스트레인 게이지 모니터 (SGM) 쌍 각 조개 연체 동물 실험실 유도 Diel 순환 산소와 pH에에서 연속 밸브 품 측정에 대 한

용 존된 산소와 같은 환경 변수를 현 탁 액 지류 쌍 각 조개의 행동 답변 이해 생태계의 일부 프로세스를 설명할 수 있습니다. Diel 사이클링 hypoxia 및 산 순환도 저렴, 실험실 기반, 스트레인 게이지 모니터 (SGM) 굴, Crassostrea virginica의 밸브 품 응답을 측정 하기 위해 개발 했습니다.

저렴 한, 실험실 기반, 스트레인 게이지 밸브 품 모니터 (SGM) diel 사이클링 hypoxia에 쌍 각 조개 연체 동물의 밸브 품 동작 모니터링 개발 되었습니다. 굴 (Crassostrea virginica)의 포탄에 연결 된 스트레인 게이지를 휘트스톤 브리지 연결 되었다. 기록 된 신호를 통해 지속적으로 기록 하는 bivalves의 개폐에 대 한 허용의 실험적으로 유도 된 diel 사이클링 hypoxia diel 사이클링 pH 2 일 기간. 여기, 우리는 저렴 한 스트레인 게이지 모니터를 개발 하기 위한 프로토콜을 설명 하 고 예제 실험실 실험에서 설명, 동부 hypoxia diel 사이클링에 대 한 응답 (C. virginica)를 굴 우리의 밸브 품 동작 측정을 사용 하는 방법 및 pH의 주기적 변화입니다. 밸브 품 순환 가혹한 hypoxic (0.6 mg/L)를 받게 하는 굴에 측정 되었다 산소 조건 pH, 순환 가벼운 hypoxic (1.7 mg/L) 조건 및 normoxic (7.3 mg/L) 조건에서 주기적 변화 없이 해산. 그 굴 반복된 diel 사이클 발생, 그들은 빠르게 심한 저 산소 증에 응답에 그들의 포탄 및 종료 가벼운 hypoxia에 시간 지연으로 설명 합니다. Normoxia 복원 되 면 그들은 신속 하 게 다시 엽니다. 굴은 diel 심각한 hypoxia 사이클링에 순환 pH 조건에 응답 하지 않았습니다. 감소 된 산소 조건에서 굴의 1/3 이상 동시에 폐쇄. 우리는 굴 diel 사이클링 hypoxia, 녹은 산소를 위해 bivalves의 동작을 평가 때 고려 되어야 합니다에 응답을 보여 줍니다. SGM 밸브 응답 쌍 각 조개 연체 동물의 용 존된 산소 또는 오염 물질의 변화를 평가 하기 위해 사용할 수 있습니다. 씰링 더 나은 물개를 기술 해 수에서 밸브 품 스트레인 게이지 센서의 장 수를 증가 하기 위하여 추가 개선이 필요 합니다.

저 산소 증, 즉, 해산 생물을 저하를 낮은 산소 농도 [할] 충분히와 생태 프로세스 하지만 종종 기능적으로 정의 < 2 mg/L¹, 고 anoxia의 [할] ([마]로 기능적으로 정의 된 0.0-0.2 mg/L) 세계의 연안 해 역, 구 및 심해^2,3 에 더 자주 그리고 심각 하 게 발생 하 고 양화^4,5증가 의해 악화 자주. Hypoxia 및 anoxia 증가 면적 정도, macrofauna 부정적인 영향을 서식 지 범위와 서식 지 품질 손실. 기후 변화는 hypoxia과 anoxia⁶악화 될 전망 이다.

체사피크 베이, 미국, 등 많은 층 화, 영양소 풍부한 강어귀에서 계절 영구 hypoxia 번성 할 수 하 고²년 후 발생할 수 있습니다. 또한, 산소의 diel 사이클링 구 체사피크 베이 등 다른 위치에서에서 자주 하 고 늦은 밤 또는 여름^7,8에서 이른 아침 시간 동안 발생 합니다.

대부분의 연구와 hypoxia 및 anoxia^{9,10,,1112,13,14 그들의 관용 [할] 낮은 생물의 지속적인 노출의 효과에 초점을 맞추고 있다} . 또한, 연구는 응답 확장 낮은 [할]^4,15종 배포판, 나타났는데, 그리고 종 구성에 대규모 변화를 보았다. 종종 종 낮은 질량에서 죽는 [할]에 매우 민감한¹⁶ 루이지애나 텍사스 선반 생태계⁴에서 발견으로, 예를 들어 젊은, 작은 크기, 수명이 짧은 동물을 나머지 종 이동.

행동 변화는 일반적으로 사회 붕괴¹⁷ 앞 및 확장 낮은 [할]^{4,,1617,18,19 생물의 행동 반응에 연구 보고 ,20,21,22,23,,2425}. 그러나 이러한 연구에,, hypoxia의 diel 사이클링 노출 및 강어귀에서 [할] 가용성의 변동 자연 생물의 응답에 집중 하지 않습니다.

