少年太平洋ヤツメウナギやアメリカのウナギの新しいマイクロ音響タグの注入

要約

この記事では、少年の太平洋ヤツメウナギやアメリカのウナギのマイクロ音響タグを移植するための手順を示します。我々 のアプリケーションは、音響タグできる水泳能力や生存と最小限のタグ損失には明らかな影響なしで正常に植えられたことを示す実験室試験に基づいています。

要約

少年太平洋ヤツメウナギやアメリカのウナギは、タグ移植からの潜在的な効果を確認する実験室評価のため使用されました。遠隔測定技術は、他の知られている技術と可能であるよりもより広い空間スケールでの動きと行動に関するより詳細な情報を取得する方法として識別されています。このメソッドの目的は、ヤツメウナギとウナギの両方の注入をタグの詳細なステップバイ ステップの説明を提供することです。アクティブに移行中の少年太平洋ヤツメウナギ (120-160 mm) を使用して実験室調査のためタグの存在しなかったないタグ付きとタグなしの個人間の水泳能力を変更または、タグの重要な損失を持ってを調べた (< 3%)。黄色期アメリカのウナギ (113-175 mm) の検査室で同様の結果を調べた。38 日間の開催期間中に死亡はなかったし、最小限のタグ損失 (3.8%) があった。タグの存在は、遊泳能力またはタグなしのコントロールに比べてタグ ウナギの生存に重大な影響を持っていなかったし、最小限のタグが失われました。

概要

魚の行動や水力発電ダム、上流または下流の移動経路を妨げる可能性があるなど、河川構造物付近の動きを理解する継続的な研究が必要です。数多くの研究は、既存の技術を使用して行われている、まだ少年のウナギ、ヤツメウナギの生存と行動について多くの研究の質問があります。対応するため、これらの質問の太平洋の北西国立研究所 (なり) は特に少年ウナギ、ヤツメウナギ、ヤツメウナギ/うなぎタグ¹と呼ばれる用に設計された新しい音響マイクロ送信機と開発しました。この開発前に既存の音響タグ少年ウナギ、ヤツメウナギの体腔に効果的に注入するのには大きすぎるが、受け入れ基準を超えるタグ負担になる (体重比にタグの保守的な値は 2% または以下その他の文献には、4-5% が示唆していると)^2,3,4。ヤツメウナギ/うなぎタグは、固定構造や川で受信機^5,6自律レシーバー (ハイドロ フォン) を介して監視されて 416.7 kHz の周波数で一意のコード化された信号を出力します。

アメリカ合衆国のコロンビア川流域における意識と太平洋ヤツメウナギ (特にゴルジコンプレックス カブトガニ) の全体のライフ サイクルを理解するための懸念エスカレートしている集団が過去 40 年間の^{7 で大幅減少しているので}.水力発電設備の建設と操業に悪影響を及ぼす若年性のヤツメウナギ、主要な水力発電開発⁸の期間の後に下落が発生しました。死亡率の 1 つの潜在的なソースは、少年太平洋ヤツメウナギ外移行海⁹ダム通路です。パッシブ統合トランスポンダー (ピット) が使われています転換構造 (例えば、少年バイパス システム) を渡すことがあります移行の魚の種のうち、タグ付け魚列挙^10,11になることを可能にします。しかし、少年のヤツメウナギは幼魚より深い水の列に移行すると考えられている、少年バイパス システム¹²を通過する可能性が低い。低検出確率と孵化場の不足またはピットのタグ付け、少年ヤツメウナギ通路についての少年ヤツメウナギ他源に集中したため、生存や動作は非常に限られました。少年の太平洋ヤツメウナギ行動や生存の知識は、バイパス システム水力発電設備、灌漑の転換構造¹³で使用するための設計を含む下流の通路の軽減戦略を開発するために重要です。

アメリカのウナギ (アンギラ可能性) は、産卵のため海に向かって淡水から移行する大人の相 catadromous です。彼らの人口レベルは、過去数十年間の劇的な減少を見ています。以前は、彼らが非常に大西洋に流れる主要な川の豊富なと湖オンタリオ; にセント ・ ローレンス川を上流しかし、1980 年以来、アメリカのウナギはチェサピーク湾で 50% から 97% で、オンタリオ湖^14,15,16に至るまで在庫豊富に大幅な下落を経験しています。自分の減少の要因は含んでいる;水力発電ダム、断片化と損失の生息地と収穫¹⁷商業建設。彼らは現在、オンタリオ (カナダ) の絶滅危惧種法の下で絶滅危惧として表示されます。東米国の州の主要河川の水力発電施設の過去の開発は、少年と大人の両方の河川の移行を妨げる障壁を作成します。

新たに開発したヤツメウナギ/うなぎ音響タグは、この研究で使用されました。タグは、なりの認定生物音響 & フロー研究室¹⁸で製造されました。タグ × 2 mm 直径 12 mm、長さを測定し、0.08 グラムの重さは、空気。タグの全体的なサイズが小さい、それ効果的に使える型またはステリ切開、小切開の必要のためを使用して稚魚への注入 (< 3 mm 長い)。ステリ切開の追加の利点があります: 時間の減少量高速治癒率、手術のプロセスに必要な移植サイト¹⁹での感染の可能性を減少します。外科的移植効果は種、ライフ ステージ、体腔の長さ、切開の場所に応じて変化、期間、および環境条件^20,21,22,23を勉強できます。タグ負荷 (すなわち、魚の重量に対してタグの重量) の測定を提供するので、サイズ以外は、重量は重要な変数です。タグ負担の手術のプロセス (例えば、麻酔、手術を処理する)、他のすべての側面に関連付けられたタグ保存、生存、成長、パフォーマンス、または捕食^{24を避けるために魚の能力を水泳に直接影響を持つことができます。 25,26,27}。

プロトコル

なり、評価・実験動物ケアの認定会の認定を受けてください。ウナギ、ヤツメウナギはケアと実験動物の使用のための連邦政府のガイドラインに従って処理されたと私たちの研究のためのプロトコルがコンプライアンスを行われ、なりの制度的ケアおよび使用委員会によって承認されました。

1. タグ準備 (22 分タイミング)

1. 70% エタノール溶液に 20 分間にタグを配置します。
2. プラスチック ピンセットを使用してタグを削除し、滅菌水の入った小さなガラス皿に置きます。
3. タグを削除し、滅菌薬一杯に配置します。

2. 麻酔液の準備 (タイミング 〜 5 分)

1. 小さなプラスチック製のコップ Tricaine の 40 グラム重量を量る。
2. ミキサー バーを攪拌板 500 mL ビーカーに粉と水道水を溶解し、80 グラム/L の原液を達成するためにプラスチック製のボトルに転送。
3. 重炭酸ナトリウムと同じ手順を繰り返します、別の 500 mL のボトルに追加します。
4. 水 5 L (タグ付けするために魚と同じソース水) 10 L のプラスチック製の浴槽コンテナーを使用して、入力します。
5. 6.25 mL Tricaine 麻酔液、炭酸水素ナトリウム、浴槽に 100 mg/L の投与量を取得する 500 mL のペットボトルの上部に接続されている測定注ぐゲージを用いての 6.25 mL を追加します。
6. 水溶液の水を混ぜてかき混ぜます。
   注: ヤツメウナギを確保するため浴槽をカバーする利用可能な蓋がある麻酔の液中にエスケープしません。

3. ヤツメウナギ タグ (タイミング 〜 6 分)

1. 場所少年ヤツメウナギ (> 140 mm) 純小さなディップを使用して麻酔薬の風呂に。
2. ヤツメウナギ (もはやソリューションでは、安定したギルの動きによって低速を維持しながら水泳) 完全に除隊になるため 4-5 分を待ちます。
3. ディップ ネットを使用して、ヤツメウナギを削除、長さと重量の測定と音響タグのユニークな識別コードを記録します。
4. 飽和水最初とし、150 μ L/L 保護コーティング 1.3 cm 厚いクローズドセル発泡体パッドを準備 (材料の表を参照してください)。保護コーティングは、手術中に粘液の膜の破壊に対抗するのに役立ちます。
5. ヤツメウナギの腹側を準備の泡の上に置きます。手術のプロセス中に河口域を通過する (高架水槽) から水供給管の小さなセクションを配置します。これにより、魚はタグの注入を受けている間呼吸のため。
6. 切開をされるサイトを検索、20 ミリメートルの鰓の後方が左または右外側側毛穴します。素質と定規を使用または参照のフォーム パッドに配置されたマーカーを使用します。
7. 滅菌 3.0 mm 顕微鏡視下メス 15 ° 刃 (材料の表を参照してください) 慎重に使えば横方向内側皮膚貫通だけメスを切ることを確実に開く 2.5-3 mm。図 1を参照してください。
8. タグに置きます消毒前方体腔に手で。体内に入ったタグが移動したことを確認するタグ サイトにわずかな圧力を適用します。
9. 新鮮な川の水を含む回収バケットに場所タグ ヤツメウナギには魚タンク酸素ポンプ、チューブ、空気石が付属。
10. そのヤツメウナギを確保する今後の研究のためのタンクを保持する麻酔薬と転送から回復しています。

4. うなぎタグ (タイミング 〜 6 分)

1. タグ準備をレプリケートし、Tricaine の重炭酸ナトリウム 240 mg/L の濃度の用量で麻酔薬を準備します。
2. 風呂の水 5 L に 15 mL を追加します。
3. ウナギの稚魚を配置 (> 130 mm) 純小さなディップを使用して麻酔薬の風呂に。(もはや維持安定したギルの動きが遅いしながらソリューションに泳ぎに) 完全に除隊になるウナギのため 4-5 分を待ちます。
4. ディップ ネットを使用してウナギを削除し、コーティング魚保護にクローズドセル発泡体の腹側を上に置きます。
5. 切開を行わなければ、左側または右横ずれの胸鰭のベースに 〜 25 mm サイトを検索します。
6. 15 ° と滅菌 3.0 mm 顕微鏡視下メスを使用してブレードは慎重にメスが内側皮膚貫通だけ切っている確保する横方向に開く 2.5-3 mm を作る。図 2を参照してください。
7. タグに置きます消毒前方体腔に手で。タグは体腔に移動しているように、サイトのタグ付けにわずかな圧力を適用されます。
8. 回復に場所タグうなぎ魚タンク酸素ポンプ、チューブに付属している新鮮な川の水を含んでいるバケット エアコン石。
9. そのウナギは、今後の研究のためのタンクを保持する麻酔薬と転送から回復していることを確認します。

結果

少年のヤツメウナギの実験的研究

なりに積極的に移行する場合、ダミー ヤツメウナギ/うなぎタグを注入の可能性を決定する 2015 年に調査した少年太平洋ヤツメウナギ。195 太平洋ヤツメウナギ (macrophthalmia ライフ ステージ) の合計は、フィールド コレクションのサイトからなりに運ばれました。2 つの独立したタスクを行った。初めてのタグ注入する魚の応答を決定します。変数には、含まれているタグ損失、遅延死亡、癒しのタグなし (対照) 群と比較してタグ付け魚の料金が決定されます。2 番目のタスクの泳ぎにタグとタグ付き魚の遊泳能力に関連付けられている任意の副作用を決定する 10 mm サイズ カテゴリ (120-160 mm) から試験を行った。〜 1.8 4.8 〜 1.25 %7.0 g とタグの負担重量を魚します。体腔内のタグの位置を示す x 線は、図 3の¹に表示されます。二匹の魚の合計が持株の最初の 2 日間、タグを削除し、28 日保有期間の残りの間追加削除されたタグが見つかりませんでした。タグ ヤツメウナギの 14.3% (7 魚) と対照群の 9.6% (5 魚) はこの期間中に集積死亡率が。タグ付きの個人化とスイミング室に配置されたコントロールの魚 11 cm/s の一定速度で泳いで流量は、前研究室は、遊泳運動の下端に定数を示されたテストに基づいて選ばれた水泳能力⁹。対照群の平均泳ぐ時間は 3.15 分 (SE 42.5 = s) 移植グループの平均泳ぐ時間は 2.3 分と (SE 30.2 = s)、有意差はなかった (t = 0.958;p = 0.172)。水泳パフォーマンスの結果テスト魚長と泳ぎにタグのいずれかの期間 (すなわち、衝突までの時間) または制御グループ (図 4) と有意な相関を示さなかった。衝突はもはや定数水の速度で泳ぐことができる魚として記述され、ダウン ストリームの画面で休んだ。

アメリカのウナギ研究

重要な遊泳速度を行った水泳パフォーマンスの任意の可能な l タグの効果を調べるには、六つのサイズ グループのU_crit、(長時間水泳パフォーマンスのインデックス) を使用してテストを (n = 120; 113 175 mm)、およびタグ付きのウナギの11.4 x 1.8 mm を測定するダミーのタグを使用して (長さ × 直径)¹。Cm/s (図 5) またはタグ付きのすべてのボディの長さ/s の測定平均値で測定としてタグ付きとタグなしのウナギのU_クリッツの大きな違いはなく、タグの付いていないグループを結合して (図 6)。また、タグ ウナギ (38 日) の長期保有を実施し、タグ グループと 3.8% (1 のうち 26 魚)¹の低タグ損失から死亡率が見つかりません。当社実験結果に基づき、マイクロ音響タグは遊泳能力、長期生存には重要な影響なしで少年アメリカ ウナギで効果的に注入することができ、タグ人生 (30 日) の間に最小限のタグの損失を持っていたと考えられました。

図 1. 写真少年太平洋ヤツメウナギでタグを挿入するためのタグ シーケンスを示します。(A)ヤツメウナギ泡パッドに配置されています。(B)顕微鏡視下メスで切開します。(C)タグがつけられています。ポストのタグ付け(D)ヤツメウナギ。すべての写真は、同じヤツメウナギ (148 mm) で撮影されました。

図 2.写真少年アメリカのウナギのタグ付けの手順を説明します。(A)前に切開します。(B)後切開。(C)後タグの前方の挿入。すべての写真は、同じウナギ (138 mm) で撮影されました。 

図 3.ダミー ヤツメウナギ/うなぎタグ少年太平洋ヤツメウナギの体腔内の x 線像。

図 4.衝突 (タグなし) コントロールのパフォーマンス テストを泳ぐから料金し、肯定的な標準誤差範囲が 10 mm サイズのカテゴリーに分け、ヤツメウナギをタグします。サンプル サイズは、個々 のバーに表示されます。

図 5. Cm/s タグ付きとタグなしのウナギ (治療あたり 10) のためにテストしたウナギのサイズ グループの速度を重要な水泳のボックス プロットします。各ボックス内の行を表す中央;上と下の行はそれぞれ 75 と 25 パーセン タイルを表すウィスカーは、トップ 90 と下部 10 パーセン タイル;外れ値が囲まれた円によって描かれています。

図 6. タグ付きとタグなしのウナギ (治療あたり 10) のボディ長さ/s 速度の重要な水泳のボックス プロットします。各ボックス内の行を表す中央;上と下の行はそれぞれ 75 と 25 パーセン タイルを表すウィスカーは、トップ 90 と下部 10 パーセン タイル;外れ値が囲まれた円によって描かれています。

ディスカッション

実験的研究の結果は、プロシージャをタグ付けとタグ付け効果が魚の生存または遊泳能力に悪影響を持っていないことを示しています。拡張保持および監視は、最小限のタグ損失が発生し、タグ人生 (30 日) の間に明らかにされなかったことを示した。タグ注入のプロシージャは重大な出血やタグ付けのサイトで真菌感染症を引き起こすことがなく体腔内にタグを配置することで効果的であった。全体のタグ付けの期間の処理 (< 6 分) それ麻酔されている魚に関連するストレスを軽減するという利点があります。これらの調査結果は少年ヤツメウナギやウナギの通路の研究のための新しいツールの特徴し、将来の研究に活用できます。この技術は、アプローチの水力発電ダムや魚の通路を妨げる他の構造川システム内および彼らとしてヤツメウナギやウナギの動きを追跡する研究者になります。ターンでは、結果より良い少年の生活に段階のこれらの種を節約するためにこれらの施設の経営決定を知らせることができます。タグの配置、切開の長さ、深さ麻酔薬の適切な用量を使用していて、使用可能なタンクを保持する適切な回復、札の注入のプロトコルの最も重要な手順が含まれます。この手法には、最小限の制限があります。特に、外科医のトレーニングが効果的にするために必要、< 3 mm 切開し、目的の場所にタグを配置します。また、タグ付けプロセスがより小さい大きさで分類されたウナギ、ヤツメウナギを除外だろう (< 140 mm) タグ負担制限のため。記述されていたプロトコルへの変更はお勧めしません。

ウナギ、ヤツメウナギをタグ付けする方法には、ピットのタグの使用が含まれます。しかし、ピット タグは積極的に信号を送信しません、したがってピット タグ付き魚のみ列挙できる同調し、バイパス設備又は固定器^10,11に近い峠に流用します。ヤツメウナギ/うなぎタグの応用タグし、移行するヤツメウナギやウナギの生息する環境での個体群をトラックする機能があります。ヤツメウナギ/うなぎのタグを使用しての追加の利点は、推定生存率、代替率水路をタービンを介して、貯水池内の時間を旅行、遅延を通過する能力が含まれます、アプローチ ダムの魚の動作を関連しました。

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
10 L plastic tub	N/A	N/A
19 L pail	N/A	N/A
3.00 mm scalpel	Beaver-Vistec	377513
500 ml bottle	Nalgene	2089-0016
Adam scale	Certified Material Testing Products	BCL-LBK12A
Air pump	Amazon	N/A
Air stone	Pentair	ALS3
Dip net, 3/32 in mesh	N/A	N/A
Ethanol (70%)	Sigma-Aldrich	24102
Fish protector	Kordon LLC	31456
Foam pad	N/A	N/A
Gloves	Kimberly Clark	N/A
Mixer bar	Sigma-Aldrich	F37110-1128
Plastic tweezer	N/A	N/A
Pouring dispenser gage	Fischer Scientific	13-683-60C
Scalpel handle	Beaver-Vistec	371360
Sodium bicarbonate	Sigma-Aldrich	S5761
Stirrer plate	Corning, PC-351	N/A
Tricaine methanesulfonate, MS-222	Western Chemical Inc.	515388	Treated fish destined for food must be held in fresh water above 10°C (50°F) for 21 days before use
Tubing, 6 mm	N/A	N/A