JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

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

Deniz gnathiid izopod balık parazitlerini nefes tutma dalışı veya tüplü dalış yoluyla saha alanlarına yerleştirilen ışık tuzaklarını kullanarak toplamak için bir yöntem sunuyoruz.

Özet

Işık tuzakları kullanılarak deniz gnathiid izopod balık parazitlerini toplamak için bir yöntem sunulmaktadır. Gnathiid izopodları, çoğunlukla geceleri konakçı balıklardan kan ve sıvı ile beslenen önemli bir deniz balığı parazit grubudur. Karadaki keneler ve sivrisinekler gibi, sadece geçici olarak ev sahipleriyle ilişki kurarlar ve hayatlarının çoğunu benthos'ta özgürce yaşayarak geçirirler. Yüksek hareketlilikleri ve konakçılarla geçici ve ağırlıklı olarak gece ilişkileri göz önüne alındığında, serbest yaşayan konakçıları yakalayarak kolayca toplanamazlar. Bununla birlikte, su altı ışık kaynaklarına kolayca çekilirler ve bu da onları ışık tuzaklarında toplama fırsatı yaratır. Burada, gnathiid izopodlarının serbest yaşam aşamalarını toplamak için özel olarak uyarlanmış ışık tuzaklarının konuşlandırılması ve işlenmesinde yer alan tasarım ve bireysel adımlar özetlenmiştir. Numune sonuçları ve çeşitli farklı örnekleme ihtiyaçları için temel protokolün olası modifikasyonları sunulmakta ve tartışılmaktadır.

Giriş

Paraziter kabuklular, resif balıklarının ekolojisinde ve yaşam öykülerinde önemlidir. Ev sahiplerinden çıkardıkları biyokütle ve enerji önemlidir ve davranışı, fizyolojiyi ve hayatta kalmayı etkiler1. Gnathiid izopod kabukluları, tropikal ve subtropikal resif sistemlerinde en belirgin balık paraziti grubunu temsil eder, burada hem bol hem de çeşitlidir 2,3 ve daha temiz balıkların birincil gıda maddesidir 4,5. Gnathiidler genellikle 1-3 mm büyüklüğündedir. Sadece üç yavru evrenin balıkların kan ve vücut sıvılarıyla beslendiği olağandışı yaşam geçmişleri vardır 6,7. En çok gece 8,9'da aktiftirler ve görme bir rol oynuyor gibi görünse de, konakçı bulma 10, konakçı 11,12'yi bulmak için koku alma ipuçlarına büyük ölçüde dayanır. Üç yavru besleme aşamasının her biri, tek bir konakçı balıkla beslenir ve her yem bir erime aşaması ile ayrılır. Son yemden sonra, üçüncü aşama larvaları, çoğalan ve sonra ölen beslenmeyen yetişkinlere dönüşür. Beslenmenin konakçı ile sadece kısa bir ilişki gerektirdiği göz önüne alındığında, her bir beslenme aralığı günler sürerken, gnathiidler yaşamlarının çoğunu benthos'ta serbest yaşayarak geçirirler.

Gnathiidler konakçıları çeşitli şekillerde etkiler1. Daha temiz balıklar ve müşteriler arasındaki etkileşimlerin itici gücü olarak rollerinin yanı sıra 13,14,15, gnathiidler kortizol seviyelerini artırabilir ve yetişkin balık konakçılarında hematokriti azaltabilir16 ve yüksek sayılarda ölüme bile neden olabilir 17. Yavru balıklar için, tek bir gnathiid bile ölümcül olabilir 18,19,20 ve balık hayatta kalsa bile, uzay için rekabet etme ve avcılardan kaçma kabiliyetitehlikeye girer 20,21,22. Gnathiidlerden kaçınmak, bazı resif balıklarında gece göçünün faydalarından birini bile oluşturabilir23.

Daha temiz balıklara ek olarak, gnathiid popülasyonları diğer mikro etçil balıklardan24 ve mercanlar25,26'dan etkilenebilir. Okyanus ısınması ve buna bağlı canlı mercanların kaybı, gnathiidler 27,28,29 üzerinde zıt etkilere sahip gibi görünmektedir.

Açık ekolojik önemleri ve antropojenik çevresel değişimin popülasyonları üzerindeki olası etkileri göz önüne alındığında, onları mercan resiflerinin ekolojik çalışmalarına dahil etmek için zorlayıcı nedenler vardır. Bununla birlikte, benzersiz yaşam öyküleri ve onları inceleyen az sayıda araştırmacı, araştırma için onları toplamak için güvenilir, tekrarlanabilir örnekleme yöntemlerinin geliştirilmesi, uygulanması ve yayılması için bir engel oluşturmaktadır.

