Recolección de parásitos de peces isópodos gnatíidos marinos con trampas de luz

Resumen

Presentamos un método para recolectar parásitos de peces isópodos gnatíidos marinos utilizando trampas de luz colocadas en sitios de campo a través del buceo con retención de la respiración o el buceo.

Resumen

Se presenta un método para recolectar parásitos de peces isópodos gnatíidos marinos con el uso de trampas de luz. Los isópodos gnatíidos son un grupo importante de parásitos de peces marinos que se alimentan de sangre y fluidos de peces huéspedes, principalmente por la noche. Al igual que las garrapatas y los mosquitos en tierra, se asocian solo temporalmente con su huésped y pasan la mayor parte de su vida viviendo libremente en el bentos. Dada su alta movilidad y asociación transitoria y predominantemente nocturna con los huéspedes, no se pueden recolectar fácilmente capturando huéspedes de vida libre. Sin embargo, se sienten fácilmente atraídos por las fuentes de luz submarinas, creando la oportunidad de recogerlas en trampas de luz. Aquí se describen el diseño y los pasos individuales involucrados en el despliegue y procesamiento de trampas de luz especialmente adaptadas para recolectar etapas de vida libre de isópodos gnatíidos. Se presentan y discuten los resultados de la muestra y las posibles modificaciones del protocolo básico para una variedad de necesidades de muestreo diferentes.

Introducción

Los crustáceos parásitos son importantes en la ecología y las historias de vida de los peces de arrecife. La biomasa y la energía que eliminan de sus huéspedes son considerables e influyen en el comportamiento, la fisiología y la supervivencia¹. Los crustáceos isópodos gnatíidos representan el grupo más prominente de parásitos de peces en los sistemas de arrecifes tropicales y subtropicales, donde son abundantes y diversos ^2,3 y son el alimento principal de los peces limpiadores ^4,5. Los gnatíidos son generalmente de 1-3 mm de tamaño. Tienen historias de vida inusuales en las que solo las tres etapas juveniles se alimentan de la sangre y los fluidos corporales de los peces ^6,7. Son más activos por la noche^8,9, y aunque la visión parece desempeñar algún papel, la búsqueda de huéspedes 10 depende en gran medida de las señales olfativas para encontrar huéspedes^11,12. Cada una de las tres etapas de alimentación juvenil se alimenta de un solo pez huésped, con cada alimento separado por una fase de muda. Después de la alimentación final, las larvas de la tercera etapa se metamorfosean en adultos que no se alimentan, que se reproducen y luego mueren. Dado que la alimentación requiere solo una breve asociación con el huésped, mientras que cada intervalo entre alimentaciones dura días, los gnatíidos pasan la mayor parte de su vida viviendo libremente en el bentos.

Los gnatíidos impactan a los huéspedes de múltiples maneras¹. Además de su papel como impulsores de las interacciones entre peces más limpios y clientes 13,14,15, los gnatíidos pueden aumentar los niveles de cortisol y disminuir el hematocrito en peces adultos^{huéspedes 16} y en grandes cantidades^, incluso pueden causar la muerte ¹⁷. Para los peces juveniles, incluso un solo gnatiido puede ser fatal^18,19,20, e incluso si el pez sobrevive, su capacidad para competir por el espacio y escapar de los depredadores se ve comprometida^20,21,22. Evitar los gnatíidos puede incluso constituir uno de los beneficios de la migración nocturna en algunos peces de arrecife²³.

Además de los peces más limpios, las poblaciones de gnatíidos pueden verse afectadas por otros peces microcarnívoros²⁴, así como por los corales^25,26. El calentamiento del océano y la pérdida asociada de corales vivos parecen tener impactos opuestos en los gnatíidos^27,28,29.

Dada su clara importancia ecológica y la probable influencia del cambio ambiental antropogénico en sus poblaciones, hay razones de peso para incluirlos en los estudios ecológicos de los arrecifes de coral. Sin embargo, su historia de vida única y el pequeño número de investigadores que los estudian crean una barrera para el desarrollo, la implementación y la difusión de métodos de muestreo confiables y reproducibles para recolectarlos para la investigación.

