A Strain Gauge Monitor (SGM) for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH

Elka T Porter; Frederick S Porter

doi:10.3791/57404

JoVE Journal > Environment

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Environment

Een spanningsmeter Monitor (SGM) voor ventiel Gape continumetingen in tweekleppige weekdieren in reactie op laboratorium geïnduceerde Diel-Fiet & Mountainbike hypoxie en pH

Published: August 01, 2018

doi:

10.3791/57404

Elka T Porter, Frederick S Porter

¹Yale Gordon College of Arts & Sciences,University of Baltimore, ²Goddard Space Flight Center,NASA

Summary

Inzicht in de gedragsmatige reacties van tweekleppige schorsing-feeders op omgevingsvariabelen, zoals opgeloste zuurstof, kan sommige ecosysteem processen verklaren. Wij hebben een goedkoop, laboratorium-based, spanningsmeter monitor (SGM) voor het meten van ventiel gape reacties van oesters, Crassostrea virginica, diel-Fiet & Mountainbike hypoxie en cyclische pH ontwikkeld.

Abstract

Een goedkope, laboratorium-based, spanningsmeter ventiel gape monitor (SGM) werd ontwikkeld om te controleren van het ventiel gape gedrag van tweekleppige weekdieren naar aanleiding van hypoxie diel-fietsen. Een brug van Wheatstone was aangesloten op spanningsmeters die waren gekoppeld aan de schelpen van oesters (Crassostrea virginica). De opgenomen signalen toegestaan voor het openen en sluiten van de tweekleppigen voortdurend worden geregistreerd tweedaagse perioden van experimenteel-geïnduceerde diel-Fiet & Mountainbike hypoxie en diel-Fiet & Mountainbike veranderingen in de pH. Hier, wij beschrijven een protocol voor het ontwikkelen van een goedkope spanningsmeter monitor en beschrijven, in een voorbeeld laboratorium experiment, hoe we het gebruikt voor het meten van het ventiel gape gedrag van Eastern in reactie op diel-Fiet & Mountainbike hypoxie (C. virginica), oesters en cyclische veranderingen in de pH. Ventiel gape werd gemeten op oesters onderworpen aan cyclische ernstige hypoxische (0,6 mg/L) opgelost zuurstof voorwaarden met en zonder cyclische veranderingen in de pH, cyclische milde hypoxische (1,7 mg/L) voorwaarden en voorwaarden van de normoxic (7.3 mg/L). We laten zien dat wanneer oesters herhaalde diel cycli tegenkomen, ze snel hun schelpen in reactie op de ernstige hypoxie sluiten en met een vertraging te milde hypoxie sluit. Wanneer normoxia is hersteld, openen ze snel opnieuw. Oesters reageerde niet op cyclische pH voorwaarden bovenop diel fietsen ernstige hypoxie. Bij verminderde zuurstof omstandigheden, meer dan een derde van de oesters gesloten gelijktijdig. We laten zien dat de oesters op diel-Fiet & Mountainbike hypoxie, die moet worden beschouwd als beoordeling van het gedrag van tweekleppigen aan opgeloste zuurstof reageren. Het ventiel SGM kan worden gebruikt ter beoordeling van de reacties van tweekleppige weekdieren op veranderingen in opgeloste zuurstof of verontreinigingen. Afdichten van technieken om beter zegel moet de klep gape spanningsmeters van zeewater verdere verbetering te verhogen de levensduur van de sensoren.

Introduction

Hypoxie, dat wil zeggen, ontbonden zuurstofconcentraties [doen] voldoende laag om het negatief beïnvloeden van biologische en ecologische processen zijn, maar vaak functioneel gedefinieerd als [doen] < 2 mg / L¹en Anoxie (functioneel omschreven als [] van 0.0-0,2 mg/L) zich voordoen vaker en ernstig in de kustwateren van de wereld, estuaria en de diepe oceaan²^,³ en worden vaak verergerd doordat eutrofiëring⁴^,⁵. Met een toenemende areal omvang van hypoxie en Anoxie, macrofauna ondervinden en verliezen habitat omvang en kwaliteit van habitat. Klimaatverandering wordt voorspeld te verergeren van hypoxie en Anoxie⁶.