얕은 어귀 Diel 사이클링 hypoxia가 받은 증가 인식 연구 모니터링 [할] 더 자주 sondes 구^16,26일의 과정을 통해. 물 hypoxic 밤의 끝에 시간 또는 여름에서 이른 아침 시간 동안 남아 있을 수 있을 때 밤 하지만 높은 산소 소모 하는 동안 아무 산소 생성 광합성 호 기성 호흡^7,16. 그것은 또한 파도 diel 영향 발견 낮은 파도 밤²⁷의 끝과 일치 하는 때 관찰 가장 극단적인 최소와 낮은 할 조건의 사이클링. Hypoxia가 [할]의 몇 시간 후 다시와 서 normoxia^7,,1628 일일 주기.

Diel 순환 산소와 pH 우리 실험실에 노출 하는 굴의 밸브의 개폐 모니터링 C. virginica 의 행동 반응 확인 하려면 diel [마]의 자전거 및 순환 유도 pH. 품 응답 bivalves의 불리 한 환경 조건 검색에 사용 되었습니다. 오염 물질^29,,3031, 독성 조류^32,,3334, 열 오염^35,36 응답에서 bivalves의 밸브 폐쇄 ^{, 37}, 음식 수량 감소^38,,3940, 먹이 정권^39,41, emersion^37,42, photoperiod^{43 , 44}, pH^45,46및 결합 된 pH 및 용 존된 산소⁴⁷ 측정 되었다. 품 기술, 예를 들어 포함 직접 관찰^48,49,13, 리드 스위치, 자석 (Dreissena 모니터)⁵⁰또는 광섬유 센서를 사용 하 여 연속 측정 ⁵¹ 맑은 물 요구 하 는입니다. 또한, 자석 및 자석 분야 강도 홀 센서 홍합 품 각도^52,,5354,55, 높은-주파수 전자기 유도 시스템을 공부 하 고 사용 되었습니다. 그 수는 밸브에 붙어 두 개의 전기 코일 사이의 다양 한 거리 측정 되었습니다^56,,5758,59를 사용. 높은 전압 소스는 전자기 유도 시스템에 필요한 고 파워 쉘⁵²의 양쪽 모두에 게 배달 했다. 이 시스템은 또한 "MOSSELMONITOR" (http://mosselmonitor.nl/)으로 상용.

단단한 연구 예산에 우리 실험실 유도 diel 저렴 한 스트레인 게이지 모니터 (SGM) 굴 품을 지속적으로 측정 하는 생성의 [] 사이클링과 pH, 낮은 가시성 조건 하에서. 우리의 시스템은 또한 많은 동물 실험 중 계측할 수 있도록 경쟁 시스템 보다 훨씬 간단 하 게. 우리 심각한 자전거 diel C. virginica 의 행동 응답을 확인 하 고 싶 었 ([할] = 0.6 mg/L) 제어 ph hypoxia (pH 7.8 =) 및 자전거 pH (pH = 7.8-7.0), 각각, 고 온화한 품 응답 ([할] = 1.7 mg/L) hypoxia. 또한, 우리는 굴 [할]는 diel 이상 하 고 normoxia hypoxic 이벤트 후 반환 될 때 어떻게 반응 변화에 신속 하 게 응답할 수 있는지 확인 싶 었 어 요. 아마도 그들이 사는 굴은 많은 구^16,27 에 있는 급속 하 게 변동 환경에 최적 적응. 더 복잡 한 밸브 품 모니터를 사용할 수는 SGM 낮은 가시성 조건 에서도 밸브 품 바다에서의 연속 측정을 허용 하는 저렴 한 기술을 제공 한다.

그림 1. 밸브 품 장치에 대 한 휘트스톤 브리지. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

쌍 각 조개 품 모니터링을 위해 사용 되는 스트레인 게이지 센서 백업 polyimide에 meander 패턴에 저항 영화가 있습니다. 적은 양의 스트레인 센서의 저항 조절. 쌍 각 조개 flexes 스트레인 게이지 때 그것 하 품의 발작 센서의 저항 변화를 일으키는. 우리는 센서 저항에서 변화를 측정 하기 위해 그림 1 에 표시 된 대로 각 쌍 각 조개 채널 널링, 균형, 휘트스톤 브리지를 고용. 휘트스톤 브리지는 상당히 높은 이득을 datalogger에 의해 고용 될 수 있도록 포 텐 쇼 미터에 의해 nulled입니다. 휘트스톤 브리지는 알려진된 저항 표준 및 전압계를 비율을 사용 하 여 알 수 없는 저항을 정확 하 게 측정 하는 표준 방법입니다. 이 아주 오래 된 기술의 역사는 Ekelof (2001 년)⁶⁰에 설명 되어 있습니다. 우리는 스트레인 게이지 모니터 (SGM)에 각각 자체 휘트스톤 브리지 및 널링 포 텐 쇼 미터, 12 채널을 통합.

1. 밸브 품 장치에 대 한 휘트스톤 브리지의 건설

참고: 스트레인 게이지는 명목상 1000 Ω, 그래서 완전히 균형을 하 고 다리를 null, 모든 구성 요소는 1000 Ω 이어야 한다.

