JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Мы представляем метод сбора паразитов морских гнатиидных изоподовых рыб с использованием световых ловушек, размещенных на полевых участках, с помощью дайвинга с задержкой дыхания или подводного плавания.

Аннотация

Представлен способ сбора паразитов морских гнатиидных изоподовых рыб с использованием световых ловушек. Изоподы Gnathiid представляют собой основную группу паразитов морских рыб, которые питаются кровью и жидкостью рыб-хозяев, в основном ночью. Подобно клещам и комарам на суше, они лишь временно общаются со своим хозяином и проводят большую часть своей жизни в бентосе. Учитывая их высокую мобильность и преходящую и преимущественно ночную связь с хозяевами, их нелегко собрать, захватив свободноживущих хозяев. Однако они охотно притягиваются к подводным источникам света, создавая возможность собирать их в световые ловушки. Здесь описана конструкция и отдельные этапы, связанные с развертыванием и обработкой специально адаптированных световых ловушек для сбора свободноживущих стадий изопод гнатиид. Представлены и обсуждены результаты отбора проб и возможные модификации базового протокола для различных потребностей в отборе проб.

Введение

Паразитические ракообразные играют важную роль в экологии и истории жизни рифовых рыб. Биомасса и энергия, которые они отбирают у своих хозяев, значительны и влияют на поведение, физиологию и выживаемость1. Ракообразные изоподы Gnathiid представляют собой наиболее заметную группу паразитов рыб в тропических и субтропических рифовых системах, где они многочисленны и разнообразны2,3 и являются основным продуктом питания более чистящих рыб 4,5. Гнатииды обычно имеют размер 1-3 мм. У них необычные истории жизни, в которых только три ювенильные стадии питаются кровью и биологическими жидкостями рыб 6,7. Они наиболее активны ночью 8,9, и, хотя зрение, по-видимому, играет некоторую роль, поиск хозяина 10 в значительной степени зависит от обонятельных сигналов, чтобы найти хозяев11,12. Каждая из трех стадий кормления молоди питается одной рыбой-хозяином, при этом каждый корм отделен фазой линьки. После окончательного кормления личинки третьей стадии превращаются в некормящихся взрослых особей, которые размножаются, а затем погибают. Учитывая, что кормление требует лишь кратковременной связи с хозяином, в то время как каждый интервал между кормлениями длится несколько дней, гнатииды проводят большую часть своей жизни свободноживущими в бентосе.

Гнатииды влияют на хозяев несколькими способами1. Помимо своей роли в качестве движущей силы взаимодействия между более чистыми рыбами и клиентами 13,14,15, гнатииды могут повышать уровень кортизола и снижать гематокрит у взрослых рыб-хозяев16 и в больших количествах могут даже вызывать смерть 17. Для молоди рыб даже один гнатиид может быть фатальным18,19,20, и даже если рыба выживет, ее способность конкурировать за пространство и убегать от хищников будет поставлена под угрозу 20,21,22. Избегание гнатиид может даже представлять собой одно из преимуществ ночной миграции у некоторых рифовых рыб23.

В дополнение к более чистым рыбам, популяции гнатиид могут подвергаться воздействию других микроплотоядных рыб24, а также кораллов25,26. Потепление океана и связанная с этим потеря живых кораллов, по-видимому, оказывают противоположное воздействие на гнатииды27,28,29.

Учитывая их очевидную экологическую значимость и вероятное влияние антропогенных изменений окружающей среды на их популяции, существуют веские причины для включения их в экологические исследования коралловых рифов. Однако их уникальная история жизни и небольшое количество исследователей, которые их изучают, создают барьер для разработки, внедрения и распространения надежных, воспроизводимых методов отбора проб для их сбора для исследований.

