JoVE Logo

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Yeşil yengeç popülasyon dinamiklerinde spatiotemporal örüntülerin anlaşılması, bu zararlı istilacı türün ekolojik ve ekonomik etkilerini tahmin etmek ve yönetmek için gereklidir. Bu protokol, Kuzeybatı Atlantik'in kayalık intertidal bölgesinde yeşil yengeç popülasyonlarını değerlendirmek için standart bir yöntem oluşturmak amacıyla geliştirilmiştir.

Özet

İstilacı türler dünya çapında ekosistemlerde büyük bozulmalara neden oldu. Avrupa yeşil yengeç 1800'lerde Kuzey Amerika işgal ve IUCN tarafından dünyanın en kötü 100 işgalciler biri olarak kabul edilir. Spatiotemporal yeşil yengeç popülasyon dinamiklerinin gözlemleri, bu zararlı istilacı türün ekolojik ve ekonomik etkilerini tahmin etmek ve yönetmek için gereklidir. Bu protokol, New England ve Atlantik Kanada'nın kayalık intertidal bölgesinde yeşil yengeç popülasyon dinamiklerini değerlendirmek için standart bir yöntem oluşturmak amacıyla geliştirilmiştir. Protokol, araştırmacılar, eğitimciler, öğrenciler ve vatandaş bilim adamları da dahil olmak üzere birden fazla kullanıcı tarafından erişilebilir olacak şekilde tasarlanmıştır. Yengeç popülasyonlarının incelenmesi için tasarlanmış olmasına rağmen, bu protokolün uyarlanması kolaydır ve herhangi bir sayıda intertidal türü için kullanılabilir. Bu protokol kullanılarak toplanan veriler, ekolojik araştırma, koruma çabaları, azaltma stratejileri ve balıkçılık geliştirmenin yanı sıra eğitim etüt leri için de dahil olmak üzere geniş bir kullanım alanına sahiptir.

Giriş

Biyolojik istilalar potansiyel olarak tür etkileşimlerini ve ekolojik süreçleri bozabilir ve ekolojik1,2,2,3 ve ekonomik sonuçlara kadar ulaşabilir4. İstilaları başarılı bir şekilde tahmin etme, azaltma ve bu farklılıklara uyum sağlama becerisi, spatiotemporal popülasyon dinamiklerini karakterize etmeye bağlıdır5. Bir dizi araç var olmakla birlikte (örneğin, popülasyon genetiği, kararlı izotoplar) ve istilacı türlerin izlenmesi için (örneğin, eDNA) ortaya çıkarken, invaziv türlerin dağılımı ve bolluğunu değerlendirmek için geleneksel yerinde izleme teknikleri yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedir.

Avrupa yeşil yengeç(Carcinus maenas)ilk Kuzey Amerika'da tespit edildi istilacı bir türdür 1817 ve başarıyla ekosistemler dünya çapında işgal etti6,7. Yeşil yengeçler yerel ekosistemler üzerinde olumsuz etkileri çok sayıda var, predasyon yoluyla yerli bivalve popülasyonları azaltılması da dahil olmak üzere8,9, gıda ve barınak için yerli kabuklular ile rekabet10,11,12 ve yılan balığı otu habitat imha ve balık topluluk yapısına sonraki değişiklikler12,13,14. Bu sorunları bileşik artan sıcaklık ve artan yeşil yengeç bolluğu ve / veya aralık genişleme arasındaki bağlantı15,16, Hangi Maine Körfezi gibi alanlarda ciddi ekolojik ve sosyo-ekonomik sonuçları olmuştur, ısınma daha hızlı meydana gelen 99% dünyanın diğer okyanusların17.

