Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Dygnsgrader (ºD) används för att förklara den fysiologiska tiden som krävs för att uppnå olika livsstadier. Det används för fisk för att förklara den embryonala utvecklingen, växter för att uppnå t.ex. blomning och för insekter för att förklara kläckningsmönster. Denna studie undersöker om dygnsgrader kan appliceras på grodor med vanlig groda (Rana temporaria) som modellorganism. Temperaturmätningar gjordes varannan dag med maximum- och minimumtemperaturer i vatten och interpolerades för att få en översiktlig temperaturkurva. Denna kurva integrerades sedan då dygnsgrader är ackumulerade temperaturer under flera dagar. Dygnsgrader har mindre varians än dagbaserade uträkningar, därför är det viktigt att undersöka om dygnsgrader kan appliceras på grodor. Studien genomfördes i Uppsala, Uppland på fem olika lokaler och innefattade 20 olika äggsamlingar. Resultat från denna studie jämfördes även mot två andra studier för att undersöka om dygnsgrader fungerar för andra groddjur än arten vanlig groda. Det var en kall vår med isbildning på flera av vattenkropparna. Isbildningen medförde att vattentemperaturerna var för låga, den embryonala utvecklingen avstannade då i ca: fem dagar för de som överlevde. Variationskoefficienten för dagbaserad uträkning var 18 %. Medelvärdet av dygnsgrader för alla äggsamlingar var 133,60 ± 22,65, cv = 17 %. Medelvärdet för äggsamlingar exkluderat ispåverkade var 131,21 ± 17,88 ºD cv = 14 %. En förenklad uträkning av dygnsgrader gjordes för att jämföra med två andra studier: temperaturMedel × dagarMedel = dygnsgrader. Med denna uträkning fattas det 4°C i föreliggande studie för att dygnsgrader ska hamna på samma nivå som de andra två studierna. Det kan bero på mätfel t.ex. temperaturgivarna var för långt ned i vattnet eller att den teoretiska bastemperaturen inte stämmer. Medeltemperaturen i denna studie var 8°C och variansen för dygnsgrader var 22,64 vilket ger en variation på ca: tre dagar. En av dessa dagar var en följd av svårigheter att bestämma vilket utvecklingsstadie grodorna var i fält. Denna studie fann att dygnsgrader för grodor kan användas som en förklarande faktor för den embryonala utvecklingen då formeln som användes för att räkna ut dygnsgrader gav mindre variation än den dagbaserade, cv = 14 % respektive 18 %. Variansen för de exkluderade dygnsgraderna var lägre än de korrigerade dygnsgraderna vilket indikerar att bastemperaturen som användes inte är korrekt. Framtida studier bör fokusera på att ta reda på bastemperaturen för vanlig groda för att kunna använda sig mer precist av dygnsgrader.

Growing degree-days (ºD) is used to explain the physiological time to achieve specific life history traits. It is used to explain the embryonic development in fish, time to reach flowering in plants, and to calculate hatching patterns in insects. The goal of this study is to investigate if growing degree-days can be applied to the embryonic development of anurans with the common frog (Rana temporaria) as the model organism. Maximum and minimum water temperatures were measured and collected every other day. These temperatures were interpolated to achieve an overall temperature curve. This temperature curve was integrated to get the physiological time in Growing Degree-Days (GDD). Since GDD have a smaller variance than calendar days, it is important to investigate if GDD could be applied to anurans. The study was performed in Uppsala city in the county of Uppland, Sweden. There were five study sites with a total of 20 egg clutches. To explore the possibility that GDD works on anurans in general and not just on the common frog; results from this study were compared to two other studies. It was a cold spring with ice formation on several of the water bodies. The ice formations gave rise to lysis of some egg clutches; however some clutches under the ice survived. The eggs that survived were delayed up to five days, due to the low temperatures. The coefficient of variation for calendar time based calculation was 18 %. The overall mean in growing degree days was 133.60 ± 22.65, cv = 17 % and the overall mean in growing degree-days excluding the clutches affected by ice was 131.21 ± 17.88, cv = 14 %. A simplified calculation of growing degree-days was conducted for a comparison of studies: Temperaturemean × Daysmean = Growing Degree-Days. This calculation showed that this study’s mean temperature was 4°C lower than the corresponding two studies with reference to GDD. The difference is likely due to measurement errors, i.e. the temperature when the thermometers were placed too deep or the used base temperature was not correct. The mean temperature in this study was 8°C and the standard deviation of GDD was 22.64 which provide a variation of ca: three days. One of these days originates directly from difficulties in determining the development stage in the field. This study shows that growing degree-days can be used as an explanatory factor of the embryonic development of anurans, due to the coefficient of variation of calendar days that were corrected with the formula for GDD was lower than the uncorrected calendar days: 14 % respectively 18 %. The excluded GDD were however lower than the corrected GDD, which indicates that the base temperature that was used is not correct. Future studies should focus on finding out the true base temperature of the common frog; this will provide a more precise measurement of GDD in anurans.