An infra-red beam device for the study of the motor activity rhythms on groundwater mysidacea
Abstract
It
L’attività motoria o locomotoria è un parametro utile per comprendere il funzionamento degli orologi biologici. Gli animali cavernicoli rappresentano un eccellente modello per gli studi cronobiologici oltre che per comprendere l’evoluzione e l’adattamento alla vita sotterranea.Le ricerche in ambito cronobiologico richiedono spesso monitoraggi molto lunghi per i quali è necessario ricorrere all’utilizzo di sistemi automatici. L’obbiettivo primario del presente lavoro consiste nel testare, con animali vivi, il prototipo di un apparato elettronico ad infrarossi appositamente costruito per il monitoraggio dell’attività motoria di animali acquatici di piccole dimensioni. La specie utilizzata in questa ricerca è un misidaceo, Spelaeomysis bottazzii Caroli 1924, proveniente dalla Grotta di San Isidoro (Nardò – LE, Pu/507). La registrazione dell’attività motoria ha riguardato animali mantenuti singolarmente in celle di coltura da 30 ml (5x3x2 cm). L’attività motoria è stata rilevata con un sistema di 9 barriere a luce infrorossa (ciascuna barriera composta da una sorgente e un sensore alle sue estremità ). I sensori erano collegati ad un circuito elettronico che inviava i segnali ad un personal computer che a sua volta li archiviava. È stata eseguita un’analisi qualitativa dell’attività motoria dei singoli animali, rappresentandola graficamente per mezzo di attogrammi. Inoltre è stata eseguita un’ analisi quantitativa esplorativa di questi primi dati sull’attività motoria dei misidacei. A tal fine tutte le serie temporali sono state analizzate applicando la trasformata discreta di Fourier (DFT). Sono state eseguite registrazioni per un totale di 20 giorni, 24 ore su 24 (12 gg il primo animale, 4 gg il secondo ed il terzo animale). Durante tale periodo non sono stati riportati problemi di eccessivo surriscaldamento dell’acqua, la componente elettronica (in particolare quella optoelettronica) si è rivelata altamente sensibile e non ha mostrato segni di usura dovuti alle condizioni di utilizzo. Gli animali sono rimasti vivi sino alla conclusione dell’esperimento. L’ispezione visiva degli attogrammi ha evidenziato una continua e costante rilevazione dell’attività locomotoria dei misidacei. L’analisi cronobiologia si è concentrata sul calcolo della lunghezza del periodo circadiano in free-running, trovando un periodo medio di 24,7 h. La DFT ha rilevato la presenza di un picco a circa 24 h in tutte le registrazioni esaminate, evidenziando inoltre una bassa potenza spettrale.Oltre al ritmo circadiano, in tutte le registrazioni ricorrevano ritmi ultradiani nell’attività motoria. Nonostante le repliche sperimentali non siano sufficienti a giustificare conclusioni circa i ritmi dell’attività motoria di Speleomysis bottazzii, i ritmi individuati e la loro differente intensità , testimoniano di un incoraggiante funzionamento dell’apparato progettato.
En
Locomotor activity and cave animals represent excellent models for study of biological clocks. An infrared-based detection device for recording motor activity has been tested on the stigobitic Spelaeomysis bottazzii Caroli, 1924 (Crustacea: Mysidacea). The individual activity of mysidaceans was monitored in continuous darkness. Data were analyzed by a DFT and chi-square periodogram. The apparatus was able to read rhythms of activity, in particular a lower circadian rhythm and some ultradian ones.
L’attività motoria o locomotoria è un parametro utile per comprendere il funzionamento degli orologi biologici. Gli animali cavernicoli rappresentano un eccellente modello per gli studi cronobiologici oltre che per comprendere l’evoluzione e l’adattamento alla vita sotterranea.Le ricerche in ambito cronobiologico richiedono spesso monitoraggi molto lunghi per i quali è necessario ricorrere all’utilizzo di sistemi automatici. L’obbiettivo primario del presente lavoro consiste nel testare, con animali vivi, il prototipo di un apparato elettronico ad infrarossi appositamente costruito per il monitoraggio dell’attività motoria di animali acquatici di piccole dimensioni. La specie utilizzata in questa ricerca è un misidaceo, Spelaeomysis bottazzii Caroli 1924, proveniente dalla Grotta di San Isidoro (Nardò – LE, Pu/507). La registrazione dell’attività motoria ha riguardato animali mantenuti singolarmente in celle di coltura da 30 ml (5x3x2 cm). L’attività motoria è stata rilevata con un sistema di 9 barriere a luce infrorossa (ciascuna barriera composta da una sorgente e un sensore alle sue estremità ). I sensori erano collegati ad un circuito elettronico che inviava i segnali ad un personal computer che a sua volta li archiviava. È stata eseguita un’analisi qualitativa dell’attività motoria dei singoli animali, rappresentandola graficamente per mezzo di attogrammi. Inoltre è stata eseguita un’ analisi quantitativa esplorativa di questi primi dati sull’attività motoria dei misidacei. A tal fine tutte le serie temporali sono state analizzate applicando la trasformata discreta di Fourier (DFT). Sono state eseguite registrazioni per un totale di 20 giorni, 24 ore su 24 (12 gg il primo animale, 4 gg il secondo ed il terzo animale). Durante tale periodo non sono stati riportati problemi di eccessivo surriscaldamento dell’acqua, la componente elettronica (in particolare quella optoelettronica) si è rivelata altamente sensibile e non ha mostrato segni di usura dovuti alle condizioni di utilizzo. Gli animali sono rimasti vivi sino alla conclusione dell’esperimento. L’ispezione visiva degli attogrammi ha evidenziato una continua e costante rilevazione dell’attività locomotoria dei misidacei. L’analisi cronobiologia si è concentrata sul calcolo della lunghezza del periodo circadiano in free-running, trovando un periodo medio di 24,7 h. La DFT ha rilevato la presenza di un picco a circa 24 h in tutte le registrazioni esaminate, evidenziando inoltre una bassa potenza spettrale.Oltre al ritmo circadiano, in tutte le registrazioni ricorrevano ritmi ultradiani nell’attività motoria. Nonostante le repliche sperimentali non siano sufficienti a giustificare conclusioni circa i ritmi dell’attività motoria di Speleomysis bottazzii, i ritmi individuati e la loro differente intensità , testimoniano di un incoraggiante funzionamento dell’apparato progettato.
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Locomotor activity and cave animals represent excellent models for study of biological clocks. An infrared-based detection device for recording motor activity has been tested on the stigobitic Spelaeomysis bottazzii Caroli, 1924 (Crustacea: Mysidacea). The individual activity of mysidaceans was monitored in continuous darkness. Data were analyzed by a DFT and chi-square periodogram. The apparatus was able to read rhythms of activity, in particular a lower circadian rhythm and some ultradian ones.
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