Kuzey Amerika'nın doğu sahilinde, yeşil yengeçler Virginia'dan Newfoundland'a kadar uzanır. Bunlar en yaygın dalga korumalı kıyı şeridi, haliçler ve yüksek gelgit seviyesinden 5-6 m18arasında değişen derinliklerde embayments bulunur. Gelgit bölgesinde bulunmaları onları kıyı şeridi araştırmaları için ideal bir deniz türü yapar. Yeşil yengeçleri tanımlamak için kullanılan en ayırt edici özellik, gözlerin her iki tarafında beş diken veya 'diş' ve gözler arasında üç diken desenidir (Bkz. Ek 1). Onların carapace (sırt tarafı) genellikle benekli koyu yeşil ve kahverengi, ama ventral renk desenleri büyük ölçüde değişebilir (Ek 2bakınız).

Birçok kuruluş, araştırmacılar, vatandaş bilim adamları grupları ve eğitimciler şu anda yeşil yengeç nüfus izleme yürütmektedir. Ancak, standart bir protokolün olmaması veri kümelerini karşılaştırmayı ve sonuçta yeşil yengeç popülasyonlarını hem yerel hem de bölgesel ölçekte anlamayı zorlaştırır. Bu protokol, New England ve Atlantik Kanada'daki kayalık intertidal bölgesinde yeşil yengeçlerin spatiotemporal popülasyon dinamiklerini ölçmek için tasarlanmıştır. İdeal olarak, standartlaştırılmış, ucuz ve kolayca uyarlanabilir bir anketin geliştirilmesi, araştırmacılar, vatandaş bilim adamları, eğitimciler ve öğrenciler de dahil olmak üzere çok çeşitli kullanıcıların uzun vadeli izleme çabalarını teşvik edecektir.

Yeşil yengeçler bu protokolde ilgi hedef türler olmasına rağmen, veriler de yerli Jonah ve kaya yengeçler için toplanır(Kanser borealis ve Kanser irroratus), yanı sıra istilacı Asya kıyı yengeci(Hemigrapsus sanguineus). Bunlar genellikle Kuzey New England'daki kayalık intertidal bölgesinde bulunan yengeç türleridir ve popülasyon dağılımları ve bollukeğilimlerinin ekolojik ve ekonomik önemi vardır. Bir Intertidal Yengeç Alan Kılavuzu yengeç tanımlama (Ek 1) kuzey New England özgü yardımcı olmak için bu protokol yanında geliştirilmiştir. Bu protokol için Anecdata19kullanılarak "İntidal Yeşil Yengeç Projesi" adı verilen bir veri giriş ve depolama platformu da geliştirilmiştir. Anecdata, gözlemleri toplamak ve erişmek için web tabanlı ve mobil çözümler sunan ve verileri kolayca toplamak, yönetmek ve paylaşmak için kullanıcı dostu bir platform sağlayan ücretsiz bir çevrimiçi vatandaş bilimi platformudur.

Protokol

1. Anket çalışmasının zamanlaması

  1. Mayıs-Kasım ayları arasında, intertidal bölgesinde üretkenliğin en yüksek olduğu dönemde anketler gerçekleştirin.
  2. Düşük gelgit bölgesinde (yani en az 2 saat) yeterli zaman alabilmek için negatif veya sıfır gelgitler (genellikle yeni ve dolunay döngüleri) etrafında anketler planlayın.

2. Ön anket hazırlığı

  1. Tercih edilen yöntem buysa, anketi gerçekleştirmeden önce tüm alan kılavuzlarını ve veri toplama sayfalarını (Bkz. Ekler) bulun ve yazdırın. Alan kılavuzları ve veri toplama için Anecdata uygulamasını kullanıyorsanız, Anecdata web sitesini ziyaret edin ve Intertidal Green Crab Project19'akatılın. Veri toplama sayfası ve Anecdata toplama kategorileri aynıdır.

