Beispielziel

Das Epigenom ist am anfälligsten für umweltbedingte Veränderungen im pränatalen Stadium, wenn epigenetische Markierungen nach der Löschung nach der Befruchtung wiederhergestellt werden [15, 16]. Die vorgeschlagene Studie wird die Auswirkungen der Exposition gegenüber hohen Temperaturen in frühen und späten Stadien der Embryonalentwicklung auf das Überleben der Nymphen von C. scorpioides, die Entwicklungszeit sowie die morphologischen und reproduktiven Merkmale des Erwachsenen untersuchen. ncRNAs werden aus den Hoden- und Eierstockgeweben von Versuchspersonen extrahiert und für den anschließenden Bibliotheksaufbau und die RNA-Sequenzierung eingefroren. Ziel dieses Projekts ist es, unser Verständnis des Lebensstadiums zu verbessern, in dem tropische Ektothermen am anfälligsten für die Klimaerwärmung sind.

Diese Studie wird die Hypothese testen, dass die Einwirkung hoher Temperaturen während der Embryonalentwicklung einen negativen Einfluss auf diesen neotropischen Pseudoskorpion hat. Da die epigenetische Neuprogrammierung kurz nach der Befruchtung erfolgt, wird vorhergesagt, dass die schädlichen Auswirkungen einer erhöhten Temperatur bei Personen, die bereits im frühen Embryonenstadium hohen Temperaturen ausgesetzt sind, schwerwiegender sein werden als bei Personen, die dieser Temperatur später in der Embryonalentwicklung ausgesetzt sind. Es wird außerdem vorhergesagt, dass eine frühe embryonale Exposition eine stärkere Störung kleiner ncRNA-Expressionsprofile verursacht als eine späte Exposition.

Temperaturschwankungen während der Embryonalentwicklung. Die Paarungen werden in drei Blöcken mit 27 Paaren nicht verwandter Männchen und Weibchen pro Block durchgeführt. Die Weibchen werden nach dem Zufallsprinzip einer von drei täglich wechselnden Temperaturbehandlungen zugeteilt: einer Frühexpositionsbehandlung (E); eine Spätexpositionsbehandlung (L) und eine Kontrollbehandlung (C). Weibchen in der C-Behandlung werden während der gesamten Trächtigkeit in einem Inkubator gehalten, der auf eine Durchschnittstemperatur von 27,3 °C programmiert ist, der durchschnittlichen aktuellen Temperatur im natürlichen Lebensraum von C. scorpioides. Bei der E-Behandlung werden die Weibchen in einen identischen Inkubator überführt, der für eine Durchschnittstemperatur von 29,3 °C (+ 2 °C) während der Embryonaltage 1–5 (E1–5) programmiert ist, und dann in den Kontrollinkubator zurückgebracht. L-Weibchen werden bis E5 auf der Kontrolltemperatur gehalten und dann für E6 – 10 auf den Inkubator mit höherer Temperatur umgestellt. Am 5. Tag der Embryonalentwicklung werden die Brutsäcke aller trächtigen Weibchen mit starker Vergrößerung fotografiert und die Anzahl der Weibchen ermittelt Embryonen gezählt. Der Fortpflanzungsstatus der Weibchen wird überwacht, Fälle von Spontanaborten werden erfasst und die Anzahl der Protonymphen (Nymphen im ersten Stadium), die von Weibchen geboren werden, die ihre Brut erfolgreich zur Welt bringen, wird gezählt, um das Überleben zu dokumentieren.

Aufzucht von Nymphen bis zum Erwachsenenalter. Eine Untergruppe von 20 Protonymphen jedes Weibchens wird in einzelnen Fläschchen bei Kontrolltemperatur bis zum Erwachsenenstadium aufgezogen. Die Entwicklungszeit von der Geburt bis zum Erwachsenenalter wird aufgezeichnet und für Fläschchen, aus denen innerhalb von 60 Tagen nach der Geburt kein erwachsenes Tier hervorgeht, wird die Nymphe als nicht überlebt gewertet.

Merkmale von Erwachsenen. Um die Auswirkungen der Temperatur auf morphologische Merkmale zu beurteilen, werden männliche und weibliche erwachsene Nachkommen aus den Behandlungen E, L und C mit hoher Vergrößerung fotografiert und fünf Merkmale der Pedipalps (Anhängsel, die beim Beutefang und im männlichen Kampf verwendet werden) und des Cephalothorax gemessen. Um die Auswirkungen auf die Fortpflanzungsmerkmale zu bestimmen, werden männliche Nachkommen aus den drei Behandlungen mit nicht experimentellen Weibchen gepaart und es werden Spermienpakete gesammelt, um die Anzahl und Lebensfähigkeit der Spermien zu quantifizieren. Weibliche Nachkommen aus jeder Behandlung werden mit nicht experimentellen Männchen gepaart. Die Anzahl der Embryonen im Frühstadium, die die Weibchen hervorbringen, ist ein Maß für ihre Fruchtbarkeit, und ihr Fortpflanzungserfolg wird durch Zählen der Anzahl der geborenen Nymphen quantifiziert.