Световые ловушки издавна использовались для сбора мелких морских организмов в ночное время30,31. Они используют и основаны на том факте, что многие ночные активные организмы, в том числе членистоногие, привлекаются к свету. Традиционно они использовались для сбора планктонных организмов в толщеводы 30. Тем не менее, основные принципы могут быть применены к сбору свободно плавающих организмов, которые активны вблизи бентоса. Здесь мы представляем метод легкой ловли, адаптированный для сбора свободноживущих стадий изопод гнатиид вблизи дна океана в отдаленных условиях коралловых рифов, таких как Филиппины. Для сбора в отдаленных районах эти световые ловушки (рис. 1) обладают некоторыми преимуществами по сравнению с другими методами, разработанными для сбора этих организмов32. Они очень портативны и долговечны, требуют всего трех частей, которые легко доступны и недороги. Они также имеют отрицательную плавучесть, так как при развертывании они полностью заполнены морской водой. Поскольку они зависят от света для привлечения, они эффективны только ночью для сбора ночных активных видов. Они также привлекают больше, чем целевые виды, что требует сортировки образцов под препарирующим прицелом для получения целевых организмов. До сих пор наша команда и сотрудники использовали три метода для сбора гнатиид в системах коралловых рифов по всему миру32. К ним относятся ловушки для эмерджентности, ловушки с живой рыбой и легкие ловушки, каждая из которых имеет свои преимущества и ограничения.

протокол

Сбор проб был разрешен Бюро рыболовства и водных ресурсов Министерства сельского хозяйства (0154-18 DA-BFAR) в соответствии с филиппинскими законами и правилами (RA 9147; FAO 233) и одобрен комитетом по этике животных Университета Силлимана (SU).

1. Световые ловушки

  1. Строительство
    1. Сооружайте светоловушки из коммерческих труб из поливинилхлорида (ПВХ), изначально предназначенных для сантехники. Используйте ПВХ диаметром 10-15 см, нарезанный до 30-40 см в длину (рис. 1).
    2. К обоим концам трубочек добавьте ПВХ «колпачки» с прозрачной акриловой воронкой, вставленной в центр отверстия и приклейте на место прозрачным эпоксидным клеем (рисунок 1). Дайте ему высохнуть.
    3. Убедитесь, что один конец трубки имеет завинчивающуюся или иным образом съемную крышку и что оба конца водонепроницаемы, когда конденсатоотводчик «закрыт» (например, с добавлением уплотнительного кольца).
  2. Источник света
    1. Перед развертыванием включите подводный фонарь/фонарик (см. Таблицу материалов) и поместите его в трубку, лицом к одной из прозрачных воронок, таким образом, чтобы свет от подводного фонарика освещал область перед одной стороной трубы. При необходимости вместо подводных фонариков можно использовать химические светящиеся палочки, хотя интенсивность их света ниже.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Свет привлекает множество мелких ночных организмов31, включая гнатиид, и заставляет их плавать в трубе через прозрачную воронку. После того, как они вошли в трубку, они не могут выбраться из-за геометрии световой ловушки (небольшое отверстие воронки) и постоянного присутствия источника света.
  3. Размещение
    1. Находясь в воде в месте развертывания, заполните световые ловушки с включенным светом морской водой и закрепите оба конца. Чтобы убедиться, что горелка не находится ниже и не блокирует наконечник воронки, наклоните «переднюю часть» трубки вверх, чтобы горелка могла отоскользнуть от воронки.
    2. Разместите ловушки на морском дне, в песке или щебне, рядом с коралловыми головами или другими сложными структурами, которые, как известно, привлекают рыбу. Сфокусируйте светлый конус «внутрь», к местам, где собирается рыба.
      ПРИМЕЧАНИЕ: На мелководье ловушки можно расставить, ныряя с задержкой дыхания. Более глубокое развертывание требует подводного плавания.
  4. Возвращение
    1. Непосредственно перед извлечением ловушки запечатайте отверстия обеих воронок (на обоих концах трубки) куском пластилина или резиновой пробкой, удерживая всю морскую воду и содержащиеся в ней организмы.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Организмы останутся в ловушке после того, как разрядятся батареи фонарей и свет перестанет гореть. Это обеспечивает гибкость при извлечении ловушек («время замачивания»). Факторы, которые следует учитывать при принятии решения о времени замачивания, представлены ниже (см. Обсуждение).
  5. Транспорт
    1. Как только ловушки будут извлечены со дна, отнесите их на лодку или выплывите на берег.
    2. Поддерживайте ловушки, близкие к температуре окружающей морской воды после извлечения из океана.
    3. Транспортируйте их в лабораторию для обработки как можно скорее, так как после извлечения из океана не произойдет обмена газом или водой.

2 Лабораторная обработка

  1. Хранение и фильтрация образцов
    1. После того, как световые ловушки будут извлечены из океана и возвращены в лабораторию, высыпьте их содержимое в ведра с пресной морской водой.
    2. Добавьте аэрацию, чтобы сохранить организмы живыми до фильтрации.
    3. Отфильтруйте содержимое ведра, вылив через воронку, выстланную планктонной сеткой 50-100 мкм, затем вылейте содержимое в емкость объемом 100 мл с пресной морской водой.
    4. Используйте пипетку, чтобы взять из этого меньшего контейнера, чтобы поместить аликвоты образца в чашку Петри для микроскопии. Повторяйте до тех пор, пока не будет обработан весь образец.
  2. Идентификация и выращивание изопод гнатиид
    1. Поскольку образцы световых ловушек привлекают несколько видов мелких беспозвоночных, тщательно проверяйте образцы, чтобы идентифицировать и удалять изоподы гнатиид. 10-20-кратное увеличение лучше всего подходит для этой задачи (рис. 2).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Идентификация гнатиидов на семейном уровне не требует живых образцов. Тем не менее, взрослые гнатииды, которые редко попадают в световые ловушки, необходимы для морфологической идентификации видов и размножения (см. ссылку 1,3,9 для методологии разведения и выращивания гнатиид в неволе).
    2. В тех случаях, когда гнатииды необходимо сохранить живыми для выращивания, аккуратно извлеките их с помощью пипетки и поместите в небольшие пластиковые емкости со свежей морской водой.

Результаты

Для отбора проб в центральной части Филиппин использовалась очерченная конструкция ловушки (рис. 1). Когда за ночь было установлено 36 ловушек (на одном участке), было собрано от 1 до 1343 гнатиид на ловушку (275 ± 54). К ним относятся как вскормленные, так и невскормленные ювенил?...

Обсуждение

Традиционные световые ловушки, такие как те, которые используются для сбора личинок рыб, имеют большие размеры и подвешены в толщеводы 34. Напротив, описанные здесь световые ловушки невелики и развернуты на морском дне. Эти ловушки легко транспортируются и быстро развертыв?...

Раскрытие информации

Авторы заявляют о том, что не должны раскрывать информацию.

Благодарности

Финансирование было предоставлено Национальным научным фондом США (NSF OCE 2023420 и DEB 2231250, P. Sikkel PI). Мы благодарим муниципалитет города Думагете, Восточный Негрос, Филиппины, за разрешение провести это исследование. Мы также благодарим многих добровольцев за их помощь на местах, а также сотрудников и наших коллег из Института экологических и морских наук Университета Силлимана за их поддержку.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Buckets, small sample containershardware store
FunnelsSupplier No. 2209-03Funnels: 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 storesTo seal the funnel after retreival
Plankton mesh (50-100 µm)any reputable brand and sourcehttps://www.adkinstruments.in/products/plankton-nets-in-various-mesh-size-1633936883
Screw on lids for the light trapAlasco  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 equipmentany reputable brand and source
Stereo-microscopesScientific suppliers
Underwater touchesPrinceton Tec Ecoflare or Fantasea Nanospotter 6023

Ссылки

  1. Sikkel, P. C., Welicky, R. L. The ecological significance of parasitic crustaceans. Parasitic Crustacea. 17 (17), 421-477 (2019).
  2. Svavarsson, J., Bruce, N. L. New gnathiid isopod crustaceans (Cymothoida) from Heron Island and Wistari Reef, southern Great Barrier Reef. Zootaxa. 4609 (1), 4609 (2019).
  3. Shodipo, M. O., Sikkel, P. C., Smit, N. J., Hadfield, K. A. First record and molecular characterisation of two Gnathia species (Crustacea, Isopoda, Gnathiidae) from Philippine coral reefs, including a summary of all Central-Indo Pacific Gnathia species. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 14, 355-367 (2021).
  4. Losey, G. S. Cleaning symbiosis in Puerto Rico with comparison to the tropical Pacific. 4 (4), 960-970 (1974).
  5. Grutter, A. S., et al. Parasite infestation increases on coral reefs without cleaner fish. Coral Reefs. 37, 15-24 (2018).
  6. Smit, N. J., Davies, A. J. The curious life-style of the parasitic stages of gnathiid isopods. Advances in Parasitology. 58. , 289-391 (2004).
  7. Tanaka, K. Life history of gnathiid isopods-current knowledge and future directions. Plankton and Benthos Research. 2 (1), 1-11 (2007).
  8. Sikkel, P. C., Schaumburg, C. S., Mathenia, J. K. Diel infestation dynamics of gnathiid isopod larvae parasitic on Caribbean reef fish. Coral Reefs. 25, 683-689 (2006).
  9. Santos, T. R. N., Sikkel, P. C. Habitat associations of fish-parasitic gnathiid isopods in a shallow reef system in the central Philippines. Marine Biodiversity. 4, 83-96 (2019).
  10. Nagel, L. The role of vision in host-finding behaviour of the ectoparasite Gnathia falcipenis (Crustacea). Isopoda). Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 42 (1), 31-42 (2009).
  11. Sikkel, P. C., Sears, W. T., Weldon, B., Tuttle, B. C. An experimental field test of host-finding mechanisms in a Caribbean gnathiid isopod. Marine Biology. 158, 1075-1083 (2011).
  12. Vondriska, C., Dixson, D. L., Packard, A. J., Sikkel, P. C. Differentially susceptible host fishes exhibit similar chemo-attractiveness to a common coral reef ectoparasite. Symbiosis. 81 (3), 247-253 (2020).
  13. Grutter, A. S. Parasite infection rather than tactile stimulation is the proximate cause of cleaning behaviour in reef fish. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 268 (1474), 1361-1365 (2001).
  14. Sikkel, P. C., Cheney, K. L., Côté, I. M. In situ evidence for ectoparasites as a proximate cause of cleaning interactions in reef fish. Animal Behaviour. 68 (2), 241-247 (2004).
  15. Sikkel, P. C., Herzlieb, S. E., Kramer, D. L. Compensatory cleaner-seeking behavior following spawning in female yellowtail damselfish. Marine Ecology Progress Series. , 1-11 (2005).
  16. Triki, Z., Grutter, A. S., Bshary, R., Ros, A. F. Effects of short-term exposure to ectoparasites on fish cortisol and hematocrit levels. Marine Biology. 163, 1-6 (2016).
  17. Hayes, P. M., Smit, N. J., Grutter, A. S., Davies, A. J. Unexpected response of a captive blackeye thicklip, Hemigymnus melapterus (Bloch), from Lizard Island, Australia, exposed to juvenile isopods Gnathia aureamaculosa Ferreira & Smit. Journal of Fish Diseases. 34 (7), 563-566 (2011).
  18. Grutter, A. S., Pickering, J. L., McCallum, H., McCormick, M. I. Impact of micropredatory gnathiid isopods on young coral reef fishes. Coral Reefs. 27 (3), 655-661 (2008).
  19. Artim, J. M., Sellers, J. C., Sikkel, P. C. Micropredation by gnathiid isopods on settlement-stage reef fish in the eastern Caribbean Sea. Bulletin of Marine Science. 91 (4), 479-487 (2015).
  20. Sellers, J. C., Holstein, D. M., Botha, T. L., Sikkel, P. C. Lethal and sublethal impacts of a micropredator on post-settlement Caribbean reef fishes. Oecologia. 189, 293-305 (2019).
  21. Allan, B. J., et al. Parasite infection directly impacts escape response and stress levels in fish. Journal of Experimental Biology. 223 (16), (2020).
  22. Spitzer, C. A., Anderson, T. W., Sikkel, P. C. Habitat associations and impacts on a juvenile fish host by a temperate gnathiid isopod. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 17, 65-73 (2022).
  23. Sikkel, P. C., et al. Nocturnal migration reduces exposure to micropredation in a coral reef fish. Bulletin of Marine Science. 93 (2), 475-489 (2017).
  24. Artim, J. M., Hook, A., Grippo, R. S., Sikkel, P. C. Predation on parasitic gnathiid isopods on coral reefs: a comparison of Caribbean cleaning gobies with non-cleaning microcarnivores. Coral Reefs. 36, 1213-1223 (2017).
  25. Artim, J. M., Sikkel, P. C. Live coral repels a common reef fish ectoparasite. Coral Reefs. 32, 487-494 (2013).
  26. Paula, J. R., et al. The role of corals on the abundance of a fish ectoparasite in the Great Barrier Reef. Coral Reefs. 40, 535-542 (2021).
  27. Sikkel, P. C., et al. Changes in abundance of fish-parasitic gnathiid isopods associated with warm-water bleaching events on the northern Great Barrier Reef. Coral Reefs. 38 (4), 721-730 (2019).
  28. Shodipo, M. O., Duong, B., Graba-Landry, A., Grutter, A. S., Sikkel, P. C. Effect of acute seawater temperature increase on the survival of a fish ectoparasite. In Oceans. 1 (4), (2020).
  29. Artim, J. M., Nicholson, M. D., Hendrick, G. C., Brandt, M., Smith, T. B., Sikkel, P. C. Abundance of a cryptic generalist parasite reflects degradation of an ecosystem. Ecosphere. 11 (10), (2020).
  30. Richardson, A. J., et al. Using continuous plankton recorder data. Progress in Oceanography. 68 (1), 27-74 (2006).
  31. McLeod, L. E., Costello, M. J. Light traps for sampling marine biodiversity. Helgoland Marine Research. 71 (1), 1-8 (2017).
  32. Artim, J. M., Sikkel, P. C. Comparison of sampling methodologies and estimation of population parameters for a temporary fish ectoparasite. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 5 (2), 145-157 (2016).
  33. Pagán, J. A., Veríssimo, A., Sikkel, P. C., Xavier, R. Hurricane-induced disturbance increases genetic diversity and population admixture of the direct-brooding isopod, Gnathia marleyi. Scientific reports. 10 (1), (2020).
  34. Doherty, P. J. Light-traps: selective but useful devices for quantifying the distributions and abundances of larval fishes. Bulletin of Marine Science. 41, 423-431 (1987).
  35. Jones, C. M., Nagel, L., Hughes, G. L., Cribb, T. H., Grutter, A. S. Host specificity of two species of Gnathia (Isopoda) determined by DNA sequencing blood meals. International Journal for Parasitology. 37 (8-9), 927-935 (2007).
  36. Hendrick, G. C., Dolan, M. C., McKay, T., Sikkel, P. C. Host DNA integrity within blood meals of hematophagous larval gnathiid isopods (Crustacea). Isopoda, Gnathiidae). Parasites & Vectors. 12 (1), 1-9 (2019).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

JoVE199

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены