O presente protocolo ilustra o uso de componentes comercialmente disponíveis para gerar um gradiente térmico estável e linear. Tal gradiente pode então ser usado para determinar o limite térmico superior de organismos planctônicos, particularmente larvas de invertebrados.
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Artigo de método
Determinação de limites térmicos para zooplâncton usando um bloco de calor
Neste artigo
Resumo
Resumo
Limites térmicos e amplitude têm sido amplamente utilizados para prever a distribuição de espécies. À medida que a temperatura global continua a subir, entender como o limite térmico muda com a aclimatação e como ele varia entre os estágios da vida e as populações é vital para determinar a vulnerabilidade das espécies ao aquecimento futuro. A maioria dos organismos marinhos tem ciclos de vida complexos que incluem estágios planctônicos iniciais. Embora quantificar o limite térmico desses pequenos estágios iniciais de desenvolvimento (dezenas a centenas de mícrons) ajude a identificar gargalos de desenvolvimento, esse processo pode ser desafiador devido ao pequeno tamanho dos organismos-alvo, à grande necessidade de espaço de bancada e ao alto custo inicial de fabricação. Aqui, uma configuração voltada para pequenos volumes (mL a dezenas de mL) é apresentada. Esta configuração combina componentes comercialmente disponíveis para gerar um gradiente térmico estável e linear. As especificações de produção da configuração, bem como os procedimentos para introduzir e enumerar indivíduos vivos versus mortos e calcular a temperatura letal, também são apresentados.
Introdução
A tolerância térmica é fundamental para a sobrevivência e função dos organismos 1,2. À medida que o planeta continua a aquecer devido às emissões antropogénicas de carbono, está a ser dada cada vez mais atenção à determinação e aplicação de limites térmicos3. Vários desfechos, como mortalidade, falha no desenvolvimento e perda de mobilidade, têm sido utilizados para determinar os limites térmicos superiores e inferiores4. Esses limites térmicos são frequentemente considerados um proxy para o nicho térmico de um organismo. Essas informações, por sua vez, são utili....
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Protocolo
1. Fabricação do bloco de calor
- Ligue o aquecedor de tiras de 120 V e 100 W ao reostato (ver Tabela de Materiais).
- Prepare o bloco de alumínio de 20,3 cm x 15,2 cm x 5 cm (8 pol x 5 pol x 2 pol) perfurando 60 furos em uma grade de 6 x 10 (consulte Tabela de Materiais). Certifique-se de que os orifícios estão espaçados 2 cm de centro para centro em ambas as direções. Cada um deve ter 1,1 cm de diâmetro e 4,2 cm de profundidade (Figura 1).
NOTA: Execute a perfuração em uma fresadora ou prensa de perfuração com brocas de aço de alta velocidade. O elemento de aqueciment....
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Resultados
O objetivo deste protocolo é determinar o limite térmico superior do zooplâncton. Para isso, é necessário um gradiente térmico estável e linear. A configuração proposta foi capaz de gerar um gradiente térmico variando de 14 °C a 40 °C, ajustando a temperatura do banho-maria para 8 °C e o aquecedor para 39 °C (Figura 2A). O gradiente de temperatura pode ser estreitado e deslocado alterando os valores de ponto de extremidade. Um gradiente térmico com uma faixa mais estreita (19 °C a 37 °C) tam.......
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Discussão
Este protocolo fornece uma abordagem acessível e personalizável para determinar os limites térmicos de pequenos organismos de plâncton através da exposição térmica aguda. O design de 10 furos e os endpoints de temperatura flexíveis, controlados pelo banho-maria na extremidade inferior e pelo aquecedor na extremidade superior, permitem determinar o LT50 com precisão. Usando essa abordagem, uma diferença no limite térmico que é de <1 °C pôde ser detectada (Figura 3). Essa abordagem .......
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Divulgações
Os autores não têm conflito de interesses a declarar.
