फ्री-रेंजिंग जानवरों पर रात में कृत्रिम प्रकाश के प्रभावों की जांच करने के लिए एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण: कार्यान्वयन, परिणाम, और भविष्य के अनुसंधान के लिए निर्देश
Summary
रात में कृत्रिम प्रकाश (एलन) में व्यापक रूप से पहुंचने वाले जैविक प्रभाव होते हैं। यह आलेख व्यवहार की निगरानी करते समय घोंसले के बक्से के अंदर ALAN में हेरफेर करने के लिए एक प्रणाली का वर्णन करता है, जिसमें बैटरी, टाइमर और ऑडियो-सक्षम इन्फ्रारेड वीडियो कैमरा के लिए युग्मित एलईडी लाइट्स शामिल हैं। शोधकर्ता जीवों पर एलन के प्रभावों के बारे में कई उत्कृष्ट प्रश्नों का पता लगाने के लिए इस प्रणाली को नियोजित कर सकते हैं।
Abstract
जानवरों को प्रकाश और अंधेरे के प्राकृतिक पैटर्न के साथ विकसित किया गया है। हालांकि, कृत्रिम प्रकाश को मानव बुनियादी ढांचे और मनोरंजक गतिविधि से पर्यावरण में तेजी से पेश किया जा रहा है। रात में कृत्रिम प्रकाश (एलन) में पशु व्यवहार, शरीर विज्ञान और फिटनेस पर व्यापक प्रभाव डालने की क्षमता है, जो आबादी और समुदायों पर व्यापक पैमाने पर प्रभाव में अनुवाद कर सकती है। फ्री-रेंजिंग जानवरों पर एलन के प्रभावों को समझना मोबाइल जीवों द्वारा सामना किए गए प्रकाश के स्तर को मापने और अन्य मानवजनित गड़बड़ी कारकों से एलन के प्रभावों को अलग करने जैसी चुनौतियों के कारण गैर-तुच्छ है। यहां हम एक दृष्टिकोण का वर्णन करते हैं जो हमें प्रयोगात्मक रूप से घोंसले के बक्से के अंदर प्रकाश के स्तर में हेरफेर करके व्यक्तिगत जानवरों पर कृत्रिम प्रकाश जोखिम के प्रभावों को अलग करने की अनुमति देता है। इस अंत तक, एक प्रणाली का उपयोग प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (एलईडी) प्रकाश (ओं) से मिलकर किया जा सकता है जो एक प्लेट का पालन करता है और बैटरी और टाइमर सिस्टम से जुड़ा होता है। सेटअप घोंसले के बक्से के अंदर व्यक्तियों के एक्सपोजर को अलग-अलग तीव्रता और एलन की अवधि के लिए अनुमति देता है, जबकि साथ ही साथ वीडियो रिकॉर्डिंग प्राप्त करता है, जिसमें ऑडियो भी शामिल है। इस प्रणाली का उपयोग फ्री-रेंजिंग महान स्तन (पारस मेजर) और नीले स्तन (साइनिस्टेस कैरुलस) पर अध्ययन में किया गया है ताकि यह अंतर्दृष्टि प्राप्त की जा सके कि कैसे एलन वयस्कों में नींद और गतिविधि पैटर्न को प्रभावित करता है और घोंसले के विकास में शरीर विज्ञान और टेलोमेर गतिशीलता को प्रभावित करता है। सिस्टम, या उसके अनुकूलन का उपयोग कई अन्य पेचीदा शोध प्रश्नों का उत्तर देने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि एएलएएन अन्य गड़बड़ी कारकों के साथ कैसे बातचीत करता है और बायोएनर्जेटिक संतुलन को प्रभावित करता है। इसके अलावा, इसी तरह की प्रणालियों को एएलएएन के स्तर में हेरफेर करने, जैविक प्रतिक्रियाओं का मूल्यांकन करने और एक अंतर-विशिष्ट परिप्रेक्ष्य के निर्माण की दिशा में काम करने के लिए विभिन्न प्रजातियों के घोंसले के बक्से, घोंसले या बिलों में या उसके पास स्थापित किया जा सकता है। विशेष रूप से जब मुक्त रहने वाले जानवरों के व्यवहार और आंदोलन की निगरानी के लिए अन्य उन्नत दृष्टिकोणों के साथ संयुक्त किया जाता है, तो यह दृष्टिकोण एलन के जैविक निहितार्थों की हमारी समझ में चल रहे योगदान को उत्पन्न करने का वादा करता है।
Introduction
जानवरों ने प्रकाश और अंधेरे के प्राकृतिक पैटर्न के साथ विकसित किया है जो दिन और रात को परिभाषित करते हैं। इस प्रकार, हार्मोनल सिस्टम में सर्कैडियन लय आराम और गतिविधि पैटर्न को व्यवस्थित करती है और जानवरों को फिटनेस 1,2,3 को अधिकतम करने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, ग्लुकोकोर्टिकोइड हार्मोन में सर्कैडियन लय, दैनिक गतिविधि की शुरुआत में एक चोटी के साथ, कशेरुकियों को ग्लूकोज चयापचय पर प्रभाव और पर्यावरणीय तनावों के प्रति जवाबदेही के माध्यम से 24-एच अवधि में उचित रूप से व्यवहार करने के लिएप्राइम करता है। इसी तरह, पीनियल हार्मोन मेलाटोनिन, जो अंधेरे के जवाब में जारी किया जाता है, सर्कैडियन लयबद्धता के शासी पैटर्न में अभिन्न रूप से शामिल है और इसमें एंटीऑक्सिडेंट गुणभी हैं 5,6। सर्कैडियन लयबद्धता के कई पहलुओं का प्रवेश, जैसे कि मेलाटोनिन रिलीज, पर्यावरण में प्रकाश के स्तर की फोटोरिसेप्शन से प्रभावित होता है। इस प्रकार, मानव गतिविधि, मनोरंजन और बुनियादी ढांचे का समर्थन करने के लिए पर्यावरण में कृत्रिम प्रकाश की शुरूआत में मुक्त-रेंजिंग जानवरों के व्यवहार, शरीर विज्ञान और फिटनेस पर व्यापक प्रभाव डालने की क्षमताहै 7,8। दरअसल, रात में कृत्रिम प्रकाश (ALAN) के संपर्क में आने के विभिन्न प्रभावों को 9,10 प्रलेखित किया गया है, और ALAN को 21 वीं शताब्दी में वैश्विक परिवर्तन अनुसंधान के लिए प्राथमिकता के रूप में उजागर किया गयाहै।
फ्री-रेंजिंग जानवरों पर एलन के प्रभावों को मापने से कई कारणों से गैर-तुच्छ चुनौतियां पैदा होती हैं। सबसे पहले, पर्यावरण के माध्यम से चलने वाले मोबाइल जानवर लगातार प्रकाश के विभिन्न स्तरों का अनुभव करते हैं। इस प्रकार, कोई प्रकाश के स्तर को कैसे मापता है जो व्यक्तिगत जानवरों के संपर्क में आते हैं? यहां तक कि अगर जानवर के क्षेत्र पर प्रकाश के स्तर को परिमाणित किया जा सकता है, तो जानवर परिहार रणनीतियों को नियोजित कर सकता है जो एक्सपोजर के पैटर्न को प्रभावित करते हैं, इस प्रकार पशु स्थान और प्रकाश स्तरों के एक साथ ट्रैकिंग की मांग करते हैं। दरअसल, अधिकांश क्षेत्र अध्ययनों में, प्रकाश जोखिम के स्तर में माध्य और भिन्नता अज्ञात11 हैं। दूसरा, एलन के संपर्क में अक्सर अन्य मानवजनित गड़बड़ी कारकों के संपर्क में आने से सहसंबद्ध होता है, जैसे कि ध्वनि प्रदूषण, रासायनिक जोखिम और आवास गिरावट। उदाहरण के लिए, रोडवेज के मार्जिन के साथ आवासों पर कब्जा करने वाले जानवरों को स्ट्रीट लैंप से प्रकाश, वाहनों के यातायात से शोर और वाहनों के उत्सर्जन से वायु प्रदूषण के संपर्क में लाया जाएगा। तो फिर कोई प्रभावी रूप से एलन के प्रभावों को भ्रमित करने वाले चर के प्रभावों से कैसे अलग करता है? कठोर क्षेत्र प्रयोग जो प्रकाश जोखिम स्तरों और प्रतिक्रिया चर दोनों के अच्छे माप को सक्षम करते हैं, ALAN के जैविक प्रभावों की गंभीरता का मूल्यांकन करने और प्रभावी शमन रणनीतियोंको विकसित करने के लिए आवश्यक हैं।
यह आलेख एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण का वर्णन करता है, हालांकि इसकी सीमाओं के बिना नहीं (चर्चा अनुभाग देखें), ऊपर पहचानी गई कठिनाइयों को समाप्त नहीं करने पर, शांत करने में मदद करता है। दृष्टिकोण प्रयोगात्मक रूप से एक मुक्त रहने वाले, दैनिक पक्षी प्रजातियों, महान चूची (पारस प्रमुख) के घोंसले के बक्से के अंदर एलन के स्तर में हेरफेर पर जोर देता है, प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) रोशनी की एक प्रणाली का उपयोग करके और घोंसले के बक्से के भीतर स्थापित एक अवरक्त (आईआर) कैमरा। सेटअप ऑडियो सहित वीडियो रिकॉर्डिंग के एक साथ अधिग्रहण को सक्षम बनाता है, जो शोधकर्ताओं को व्यवहार और vocalizations पर प्रभाव का आकलन करने की अनुमति देता है। महान स्तन प्रजनन के लिए घोंसले के बक्से का उपयोग करते हैं, और नवंबर और मार्च के बीच घोंसले के बक्से में सोते हैं। मादाएं प्रजनन के मौसम12 के दौरान घोंसले के बक्से के अंदर भी सोती हैं। सिस्टम का उपयोग नीले स्तन (साइनिस्ट्स कैरूलियस) पर एलन के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए भी कुछ हद तक किया गया है। पहली कठिनाई, जिसमें जानवर द्वारा सामना किए गए प्रकाश स्तरों को जानना शामिल है, को कम किया जाता है, यह देखते हुए कि एक व्यक्ति घोंसले के बॉक्स में प्रवेश करने के लिए तैयार है (या पहले से ही स्थिर घोंसले के मामले में घोंसले के बॉक्स में है), प्रकाश के स्तर को शोधकर्ता द्वारा ठीक से निर्धारित किया जा सकता है। दूसरी कठिनाई, जिसमें भ्रमित चर के लिए सहसंबंध शामिल हैं, को समान वातावरण में घोंसले के बक्से का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है, और / या घोंसले के बक्से के पास भ्रमित चर के स्तर को मापने के द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। इसके अलावा, गुहा-घोंसले के शिकार पक्षियों में, एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण को अपनाना शक्तिशाली है क्योंकि घोंसले के बक्से या प्राकृतिक गुहाएं एलन13 से घोंसले और वयस्कों को ढाल सकती हैं, जो समझा सकती हैं कि क्यों कुछ कोरिलेटिव अध्ययनों में एलन (या मानवजनित शोर) 14 का बहुत कम प्रभाव मिलता है, जबकि प्रयोगात्मक अध्ययनों में अक्सर स्पष्ट प्रभाव मिलते हैं (नीचे देखें)। इसके अलावा, एक दोहराए गए उपाय प्रयोगात्मक डिजाइन को अपनाया जा सकता है जिसमें व्यक्ति अपने स्वयं के नियंत्रण के रूप में कार्य करते हैं, जो सांख्यिकीय शक्ति को और बढ़ाता है, और सार्थक जैविक प्रभावों का पता लगाने की संभावना। नीचे दिए गए अनुभाग: (1) सिस्टम के डिजाइन और कार्यान्वयन के विवरण की व्याख्या करते हैं, (2) उन महत्वपूर्ण परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं जो अब तक सिस्टम का उपयोग करके व्युत्पन्न किए गए हैं, और (3) भविष्य के शोध निर्देशों का प्रस्ताव करते हैं जिन्हें स्तन और अन्य जानवरों दोनों में पीछा किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
एलईडी रोशनी और एक युग्मित आईआर कैमरे की इस घोंसले बॉक्स-आधारित प्रणाली ने शोधकर्ताओं को एलन के जैविक प्रभावों के बारे में पेचीदा प्रश्नों की एक श्रृंखला का आकलन करने की अनुमति दी है। इसके अलावा, कई और श…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
पक्षियों पर एलन के जैविक प्रभावों को शामिल करने वाले हमारे शोध कार्यक्रम को FWO फ़्लैंडर्स (M.E. और R.P., प्रोजेक्ट आईडी: G.0A36.15N), एंटवर्प विश्वविद्यालय और यूरोपीय आयोग (M.L.G, Marie Skóodowska-Curie फैलोशिप आईडी: 799667) से धन प्राप्त हुआ है। हम एंटवर्प विश्वविद्यालय में व्यवहार पारिस्थितिकी और Ecophysiology अनुसंधान समूह के सदस्यों के बौद्धिक और तकनीकी समर्थन को स्वीकार करते हैं, विशेष रूप से पीटर Scheys और थॉमस Raap।
Materials
| Broad spectrum; 15 mm x 5 mm; LED headlight | RANEX; Gilze; Nederlands | 6000.217 | A similar model could also be used |
| Battery | BYD | R1210A-C | Fe-battery 12 V 120 Wh ( lithium iron phosphate battery) |
| Dark green paint | Optional. To color nest boxes/electronic enclosures | ||
| Electrical tape | For electronics | ||
| Homemade timer system | Amazon | YP109A 12V | A similar model could also be used |
| Infrared camera | Koberts-Goods, Melsungen, DE | 205-IR-L | Mini camera; a similar model could also be used |
| Light level meter | ISO-Tech ILM; Corby; UK | 1335 | To calibrate light intensity |
| Mini DVR video recorder | Pakatak, Essex, UK | MD-101 | Surveillance DVR Recorder Mini SD Car DVR with 32 GB |
| Passive integrated transponder (PIT) tags | Eccel Technology Ltd, Aylesbury, UK | EM4102 | 125 Kh; Provides unique electronic ID |
| Radio frequency identification (RFID) Reader | Trovan, Aalten, Netherlands | GR-250 | To scan PIT tags and determine bird identity |
| Resistor | RS Components | Value depending on voltage battery and illumination | |
| SD card | SanDisk | 64 GB or larger | |
| SongMeter | Wildlife Acoustics; Maynard, MA | Optional. Provides a means of monitoring vocalizations outside of nest boxes | |
| TFT Color LED Portable Test Monitor | Walmart | Allows verification that the camera is on and recording the image correctly | |
| Wood | To construct nest boxes/electronic encolsures |
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