1. 그림 1에서 같이 솔더 두 1 k ω 정밀 저항 서로 그리고 ~ 976 Ω 저항과 100 Ω 10 포 텐 쇼 미터를 설정합니다. 일반적인 스트레인 게이지 범위는 명목상, 1000 Ω에서 몇 Ω만이 저항 일치 될 필요가입니다. 고정 976 Ω 저항과 가변 저항 (10 회전 포 텐 쇼 미터)를 사용 하 여이 목적을 위해.
2. 그림 1에서 같이 쌍 각 조개 스트레인 게이지에 연결할 커넥터를 변수 팔의 1 개의 측 및 1 k ω 저항기의 한쪽을가지고.
3. 위아래 다리의 바이어스 전류 그림 1과 같이 다리를 제공 하는 전원 공급 장치에 연결 합니다.
4. 그림 1에서 보듯이 프리 앰프와 데이터 레코더를 다리의 중간점을 연결 합니다. 이 품 움직임 변조 스트레인 게이지의 저항으로 쌍 각 조개 응답을 기록 합니다.
5. 후 쌍 각 조개 스트레인 게이지 연결 된 null 10을 조정 하 여 브리지 설정 포 텐 쇼 미터 데이터 레코더 입력에서 전압은 0이 될 때까지. 사용 하는 별도 BNC 커넥터와 손을 개최이 목적 전압계.
   참고: 출력 널 아주 정확한 전압 (품 응답)을 측정할 수 있도록 입력 포화 없이 매우 높은 수익 데이터 레코더와 함께 사용할 수 있습니다 의미 합니다.
   참고: 우리의 다채널 설치 개별 부품 손 납땜 전자 "성능-보드"의 표준 조각에 사용 됩니다. 이 쉽게 작은 추가 노력으로 매우 저렴 한 회로 보드에 공식화 수 있습니다.

2. 일반 설정 Diel 사이클링 Hypoxia 및 Cyclical pH에 대 한

1. 14 h 빛 아래 75 L 수족관에 알려진된 낮은 질병 유행⁶¹ 와 굴을 유지: 10 h 어두운 photoperiod, 주⁴⁸, 및 폭로 [마]의 주기적 변화에 그들로 hypoxia diel 사이클링을 흉내 낸 자연^7, 에 있는 7 일 ⁸. 빛의 14 h 동안 로드 강, 메릴랜드⁶¹에서 2 m 깊이에 화창한 날에 빛 레벨 시뮬레이션.
2. 버 렐 외 에 의해 세부 사항에 설명 된 대로 장기 실험을 위한 실험실에 있는 diel 사이클링 hypoxia 및 산 순환도 설정 (2015) ⁴⁹. [할] 조작 및 각 수족관에 항상 미리 결정 된 수준에서 보류 pH. 음식 제한으로 인해 밸브 폐쇄를 방지 하려면 플랑크톤⁶² 는 수족관에 추가 합니다. 각 수족관에서 [할]을 규제 함으로써 조류 분해에서 어떤 잠재적인 마 통풍 관에 대 한 보상.

3. 쌍 각 조개 새 환경 순응

1. 품 실험을 수행 하기 전에 약 1 주일 동안 diel 사이클링 hypoxia에 굴을 적응.

4. Diel 사이클링 Hypoxia 고원 단계 설정

그림 2 . [할] diel 자전거 산소를 생성 하기 위해 매일 실험적으로 조작 했다. 여기, 2 연속 diel 주기는 품 이상의 측정. 찍은 표시 됩니다. 각 diel 주기 포함 4 [할] 단계: 한과 포화 (SS) = b = normoxia과 포화, c 후 낮은 고원 (LP), d = = normoxia 낮은 고원 후. 낮은 고원, 심한 저 산소 증에 대 한 ([할] = 0.6 mg/L) 자전거 pH 제어와 가벼운 hypoxia 두꺼운 검은 선으로 표시 됩니다 ([할] = 1.7 mg/L) 파선 pH와 얇은 회색 선 normoxia ([할] = 7.3 mg/L)을 자전거와 함께. 회색 상자 이틀 동안 10 h 어두운 간격을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

1. Diel 자전거 hypoxia 만들려고 조정 [마] 4 연속 단계에서 하루 동안 어디 [할] 일정 하 게 유지은: 2 h과 포화과 포화, 4 h 낮은 고원 (normoxia 컨트롤의 경우) 및 낮은 후 2 h normoxia 후 6 h normoxia 고원의 단계
2. 낮은 고원 단계 동안 일정 하 게 유지 normoxic 치료 7.3 mg/L, 1.7 mg/l, [마]에서 약간 산소 치료 상수 및 심한 저 산소 증 치료 상수 0.6 mg/l.의 [할] [할]
3. 심한 저 산소 증에 대 한 2 개의 pH 처리 동안 실행 낮은 고원, 제어 산도 pH 7.8에서 유지 됩니다 즉, 심한 저 산소 증 및 순환 ph 심각한 hypoxia 어디 pH 순환 7.8에서 7.0으로 낮은 고원 중. 어디 pH 7.0 7.8에서 순환 이다 순환 ph 약간 hypoxic 치료를 실행 합니다. 원하는 경우 일정 한 pH와 두 번째 약간 산소 치료를 실행 합니다.

5. 고원 단계 사이 [마]의 램프 업/다운

1. 경사로 위로 또는 아래로 [마]의 포화 후 normoxia에서 낮은 고원 단계는 3 헤 자주, 아래로 램프에 대 한 hypoxia 늦은 밤 이나 이른 아침 시간에 발생 하도록 발견 되었습니다 제외 하 고 각, 2 시간을 4 개의 지속적인 단계 사이의 일정은 여름^7,8; 따라서, 기간 그것 램프로 서 어둠에 낮은 고원 단계를 계속 또는 최대 10 h의 암흑의 길이.
2. 반복 diel 사이클링 hypoxia 4-5 일 주⁶¹.
3. 과 포화 전에 램프 업 단계에서 센서와 굴을 추가 하 고 제거, 닫은 후 그들, 2 일 후 그들은 2 개의 완전 한 diel 사이클 (그림 2) 경험 센서 부착.

6. 센서 케이블 만들기

그림 3 . 쌍 각 조개 SGM 스트레인 게이지 밸브 센서. (a) 스트레인 게이지 센서, (b) 스트레인 게이지는 스트레인의 루프를 보여주는 굴에 연결 된 게이지 두 밸브, (c) 스트레인 게이지 센서 굴에 장착 된 사이. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

1. 두 32를 왜곡 하 여 밸브 품 센서 케이블 구성 AWG (7/40) 철사 ( 재료의 표참조)의 원하는 색상 (그림 3a). 두 케이블의 길이 원하는 품 센서, 즉, 두번 길이 수족관에서 약간의 추가 플러스는 SGM에 와이어의 길이 잘라.
2. 두 사람이 서로 각 케이블의 한쪽 끝을 들고 서 있다.
3. 슬라이드가 위 손잡이 케이블을 통해 케이블 중간에 위는 케이블에 의해 개최 됩니다. (그것은 느슨하게 갈 수 없어) 항상 긴장 아래 케이블을 유지.
4. 두 사람도 긴장 아래 케이블을 유지 하는 반대 방향으로 케이블을 트위스트. 케이블을 시작, (어떤 무게 제공) 중간에가 위의 쌍, 싱크대 것 이다 하 고 케이블의 양쪽 끝이 서로 주위 트위스트 수 있습니다.
5. 케이블의 2 개의 끝을 함께 넣어 누르고 그들, 높은 땅을 터치 하거나 느슨하게 케이블가 위를 허용 하지. 케이블 완료 되 면 총 각 끝에 두 지도 왜곡 하 고, 그래서 4 케이블 다른 쪽 끝에 케이블을 잘라.
6. 또는이 단계를 가속화, 한 사람이 한쪽 끝에 고정 하는 와이어와 드릴을 개최, 와이어에 긴장을 유지 하 고 훈련 하 여 와이어 트위스트를.
7. 2 cm의 트위스트 페어의 각 끝에 배선에서 절연 스트립.

7. 납땜 센서

1. 노출 된 케이블 주석.
2. Dsub 커넥터 남성 주름 핀 센서 케이블의 한쪽 끝에 두 개의 리드 핀 pretinning 케이블을 삽입 하 여 솔더.
3. 그런 다음 축소 각 리드에 튜브를 넣어 리드를 보 온. 축소 된 튜브는 케이블 리드 보다는 직경에서 훨씬 더 큰 선택 합니다. 열 총 열 수축 수축. 수축 튜브는 리드 주위 단단히 포장 합니다 지금.
   참고: 이러한 두 개의 단서 얻을 실험 동안 휘트스톤 브리지에 연결.
4. 솔더 1000 Ω 스트레인의 두 연락처에 센서 케이블의 나머지 끝은 나머지에 13.5 m m * 5.5 m m 격자의 크기와 측정 리드 (그림 3a).
5. 센서 케이블 (그림 3는) 태그를 식별 하는 센서를 추가 합니다.

8. 밀봉 센서

참고: 스트레인 게이지 바닷물에 빨리 침식 하 고 따라서 봉인 해야 합니다 아주 잘. 인감의 품질 센서의 유용한 생활을 영향을 줍니다.

1. PCT-2A 테이프 센서 (그림 3를)의 옆에 긴 끝 및 2 m m 테이프 15 m m를 떠나는 그들을 연결 하 여 스트레인 게이지를 봉인. 스트레인 게이지의 밑면에 PCT-2A 테이프를 부착 후 빠른 젤 센서 리드와 케이블의 연결 된 열린 끝에 추가 합니다.
2. 센서의 상단 측면에 하단 조각으로 같은 크기의 PCT-2A 테이프의 두 번째 작품을 연결 하 고 중간에 스트레인 게이지와 테이프의 두 조각을 함께 첨부. 허용 하지 않습니다 흐름에 빠른 젤 보다 어디서 나 다른 리드와 센서 케이블.
3. 를 개선 하기 위해 인감 테이프 센서를 둘러싼 두 가지 만나는 가장자리에 PCT-2A 테이프의 얇은 스트립을 추가 합니다. 센서의 3 개의 노출된 가장자리에 이렇게 합니다.
4. 12 센서 케이블 센서, 각 채널 휘트스톤 브리지에 대 한 구성 단계 6.1 8.4 11 번을 반복 합니다.
   참고: 스트레인 게이지의 성공적인 씰링 해 수 및 센서 출력에 가끔 "점프"를 최소화 하기 위한 쌍 각 조개 품 센서 생존에 영향을 미치는 주요 변수를 했다. 위에서 설명한 봉인 기술 하지 않고 이전 실험 결과 초기 센서 부식 및 후속 실패, 또는 측정 범위를 넘어 빠른 드리프트. 미래 개선 기법 개선 인감을 포함 해야 합니다.

9. (그림 3b, c) 쌍 각 조개를 밸브 품 센서 부착

1. 굴 diel 사이클 제거 낮은 고원 단계 전에 hypoxia 수족관.
2. 매니큐어와 각 C. virginica의 깨끗 하 고 마른 껍질에는 식별 번호를 작성.
3. 봉인 된 스트레인 게이지는 깨끗 하 고 건조 밸브 라이브 C. virginica (그림 3b, c)의 실행 후 제거할 센서 있도록 수족관 실 란 트를 사용 하 여 연결 합니다. 셸그림 3(c)에 중간쯤에 대 한 굴의 오른쪽 (평면) 밸브에 리드와 품 센서를 부착 하 고 스트레인 게이지 (그림 3b)의 루프 ( 밸브의 개방을 방해 수 없습니다 밸브에 걸쳐 두고 그림 3b). 왼쪽된 밸브에 센서의 나머지 자유 끝점을 붙입니다.
   참고: 관측은 굴 열 그들의 밸브 일반적으로 장소에 센서를 확인 합니다.
4. 그러나 어떤 길은 센서 붙어 중요 하지 않습니다,, 신호 방향 것입니다 변경 될 경우 일부 리드는 왼쪽 및 오른쪽 밸브에 일부에 붙어있다. 신호의 방향에서 실행의 끝에 쌍 각 조개의 강제 폐쇄 된다. 모든 bivalves에 대 한 품 응답 신호에 변화의 일관 된 방향에 대 한 동일한 밸브 쪽으로 리드 센서와 스트레인 게이지 부분을 접착.
5. 센서를 밀봉 하 고 굴에 그들을 연결 하는 과정의 각 단계 확인 센서 저항 주기적으로 판독 전자의 범위 내에서 유지 됩니다 있는지 확인 하 고 처리 하는 동안 센서의 손상에 대 한 확인 합니다.
6. 12 굴은 SGM의 모든 12 채널을 채우기 위해 12 센서에 연결 합니다.
7. 과 포화 고원 단계 직전 다른 수족관에 굴을 추가 합니다.

10. 설치의 데이터로 거 멀티플렉서 밸브 품 장치에 대 한

1. 쌍 각 조개에 센서를 부착 하 고 각 센서 (12 교량의 총)에 대 한 개별 휘트스톤 브리지 (그림 1)과 SGM에 케이블을 연결 한 데이터로 거에 연결.
2. 설정 데이터로 거 샘플 기간을 읽고 한 번 모든 2.5 s 그리고 다음 15 평균 s.
   참고: 여기에 사용 하는 데이터로 거에 62 k 샘플 메모리 무인된 작업의 12 h 허용. 더 큰 습도 빠른 샘플링 속도 선택할 수 있습니다, 필요한 경우.
3. SGM에 다이얼 쌍 각 조개는 포 텐 쇼 미터를 사용 하 여에 센서를 부착 한 후 각 개별 센서에 대 한 품 신호를 0.
4. 필요한 경우, 높은 salinities로, 수정 정기적으로 센서 응답에서 드리프트에 대 한 각 센서는 센서는 SGM의 범위에 남아 있도록 (+ 25 하-25 mV) 휘트스톤 브리지의 출력. SGM 범위 휘트스톤 브리지 및 datalogger 입력 사이 최대 감도 위해 선택 되었다.

11. 배포 Bivalves Diel 사이클링 Hypoxia에서 품 센서의

1. 수족관 후 실 란 트 치료는 (ca 30 분)는 bivalves 물 흐름을 통해 실험에 잠수 하기 전에 걸러 수족관 실 란 트 수 있도록 적어도 5 h와 산소 지주 양동이 반환.
2. 과 포화 (SS) 고원 (그림 2)을 램프 업 단계 수족관에 굴을 넣습니다.

12입니다. 복구 Bivalves 품 센서의

1. Diel 자전거 hypoxiaat 2 일 기간의 끝에와 함께 수족관에서 굴을 복구할 때 손가락을 사용 하 여 센서 전압에 닫는 신호 생산을 닫고 굴 하. 방향 및 닫는 신호의 진도이 이렇게 기록 될 수 있습니다.
2. 센서 값은 ½ 닫힌된 값 보다 큰 경우 오픈으로 굴을 정의 합니다. 센서 값은 ½ 보다 작은 경우 폐쇄 굴 닫는 값을 정의 합니다.
   참고: 동부 쪽 굴 열지 마십시오 많은 중간 범위에.

13입니다. 원시 밸브 품 데이터의 선형화

그림 4. 굴의 원시 품 데이터의 선형화. (a) 14 h 빛: 10 h 어두운 단계, 심한 저 산소 증의 기간이 2 일 동안 (b) [할] ([할] 0.6 mg/L), (c) 원료 품 데이터 시간 한 굴의 시리즈. 데이터의 선형 드리프트 센서의 부식에 의해 발생 하 고 후 처리, 후 처리, (e) 대략적인 실시간으로 후 (d) 품 데이터 시간 시리즈에서 제거 될 수 있다. 닫는 스파이크의 방향과 크기를 확인 하려면 굴 실행의 끝에서 트리거됩니다. 크기가 다른 센서 사이 다릅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

1. 시각적으로 굴 품 활동을 식별 하 고 폐쇄를 사용 하 여 (또는 열 중 하나는 더 이상) 악기 드리프트를 결정 하기 위해 bivalves의 단계. 하나 닫힌된 값을 표시 하 고 열을 스프레드시트 소프트웨어에서 IF 문을 사용 하 여 0 값 (예: = 경우 (> 5, 1 (true), 0 (false) 셀)).
2. 짧은 단계를 제거 하 고 나머지 원시 데이터에 선형 회귀를 실행. 회귀 방정식을 사용 하 여 실험 데이터 (그림 4)를 선형화. 선형화는 각 센서에 대 한 개별적으로 할 수 있다.
   참고: 센서 드리프트는 짧은 (분) 및 (일) 시간 긴 선형의 양과 비늘 다릅니다 센서에서 센서. 드리프트는 일반적으로 무시할 수 있는 가끔 선형 드리프트 언급 되었습니다 한 시간 같은 짧은 시간 지속. 센서 드리프트는 밸브 품 및 센서 품 교정 각 센서에 대 한 별도로 할 수 있고는 선형화 각 센서 데이터의 후 처리에 대 한 할 수 있다 필요로 한다.