Agradecimentos
Este trabalho é apoiado pelo Fundo de Pesquisa da Faculdade do Swarthmore College [KC] e pela Robert Reynolds e Lucinda Lewis '70 Summer Research Fellowship para BJ.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 0,45 µ filtro de membrana m | VWR | 74300-042 | |
| ½ ” Chapa acrílica | McMaster-Carr | 8560K266 | Usado para construir uma caixa estriada com isolamento suficiente. |
| Seringa de 1 mL | VWR | 76290-420 | |
| 2 Canais 7 Tipos de Termopar Datalogger | Omega Engineering | HH506A | Pode ser substituído por qualquer termômetro que caiba dentro de um tubo de microcentrífuga |
| Pipeta automática | Ranin | ||
| Aquecedor de Tira de Montagem com Parafuso e Grampo com Bainha de Aço Inoxidável 430, 120V AC, 1-1/2" de Largura, 100W | para Mar McMaster-Carr | 3619K32 | |
| Pentair | CM2B | Use para fazer água do mar artificial | |
| Denraster excentricus | M-Rep | Dólares de areia da Califórnia | |
| Microscópio de dissecação | Nikon | SMZ645 | |
| DIYhz Bloco de Resfriamento de Água de Alumínio, Sistema de Dissipador de Calor de Refrigerador de Água Líquida para PC Computador CPU Gráficos Radiador Cabeça Endotérmica Prata (40 mm x 120 mm x 12 mm) | Amazon | Conecta-se ao banho-maria e é usado para resfriar uma extremidade do bloco. | |
| Chapa de Alumínio Fundido MIC6 Fácil de Usinar 2" de espessura 8" x 8" | McMaster-Carr | 86825K953 | Maquinado a 2" x 6" x 8" com 60 furos igualmente espaçados (11 mm de diâmetro, 42 mm de profundidade) com dois furos adicionais perfurados num lado para sondas de termostato. |
| Isolamento de tubo de espuma de polietileno flexível econômico | McMaster-Carr | 4530K121 | Cobre a tubulação de plástico entre o resfriador e o bloco para reduzir a perda de calor. Pode ser omitido se a faixa de temperatura estiver próxima da temperatura ambiente |
| EVERSECU 72w 110-240v Resfriador de Água para Aquário Aquecedor/Resfriador Controlador de Temperatura para Peixes Tanque de Camarão Tanque de Recife de Coral Marinho Abaixo de 20 L/30 L Resfriador | de Aquário Amazon | Pode ser usado no lugar do banho-maria de grau laboratorial | |
| Exemplo com dólar de areia larval | |||
| GENNEL 100 g Pasta de graxa composta condutora térmica de silicone de prata para GPU CPU IC LED Fornos de resfriamento | Amazon | Melhora a condutância térmica entre o bloco e os elementos de aquecimento e resfriamento. | |
| Controlador de Temperatura do Termostato de Répteis WiFi Inkbird com 2 Sondas e 2 Tomadas, Termostato de Tapete de Calor para Répteis IPT-2CH (Máx. 250 W por Tomada) | Amazon | Monitora extremidades quentes e frias. Mantém a extremidade quente na faixa | |
| Circuladores Refrigerados a Ar Lauda Ecoline Silver | VWR | 89202-386 | Pode ser substituído por um resfriador de aquário |
| Tubos de microcentrífuga | VWR | 76019-014 | Se forem utilizados animais maiores, os frascos de escanilação (VWR 66022-004) são uma boa alternativa. |
| Filtro de malha Nitex | Feito por conta | Cola quente usada para anexar malha Nitex a tubulação de PVC de 1/2" | |
| Pipeta Pasteur | VWR | 14673-010 | |
| Cloreto de potássio (0,35 M) | Millpore-Sigma | P3911-500G | |
| R. | The R Project for Statistical Computing | ||
| Agulha de seringa | VWR | 89219-346 | Dependendo do tamanho do organismo alvo gague 14 e 16 podem ser usados |
| Tygon Tubing | McMaster-Carr | 5233K65 | Ajuste para combinar com o chiller e o bloco usados |
| O Reostato de Temperatura Repti da Zoo Med | Chewy.com | Classificado para 150 W e reconectado para alimentar diretamente o elemento de aquecimento. Usado para controlar a taxa de saída de calor |
Referências
- Dowd, W. W., King, F. A., Denny, M. W. Thermal variation, thermal extremes and the physiological performance of individuals. Journal of Experimental Biology. 218 (12), 1956-1967 (2015).
- García, F. C., Bestion, E., Warfield, R., Yvon-Durocher, G.
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Reimpressões e permissões
