夜間の人工光が放し飼い動物に及ぼす影響を調べるための実験的アプローチ:その実施、結果、今後の研究の方向性

夜間に人工光(ALAN)を巣箱の中で操作する私たちの方法は、動物の行動、生理学、適応度に対するALANの影響を決定するのに強力です。この技術は、研究者が制御された方法で夜間に動物を光にさらすことができるため、ALANが放し飼いの動物にどのように影響するかを研究することに固有の課題を克服するのに役立ちます。このシステムは、繁殖または休息のために空洞を使用する任意の鳥類または哺乳類種において使用することができ、また、他の文脈で使用するために改変される可能性がある。

実験の少なくとも1日前に巣箱の上部にダミーボックスを置くことによって実験セットアップに動物を馴化させることから始めて、新規性嫌悪の影響を最小限に抑える。対象個体を調査するには、鳥を邪魔することなく巣箱内の識別を可能にするために、受動的統合トランスポンダまたはPITタグで研究集団内の動物を適合させる。夜間の人工光やALANが睡眠行動に及ぼす影響を含む実験では、実験の前夜に巣箱を訪れ、無線周波数表示またはRFIDリーダーで箱をスキャンして、どの鳥が内部でねぐらをしているかを判断します。

ALANが存在しない状態での睡眠を妨げないようにするには、暗闇の条件下で一晩、次にALANの存在下で一晩の睡眠を記録することによって、反復測定設計を実装します。どちらの夜も、赤外線またはIRカメラを現場に持ち込む前に、時刻を現地時間と同期させます。次に、MDSDカードをSDスロットに挿入して、バッテリーに隣接するミニDVRレコーダーに挿入します。

暗闇が始まる少なくとも2時間前に、ダミーボックスを巣箱の上部から取り出し、巣箱の蓋を開けて、IRカメラを含むプレートを内側に置き、カメラの対物レンズを下向きにします。次に、電子コネクタをネストボックスの溝から外します。巣箱のふたを閉じた後、バッテリー、レコーダー、タイマーを入れたエンクロージャーを巣箱の上に置きます。

次にレコーダーの赤いコネクターをカメラの白いコネクターに、レコーダーの黄色いコネクターをカメラの黄色いコネクターに、バッテリーから黒いコネクターをカメラの赤いコネクターに接続します。また、ALAN 夜間の場合、タイマーに LED が、電源にタイマーが点灯します。接続したら、システムを収容するエンクロージャー内にワイヤーを入れます。

記録が開始されたら、小さなTFT画面で正しい画像を確認し、記録を押します。暗くなってから1時間後、巣箱に戻り、RFIDトランスポンダリーダーを巣箱の底と側面に動かし、PITタグから通信された一意の識別番号を記録して、内部で眠っている鳥の身元を確認します。コントロール録音の翌朝、日の出から2時間後に、巣箱からバッテリーシステムを集めてから、ダミーボックスを巣箱の上に戻します。

研究室では、バッテリーを充電し、レコーダーからSDカードを取り外してダウンロードし、行動データを収集します。データを正常にダウンロードしたら、SDカードからデータを消去してから、カードをミニDVRレコーダーに挿入します。その後の夜には、所望の光露光時間分のタイマーシステムを設置し、タイマーを電源に接続し、タイマーにLEDを接続して、前述のように記録を制御して、光露光処理を実施する。

複数の夜の光暴露とビデオ録画を含む実験では、毎朝システムを集めて日中はバッテリーを充電し、夕方にシステムを交換します。後で、目的の応答変数に関するデータを収集します。この研究は、睡眠行動に対するALAN曝露の劇的な影響を文書化した。

1.6ルクスという比較的低い強度でアランに曝された鳥は、30分早く目を覚まし、20分早く巣箱を出て、対照の鳥よりも40分眠れなかった。ここでは、睡眠への影響を評価するためにシステムを使用することに焦点を当てていますが、このシステムは繁殖期に雛を発達させる効果をテストするためにも使用できます。ALAN曝露の生理学的影響を評価するために、動物を捕獲し、血液サンプルを取得し、形態測定もこの時点で採取することができる。

この巣箱ベースのシステムにより、研究者は、睡眠への影響など、以前は評価できなかったALANの生物学的影響に関する興味深い質問の範囲を評価することができました。