3. Site seçimi ve açıklaması

  1. Arnavut kaldırımlı (yani kararlı olmayan, dalga hareketi ile yuvarlanan) ve alg gölgelik yaşam alanı ile dalga korunaklı kayalık intertidal site bulun. Planlanan örneklemeyi karşılamak için en az 100 m kıyı şeridi olduğundan emin olun.
  2. Küresel bir konumlandırma sistemi (GPS) ünitesi veya GPS özelliğine sahip akıllı telefon gibi bir cihazı kullanarak çalışma alanının konumunu kaydedin (örn. birçok pusula uygulaması indirmek ücretsizdir veya akıllı telefonlarda önceden programlanmıştır). Intertidal Survey Data Sheet (Ek 3) veya doğrudan Anecdata Intertidal Yeşil Yengeç Projesi'nde kayıt sitesi koordinatları.
  3. Öngörülen düşük gelgit zamanında (NOAA Tide Predications web sitesinden veya Tides gibi bir uygulamadan belirlenir) düşük gelgit bölgesinden (yani sıçrama bölgesine) yüksek gelgit bölgesine (yani, genellikle yüksek gelgitte kuruyan siyah mikroal bölge) dikey olarak 50 m'lik bir transect bandı çalıştırın. Elde edilen mesafeyi üç eşit bölüme ayırın: yüksek, orta ve alçak(Şekil 1). Kıyı şeridine paralel olarak alçak intertidal bölümü hedef örnekleme alanıdır.
  4. Düşük intertidal bölge içinde, kıyı şeridine paralel 100 m mesafeyi ölçün(Şekil 2) ve bu bölgeyi demir veya taşınmaz kayalar, çıkıntı, rıhtım kazıkları gibi doğal kalıcı yerler kullanarak sabit işaretler kurun.

