Bewerten den Einfluss der Persönlichkeit auf Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern im Zebrafisch

In der vorliegenden Studie beschreiben wir ein Labor-basiertes Verhaltens Protokoll hat den Umfang der Untersuchung der Rolle von Fisch Persönlichkeit zur Reaktion Orientierung der shoaling Fische, externe Orientierung Hinweise, wie Wasserströme und Magnetfelder.

Die orientierenden Entscheidungen der Tiere ergeben sich aus mit einem Gewicht von verschiedenen sensorischen Informationen. Der Entscheidungsprozess ist beeinflusst durch die Möglichkeit des Tieres zu navigieren (z. B. die Fähigkeit, wählen und halten eine Richtung), seinen internen Status (z. B. Fütterung oder reproduktiven Bedürfnisse), seine Fähigkeit zu bewegen (z. B. Fortbewegung Biomechanik), und einige zusätzliche externe Faktoren (z. B. Uhrzeit, Interaktion mit Artgenossen)¹.

Die Rolle des internen Zustand oder tierischen Persönlichkeit in das Orientierungsverhalten oft unverstanden oder²nicht erforscht. In der Studie von der Orientierung des sozialen aquatische Arten, die oft ausführen koordiniert und polarisiert Gruppe Bewegung Verhalten³ergeben sich zusätzliche Herausforderungen.

Wasserströmungen spielen eine Schlüsselrolle bei der Ausrichtung der Fische. Fisch Wasser Ströme durch eine Unconditioned Antwort genannt Rheotaxis⁴, deren Wert positiv sein können (d.h., stromaufwärts orientiert) oder negativ (d. h. flussabwärts orientiert) orientieren und wird verwendet für verschiedene Aktivitäten, angefangen bei Nahrungssuche auf die Minimierung der energetische Ausgaben^5,6. Darüber hinaus berichtet eine wachsende Zahl von Literatur, dass viele Fischarten für Orientierung und Navigation^7,8,9das geomagnetische Feld verwenden.

Die Untersuchung über die Rheotaxis und schwimmen die Fische erfolgt in der Regel in Fluss Kammern (Wildwasserbahn), wo Fische die schrittweise Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit von niedrigen bis hohen Geschwindigkeiten oft bis zu Erschöpfung (so genannte kritische Drehzahl)^{10ausgesetzt sind, 11}. Auf der anderen Seite, untersuchten frühere Studien die Rolle des magnetischen Feldes in der Orientierung durch die Beobachtung des Verhaltens Schwimmen der Tiere in den Arenen mit stillem Wasser^12,13. Hier beschreiben wir eine Labortechnik, die Forscher zur Untersuchung des Verhaltens von Fischen während der Manipulation die Wasserströmungen und das magnetische Feld können. Diese Methode wurde zum ersten Mal auf shoaling Zebrafisch (Danio Rerio) genutzt, in unserer vorherigen Studie, was zu dem Schluss, dem die Manipulation des umgebenden Magnetfeldes bestimmt, die rheotactic Schwelle (d. h. minimal Geschwindigkeit durch das Wasser an die shoaling Fische stromaufwärts Orient)¹⁴. Diese Methode basiert auf der Verwendung einer Wildwasserbahn Kammer mit langsamen Bewegungen kombiniert mit einer Einrichtung zur Kontrolle der des Magnetfeldes in der Klamm, im Bereich der Erde magnetische Feldstärke.

Der Swimming-Tunnel genutzt, um das Verhalten der Zebrafisch zu beobachten ist in Abbildung 1dargestellt. Der Tunnel (gemacht von einem Nonreflecting Acryl Zylinder mit einem Durchmesser von 7 cm und 15 cm lang) ist eine Einrichtung für die Kontrolle der Flow Rate¹⁴verbunden. Mit diesem Setup variiert das Spektrum der Durchflussmengen im Tunnel zwischen 0 und 9 cm/s.

Wenn das Magnetfeld im Schwimmen Tunnel bearbeiten möchten, verwenden wir zwei methodische Ansätze: die erste ist eindimensional und die zweite ist dreidimensional. Für jede Anwendung dieser Methoden zu manipulieren das geomagnetische Feld, um bestimmten magnetischen Bedingungen in einem definierten Volumen des Wassers zu erhalten – also alle Werte der magnetischen Feldstärke in dieser Studie berichtet das geomagnetische Feld enthalten.

Bezüglich der eindimensionalen Ansatz¹⁵, das magnetische Feld wird manipuliert, entlang der Fließrichtung Wasser (definiert als die x-Achse) über ein Magnetventil eingewickelt um den Swimming-Tunnel. Dies an ein Netzteil angeschlossen ist, und es erzeugt gleichmäßige statische Magnetfelder (Abbildung 2A). In ähnlicher Weise bei der dreidimensionalen Ansatz ist das geomagnetische Feld in das Volume mit dem Swimming-Tunnel mit Spulen von elektrischen Leitungen geändert. Allerdings haben die Spulen um das magnetische Feld in drei Dimensionen zu kontrollieren, das Design der drei orthogonalen Helmholtz-Paare (Abb. 2 b). Jedes Helmholtz-paar besteht aus zwei kreisförmigen Windungen entlang den drei orthogonalen Raumrichtungen (X, yund Z) und ausgestattet mit einem drei-axial Magnetometer unter geschlossenen Bedingungen arbeiten. Das Magnetometer arbeitet mit Feld Intensitäten vergleichbar mit natürlichen Feld der Erde, und es liegt in der Nähe der geometrischen Mitte des eingestellten Spulen (wo sich der Schwimmen Tunnel befindet).

Wir implementieren die Hypothese, dass die Persönlichkeitsmerkmale der Komposition ein Schwarm Fische beeinflussen die Art und Weise, die Sie auf Magnetfelder^{16 reagieren,}die oben beschriebenen Techniken. Wir testen die Hypothese, dass Personen mit proaktiven und reaktiven Persönlichkeit^17,18 unterschiedlich reagieren, wenn Wasser fließt und Magnetfeldern ausgesetzt. Um dies zu testen, sortieren wir zuerst Zebrafisch mit einer etablierten Methode zuweisen und Gruppe Einzelpersonen, die proaktive und reaktive^17,19,20,21. Dann bewerten wir das rheotactic Verhalten der Zebrafisch schwimmen in Schwärmen bestehend aus nur reaktiv Einzelpersonen oder bestehend aus nur proaktive Individuen in den magnetischen Flume-Tank, die wir als Sample-Daten darstellen.

Die Sortiermethode basiert auf die verschiedenen Tendenz der proaktiven und reaktiven Individuen, neue Umgebungen²¹zu erkunden. Insbesondere nutzen wir einen Panzer in eine helle und eine dunkle Seite^17,19,20,21 (Abbildung 3) unterteilt. Tiere sind auf die dunkle Seite gewöhnt. Beim Zugriff auf die helle Seite offen, proaktive ist tendenziell Menschen schnell beenden die dunkle Hälfte des Tanks, um die neue Umgebung zu erkunden, während die reaktive Fische nicht die dunklen Tank lassen.