14. 센서의 보정: 센서 mV 대 실제 품 폭

측면 실험에서 센서 전압 굴의 실제 품 폭에 측정 될 수 있다.

1. 수족관에서 품 센서와 굴을 설정 합니다. 품 녹음을 시작 합니다. 그것으로 가까이 굴을 트리거하십시오. 곧 후, 굴 다시 열 것 이다.
2. 굴을 열기로 사진 고 품 기구의 센서 전압 사진 촬영 때마다 적어. 계속 어떤 사진이는 품 장치 독서의 추적 합니다. 밸브의 동일한 수준에서 사진에 참조 규모를 놓습니다.
3. 거리 분석 굴은 ImageJ 같은 오픈 소스 이미지 처리 프로그램을 사용 하 여 각 사진 (mm)에.
4. 센서 전압을 실제 품 폭을 비교 하 고 회귀 분석을 실행 합니다. 이 실제 개방 상태에 대 한 보정을 제공 하 고 추가 센서 측정 다음 관련이 있을 수 있습니다 쌍 각 조개의 실제 품 폭.
   참고: 품 폭은 선형으로 관련 센서 전압, 실제로 표시 하는 동안이 프로세스 너무 오래 걸리며 hypoxia 품 실험 수행 되지 않았습니다. Hypoxia 품 실험에 필요한 센서와 장비는 수족관에 반환을 그들의 수족관에서 시간의 최소 금액에 대 한 굴을 제거 하는 것이 중요 했다. 일부 실험 품 폭 측정에 중요 한 있을 수 있습니다 및 위의 보정 기법을 따라야 한다.

굴 중단된 normoxic 강어귀 물 (매일 주기의 낮은 고원 단계 동안 아무 산소)에 노출 오픈 시간의 대부분 그리고 단지 짧게 자주 폐쇄 (그림 5). 그들은 폐쇄 때 굴에서 굴 다양 합니다. 이 패턴 또한 Loosanoff 및 Nomejko 1946⁴⁴ 와 히 긴 스 1980³⁹에 의해 발견 되었습니다. 굴도 어둡고 밝은 단계 차이에 응답 하지 않았습니다.

그림 5 . (-g) Normoxia의 2 일 (h)에 노출 하는 7 개의 굴의 품 응답의 하위 집합 ([할] = 7.3 mg/L) 때때로, 다른 패턴으로 각 굴 닫습니다. 시뮬레이션 된 밤 시간 하루 시간 화이트 바와 시뮬레이션 검은 막대에 표시 됩니다. 이 그림은 포터 및 Breitburg 2016⁶³에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

심한 저 산소 증에 노출 대부분 굴 ([할] = 0.6 mg/L) 낮은 고원 중 단계 diel 사이클링 hypoxia 동안 폐쇄 대상 [할]에 도달 했습니다, 그리고 일부 굴도 폐쇄 하기 전에 대상 [할]에 도달 하 고 유지 했다 대부분의 시간에 대 한 폐쇄 후에 곧 그 심한 저 산소 증 (그림 6)를 계속 했다. 제어 및 산 순환도 품을 미치지 않았다.

그림 6. (-g) (H)에 2 일 심각한 hypoxia와 hypoxia diel 사이클링의 노출 7 굴의 품 응답의 하위 집합 ([할] = 0.6 mg/L) 낮은 고원 단계. 시뮬레이션 된 밤 시간 하루 시간 화이트 바와 시뮬레이션 검은 막대에 표시 됩니다. 이 그림은 포터 및 Breitburg 2016⁶³에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

온화한 저 산소 증으로 ([할] = 1.7 mg/L), 변론 나중의 단계에서 낮은 고원 대신 지점에서 대상 [할] (그림 7)에 도달 했습니다 때 자주 발생.

그림 7. (-g) (H)에 2 일 가벼운 산소와 hypoxia diel 사이클링의 노출 7 굴의 품 응답의 하위 집합 ([할] = 1.7 mg/L) 낮은 고원 단계. 시뮬레이션 된 밤 시간 하루 시간 화이트 바와 시뮬레이션 검은 막대에 표시 됩니다. 파워 c, e, g ("데이터")에서 중단 되었습니다. 이 그림은 포터 및 Breitburg 2016⁶³에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

다양 한 [마]와 낮은 고원 단계에서 심한 굴 ([할] = 0.6 mg/L) diel 사이클링 hypoxia 제어 ph (pH = 7.8) 순환 pH 뿐만 아니라 (pH 7.8-= 7.0) 크게 normoxia에서 굴 이상 폐쇄 됐다 (7.3 mg 할 / L). 제어 및 심각한 hypoxia에서 순환 pH 사이 폐쇄의 상당한 차이가 있었다. 가벼운 아래 굴 ([할] = 1.7 mg/L) diel 사이클링 hypoxia 제어 pH 또는 순환 pH 심각한 hypoxia에서 굴으로 낮은 고원 중 비슷한 금액을 폐쇄 됐다. 또한, 가벼운 diel 사이클링 hypoxia에서 굴 비슷한 양의 낮은 고원 단계 동안 normoxia에서 굴 시간 폐쇄 했다. 어떤 단계에서 제어 및 심각한 hypoxia에서 순환 pH 사이 폐쇄 양에 상당한 차이가 있었습니다.

낮은 고원 후 normoxia 단계 굴 낮은 고원 중 심한 저 산소 증을 경험 하는 대부분의 시간 (그림 8) 오픈 했다 그리고 그들은 종종 normoxia 고원 도달 했다 (전에 [할] 레벨, 램프 했다 하는 동안 열 그림 6)입니다. 과 포화 및과 포화 단계 후 normoxia, 각각, 모든 치료의 굴 공개 했다 대부분의 시간. 굴 2 일 시간 범위 주기 반복된 diel 통해 이러한 패턴을 보였다.

그림 8. % 시간 굴은 diel 동안 suspersaturation 단계 후 낮은 고원, (c)과 포화, 및 (d) normoxia 후 (a) 낮은 고원, (b) normoxia 동안 폐쇄 됐다 [마]의 자전거. (A)에서 낮은 고원 단계: "0.6, 순환" = [] 0.6 mg/l (심한 저 산소 증), 순환 pH (pH 7.8-= 7.0) (n = 4); "0.6, 제어" = [] 0.6 mg/l (심한 저 산소 증), 제어 pH (pH = 7.8) (n = 4); "1.7, 순환" = [] 1.7 mg/l (온화한 저 산소 증), 순환 pH (pH 7.8-= 7.0) (n = 4); "제어, 제어" = [] 7.3 mg (normoxia)의 제어 pH (pH = 7.8) (n = 4). 통계 차이 바 (중첩 ANOVA, p≤ 0.05) 위에 다른 문자로 표시 됩니다. 오차 막대는 뜻의 표준 오류입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

낮은 고원 단계 동안 심한 저 산소 증, 순환 pH에서에서 1/3 이상의 굴 pH 제어 심각한 hypoxia에서 시간과 굴의 닫힌된 70%는 이었다 (그림 9)의 49%를 폐쇄 했다. 대조적으로, 낮은 고원 단계 동안 가벼운 hypoxic 순환 pH에서 1/3 이상의 굴의 시간 그리고 시간의 normoxic 제어 pH 치료 12%에서에서 닫힌된 29%는 이었다. 심한 저 산소 증, 순환 pH 및 심각한 hypoxia에서 82%와 굴의 67% 했다 낮은 고원 단계 동안 동시에 폐쇄 대부분 굴 pH 치료를 각각 제어 합니다. 온화한 hypoxic, 순환 pH에서 치료, 낮은 고원 및 굴 동안 폐쇄 하는 굴의 45%의 최대 42%의 최대 동시에 폐쇄 잠시 normoxia만에 노출. 낮은 고원과 포화, 및과 포화 후 normoxia 후 normoxia에서 거의 1/3의 굴 한 번에 마감.

그림 9 . 굴의 % 동시에 낮은 고원, normoxia 동안 낮은 고원과 포화, 및 normoxia 후 후 마감과 포화 단계에 묘사 된그림 2. (A), 낮은 고원 했다 심각 hypoxic ([할] = 0.6 mg/L) 했다 순환 pH (pH 7.8-= 7.0) (n = 13 굴). (B), 낮은 고원 했다 약간 hypoxic ([할] = 1.7 mg/L) 했다 순환 pH (pH 7.8-= 7.0) (n = 11 굴). (C), 낮은 고원 hypoxic 심각 했다 ([할] = 0.6 mg/L) 했다 제어 pH (pH 7.8 =) (n = 11 굴). (D), 낮은 고원 단계는 normoxic ([할] = 7.3 mg/L) (n = 11 굴). 가로 선 묘사를 1/3는 굴의 동시에 마감 했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 

품 폭 선형 센서 mV (그림 10)와 관련이 있습니다. 방향을 센서는 밸브에 붙습니다 신호의 방향을 결정 합니다.

그림 10 . 굴의 실제 품 폭 품 센서 전압의 교정. (a, b) 품 센서 리드 굴의 오른쪽 밸브에 부착, (c, d) 품 센서 지도 왼쪽된 밸브에 부착 한다. 응답의 방향에 일관성을 위해 각 굴의 같은 밸브 방향으로 센서를 부착 한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 

일반적인 연구 초점에 연속, 연장 기간 저 산소 조건 및 응답, 종종 동물의 생존으로 측정. 그러나, 현재, diel 사이클링 hypoxia에 동물의 행동 반응에 대 한 우리의 이해 최소⁶³이다. 따라서, 더 많은 연구 diel 사이클링 hypoxia 많은 구^7,8에서 여름 동안 정기적으로 발생 하는 응답에 생물의 행동에 집중 해야 한다.

여기, 선물이 diel 사이클링 hypoxia 및 순환 pH bivalves의 행동 반응을 지속적으로 측정 하는 방법. 굴 산도의 diel 자전거 행동으로 응답 하지 않았습니다. 그러나, 굴 껍질 품을 크게 줄여 낮은 산소 조건에 강하게 반응. 또한, 굴의 1/3 이상 hypoxic 치료에서 시간의 긴 기간 동안 동시에 폐쇄 하지만 가장 뒤에 normoxic 단계에서 다시 열. 품을 증가 확장에 대 한 보상을 밸브 폐쇄를 감소 번 밸브의 심한 저 산소 증 동안 폐쇄 수의 영향을 줄일 diel 사이클링 hypoxia 스스로 굴에는 식물성 플랑크톤에 그들은 필터. 따라서, 이러한 행동 보상 수 식품 웹 또는 생태계 영향을 최소화 하 고 있다.

SGM 방법이 중요 한 단계는 성공적으로 밀봉 품 센서입니다. 센서는 제대로 봉인 하지 경우 해 고 수 있습니다 스트레인 게이지를 얻을, 드리프트, 증가 결국 작동 하지 않을. 29 센서 Bergeron (2005 년)⁶⁴ mesocosm 실험의 과정을 통해 배포 하 고 그들은 작용 시간 평가. 실험 종료 되었습니다 때 긴 실행 센서 이상 16 d에 대 한 작용. 센서 지속 시간의 짧은 금액에는 0.5 d입니다. 성공적인 센서 배포의 평균 길이 이었다 4.9 ± 3.0 일 일찍 종료 센서 포함. 대부분의 센서 diel 사이클링에 2 일 배포 동안 일 hypoxia 실험.

현재 장치는 많은 응용 프로그램에 대 한 적합 한 센서의 수명을 개선 되어야 합니다. 수족관 실 란 트 포함 아세트산 센서에 부식을 증가 시킬 수 있습니다. 미래에, 비 산 성 전자 학년 RTV 실리콘을 사용 한다. 이 또한 선형 드리프트를 발견 하 고 그 후 처리에서 제거 했다 피해갈 수 있습니다. 현재, 각 품 실행에 대 한 새로운 센서를 구성 하는 것이 좋습니다.

현재 한계가 이다는 SGM 실험실 설정에만 사용 되 고 센서 케이블 충분히 다양 한 수족관에 도달 하 긴 만들 필요가. 방법의 또 다른 한계는 분석 하지 자동으로 완료 하 고 손으로 수행 해야 선형 드리프트 개별적으로 수정 하는 데 필요한. 쌍 각 조개의 실제 품 공간 측정 하는 것입니다, 각 센서 신호 크기 변화 센서에서 센서로 개별적으로 측정 될 수 있다. 닫는 스파이크의 방향과 크기를 주변에 쌍 각 조개를 실행 하는 실행의 끝에 중요 하다. 품 분야에서 측정 기간 저 산소 조건 등 불리 한 환경 조건 bivalves는 SGM를 사용 하 여 모니터링에 의해 검색 될 수 있습니다 하 고 때를 감지 이상의 1/3은 동시에 닫습니다.

포터 전 및 Breitburg (2016)⁶³, 밸브 품 bivalves diel 사이클링 산소에 노출에 측정 하지 했다. 그러나, 다양 한 기법 밸브 품을 측정 하기 위해 존재 한다. 이 기법의 장점은입니다 그것은 매우 비싼 쌍 각 조개를 직접 시력의 라인을 필요로 하지 않습니다. 되풀이 비용만 스트레인 게이지에 대 한 비용입니다. 시스템도 만들 수 있습니다 필드-배치할 주택 휘트스톤 브리지와 주기적으로 데이터를 다운로드에 대 한 제거 방수에 데이터로 거 여. bivalves 젖은 구획에 보관 될 것 이다.

우리 중요 한 밸브 품 응답 굴의 diel 사이클링 hypoxia 입증을 굴 산도의 주기적 변화에 응답 하지 않는 설명. 미래의 작업 더 나은 씰링 초기 센서 오류를 줄이고 아마도 조 수 외 에서 유연한 열 용융 접착제 테이프를 사용 하 여 표류 수 센서에 초점을 맞추어야 (2013) ⁵⁷ 비 산 성 전자 학년 RTV 실리콘을 사용 하 여. 미래 연구 diel 사이클링 hypoxia 다른 쌍 각 조개의 밸브 품 응답을 측정 하 고 또한 밸브 품 행동 diel 사이클링 hypoxia 및 음식 제한의 효과 검토 해야 합니다. 그 bivalves 낮은 음식 농도에 대응 하지만 diel 순환 산소와 음식 농도 간의 상호 작용 시험 되지 알려져 있습니다.

우리는 공개 아무 것도 없다.

우리는 굴의 사진을 찍고 고 ImageJ 품 너비를 측정 하기 위한 멜 린다 Forseth 감사 합니다. 우리는 수족관에 대 한 액세스 diel hypoxia 및 산 순환도 자전거와 함께 데니스 Breitburg를 감사 합니다. 우리는 실험에 대 한 공간에 대 한 스미스소니언 환경 연구 센터, 엣지, 메릴랜드, 감사합니다. 저 산소 증 실험 아니요 국립 해양 및 대기 관리-센터 후원 해안 바다 연구 보조금에 의해 투자 되었다 NA10NOS4780138 그리고 데니스 Breitburg에 스미 소니언 Hunterdon 기금. 밸브는 hypoxia 실험 워싱턴 대학 Elka T. 포터에 의해 교수 향상 교부 금에 의해 투자 되었다 동안 측정을 품.