4. Anket yapmak

  1. Anket alanına gelmeden önce, Intertidal Survey Data Sheet(Ek 3)veya doğrudan Anecdata'daki Intertidal Green Crab Project'e aşağıdaki bilgileri kaydedin: site adı, örnekleme tarihi, katılımcılar, örneklenecek yer/tarihteki düşük gelgitin zamanı ve yüksekliği (NOAA Tide Predications web sitesi veya Gelgit gibi bir uygulama kullanılarak belirlenir) ve ay evresi (www.moongiant.com gibi ay takvimi kullanılarak belirlenir).
  2. Anket alanına vardıktan sonra, anketin yapılacağı düşük gelgit kıyı şeridinin 100 m'lik bölümünü bulun, dişlileri boşaltın ve veri sayfaları ve saha kılavuzları düzenleyin.
  3. İsteğe bağlı olarak, örnekleme alanına bitişik sığ sularda su geçirmez dijital termometre kullanarak su sıcaklığını ölçün.
    1. Bir tuzluluk refraktometre kırılma prizması üzerine örnekleme alanına bitişik toplanan su birkaç damla yerleştirerek tuzluluk ölçün.
    2. °C'de su sıcaklığını ve binde parçalarhalinde tuzluluk (ppt) Intertidal Survey Data Sheet'te veya doğrudan Anecdata uygulamasındaki Intertidal Yeşil Yengeç Projesi'ne kaydedin.
  4. Kıyı şeridine paralel çalışan önceden tanımlanmış düşük gelgit bölgesi alanı içinde 1 m2 quadrat'ı gelişigüzel atarak ankete başlayın (örnek alan zaten tanımlanmış olduğundan anketi yürütmek için transeksbant alamamıştır). Her iki taşınabilir kayanın (yani, altına bakabileceğiniz arnavut kaldırımı/çakıl) ve alg gölgelik kapağının (örn. Ascophyllum veya Fucus spp.) en yakın çeyreğine (örn. 0, 25, 50, 75 veya %100) kadar görsel bir tahmin kaydedin. Kayalık bir intertidal habitat genellikle yamalı ve kum alanları içerebilir, çamur, çıkıntı, ya da yeşil yengeçler bulunamadı diğer habitatlar.
    1. Uygun olmayan habitat örnekleme silerek çarpık yoğunluk tahminlerini önlemek için, sadece %50'den fazla hareketli kayaya veya %50'den fazla alg gölgeliği olan örnek quadratları. Ayrıca, bu habitat orta intertidal bölgesinin daha fazla temsilcisi olabileceğinden, kayaların veya çıkıntıların düşük gelgit bölgesi içindeki kıyı şeridinin profilinin üzerinde belirgin bir şekilde yükseldiği örnekleme alanlarından kaçının.
  5. Her quadrat içinde, taşınabilir kayalar veya arnavut kaldırımı kaldırın ve dikkatle yengeçler aramak için yosun kenara hareket. Bulundukları gibi tüm kayalar ve yosun yerine emin olun. Bulunan tüm yengeçleri toplayın ve tüm quadrat aranana kadar bir kovada saklayın.
  6. Her yengeç türünü Intertidal Yengeç Alan Kılavuzu'nu(Ek 1veya Anekdot proje platformundaki kaynağı) kullanarak tanımlayın ve Intertidal Survey Data Sheet 'de(Ek 3)veya Anekdot uygulamasındaki Intertidal Yeşil Yengeç Projesi'nde listelenen tür kodlarını kullanarak kaydedin.
  7. Her bir yengecin karaayak genişliğini (CW) karapace'in en geniş kısmında, uçtan uçuca, terminal dikenlerinin ucuna, Vernier kaliperlerini kullanarak en yakın 1 mm'ye kadar ölçün.
  8. Cinsiyeti belirlemek için yengenin ventral tarafında karın (veya 'önlük') kullanın. Erkek yengeçler dar, sivri karın ve dişi yengeçler daha geniş bir sahip olma eğilimindedir, arı kovanı şeklinde karın(Ek 1). Sadece yengeçler için kayıt seks ≥ 10 mm CW.
  9. Tüm yengeçler için, rekor sayıda pençe, bacak sayısı, kabuk durumu (yani, sert- veya yumuşak kabuk olarak karaayak direnir (sert) ya da verir (yumuşak) parmak basıncı uygulandığında) ve varlığı (yani, ovigerous) veya kadınlar için ekstrüde yumurta yokluğu tarafından belirlenir.
  10. İsteğe bağlı olarak, genç ve Elliot20 (Ek 2)tarafından geliştirilen renk protokolü kullanarak, yeşil yengeçler için renk kaydedin, ancak diğer yengeç türleri değil. Bu protokol, yalnızca gerçek boya yongaları kaynak landırılabilir ve alana getirilebilirse, yazdırılan sürümler önemli ölçüde farklılık gösterebildiği için kullanılmalıdır. Dış pre-molt göstergeleri(Ek 4veya Anekdot proje platformunda kaynak) kullanarak yeşil yengeçler için ön molt kabuk durumunu tanımlayın. Pre-molt yeşil yengeçler molting 3 hafta içinde ve gelişmekte olan yumuşak kabuklu yeşil yengeç balıkçılık özellikle ilgi vardır21,22.
  11. Tüm ölçümler ve özellikler kaydedildikten sonra tüm yengeçleri quadrat içindeki yaşam alanına geri döndürün.
  12. Toplam 10 m2 örnek alınana kadar quadrat'ı önceden tanımlanmış düşük intertidal alan içinde gelişigüzel atmaya devam edin. Kıyı şeridinin düşük gelgit alanı boyunca sürekli olarak ilerleyin ve dörtlülerin en az 1 m ile ayrılmasını sağlayın, böylece yeniden örnekleme gerçekleşmez ve en fazla 10 m'dir, böylece araştırma alanı 100 m'yi geçmez.

5. Veri yönetimi ve analizi

  1. Veri sayfaları kullanıyorsanız, hata ve okunabilirlik sonrası anket, fotokopi, tarama ve arşiv için tüm ham veri sayfalarını kontrol edin. Bir excel elektronik tablosuna veri girişi için fotokopiyi kullanın (örneğin Ek 5'e bakın) veya Anecdata19'dakiIntertidal Yeşil Yengeç Projesi'ne . Taranmış veri sayfalarını elektronik olarak saklayın.
  2. Çalışmanın tasarımına uygun veri analizleri yapmak. Yararlı popülasyon ölçümleri arasında yengeç yoğunluğu (örnekalınan toplam dörtlü sayısına bölünen toplam yengeç sayısı), cinsiyet oranı, kümülatif boyut sıklığı, yaralanma oranı, kabuk durum oranı ve genel tür karşılaşma oranları (örn. yerli ve invaziv yengeçlerin %'si) sayılabilir.

Sonuçlar

2019 yılında, bu protokol Mayıs-Kasım (Sandy Point, Yarmouth, ME (43°46'17,92"N, 70° 8'45,52"W), Robinhood Cove, Georgetown, ME (43°48'13.80"N, 69°44'50.97"W) ve New Meadows Nehri, Batı Hamamı, ME (43°51'17.84"N, 69°51'55.20"W)) ve Mayıs-Ağustos (Damariscotta Nehri, Walpole, ME (43°56'9.42"N, 69°34'52.75)) Toplanan veriler, mekansal ve zamansal yeşil yengeç popülasyon yoğunluğu(Şekil 3)ve cinsiyet oranı(Şekil 4)ve siteler arasındaki küm...

Tartışmalar

Bu protokol, araştırmacılar, eğitimciler, öğrenciler ve vatandaş bilim adamları da dahil olmak üzere birden fazla kullanıcı için erişilebilir kayalık intertidal bölgesinde yengeç popülasyonlarının mekansal ve zamansal eğilimleri değerlendirmek için bir anket yöntemi açıklar. Bu protokolün yararları şunlardır: özel veya pahalı ekipman gerektirmez, metodoloji beceri düzeyleri geniş bir yelpazede için ulaşılabilir (örneğin,3 ve 4sınıf öğrencileri başarıyla ku...

Açıklamalar

Yazarın açıklayacak bir şeyi yok.

Teşekkürler

Birçok araştırmacıya teşekkür etmek istiyorum. öğrenciler, öğretmenler ve bana test ve bana son birkaç yıl içinde bu protokolü geliştirmek yardımcı vatandaş bilim adamları: Dr Gabriela Bradt, Dr Robert Steneck, Erica Ferrelli, Ethel Wilkerson, Susan Ayers ve Georgetown Merkez Okulu3 ve4 sınıf öğrencileri, Julie Upham ve West Bath İlköğretim4 sınıf öğrencileri, GMRI Vital Signs ekibi ve Idexx Laboratuvarları Toplum Hizmeti Gönüllüler. Anne Hayden, Caitlin Cleaver ve Hannah Webber'a bu el yazması hakkında yorum ve önerilerde bulundukları için teşekkür ederim. Noaa Saltonstall-Kennedy Hibe Programı (Grant #NA18NMF4270194), Maine Sea Grant, Robert ve Patricia Switzer Vakfı ve Georgetown Adası Eğitim Fonu: Ben bu protokolün geliştirilmesi ve yürütülmesi ni desteklemek için aşağıdaki finansman kaynakları teşekkür ederiz. Son olarak, bu el yazması büyük ölçüde yorum ve düzenleme üç anonim yorumcular tarafından sağlanan sayesinde geliştirilmiştir.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
1 m2 PVC quadrat (1/2" PVC)Any hardware/home improvement storePVC can be sourced at any hardware/home improvement store and cut into 1m lengths to form quadrat (4 1/2" PVC elbows will also be needed to connect 1 m lengths into square)
1/2" rebarHome depot5152*optional (for marking low intertidal area)
40 m Fiberglass Transect TapeGrainger3LJX1
5 gal bucketHome depot05GLHD2
Ade Advanced Optics Salinity RefractometerAmazon*optional
Clip boardAny office supply store or Amazon
Uei Waterproof Digital ThermometerAmazon*optional
Vernier calipersBel-ArtMany companies make calipers, however our preferred brand is Bel-Art which can be sourced on Amazon

