DNA פלסמיד לתוך החיידק שימוש בשיטה הלם חום

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

גיבוש חלבונים בממברנה עבור קביעת מבנה באמצעות Mesophases Lipidic

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

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

אגר-Block מיקרוקוסמוס של פירוק רקמות הצמח מבוקרת על ידי פטריות אירובית

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

ראפיד PCR Thermocycling באמצעות הסעה תרמית Microscale

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

נוגדן microarray כימי חסומים פרופיל תפוקה גבוהה מרובב של Glycosylation חלבון מסוים בדגימות מורכבות

 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

שיטה לבידוד עכבר הלבלב איילט וקביעת תאית cAMP

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

נחישות של אינטראקציות חלבון ליגנד שימוש דיפרנציאל סריקת Fluorimetry

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

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

לימודי ממוקדות באמצעות פנים בלוק טורי וקרן יון ממוקדת סריקה אלקטרון מיקרוסקופ

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

שימוש במצלמה תרמית למדידת אובדן חום באמצעות מעילי נוצות ציפורים

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