Las trampas de luz se han utilizado durante mucho tiempo para recolectar pequeños organismos marinos por la noche^30,31. Aprovechan y se basan en el hecho de que muchos organismos nocturnos activos, incluidos los artrópodos, se sienten atraídos por la luz. Tradicionalmente se han utilizado para recolectar organismos planctónicos en la columna de agua³⁰. Sin embargo, los principios básicos se pueden aplicar a la recolección de organismos que nadan libremente y que están activos cerca del bentos. Aquí presentamos un método de captura de luz adaptado para recolectar etapas de vida libre de isópodos gnatíidos cerca del fondo del océano en entornos remotos de arrecifes de coral como Filipinas. Para recolectar en áreas remotas, estas trampas de luz (Figura 1) ofrecen algunas ventajas sobre otros métodos desarrollados para recolectar estos organismos³². Son altamente portátiles y duraderos, requiriendo solo tres partes, que son fáciles de obtener y económicas. También son de flotabilidad negativa, ya que cuando se despliegan, están completamente llenos de agua de mar. Debido a que dependen de la luz para la atracción, solo son efectivos por la noche para recolectar especies nocturnamente activas. También atraen más que las especies objetivo, lo que requiere la clasificación de las muestras bajo un alcance de disección para obtener los organismos objetivo. Hasta ahora, nuestro equipo y colaboradores han utilizado tres métodos para recolectar gnatíidos en sistemas de arrecifes de coral en todo el mundo³². Estos incluyen trampas de emergencia, trampas vivas cebadas para peces y trampas ligeras, cada una con ventajas y limitaciones.

Protocolo

La recolección de muestras fue autorizada por el Departamento de Agricultura-Oficina de Pesca y Recursos Acuáticos (0154-18 DA-BFAR) de conformidad con las leyes y reglamentos filipinos (LR Nº 9147; FAO 233) y aprobado por el comité de ética animal de la Universidad de Silliman (SU).

1. Trampas de luz

1. Construcción
   1. Construya trampas de luz a partir de tubos comerciales de cloruro de polivinilo (PVC) diseñados originalmente para plomería. Utilice PVC de 10-15 cm de diámetro cortado a 30-40 cm de longitud (Figura 1).
   2. En ambos extremos de los tubos, agregue "tapas" de PVC con un embudo de acrílico transparente insertado en el centro de la abertura y pegue en su lugar con pegamento epoxi transparente (Figura 1). Deja que se seque.
   3. Asegúrese de que un extremo del tubo tenga una tapa atornillable o extraíble y que ambos extremos sean herméticos cuando la trampa esté "cerrada" (por ejemplo, con la adición de una junta tórica).
2. Fuente de luz
   1. Antes del despliegue, encienda una luz/antorcha subacuática (consulte la Tabla de materiales) y colóquela en el tubo, frente a uno de los embudos transparentes, de modo que la luz de la antorcha subacuática ilumine el área frente a un lado del tubo. Si es necesario, se pueden usar barras luminosas químicas en lugar de antorchas submarinas, aunque su intensidad de luz es menor.
      NOTA: La luz atrae a una variedad de pequeños organismos nocturnos³¹, incluyendo gnatíidos, y los impulsa a nadar en el tubo a través del embudo transparente. Una vez que han entrado en el tubo, no pueden escapar debido a la geometría de la trampa de luz (pequeña abertura del embudo) y la presencia continua de una fuente de luz.
3. Colocación
   1. Cuando esté en el agua en el sitio de despliegue, llene las trampas de luz, con la luz encendida, con agua de mar, y asegure ambos extremos. Para asegurarse de que la antorcha no esté por debajo o bloqueando la punta del embudo, incline la "parte delantera" del tubo hacia arriba para permitir que la antorcha se deslice hacia atrás lejos del embudo.
   2. Coloque trampas en el fondo marino, en la arena o los escombros, junto a cabezas de coral u otras estructuras complejas conocidas por atraer peces. Enfoca el cono de luz "hacia adentro", hacia áreas donde los peces se agregan.
      NOTA: En aguas poco profundas, las trampas se pueden colocar buceando con la respiración. Una implementación más profunda requiere buceo.
4. Recuperación
   1. Inmediatamente antes de recuperar la trampa, selle las aberturas de ambos embudos (en cada extremo del tubo) con un trozo de arcilla para modelar o sellado de tapón de goma, manteniendo toda el agua de mar y los organismos contenidos dentro.
      NOTA: Los organismos permanecerán en la trampa una vez que las baterías de las luces hayan expirado y la luz ya no esté iluminada. Esto proporciona flexibilidad cuando se recuperan las trampas ("tiempo de remojo"). Los factores a considerar al decidir sobre el tiempo de remojo se presentan a continuación (ver Discusión).
5. Transporte
   1. Una vez que las trampas hayan sido recuperadas del fondo, llévelas a un bote o nade hasta la orilla.
   2. Mantenga las trampas cerca de la temperatura ambiente del agua de mar una vez que se retire del océano.
   3. Transpórelos al laboratorio para su procesamiento lo antes posible, ya que no se realizará ningún intercambio de gas o agua una vez retirados del océano.