Referanslar

  1. Barnosky, A. D., et al. Approaching a state shift in Earth's biosphere. Nature. 486, 52-58 (2012).
  2. Butchart, S. H. M., et al. Global biodiversity: indicators of recent declines. Science. 328, 1164-1168 (2010).
  3. Grosholz, E. Ecological and evolutionary consequences of coastal invasions. Trends in Ecology and Evolution. 17, 22-27 (2002).
  4. Marbuah, G., Gren, I. M., McKie, B. Economics of harmful invasive species: A review. Diversity. 6, 500-523 (2014).
  5. Kamenova, S., et al. Invasions toolkit: current methods for tracking the spread and impact of invasive species. Advances in Ecological Research 2017. 56, 85-182 (2017).
  6. Carlton, J. T., Cohen, A. N. Episodic global dispersal in shallow water marine organisms: The case history of the European shore crabs Carcinus maenas and C. aestuarii. Journal of Biogeography. 30, 1809-1820 (2003).
  7. Klassen, G. J., Locke, A. A biological synopsis of the European green crab, Carcinus maenas. Fisheries and Oceans Canada. Canadian Manuscript Report of Fisheries and Aquatic Sciences. 2818, (2007).
  8. Baeta, A., Cabral, H. N., Marques, J. C., Pardal, M. A. Feeding ecology of the green crab, Carcinus maenas (L. 1758) in a temperate estuary, Portugal. Crustaceana. 79, 1181-1193 (2006).
  9. Pickering, T., Quijón, P. A. Potential effects of a non-indigenous predator in its expanded range: assessing green crab, Carcinus maenas, prey preference in a productive coastal area of Canada. Marine Biology. 158, 2065-2078 (2011).
  10. Rossong, M. A., Williams, P. J., Comeau, M., Mitchell, S. C., Apaloo, J. Agonistic interactions between the invasive green crab, Carcinus maenas (Linnaeus) and juvenile American lobster, Homarus americanus (Milne Edwards). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 329, 281-288 (2006).
  11. Rossong, M. A., Quijon, P. A., Williams, P. J., Snelgrove, P. V. R. Foraging and shelter behavior of juvenile American lobster (Homarus americanus): the influence of a non-indigenous crab. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 403, 75-80 (2011).
  12. Matheson, K., Gagnon, P. Effects of temperature, body size, and chela loss on competition for a limited food resource between indigenous rock crab (Cancer irroratus Say) and recently introduced green crab (Carcinus maenas L). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 428, 49-56 (2012).
  13. Davis, R. C., Short, F. T., Burdick, D. M. Quantifying the effects of green crab damage to eelgrass transplants. Restoration Ecology. 6, 297-302 (1998).
  14. Garbary, D. J., Miller, A. G., Williams, J., Seymour, N. R. Drastic decline of an extensive eelgrass bed in Nova Scotia due to the activity of the invasive green crab (Carcinus maenas). Marine Biology. 161, 3-15 (2014).
  15. Congleton, W. R., et al. Trends in Maine softshell clam landings. Journal of Shellfish Research. 25, 475-480 (2006).
  16. Pershing, A. J., et al. Slow adaptation in the face of rapid warming leads to collapse of the Gulf of Maine cod fishery. Science. 350, 809-812 (2015).
  17. Young, A. M., Elliott, J. A. Life history and population dynamics of green crabs (Carcinus maenas). Fishes. 5, (2019).
  18. Young, A. M., Elliott, J. A., Incatasciato, J. M., Taylor, M. L. Seasonal catch, size, color, and assessment of trapping variables for the European green crab Carcinus maenas (Brachyura: Portunoidea: Carcinidae), a nonindigenous species in Massachusetts, USA. Journal of Crustacean Biology. 37, 556-570 (2017).
  19. St-Hilaire, S., Krause, J., Wright, K., Poirier, L., Singh, K. Break-even analysis for a green crab fishery in PEI, Canada. Management of Biological Invasions. 7, 297-303 (2016).
  20. Poirier, L. A., et al. Moulting synchrony in green crabs (Carcinus maenas) from Prince Edward Island, Canada. Marine Biology Research. 12, 969-977 (2016).
  21. Peters, G. P., et al. The challenge to keep global warming below 2 C. Nature Climate Change. 3, 4-6 (2013).
  22. Masson-Delmotte, V., et al. IPCC. Summary for Policymakers. Global Warming of 1.5 °C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. 32, (2018).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

evre BilimleriSay 163Avrupa ye il yengeCarcinus maenasistilac t rlerkayal k intertidalekolojik ara t rman fus izleme

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır