Raccolta di parassiti marini di pesci isopodi gnatidi con trappole luminose

Riepilogo

Presentiamo un metodo per raccogliere parassiti marini isopodi isopodi utilizzando trappole luminose posizionate nei siti di campo tramite immersioni in apnea o immersioni subacquee.

Abstract

Viene presentato un metodo per raccogliere parassiti marini isopodi isopodi con l'uso di trappole leggere. Gli isopodi gnatiidi sono un importante gruppo di parassiti marini che si nutrono di sangue e fluidi dai pesci ospiti, soprattutto di notte. Come zecche e zanzare sulla terraferma, si associano solo temporaneamente con il loro ospite e trascorrono la maggior parte della loro vita vivendo liberi nel benthos. Data la loro elevata mobilità e l'associazione transitoria e prevalentemente notturna con gli ospiti, non possono essere facilmente raccolti catturando ospiti che vivono liberi. Tuttavia, sono prontamente attratti dalle fonti di luce subacquee, creando l'opportunità di raccoglierli in trappole di luce. Qui vengono delineati il design e le singole fasi coinvolte nell'implementazione e nell'elaborazione di trappole luminose appositamente adattate per la raccolta di stadi di vita libera di isopodi gnathiidi. Vengono presentati e discussi i risultati dei campioni e le possibili modifiche del protocollo di base per una varietà di diverse esigenze di campionamento.

Introduzione

I crostacei parassiti sono importanti nell'ecologia e nelle storie di vita dei pesci di barriera. La biomassa e l'energia che rimuovono dai loro ospiti sono considerevoli e influenzano il comportamento, la fisiologia e la sopravvivenza¹. I crostacei isopodi gnatidi rappresentano il gruppo più importante di parassiti dei pesci nei sistemi di barriera tropicale e subtropicale, dove sono abbondanti e diversificati ^2,3 e sono il principale alimento dei pesci più puliti ^4,5. Gli gnatidi hanno generalmente dimensioni di 1-3 mm. Hanno storie di vita insolite in cui solo i tre stadi giovanili si nutrono del sangue e dei fluidi corporei dei pesci ^6,7. Sono più attivi di notte ^8,9, e mentre la visione sembra giocare un certo ruolo, la ricerca dell'ospite 10 si basa fortemente sui segnali olfattivi per trovare gli ospiti^11,12. Ciascuna delle tre fasi di alimentazione del novellame si nutre di un singolo pesce ospite, con ogni alimentazione separata da una fase di muta. Dopo l'alimentazione finale, le larve del terzo stadio si trasformano in adulti non nutrienti, che si riproducono e poi muoiono. Dato che l'alimentazione richiede solo una breve associazione con l'ospite, mentre ogni intervallo di interalimentazione dura giorni, gli gnatidi trascorrono la maggior parte della loro vita vivendo liberi nel benthos.

Gli gnatidi influenzano gli host in diversi modi¹. A parte il loro ruolo come driver delle interazioni tra pesci più puliti e clienti 13,14,15, gli gnatidi possono aumentare i livelli di cortisolo e diminuire l'ematocrito negli ospiti adulti di pesci¹⁶ e in numero elevato^, possono persino causare la morte ¹⁷. Per i pesci giovani, anche un singolo gnathiide può essere fatale^18,19,20, e anche se il pesce sopravvive, la sua capacità di competere per lo spazio e sfuggire ai predatori è compromessa^20,21,22. Evitare gli gnatidi può anche costituire uno dei benefici della migrazione notturna in alcuni pesci di barriera²³.

Oltre ai pesci più puliti, le popolazioni gnatidi possono essere influenzate da altri micro pesci carnivori²⁴, così come dai coralli^25,26. Il riscaldamento degli oceani e la conseguente perdita di coralli vivi sembrano avere impatti opposti sugli gnatidi^27,28,29.

Data la loro chiara importanza ecologica e la probabile influenza del cambiamento ambientale antropogenico sulle loro popolazioni, ci sono ragioni convincenti per includerli negli studi ecologici delle barriere coralline. Tuttavia, la loro storia di vita unica e il piccolo numero di ricercatori che li studiano creano una barriera allo sviluppo, all'implementazione e alla diffusione di metodi di campionamento affidabili e riproducibili per raccoglierli per la ricerca.

