שיטות בסיסיות לחקר אקולוגיה פוריות של דגים באקווריום

Summary

סדרה של שיטות בסיסיות כדי לאפשר את המחקר של אקולוגיה הרבייה של דגים שמורים באקווריום מתוארים. אלה הם פרוטוקולים שימושיים לאיסוף דגים באמצעות SCUBA, הובלת דגים חיים, והתבוננות בהתנהגות הרבייה של דגים שנלכדו באקווריום.

Abstract

תצפיות לגידול בשבי הן בעלות חשיבות לחשיפת היבטים של התנהגות דגים ואקולוגיה כאשר חקירות שדה רציף אינן אפשריות. הנה, סדרה של טכניקות בסיסיות מתוארים על מנת לאפשר תצפיות של התנהגות הרבייה של דג גובייד פראי נלכד, כמודל, שמרו באקווריום. השיטה מתמקדת בשלושה שלבים: איסוף, הובלה ותצפיות של אקולוגיה פוריות של המצע. היבטים חיוניים של איסוף דגים חיים ותחבורה הם: (1) מניעת פגיעה בדגים, וכן (2) הסתגלות זהירה לאקווריום. מניעת נזק באמצעות פציעות כגון שריטות או שינוי פתאומי של לחץ המים הוא הכרחי בעת איסוף דגים חיים, כמו כל נזק פיזי עשוי להשפיע לרעה על ההישרדות והתנהגות מאוחר יותר של הדג. הסתגלות קפדנית לאקווריום מפחיתה את שכיחות המוות ומקטינה את זעזוע התחבורה. תצפיות במהלך גידול שבוי כוללות: (1) זיהוי של אינדיבידואלים(2) ניטור הוליד ביצים ללא השפעות שליליות על דגים או ביצים, ובכך מאפשר חקירה מפורטת של אקולוגיה הרבייה של מינים המחקר. הזרקה תת-עורית של תגית אלסטומר גלוי (VIE) היא שיטה מדויקת לזיהוי הבא של דגים בודדים, וניתן להשתמש בה עם טווח רחב של דגים, עם השפעה מינימלית על הישרדותם והתנהגותם. אם מינים המחקר הוא ספוגנר המצע המפקיד ביצים דבק, אתר קן מלאכותי שנבנה מתוך צינור פוליוויניל כלור (PVC) עם תוספת של גיליון עמיד למים יהיה להקל על ספירה וניטור הביצים, הפחתת השפעת החוקר על הקן מחזיק ואת הביצה שמירה על התנהגות של דגים. למרות ששיטה בסיסית זו כרוכה בטכניקות שלעתים רחוקות מוזכרות בפירוט במאמרי מחקר, הן בסיסיות לביצוע ניסויים הדורשים גידול שבוי של דג בר.

Introduction

האבולוציה הסתגלותית מרהיבה ניכרת במורפולוגיה, האקולוגיה וההתנהגות של דגים ¹ . במיוחד, תכונות אקולוגיות הקשורות רבייה הם מגוונים במיוחד, ורוב אלה יכולים להיות מושפעים ישירות על ידי כושר אישי ² . כדי לקבל תובנה ללחצים סלקטיביים שהביאו להתפתחות של תכונות ייחודיות במינים שונים של דגים, תצפית ישירה של התנהגויות פוריות וחברתיות באמצעות דגים חיים מועילה לעיתים קרובות לבסס השערות תיאורטיות.

עם זאת, תצפיות שדה רציף של דגים עשויים לדרוש ציוד תת מימי מיוחד ומתקנים שקשה לשמור. במקרים אלה, תצפיות של דגים שנלכדו בפראות אקווריום יכול להיות מועיל ^{3 , 4 , 5} . בנוסף, תצפיות יעילות של התנהגויות דגים, כי הם נדירים או אחרתUlt כדי לצפות בתנאים טבעיים יכול להיות אפשרי על ידי מניפולציות ניסויים באקווריום ^{6 , 7 , 8} . גידול דגים בתנאים טובים על ידי צמצום מתח מלאכותי ופגיעה פיזית הוא קריטי עבור חקירות אקולוגיות מדויקות.

הגובי פיגמי טרימה מרינה מגיע 23-25 ​​מ"מ אורך הכולל והוא מופץ במערב האוקיינוס ​​השקט, שם הוא נמצא במפרץ שקט, מוגן, בעומקים של 9-26 מ ' ⁹ . בעבודה זו, T. Marinae משמש כמודל כדי לתאר סדרה של טכניקות בסיסיות לאיסוף דגים באמצעות מנגנון נשימה מתחת למים עצמית (SCUBA), הובלת דגים, והתאקלמות הדגים לאקווריום לצורך תצפית ישירה של התנהגות המינים ואקולוגיה של המחקר.

Protocol

1. איסוף והובלת דגים חיים

הערה: פרוטוקול זה מתאר כיצד לאסוף דגים שיש להם שלפוחית ​​גז, מעומק של 15 מ 'עד פני השטח. שינוע מהיר על פני השטח יגרום להרחבת שלפוחית ​​השתן על ידי שינוי בלחץ, אשר יכול לפגוע קשות או להרוג את הדג. זהירות היא מוצדקת, כמו הנזק שנגרם לדגים במהלך הצעד הראשון הזה ישפיע לרעה על הישרדותם ועל התנהגות מאוחר יותר.

1. לפני צלילה עם SCUBA, לאסוף את החומרים הבאים: יד ביד מתאים לכידת מינים ממוקד מתחת למים; כפול שקיות פוליאתילן כי הם גדולים מספיק עבור דגים; גומי (80 מ"מ x 6 מ"מ); גליל חמצן לניפוח שקיות האיסוף על פני השטח; את אלבגין, שהוא מיקרוביאלית 10% nifurstyrenate נתרן; תיבת קצף פוליסטירן שבו למקם את שקיות איסוף; פיפטות; ואם יש צורך (ראה צעד 1.4), חבל עם אורךשווה לעומק הצלילה המקסימלי, כמו גם משקל של לפחות 2 ק"ג.
2. איסוף מינים דגים ממוקד באמצעות יד ביד בעת צלילה; בעוד עדיין מתחת למים, במקום דגים שנתפסו בשקית פוליאתילן ולקשור את הפה של השקית עם גומי. אם יידרשו עוד יום להובלת הדגים לאקווריום, ישמרו גם על המים מהבית הטבעי בשקיות אחרות, וישמשו לחידוש המים הדגים.
   הערה: עבור בטיחות, משימות מתחת למים חייב להיות עובד על ידי לפחות שני אנשים.
3. משטח מנקודת האיסוף עם שקיות של דגים במהירות של לא יותר מ 1 מ '/ דקה: בעוד בעומק של 10 מ' או יותר, להפסיק לעלות 1 - 5 דקות כל 2 מ '; ו מעומק של 10 מ 'לעצור את פני השטח עבור 1 - 5 דקות כל 1 מ'. כאשר דגים בשבי אינם מסוגלים לשמור על הציפה שלהם בשקית ( כלומר , אם הם צפים עם שלפוחית ​​הגז מורחבת תוך עדיין מנסה לשחות לכיוון תחתית), או לשמור על עומק זהה עבור 1 - 5 דקות או דהל 1 - 2 מ 'עמוק יותר. פעם הדגים נראה להחלים שלהם ציפה, לחדש את העלייה אל פני השטח.
   הערה: אם קיימת אפשרות שהאוויר במיכל SCUBA ייגמר תוך כדי העלאה, הידוק חבל לשקית הפוליאתילן וצירוף משקל של 2 ק"ג; לאחר מפעיל מתחת למים יש עלה בבטחה, למשוך את זה עד לפני השטח במהירויות זהה שנקבע לעיל.
4. בחוף או בסירה, להמיס 10 ppm אלבגין במים של כל שקית פוליאתילן לאחר השטח.
   הערה: למרות שדגים מסוימים לא יוכלו לשמור על הציפה שלהם רק לאחר הובאו אל פני השטח, רוב ניתן לצפות להתאושש בתוך יום אחד.
5. אם צפיפות הדגים בשקית איסוף גבוהה, לחלק את הדגים בין שקיות יותר כדי למנוע מהם מזיקים זה לזה על ידי שפשוף אחד נגד השני במהלך ההובלה. אם הדג הוא מין אגרסיבי, לחלק אותם בנפרד בין שקיות.
6. לנפח את שקית איסוף עם חמצן ושוב לאטום את הפה של השקית באמצעות rUbberbands. כאשר החדרת החמצן לתוך השקית, להוריד את הזרבובית לתוך השקית של המים כדי להגדיל את התוכן חמצן מומס; את התיק המורחב צריך להיות 1/4 מלא עם מים.
7. שמור את שקיות איסוף עם דגים בתיבת קצף פוליסטירן, כדי לשמור על טמפרטורת מים יציבה ולהפחית את הלחץ של דגים בתנאים חשוכים.
8. אם ייקח יום אחד להובלת הדגים לאקווריום, פעם ביום מחליפים 1/4 עד 1/3 מהמים בכל תיק שמירה על דגים, תוך שימוש במים שנשמרו מהבית גידול שאליו נוספה 10 עמודים לדקה אלבאגין , ו repack כל עם חמצן. בכל יום, להסיר דגים מתים ו excreta על התחתונה ביד נטו או פיפטה.
   הערה: אם מטוס המטוס מעורב, המתן לפחות יום אחד כדי להתאים את הדגים ללחץ האוויר על פני השטח לפני ההובלה, משום ששינוי שני שלבים בלחץ (מתחת לפני המים, ומשטח לאוויר עליון) בטווח הקצר עלול להשפיע לרעה הישרדות הדגים. I

2. הדגמת הדג לאקווריום

1. לצוף את התיק המכיל דגים באקווריום במשך 30 דקות כדי להשוות את טמפרטורת המים.
2. במשך תקופה של 10 דקות, החליפו את מי השקיה במי אקווריום, כדי להימנע מהלם שנגרם כתוצאה מהפרש פתאומי בכימיית המים ( למשל , pH, מליחות).
   הערה: דג שמזדעזע מהפרש גדול מדי בכימיה של המים עשוי להראות שינוי חריג בצבע הגוף ו / או בהתנהגותו. לפקח על זה בזהירות במהלך הסתגלות.
3. ממיסים 10 ppm אלבגין במי האקווריום.
4. לאחר מכן, פעם ביום במשך 3 ימים, לחדש 1/3 של מים אקווריום, לאחר שהוסיף 10 עמודים לדקה אלבקין למים החלופי.
5. לבסוף, להתחיל לחסל את אלבגין על ידי החלפת חצי מים אקווריום פעם ביום, עד צבע דוהה.

3. הזרקת גלאי אלסטומר גלוי (VIE) תג לזהות דגים בודדים

T "" הערה: בעבודה זו, דגים בודדים מזוהים באמצעות תגי VIE, לדוגמה, ראה פרדריק ¹⁰ , אולסן ו Vøllestad ¹¹ , ולבלנק ו Noakes ^12. כמו כן, אם מינים המחקר גדול מספיק להחזיק ביד , את השולחן כירורגי בשימוש בשלב 3.2 לא יהיה צורך.

1. לקבוע את מיקום הזרקת צבע תג עבור כל אדם. האפשרות הבטוחה ביותר היא לבחור נקודת זריקה בחלק הגבי השרירי או בחלק הזנב של הגוף, וכדי למנוע הזרקת אותו לתוך הבטן שבה איברים פנימיים עשויים להיות פירסינג.
   הערה: מערכת מספור מתוארת באיור 1 : אם מינים המחקר גדולים מספיק להזרקת 8 מיקומים אפשריים, מערכת זו תאפשר זיהוי של 154 אנשים באמצעות צבע אחד. עשרה צבעים של תגים VIE זמינים מסחרית. בחר את הצבע להבדיל על בסיס צבע הגוף של דגים.
2. <חזקה> עבור דגים קטנים יותר מאשר ניתן להחזיק ביד, להכין טבלה כירורגית כדלקמן (עיין גם קינקל ואח ^'13 ) ( איור 2 ).
   1. חותכים את הספוג רך מדידה 5 ס"מ L x 5 ס"מ W, וזה לפחות 5-10 מ"מ נמוך יותר מגובה של צלחת פטרי.
   2. חותכים חריץ ספוג של כ - 10 מ"מ עומק, ולהתאים את רוחב זה של רוחב הגוף המשוער של הדג. חותכים את פוליוויניל כלוריד (PVC) הלוח (עובי 0.3 מ"מ) ל 5 ס"מ L x 5 ס"מ W, ו לכופף אותו לקפל העמק (או M- צורה).
   3. הגדר את לוח מחורץ PVC על גבי ספוג מחור ולאחר מכן להגדיר את הספוג לתוך צלחת פטרי (ø 160 מ"מ, עומק 30 מ"מ). השתמש במים ממיכל ההחלמה כדי למלא את צלחת פטרי עד הלוח PVC שקוע כראוי.
3. הכן את תגי VIE על פי מדריך תיוג VIE. מערבבים את חומרי האלסטומר ומוסיפים את התערובת לסרי 3 מ"לNge עם מחט 29-מד, כפי הכלול בערכה.
4. הכן שני מיכלי מים לשימוש בעת ביצוע זריקות תג: אחד עבור הרדמה ואחד להחלמה; להתאים את הטמפרטורה ואת ריכוז מליחות של אלה כדי להתאים את המים באקווריום גידול. השתמש במשאבת אוויר עם אבן אוויר כדי להפיץ את המים במיכל ההחלמה.
5. הכן נוזל הרדמה על ידי ערבוב 2-methylquinoline עם נפח שווה של 99.5% אתנול; מוסיפים את זה למיכל ההרדמה כדי להשיג ריכוז של 18 עמודים לדקה.
   הערה: הריכוז האופטימלי של נוזל הרדמה יהיה תלוי במינים וגודל הגוף של הפרטים. לכן, לבחון את הריכוז האופטימלי עבור מינים המחקר מראש.
6. מעבירים דגים בודדים לטנק ההרדמה ומאפשרים להם להרדים: כלומר, לחכות עד שהדגים אינם מגיבים לנגיעה או לרטט מים כאשר טנקים חיצוניים. כמו צבע הגוף משתנה כאשר הוא aneshetiZed בדגים רבים, גם לפקח על צבע הגוף בזהירות לשפוט אם דגים הוא הרדים מן השינויים שלה. כי יש אפשרות כי דגים יכולים לקפוץ מתוך טנק הרדמה, לשמור אותו מכוסה באמצעות לוח אקרילי שקוף, לפחות עד הדגים מתחילים לנוע לאט.
   הערה: כוונן את הזמן הדרוש להרדים ו / או להתאים את הריכוז של נוזל הרדמה, בהתאם למין המחקר וגודלו. אם התנועה אופקולום הוא נעצר אי פעם על ידי ההרדמה, הדג יהיה בסיכון גבוה למוות.
7. כמו דגים יחליש אם הגוף שלהם מחומם, לשמור על האצבעות במים קרים יחסית תוך הרדמה הדגים.
8. הרם דג ממיכל ההרדמה ובמהירות למדוד אותו או לרשום את הנתונים הדרושים (אורך כולל, מין, וכו ' ). אם נראה שדגים מתאוששים בזמן המדידה, מיד להעביר אותו בחזרה טנק ההרדמה.
9. מעבירים את הדגים לשולחן כירורגי. הגדר את הצד הגחון דגים למטה tהוא חריץ PVC. אם גודל הגוף הוא קטן מאוד, להשתמש מיקרוסקופ המשקפת בעת ביצוע ההזרקה. אם מינים המחקר גדול מספיק כדי להחזיק ביד, להזריק את התג VIE בזמן שהוא מוחזק.
10. מקם את הצד המחודד של המחט כלפי חוץ והצביע על ראש הדג. הכנס את המחט תת עורית, פחות או יותר מקביל לגוף, וכמעט קרוב מתחת לעור ככל האפשר. התאם את עומק הכניסה בהתאם לגודל גוף הדגים ואת קלות לראות את התג.
11. להזריק VIE תג בעת משיכת המחט, ולהפסיק את הזריקה לפני שפוע המחט מגיע לנקודת הכניסה המחט (זה יהיה קל להבחין אם הזרקת תג באזור רחב יחסית).
12. על השלמת הזרקת תג, מיד להעביר את הדגים אל מיכל השחזור. אם ההתאוששות נראית איטית מדי, העבירו בעדינות את המים ביד.
13. לאחר ההחלמה, להחזיר את הדגים לאקווריום גידול, ולהמשיך להוסיף 10 עמודים לדקה אלBagin למים במשך 3 ימים.
    הערה: תחת תנאי נראות נמוכה עבור תגי VIE, אור UV מסונן יאפשר לזהות את התגים.

4. ספירת ביצים דבק דמרוסלי

1. כדי ליצור קינון מלאכותי, שהדיג יכול להפקיד בו ביצים דבקות, לחתוך צינור PVC אטום (5 ס"מ, 6 ס"מ) בחצי, בניצב לקוטר.
   הערה: גודל הצינור הנ"ל מתאים להשרצת גובי קטן יחסית. לכן, להתאים את גודל צינור PVC וצורה כפי המתאים למין המחקר.
2. הדפס רשת 5 מ"מ x 5 מ"מ על גיליון עמיד למים לחתוך אותו כדי להתאים את השטח הפנימי של צינור PVC.
3. תקן את גיליון עמיד למים לתוך הצינור של PVC באמצעות גומי.
   הערה: אם זה קשה עבור נשים לצרף ביצים על גיליון עמיד למים, וביצים נופלים מן הסדין, להפוך את הסדין מרקם עם נייר זכוכית.
4. מכסים את קרקעית האקווריום בשכבת חול, 1- 2 ס"מ עובי. הכנס כשליש של צינור PVC בעקיפין לתוך החול, עם הצד גיליון קבוע למטה.
5. לאחר ההשרצה מוצלחת על ידי הדג, להסיר את הסדין עם המסה ביצה מן צינור PVC ומניחים אותו בצלחת פטרי עם מים אקווריום. לתקן גיליון חדש בתוך צינור PVC במקום זה בחזרה על החלק התחתון של האקווריום. לבסוף, לספור את הביצים על ידי צילום המסה ביצה.
   1. לחלופין, אם תצפיות של טיפול ביצים ההורים הם להתבצע לאחר הרבייה, להיזהר לא להביא את הביצים מן המים. במקום זאת, להשתמש בצלחת פטרי כדי לגרוף את הביצים ואת הסדין יחד עם מים האקווריום, לצלם את המסה ביצה במהירות, ולאחר מכן בזהירות את התיקון מחדש את הסדין עם המסה ביצה בחזרה לתוך צינור PVC זהה לפני החזרת הכל למיקום המקורי שלה על תחתית האקווריום. לבסוף, לספור את הביצים באמצעות התמונה.
6. לספור את הביצים באמצעות ImageJ ( איור 3) ). אלה אוטומטית ספירה תא שיטות ספירה מוסברים בפירוט הבא: ספירה תא בסיסי (אוניברסיטת שיקגו, משולב אור מיקרוסקופית הליבה מתקן, http://digital.bsd.uchicago.edu/image_j.php); ניתוח החלקיקים (http://imagej.net/Particle_Analysis); מונה נייד (https://imagej.net/Cell_Counter).
   1. אחרת, אם ביצים מופקדים בצפיפות, להעריך את מספר הביצים על ידי חישוב יחס צפיפות האזור: לספור ביצים ברשת מודפס 5 x 5 מ"מ ² לחשב את צפיפות ביצה, למדוד את פני השטח המכוסה ביצים על ידי ImageJ, ולהעריך את המספר הכולל של ביצים מן הצפיפות מעל ליחידה שטח השטח. שיטת המדידה על פני השטח על ידי ImageJ מוסברת להלן: הגדר סולם ... (ענף שירותי מחקר, https://imagej.nih.gov/ij/docs/menus/analyze.html); הוא מסביר כיצד להגדיר את המרחב המרחבי של הדימוי; באמצעות ImageJ למדוד שטח שטח (Keene המדינה המכללה, אקדמיטכנולוגיה, https://dept.keene.edu/at/2011/04/15/by-matthew-ragan/).
      הערה: אם ביצים שקופות, גיליון המים השחור מתאים יותר לשיטת הספירה האוטומטית מכיוון ש- ImageJ יכול לזהות את קווי הביצים בנפרד.