In vele gestratificeerde, nutriënt-verrijkt estuaria zoals Chesapeake Bay, USA, seizoensinvloeden persistente Hypoxie kan zegevieren en jaar na jaar²kan optreden. Bovendien, diel-fietsen van hypoxie is frequent in estuaria zoals de Chesapeake Bay en andere locaties en treedt op tijdens de nacht of de vroege ochtenduren in de zomer⁷^,⁸laat.

De meeste studies zijn gericht op het effect van continue blootstelling van de organismen tot lage [] en op hun tolerantie voor hypoxie en Anoxie⁹^,¹⁰^,¹¹^,¹²^,¹³^,¹⁴. Bovendien, studies hebben gekeken naar de grootschalige verschuiving in de samenstelling naar soort distributies, abundanties, en soorten in reactie op uitgebreide lage []⁴^,¹⁵. Vaak soorten die zeer gevoelig zijn voor laag [doen], sterven in massa,¹⁶ verschuiven van de overige soorten om een jonger, kleiner, kortstondige fauna als, bijvoorbeeld, gevonden op de plank van de Louisiana-Texas ecosysteem⁴.

Gedragsveranderingen meestal ervóór Gemeenschap ineenstorting¹⁷ en studies hebben gemeld op gedrags reacties van organismen tot uitgebreide lage []⁴^,¹⁶^,¹⁷^,¹⁸^,¹⁹ ^,²⁰^,²¹^,²²^,²³^,²⁴^,²⁵. Deze studies, echter, richt u niet op de reacties van organismen diel-Fiet & Mountainbike blootstelling van hypoxie en de wisselende aard van [] beschikbaarheid in estuaria.

Diel-Fiet & Mountainbike hypoxie in ondiepe estuaria heeft ontvangen bewustmaking als studies volgen meer [doen] vaak in de loop van dagen met sondes in estuaria¹⁶^,²⁶. Water kan blijven hypoxische uren aan het eind van de avond of vroeg in de ochtenduren in de zomer wanneer er geen fotosynthese zuurstof genererende tijdens de nacht, maar hoge zuurstof verbruikt aërobe ademhaling⁷^,¹⁶. Ook bleek dat de getijden beïnvloed de diel fietsen voor omstandigheden met weinig doen met de meest extreme minima waargenomen als lage waterstanden viel samen met het einde van de nacht-²⁷. Pas na enkele uren van hypoxie [doet] terug naar normoxia⁷^,¹⁶^,²⁸ komen in de dagelijkse cyclus.

Om te bepalen van de gedragsmatige reactie van C. virginica diel-Fiet & Mountainbike hypoxie en pH we gecontroleerd het openen en sluiten van de kleppen van oesters blootgesteld aan laboratorium geïnduceerde diel fietsen [do] en cyclische pH. Gape reacties van tweekleppigen zijn gebruikt om het detecteren van negatieve milieu-omstandigheden. Ventiel sluitingen van tweekleppigen in reactie op verontreinigingen²⁹^,³⁰^,³¹, giftige algen³²^,³³^,³⁴, thermische vervuiling³⁵^,³⁶ ^, ³⁷, voedsel hoeveelheid afnemen³⁸^,³⁹^,⁴⁰, voederen regeling³⁹^,⁴¹, emersion³⁷^,⁴², fotoperiode⁴³ ^, ⁴⁴, de pH⁴⁵^,⁴⁶, en de gecombineerde pH en de opgeloste zuurstof⁴⁷ zijn gemeten. Gape technieken hebt, bijvoorbeeld directe waarnemingen⁴⁸^,⁴⁹^,¹³, opgenomen continue metingen met behulp van riet schakelaars en magneten (Dreissena monitor)⁵⁰, of glasvezel sensoren ⁵¹ waarvoor helder water. Daarnaast zijn magneet en magnetische velden veldsterkte Hall sensoren gebruikt om de studie van Mossel gape hoek⁵²^,⁵³,^,⁵⁴^,⁵⁵, en een hoge frequentie elektromagnetische inductie systeem dat kan maatregel de variërende afstand tussen twee elektrische spoelen die zijn gelijmd op de kleppen is⁵⁶^,⁵⁷^,⁵⁸^,⁵⁹gebruikt. Een hoge spanningsbron nodig is voor de elektromagnetische inductie systeem en macht moet worden geleverd aan beide zijden van de shell-⁵². Dit systeem is ook commercieel beschikbaar als de “MOSSELMONITOR” (http://mosselmonitor.nl/).