Le trappole luminose sono state a lungo utilizzate per raccogliere piccoli organismi marini di notte^30,31. Sfruttano e si basano sul fatto che molti organismi notturni attivi, compresi gli artropodi, sono attratti dalla luce. Tradizionalmente sono stati utilizzati per raccogliere organismi planctonici nella colonna d'acqua³⁰. Tuttavia, i principi di base possono essere applicati alla raccolta di organismi che nuotano liberamente che sono attivi vicino al benthos. Qui presentiamo un metodo di cattura della luce adattato per la raccolta di stadi di vita libera di isopodi gnatidi vicino al fondo dell'oceano in ambienti remoti della barriera corallina come le Filippine. Per la raccolta in aree remote, queste trappole luminose (Figura 1) offrono alcuni vantaggi rispetto ad altri metodi sviluppati per la raccolta di questi organismi³². Sono altamente portatili e durevoli, richiedono solo tre parti, che sono facilmente ottenibili e poco costose. Sono anche negativamente galleggianti, poiché quando vengono distribuiti, sono completamente riempiti di acqua di mare. Poiché dipendono dalla luce per l'attrazione, sono efficaci solo di notte per la raccolta di specie attive di notte. Inoltre attirano più delle specie bersaglio, richiedendo lo smistamento dei campioni sotto un ambito di dissezione per ottenere gli organismi bersaglio. Tre metodi sono stati finora utilizzati dal nostro team e dai nostri collaboratori per raccogliere gnatiidi nei sistemi di barriera corallina in tutto il mondo³². Questi includono trappole di emergenza, trappole vive con esca per pesci e trappole leggere, ognuna con vantaggi e limitazioni.

Protocollo

La raccolta di campioni è stata autorizzata dal Dipartimento dell'agricoltura-Ufficio della pesca e delle risorse acquatiche (0154-18 DA-BFAR) in conformità con le leggi e i regolamenti filippini (RA 9147; FAO 233) e approvato dal comitato per l'etica animale della Silliman University (SU).

1. Trappole luminose

1. Costruzione
   1. Costruisci trappole luminose da tubi commerciali in cloruro di polivinile (PVC) originariamente progettati per l'impianto idraulico. Utilizzare PVC di 10-15 cm di diametro tagliato a 30-40 cm di lunghezza (Figura 1).
   2. Ad entrambe le estremità dei tubi, aggiungere "tappi" in PVC con un imbuto acrilico trasparente inserito al centro dell'apertura e incollare in posizione con colla epossidica trasparente (Figura 1). Lasciate asciugare.
   3. Assicurarsi che un'estremità del tubo abbia un coperchio avvitabile o altrimenti rimovibile e che entrambe le estremità siano a tenuta stagna quando la trappola è "chiusa" (ad esempio, con l'aggiunta di un O-ring).
2. Sorgente luminosa
   1. Prima dell'installazione, accendere una luce/torcia subacquea (vedere Tabella dei materiali) e posizionarla nel tubo, di fronte a uno degli imbuti trasparenti, in modo che la luce della torcia subacquea illumini l'area davanti a un lato del tubo. Se necessario, i bastoncini luminosi chimici possono essere utilizzati al posto delle torce subacquee, sebbene la loro intensità luminosa sia inferiore.
      NOTA: La luce attira una varietà di piccoli organismi notturni³¹, compresi gli gnatiidi, e li spinge a nuotare nel tubo attraverso l'imbuto trasparente. Una volta entrati nel tubo, non sono in grado di fuggire a causa della geometria della trappola di luce (piccola apertura a imbuto) e della presenza continua di una fonte di luce.
3. Collocamento
   1. Quando sei in acqua nel sito di distribuzione, riempi le trappole luminose, con la luce accesa, con acqua di mare e fissa entrambe le estremità. Per garantire che la torcia non sia sotto o non blocchi la punta dell'imbuto, inclinare la "parte anteriore" del tubo verso l'alto per consentire alla torcia di scivolare indietro lontano dall'imbuto.
   2. Posiziona trappole sul fondo del mare, nella sabbia o nelle macerie, accanto a teste di corallo o altre strutture complesse note per attirare i pesci. Focalizzare il cono di luce "verso l'interno", verso le aree in cui i pesci si aggregano.
      NOTA: In acque poco profonde, le trappole possono essere posizionate con immersioni in apnea. Una distribuzione più profonda richiede immersioni.
4. Recupero
   1. Immediatamente prima di recuperare la trappola, sigillare le aperture di entrambi gli imbuti (su entrambe le estremità del tubo) con un pezzo di argilla modellante o tappo di gomma sigillante, mantenendo tutta l'acqua di mare e gli organismi contenuti all'interno.
      NOTA: Gli organismi rimarranno nella trappola una volta che le batterie delle luci saranno scadute e la luce non sarà più accesa. Ciò fornisce flessibilità quando le trappole vengono recuperate ("tempo di immersione"). I fattori da considerare quando si decide il tempo di ammollo sono presentati di seguito (vedi Discussione).
5. Trasporto
   1. Una volta che le trappole sono state recuperate dal fondo, portatele su una barca o nuotate a riva.
   2. Mantenere le trappole vicino alla temperatura ambiente dell'acqua di mare una volta rimosse dall'oceano.
   3. Trasportarli in laboratorio per la lavorazione il prima possibile poiché non avverrà alcuno scambio di gas o acqua una volta rimossi dall'oceano.