תוצאות

בעקבות השיטות הנ"ל, 41, 15 ו 96 אנשים של ט marinae נאספו באפריל 2014, 2015 ו 2016, בהתאמה, Offshore של סינמטק אושימה, פריפקטורה של קאגושימה, יפן (לוח 1). בכל מקרה, 25 (61%), 14 (93%) ו -91 (95%) אנשים חיו עד הפקדת ביצים באקווריום. כפי שדווח ב Fukuda et al . ³ ,...

Discussion

אקולוגיה הרבייה של דגים רבים התגלה לעתים קרובות באמצעות גידול ניסיוני. במיוחד, שינוי מין ^{6 , 8 , 14} , חבר הבחירה ^{15 , 16} ו intraspecific תחרות ^{7 , 17} היו נושאים תכופים ש...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Hand net	Nisso	AQ-17	Select for the target species size.
Polyethylene bag	San-U Fish Farm	8194
Rubber band	ESCO Co. LTD.	78-0420-64	ø 80 mm x 6 mm
Oxygen cylinder	N/A	N/A	Oxgen cylinder for diving equipment suits.
Elbagin	Japan Pet Design Co. Ltd.	75950	Pafurazine F (provided from same company) is equivalent drug to Elbagin.
Polystyrene foam box	N/A	N/A
Pipette	AS ONE	1-8625-04
Rope	Mizukami Kinzoku Co. LTD.	95301601
Weight	N/A	N/A	Weight for diving equipment suits.
Water tank	N/A	N/A
Air pump	KOTOBUKI	4972814 062115
Air stone	KOTOBUKI	4972814 232204
2-Methylquinoline	Wako	170-00376
Ethanol (99.5)	Wako	057-00456
Visible implant elastomer tag kit	Northwest Marine Technology	N/A	http://www.nmt.us/products/vie/vie.shtml
Soft sponge	N/A	N/A
PVC board	N/A	N/A	0.3 mm thickness is easy to use.
Petri dish	N/A	N/A	A large one, such as  ø 160 mm and 30 mm depth, is convenient for the injection of the VIE tag.
Transparent acrylic board	N/A	N/A
UVA filtered light	N/A	N/A
PVC pipe	N/A	N/A	ø 5 cm
Waterproof sheet	SOMAR Corp.	3EKW03	The film for the plain copier.
Sand	N/A	N/A
Stereo microscope	N/A	N/A
Camera	N/A	N/A