Op een strakke onderzoeksbudget, we gebouwd een goedkope spanningsmeter monitor (SGM) voor het continu meten oester gape over laboratorium-geïnduceerde diel fietsen [do] en pH, onder lage zicht. Ons systeem is ook veel eenvoudiger dan concurrerende systemen, waardoor veel dieren worden geïnstrumenteerd tijdens een experiment. We wilden de gedrags reacties van C. virginica op diel fietsen ernstige bepalen ([doen] = 0,6 mg/L) hypoxie met controle pH (pH = 7.8) en fietsen pH (pH = 7.8-7.0), respectievelijk, en gape reacties op milde ([doen] = 1,7 mg/L) hypoxie. Bovendien, we wilden om te bepalen als oesters zijn in staat om snel te reageren op veranderingen in [doen] over de diel cyclus en hoe ze reageren als normoxia na een hypoxische evenement terugkeert. Misschien zijn de oesters optimaal aangepast aan de snel wisselende omgeving die is te vinden in vele estuaria¹⁶^,²⁷ waar ze wonen. Terwijl de meer complexe ventiel gape monitoren beschikbaar zijn, biedt de SGM een goedkope techniek waarmee continumetingen van ventiel gape in wateren zelfs in lage zicht.

Figuur 1. De brug van Wheatstone voor het ventiel gape apparaat. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

De spanningsmeter sensoren gebruikt voor de controle van tweekleppige gape zijn resistieve films in een meander patroon op een polyimide back-ups maken. Kleine hoeveelheden van stam moduleren de weerstand van de sensor. De tweekleppige buigt de strain gage wanneer het gaapt veroorzaken een verandering in de weerstand van de sensor. We gebruikt een nul, evenwichtige, brug van Wheatstone voor elk tweekleppige kanaal zoals afgebeeld in Figuur 1 voor het meten van de verandering in de weerstand van de sensor. De brug van Wheatstone is nul door de potmeter toe te staan van een vrij hoge winst kunnen worden ingezet door de datalogger. Een brug van Wheatstone is een standaardmethode voor het nauwkeurig meten van een onbekende weerstand met behulp van een verhouding tot een bekende weerstand standaard en een voltmeter. De geschiedenis van deze zeer oude techniek wordt besproken in Ekelof (2001)⁶⁰. We 12 kanalen, elk met een eigen brug van Wheatstone en nul potentiometer, geïntegreerd in de eenheid spanningsmeter Monitor (SGM).

Protocol

1. bouw van de brug van Wheatstone voor het ventiel Gape-apparaat Opmerking: De spanningsmeter is nominaal 1000 Ω, dus volledig evenwicht te brengen en de brug null, alle onderdelen moet 1000 Ω. Zoals in Figuur 1draai soldeer twee 1 kΩ precisie weerstanden naar elkaar en vervolgens naar een ~ 976 Ω weerstand en een 100 Ω 10 potentiometer. Het typische spanningsmeter bereik is een paar Ω off van de 1000 Ω nominale, dus alleen dat dit verzet moet wo…

Representative Results

Oesters blootgesteld aan ononderbroken normoxic estuariene water (geen hypoxie tijdens de fase van de laag plateau van de dagelijkse cyclus) allermeest naar de tijd open waren en slechts kort gesloten zelden (Figuur 5). Wanneer ze gesloten gevarieerd van oester te oester. Dit patroon is ook gevonden door Loosanoff en Nomejko 194644 en Higgins 198039. Oesters ook reageren niet op het verschil in donkere en lichte…

Discussion

Typische studies focus op de continue, uitgebreid periodes van lage zuurstof voorwaarden en de reactie, vaak gemeten als de overleving, van dieren. Op dit moment is ons begrip van de gedragsmatige reacties van dieren op diel-Fiet & Mountainbike hypoxie echter minimaal⁶³. Dus, meer studies moeten richten op het gedrag van organismen in reactie op diel-Fiet & Mountainbike hypoxie die gedurende de zomer in vele estuaria⁷^,⁸regelmatig optreedt….

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Wij danken Melinda Forseth voor het nemen van foto’s van oesters en het meten van hun muil breedte in ImageJ. Wij danken Denise Breitburg voor toegang tot de aquaria met diel fietsen hypoxie en cyclische pH voorwaarden. Wij danken het Smithsonian Environmental Research Center, Edgewater, Maryland, voor ruimte voor de experimenten. De experimenten van hypoxie werden gefinancierd door een National Oceanic and Atmospheric Administration – centrum voor gesponsorde kust Oceaan onderzoeksbeurs Nee. NA10NOS4780138 en het Smithsonian Hunterdon Fonds Denise Breitburg. Het ventiel gape metingen tijdens de experimenten werden gefinancierd door een subsidie van de verhoging van de faculteit door Washington College naar Elka T. Porter hypoxie.

Materials

Campbell CR 10x data logger	Campbell Scientific, Logan, Utah		Or other data logger. At Campbell the CR 10X has been replaced with the CR 1000
Campbell CR 10x multiplexer	Campbell Scientific, Logan, Utah		Data logger needs to have space for 12 channels
Dsub connector male crimp pins	TE Connectivity	205089-1	pins for gape sensor leads
PCA tape	Micro Measurements Corp, NC		To seal the strain gauge
Duro Quick Gel	Ace Hardware		Superglue
SG13/1000-LY43 or LY41	Omega Engineering Inc., Stanford, CT		Strain gauges
32 AWG (7/40) teflon Alpha wires	AlphaWire, Elizabeth, NJ	2840/7	Sensor cables, different colors are available
1/16" heat shrink tubing	Qualtek	B01A3QKKO6	To seal the leads of the sensor cable
Weller WES51 Analog Soldering Station	Amazon		Lots of soldering, need a good soldering iron. https://www.amazon.com/Weller-WES51-Analog-Soldering-Station/dp/B000BRC2XU/ref=sr_1_23?s=hi&ie=UTF8&qid=1505654295 &sr=1-23&keywords=soldering+iron
Rosin Soldering Flux Paste	Amazon		Needed for soldering
60-40 Tin Lead Rosin Core Solder Wire	Amazon		Needed for soldering
Aquarium sealant	Home Depot		Attach sensors to bivalve
PC Laptop			Any old PC to run Campbell gape program
heat gun	Amazon		shrink shrink tubing
Drill	Hardware store, Amazon		for twisting wires to make sensor cables
AC to DC power module	Acopian	DB15-30	Wheatstone bridge power supply
Poteniometer	Clarostat	733A	Wheatsone bridge nulling
isolating BNC connector	Sterren Electronics	"200-148	Wheatstone bridge output for multimeter
Fused AC receptical panel module	Adam technologies	IEC-GS-1-200	Wheatstone bridge power supply connector
976 ohm 1% resistor	Vishay Dale	CMF50976R00FHEB	Wheatstone bridge resistor
1 kohm 1% resistor	Vishay Dale	CMF501K0000FHEB	Wheatstone bridge resistor
Potentiometer scale dial	Kilo International	462	10 turn dial for nulling potentiometer
DB25 male panel connector	TE connectivity	1757819-8	Data logger connector on Wheatstone bridge
DB25 female panel connector	TE connectivity	1757819-8	Sensor connector to Wheatstone bridge
perforated circuit board	Vector electronics	64P44WE	circuit board for mounting of bridge components
enclosure	Hammond Manufacturing	1444-29	Enclosure for sensor readout electronics

References

Vaquer-Sunyer, R., Duarte, C. M. Thresholds of hypoxia for marine biodiversity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (40), 15452-15457 (2008).
Diaz, R. J., Rosenberg, R. Spreading dead zones and consequences for marine ecosystems. Science. 321, 926-929 (2008).
Levin, L. A., Breitburg, D. L. Linking coasts and seas to address ocean deoxygenation. Nature Climate Change. 5, 401-403 (2015).
Diaz, R. J., Rosenberg, R. Marine benthic hypoxia: A review of its ecological effects and the behavioural responses of benthic macrofauna. Oceanography and Marine Biology: An annual Review. 33, 245-303 (1995).
Patterson, H. K., Boettcher, A., Carmichael, R. H. Biomarkers of dissolved oxygen stress in oysters: a tool for restoration and management efforts. PLoS One. 9 (8), 104440 (2014).
Altieri, A. H., Gedan, K. B. Climate change and dead zones. Global Change Biology. 21 (4), 1395-1406 (2015).
Tyler, R. M., Brady, D. C., Targett, T. E. Temporal and spatial dynamics of diel-cycling hypoxia in estuarine tributaries. Estuaries and Coasts. 32 (1), 123-145 (2009).
Breitburg, D. L., et al. Landscape-level variation in disease susceptibility related to shallow-water hypoxia. PLoS One. 10 (2), 0116223 (2015).
Stickle, W. B., Kapper, M. A., Liu, L. -. L., Gnaiger, E., Wang, S. Y. Metabolic adaptations of several species of crustaceans and molluscs to hypoxia: toterance and microcalometric studies. Biological Bulletin. 177 (2), 303-312 (1989).
Gamenick, I., Jahn, A., Vopel, K., Guiere, O. Hypoxia and sulphide as structuring factors in a macrozoobenthic community on the Baltic Sea shore: colonization studies and tolerance experiments. Marine Ecology Progress Series. , 73-85 (1996).
Modig, H., Olafsson, E. Responses of Baltic benthic invertebrates to hypoxic events. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 229 (1), 133-148 (1998).
Riedel, B., Zuschin, M., Stachowitsch, M. Tolerance of benthic macrofauna to hypoxia and anoxia in shallow coastal seas: a realistic scenario. Marine Ecology Progress Series. 458, 39-52 (2012).
Lombardi, S. A., Harlan, N. P., Paynter, K. T. Survival, acid-base balance, and gaping responses of the Asian Oyster C. ariakensis and the Eastern Oyster C. virginica during clamped emersion and hypoxic immersion. Journal of Shellfish Research. 32 (2), 409-415 (2013).
Jansson, A., Norkko, J., Dupont, S., Norkko, A. Growth and survival in a changing environment: Combined effects of moderate hypoxia and low pH on juvenile bivalve Macoma balthica. Journal of Sea Research. 102, 41-47 (2015).
Gooday, A. J., et al. Faunal responses to oxygen gradients on the Pakistan margin: A comparison of foraminiferans, macrofauna and megafauna. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 56 (6-7), 488-502 (2009).
Montagna, P. A., Ritter, C. Direct and indirect effects of hypoxia on benthos in Corpus Christi Bay, Texas, U.S.A. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 330 (1), 119-131 (2006).
Villnas, A., Norkko, J., Lukkari, K., Hewitt, J., Norkko, A. Consequences of increasing hypoxic disturbance on benthic communities and ecosystem functioning. PLoS One. 7 (10), 44920 (2012).
Breitburg, D. Effects of hypoxia, and the balance between hypoxia and enrichment on coastal fishes and fisheries. Estuaries. 25 (4), 767-781 (2002).
Costantini, M., et al. Effect of hypoxia on habitat quality of striped bass (Morone saxatilis) in Chesapeake Bay. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 65 (5), 989-1002 (2008).
Ludsin, S. A., et al. Hypoxia-avoidance by planktivorous fish in Chesapeake Bay: Implications for food web interactions and fish recruitment. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 381, 121-131 (2009).
Zhang, H., et al. Hypoxia-driven changes in the behavior and spatial distribution of pelagic fish and mesozooplankton in the northern Gulf of Mexico. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 381, 80-91 (2009).
Sparks, B. L., Strayer, D. L. Effects of low dissolved oxygen on juvenile Elliptio complanata (Bivalvia:Unionidae). Journal of the Norther American Benthological Society. 17, 129-134 (1998).
Llanso, R. J. Effects of hypoxia on estuarine benthos: the lower Rappahannock River (Chesapeake Bay), a case study. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 35 (5), 491-515 (1992).
Riedel, B., Zuschin, M., Haselmair, A., Stachowitsch, M. Oxygen depletion under glass: Behavioural responses of benthic macrofauna to induced anoxia in the Northern Adriatic. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 367 (1), 17-27 (2008).
Riedel, B., et al. Effect of hypoxia and anoxia on invertebrate behaviour: Ecological perspectives from species to community level. Biogeosciences. 11 (6), 1491-1518 (2014).
Breitburg, D. L. Near-shore hypoxia in the Chesapeake Bay: Patterns and relationships among physical factors. Estuarine Coastal and Shelf Science. 30, 593-609 (1990).
Baumann, H., Wallace, R. B., Tagliaferri, T., Gobler, C. J. Large natural pH, CO2 and O2 fluctuations in a temperate tidal salt marsh on diel, seasonal, and interannual time scales. Estuaries and Coasts. 38, 220-231 (2015).
Breitburg, D. L., et al. Landscape-level variation in disease susceptibility related to shallow-water hypoxia. PLoS One. 10 (2), 0116223 (2015).
de Zwart, D., Kramer, J. M., Jenner, H. A. Practical experiences with the biological early warning system “mosselmonitor”. Environmental Toxicology and Water Quality. 10 (4), 237-247 (1995).
Kadar, E., et al. Avoidance responses to aluminum in the freshwater bivalve Anodonta cygnea. Aquatic Toxicology. 55, 137-148 (2001).
Soliman, M. F. M., El-Shenawy, N. S., Tadros, M. M., Abd El-Azeez, A. A. Impaired behavior and changes in some biochemical markers of bivalve (Ruditapes decussatus) due to zinc toxicity. Toxicological & Environmental Chemistry. 97 (5), 674-686 (2015).
Shumway, S. E., Cucci, T. L. The effects of the toxic dinoflagellate Protogonyaulax tamarensis on the feeding and behaviour of bivalve molluscs. Aquatic Toxicology. 10, 9-27 (1987).
Basti, L., et al. Effects of the toxic dinoflagellate Heterocapsa circularisquama on the valve movement behaviour of the Manila clam Ruditapes philippinarum. Aquaculture. 291 (1-2), 41-47 (2009).
Tran, D., Haberkorn, H., Soudant, P., Ciret, P., Massabuau, J. -. C. Behavioral responses of Crassostrea gigas exposed to the harmful algae Alexandrium minutum. Aquaculture. 298 (3-4), 338-345 (2010).
Shumway, S. E., Koehn, R. K. Oxygen consumption in the American oyster Crassostrea virginica. Marine Ecology Progress Series. 9, 59-68 (1982).
Nicastro, K. R., Zardi, G. I., McQuaid, C. D., Pearson, G. A., Serrao, E. A. Love thy neighbour: group properties of gaping behaviour in mussel aggregations. PLoS One. 7 (10), (2012).
Dowd, W. W., Somero, G. N. Behavior and survival of Mytilus. congeners following episodes of elevated body temperature in air and seawater. Journal of Experimental Biology. 216 (3), 502-514 (2013).
Higgins, P. J. Effects of food availability on the valve movements and feeding behavior of juvenile Crassostrea virginica (Gmelin). I. Valve movements and periodic activity. Journal of Experimental and Experimental Marine Biology and Ecology. 45, 229-244 (1980).
Riisgård, H. U., Lassen, J., Kittner, C. Valve-gape response times in mussels (Mytilus edulis)-Effects of laboratory preceding-feeding conditions and in situ tidally induced variation in phytoplankton biomass. Journal of Shellfish Research. 25, 901-911 (2006).
Robson, A. A., De Leaniz, C. G., Wilson, R. P., Halsey, L. G. Behavioural adaptations of mussels to varying levels of food availability and predation risk. Journal of Molluscan Studies. 76, 348-353 (2010).
Robson, A. A., de Leaniz, C. G., Wilson, R. P., Halsey, L. G. Effect of anthropogenic feeding regimes on activity rhythms of laboratory mussels exposed to natural light. Hydrobiologia. 655, 197-204 (2010).
Nicastro, K. R., Zardi, G. I., McQuaid, C. D., Stephens, L., Radloff, S., Blatch, G. L. The role of gaping behaviour in habitat partitioning between coexisting intertidal mussels. BMC Ecology. 10, 17 (2010).
Loosanoff, V. S., Nomejko, C. A. Feeding of oysters in relation to tidal stages and to periods of light and darkness. Biological Bulletin. 90 (3), 244-264 (1946).
Comeau, L. A., Mayrand, E., Mallet, A. Winter quiescence and spring awakening of the Eastern oyster Crassostrea virginica at its northernmost distribution limit. Marine Biology. 159 (10), 2269-2279 (2012).
Pynonnen, K. S., Huebner, J. Effects of episodic low pH exposure on the valve movements of the freshwater bivalve Anodonta cygnea L. Water Research. 29 (11), 2579-2582 (1995).
Jakubowska, M., Normant-Saremba, M. The effect of CO2-induced seawater acidification on the behaviour and metabolic rate of the baltic clam Macoma balthica. Annales Zoologici Fennici. 52 (5-6), 353-367 (2015).
Jakubowska, M., Normant, M. Metabolic rate and activity of blue mussel Mytilus edulis trossulus.under short-term exposure to carbon dioxide-induced water acidification and oxygen deficiency. Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 48 (1), 25-39 (2015).
Newell, C. R., Wildish, D. J., MacDonald, B. A. The effects of velocity and seston concentration on the exhalent siphon area, valve gape and filtration rate of the mussel Mytilus edulis. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 262, 91-111 (2001).
Maire, O., Amouroux, J. -. M., Duchene, J. -. C., Gremare, A. Relationship between filtration activity and food availability in the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis. Marine Biology. 152 (6), 1293-1307 (2007).
Borcherding, J. Ten years of practical experience with the Dreissena-monitor, a biological early warning system for continuous water quality monitoring. Hydrobiologia. 556 (1), 417-426 (2006).
Frank, D. M., Hamilton, J. F., Ward, E. E., Shumway, S. E. A fiber optic sensor for high resolution measurement and continuous monitoring of valve gape in bivalve molluscs. Journal of Shellfish Research. 26 (2), 575-580 (2007).
Wilson, R., Reuter, P., Wahl, M. Muscling in on mussels: New insights into bivalve behaviour using vertebrate remote-sensing technology. Marine Biology. 147 (5), 1165-1172 (2005).
Nagai, K., Honjo, T., Go, J., Yamashita, H., Seok Jin, O. Detecting the shellfish killer Heterocapsa circularisquama (Dinophyceae) by measuring bivalve valve activity with a Hall element sensor. Aquaculture. 255 (1-4), 395-401 (2006).
Robson, A., Wilson, R., de Leaniz, C. G. Mussels flexing their muscles: a new method for quantifying bivalve behaviour. Marine Biology. 151 (3), 1195-1204 (2007).
Robson, A. A., Thomas, G. R., de Leaniz, C. G., Wilson, R. P. Valve gape and exhalant pumping in bivalves: optimization of measurement. Aquatic Biology. 6 (1-3), 191-200 (2009).
de Zwart, D., Kramer, J. M., Jenner, H. A. Practical experiences with the biological early warning system “mosselmonitor”. Environmental Toxicology and Water Quality. 10 (4), 237-247 (1995).
Jou, L. -. J., Lin, S. -. C., Chen, B. -. C., Chen, W. -. Y., Liao, C. -. M. Synthesis and measurement of valve activities by an improved online clam-based behavioral monitoring system. Computers and Electronics in Agriculture. 90, 106-118 (2013).
Barile, N. B., Scopa, M., Recchi, S., Nerone, E. Biomonitoring of coastal marine waters subject to anthropogenic use: development and application of the biosensor Mosselmonitor. Ovidius University Annals of Chemistry. 27 (2), 81-86 (2016).
Ballesta-Artero, I., Witbaard, R., Carroll, M. L., van der Meer, J. Environmental factors regulating gaping activity of the bivalve Arctica islandica in Northern Norway. Marine Biology. 164 (5), 116 (2017).
Ekelof, S. The genesis of the Wheatstone bridge. Engineering Science and Education Journal. 10, 37-40 (2001).
Keppel, A. G., Breitburg, D. L., Wikfors, G. H., Burrell, R. B., Clark, V. M. Effects of co-varying diel-cycling hypoxia and pH on disease susceptibility in the eastern oyster Crassostrea virginica. Marine Ecology Progress Series. 538, 169-183 (2015).
Burrell, R. B., Keppel, A. G., Clark, V. M., Breitburg, D. L. An automated monitoring and control system for flow-through co-cycling hypoxia and pH experiments. Limnology and Oceanography: Methods. 14, 168-185 (2015).
Porter, E. T., Breitburg, D. L. Eastern oyster Crassostrea virginica, valve gape behavior under diel-cycling hypoxia. Marine Biology. 163 (218), (2016).
Bergeron, C. M. . The impact of sediment resuspension on mercury cycling and the bioaccumulation of methylmercury into benthic and pelagic organisms. , (2005).

Play Video

PDF

DOI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite This Article

Porter, E. T., Porter, F. S. A Strain Gauge Monitor (SGM) for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH. J. Vis. Exp. (138), e57404, doi:10.3791/57404 (2018).