2 Procesamiento de laboratorio

1. Almacenamiento y filtrado de las muestras
   1. Una vez que las trampas de luz se retiren del océano y se devuelvan al laboratorio, vacíe su contenido en cubos con agua de mar fresca.
   2. Agregue aireación para mantener vivos los organismos hasta que se filtren.
   3. Filtre el contenido del cubo vertiendo a través de un embudo forrado con malla de plancton de 50-100 μm, luego vacíe el contenido en un recipiente de 100 ml de agua de mar fresca.
   4. Use una pipeta para extraer de este recipiente más pequeño para colocar alícuotas de la muestra en una placa de Petri para microscopía. Repita hasta que se haya procesado toda la muestra.
2. Identificación y cría de isópodos gnatíidos
   1. Debido a que las muestras de trampa de luz atraen a múltiples especies de pequeños invertebrados, examine cuidadosamente las muestras para identificar y eliminar los isópodos gnatíidos. El aumento de 10-20x es lo mejor para esta tarea (Figura 2).
      NOTA: La identificación de gnatíidos a nivel familiar no requiere especímenes vivos. Sin embargo, los gnatíidos adultos, que rara vez son capturados en trampas ligeras, son necesarios para la identificación morfológica de especies y la cría (véase la referencia ^1,3,9 para una metodología para la cría y cría de gnatíidos en cautividad).
   2. En los casos en que los gnatíidos necesitan mantenerse vivos para la cría, retírelos suavemente con una pipeta y colóquelos en pequeños recipientes de plástico con agua de mar fresca.

Resultados

Para el muestreo en el centro de Filipinas, se utilizó el diseño de la trampa delineada (Figura 1). Cuando se colocaron 36 trampas durante la noche (en un sitio), se recolectaron de 1 a 1343 gnatíidos por trampa (275 ± 54). Estos incluyeron etapas juveniles alimentadas y no alimentadas (Figura 2; Tabla 1, 2). Estos resultados demuestran la efectividad de las trampas de luz para recolectar isópodos gnatíidos en las condiciones de estudio. <...

Discusión

Las trampas de luz tradicionales, como las utilizadas para recolectar peces larvales, son grandes y están suspendidas en la columna^{de agua 34}. En contraste, las trampas de luz descritas aquí son pequeñas y se despliegan en el fondo del mar. Estas trampas se pueden transportar fácilmente y desplegar rápidamente. Se pueden colocar mediante buceo de retención de la respiración (libre) en sitios poco profundos (como en este estudio) o en sitios más profundos, y atraen tanto a los alimentados c...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Buckets, small sample containers		hardware store
Funnels	Supplier No. 2209-03	Funnels: AMERICAN SCIENTIFIC LLC SE - 75 mm (3”)	https://us.vwr.com/store/product/8884369/plastic-funnels
Main body of light traps (made from commercially available PVC sanitarty pipes)	(SKU 145640)	Alasco Sanitary uPVC Pipes Series 1000 107mm/4'	https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-pipe-series-1000/.  This brand can be found in the Philippines. Other simular brands can also be used
Modeling clay		Can be found in art suppliy and childreans toy stores	To seal the funnel after retreival
Plankton mesh (50-100 µm)		any reputable brand and source	https://www.adkinstruments.in/products/plankton-nets-in-various-mesh-size-1633936883
Screw on lids for the light trap		Alasco  Sanitary  Clean-Out  4"	https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-clean-out/. This brand can be found in the Philippines. Other simular brands can also be used
Scuba/snorkel equipment		any reputable brand and source
Stereo-microscopes		Scientific suppliers
Underwater touches		Princeton Tec Ecoflare or Fantasea Nanospotter 6023