2 Elaborazione in laboratorio

1. Conservazione e filtraggio dei campioni
   1. Una volta che le trappole luminose vengono rimosse dall'oceano e riportate al laboratorio, svuotare il loro contenuto in secchi con acqua di mare fresca.
   2. Aggiungere aerazione per mantenere in vita gli organismi fino al filtraggio.
   3. Filtrare il contenuto del secchio versando attraverso un imbuto rivestito con una rete di plancton da 50-100 μm, quindi svuotare il contenuto in un contenitore da 100 ml di acqua di mare fresca.
   4. Utilizzare una pipetta per attingere da questo contenitore più piccolo per posizionare le aliquote del campione in una capsula di Petri per la microscopia. Ripetere l'operazione fino a quando l'intero campione non è stato elaborato.
2. Identificazione e allevamento degli isopodi gnatidi
   1. Poiché i campioni di trappole luminose attirano più specie di piccoli invertebrati, esaminare attentamente i campioni per identificare e rimuovere gli isopodi gnathiidi. L'ingrandimento 10-20x è il migliore per questo compito (Figura 2).
      NOTA: L'identificazione degli gnatidi a livello familiare non richiede esemplari viventi. Tuttavia, gli gnatidi adulti, che raramente vengono catturati in trappole luminose, sono necessari per l'identificazione morfologica delle specie e l'allevamento (vedi riferimento ^1,3,9 per una metodologia per l'allevamento e l'allevamento degli gnatidi in cattività).
   2. Nei casi in cui gli gnatidi devono essere tenuti in vita per l'allevamento, rimuoverli delicatamente con una pipetta e metterli in piccoli contenitori di plastica di acqua di mare fresca.

Risultati

Per il campionamento nelle Filippine centrali, è stato utilizzato il disegno della trappola delineato (Figura 1). Quando 36 trappole sono state posizionate durante la notte (in un sito), sono stati raccolti da 1 a 1343 gnatidi per trappola (275 ± 54). Questi includevano sia stadi giovanili alimentati che non nutriti (Figura 2; Tabella 1, 2). Questi risultati dimostrano l'efficacia delle trappole luminose per la raccolta di isopodi gnatidi nell...

Discussione

Le trappole luminose tradizionali, come quelle utilizzate per la raccolta dei pesci larvali, sono di grandi dimensioni e sono sospese nella colonna d'acqua³⁴. Al contrario, le trappole luminose qui descritte sono piccole e dispiegate sul fondo del mare. Queste trappole possono essere facilmente trasportate e rapidamente dispiegate. Possono essere posizionati con apnea (libera) in siti poco profondi (come in questo studio) o immersioni in siti più profondi, e attirano sia nutriti che non nutriti.<...

Materiali

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