Işık tuzakları, geceleri küçük deniz organizmalarını toplamak için uzun zamandır kullanılmaktadır30,31. Eklembacaklılar da dahil olmak üzere gece aktif birçok organizmanın ışığa çekilmesinden yararlanırlar ve buna dayanırlar. Geleneksel olarak, su sütunu30'daki planktonik organizmaları toplamak için kullanılmıştır. Bununla birlikte, temel ilkeler, benthos yakınında aktif olan serbest yüzme organizmalarını toplamak için uygulanabilir. Burada, Filipinler gibi uzak mercan resifi ortamlarında okyanus dibine yakın gnathiid izopodlarının serbest yaşam aşamalarını toplamak için uyarlanmış bir ışık yakalama yöntemi sunuyoruz. Uzak bölgelerde toplama için, bu ışık tuzakları (Şekil 1), bu organizmaları toplamak için geliştirilen diğer yöntemlere göre bazı avantajlar sunar32. Son derece taşınabilir ve dayanıklıdırlar, kolayca elde edilebilen ve ucuz olan sadece üç parça gerektirirler. Ayrıca, konuşlandırıldıklarında tamamen deniz suyuyla dolduruldukları için negatif olarak yüzdürücüdürler. Çekim için ışığa bağımlı olduklarından, sadece geceleri gece aktif türlerin toplanmasında etkilidirler. Ayrıca, hedef türlerden daha fazlasını çekerler ve hedef organizmaları elde etmek için örneklerin diseksiyon kapsamı altında sıralanmasını gerektirirler. Ekibimiz ve işbirlikçilerimiz tarafından şimdiye kadar dünya çapında mercan resif sistemlerinde gnathiidleri toplamak için üç yöntem kullanılmıştır32. Bunlar arasında ortaya çıkma tuzakları, canlı balık yemi tuzakları ve her biri avantajları ve sınırlamaları olan ışık tuzakları bulunur.

Protokol

Örneklerin toplanmasına Tarım Bakanlığı-Balıkçılık ve Su Kaynakları Bürosu (0154-18 DA-BFAR) tarafından Filipin yasa ve yönetmeliklerine uygun olarak izin verilmiştir (RA 9147; FAO 233) ve Silliman Üniversitesi (SU) hayvan etik komitesi tarafından onaylanmıştır.

1. Işık Tuzakları

  1. İnşaat
    1. Orijinal olarak sıhhi tesisat için tasarlanmış ticari polivinil klorür (PVC) tüplerinden ışık tuzakları oluşturun. 30-40 cm uzunluğa kadar kesilmiş 10-15 cm çapında PVC kullanın (Şekil 1).
    2. Tüplerin her iki ucuna, açıklığın ortasına yerleştirilmiş şeffaf bir akrilik huni ile PVC "kapaklar" ekleyin ve şeffaf epoksi yapıştırıcı ile yerine yapıştırın (Şekil 1). Kurumasını bekleyin.
    3. Borunun bir ucunda vidalı veya başka bir şekilde çıkarılabilir bir kapak olduğundan ve tuzak "kapalı" olduğunda her iki ucunun da su geçirmez olduğundan emin olun (örneğin, bir O-ring ilavesiyle).
  2. Işık kaynağı
    1. Konuşlandırmadan önce, bir su altı ışığını/meşalesini açın (bkz. Malzeme Tablosu) ve şeffaf hunilerden birine bakacak şekilde tüpe yerleştirin, böylece su altı meşalesinden gelen ışık tüpün bir tarafının önündeki alanı aydınlatır. Gerekirse, ışık yoğunluğu daha düşük olmasına rağmen, su altı meşalelerinin yerine kimyasal kızdırma çubukları kullanılabilir.
      NOT: Işık, gnathiidler de dahil olmak üzere çeşitli küçük gece organizmalarını31 çeker ve onları berrak huniden tüpe yüzmeye yönlendirir. Tüpe girdikten sonra, ışık tuzağının geometrisi (küçük huni açıklığı) ve bir ışık kaynağının devam eden varlığı nedeniyle kaçamazlar.
  3. Yerleştirme
    1. Konuşlandırma sahasındaki suyun içindeyken, ışık tuzaklarını ışık açıkken deniz suyuyla doldurun ve her iki ucu da sabitleyin. Meşalenin aşağıda olmadığından veya huni ucunu engellemediğinden emin olmak için, meşalenin huniden geri kaymasına izin vermek için tüpün "önünü" yukarı doğru eğin.
    2. Deniz tabanına, kuma veya moloza, mercan kafalarının veya balıkları çektiği bilinen diğer karmaşık yapıların yanına tuzaklar yerleştirin. Işık konisini "içeriye", balıkların toplandığı alanlara doğru odaklayın.
      NOT: Sığ sularda, tuzaklar nefes tutma dalışı ile yerleştirilebilir. Daha derin dağıtım tüplü dalış gerektirir.
  4. Alma
    1. Tuzağı almadan hemen önce, her iki huninin açıklıklarını (tüpün her iki ucunda) bir parça modelleme kil veya kauçuk tıpa sızdırmazlığı ile kapatın, tüm deniz suyunu ve içerdiği organizmaları içeride tutun.
      NOT: Işıkların pillerinin süresi dolduğunda ve ışık artık yanmadığında organizmalar tuzakta kalacaktır. Bu, tuzaklar alındığında esneklik sağlar ("ıslatma süresi"). Islanma süresine karar verirken göz önünde bulundurulması gereken faktörler aşağıda sunulmuştur (bkz.
  5. Taşıma
    1. Tuzaklar alttan alındıktan sonra, onları bir tekneye taşıyın veya karaya yüzün.
    2. Okyanustan çıkarıldıktan sonra tuzakları ortam deniz suyu sıcaklığına yakın tutun.
    3. Okyanustan çıkarıldıktan sonra gaz veya su değişimi olmayacağından, mümkün olan en kısa sürede işlenmek üzere laboratuvara taşıyın.

2 Laboratuvar işlemleri

  1. Numunelerin saklanması ve filtrelenmesi
    1. Işık tuzakları okyanustan çıkarıldıktan ve laboratuvara geri getirildikten sonra, içeriklerini tatlı deniz suyu ile kovalara boşaltın.
    2. Filtrelemeye kadar organizmaları canlı tutmak için havalandırma ekleyin.
    3. Kovanın içeriğini 50-100 μm plankton ağ ile kaplı bir huniden geçirerek filtreleyin, ardından içeriği 100 mL'lik bir tatlı deniz suyu kabına boşaltın.
    4. Numunenin alikotlarını mikroskopi için bir Petri kabına yerleştirmek üzere bu küçük kaptan çekmek için bir pipet kullanın. Numunenin tamamı işlenene kadar bu işlemi tekrarlayın.
  2. Gnathiid izopod tanımlaması ve yetiştiriciliği
    1. Işık tuzağı örnekleri birden fazla küçük omurgasız türünü çektiğinden, gnathiid izopodlarını tanımlamak ve çıkarmak için örnekleri dikkatlice tarayın. 10-20x büyütme bu görev için en iyisidir (Şekil 2).
      NOT: Gnathiidleri aile düzeyinde tanımlamak canlı örnekler gerektirmez. Bununla birlikte, nadiren ışık tuzaklarına yakalanan yetişkin gnathiidler, morfolojik türlerin tanımlanması ve üremesi için gereklidir (esaret altında gnathiidlerin üremesi ve yetiştirilmesi için bir metodoloji için referans 1,3,9'a bakınız).
    2. Gnathiidlerin yetiştirme için canlı tutulması gereken durumlarda, onları bir pipetle yavaşça çıkarın ve küçük plastik tatlı deniz suyu kaplarına yerleştirin.

Sonuçlar

Orta Filipinler'de örnekleme için, ana hatlarıyla belirtilen tuzak tasarımı (Şekil 1) kullanılmıştır. Bir gecede 36 tuzak kurulduğunda (bir bölgede), tuzak başına 1 ila 1343 gnathiid (275 ± 54) toplandı. Bunlar hem beslenen hem de beslenmeyen çocuk evrelerini içeriyordu (Şekil 2; Tablo 1, 2). Bu sonuçlar, çalışma koşulları altında gnathiid izopodlarının toplanmasında ışık tuzaklarının etkinliğini göstermektedi...

Tartışmalar

Larva balıklarını toplamak için kullanılanlar gibi geleneksel ışık tuzakları büyüktür ve su sütunu34'te asılıdır. Buna karşılık, burada açıklanan ışık tuzakları küçüktür ve deniz dibinde konuşlandırılmıştır. Bu tuzaklar kolayca taşınabilir ve hızlı bir şekilde konuşlandırılabilir. Sığ bölgelerde (bu çalışmada olduğu gibi) nefes tutma (serbest) dalış yoluyla veya daha derin bölgelerde tüplü dalış yaparak yerleştirilebilirler ve hem beslenen ...

Açıklamalar

Yazarlar herhangi bir açıklama yapmayacaklarını beyan ederler.

Teşekkürler

Finansman ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF OCE 2023420 ve DEB 2231250, P. Sikkel PI) tarafından sağlandı. Filipinler'in Negros Oriental kentindeki Dumaguete Şehri belediyesine bu çalışmayı yürütmeye izin verdiği için teşekkür ederiz. Ayrıca, saha yardımları için birçok gönüllüye ve Silliman Üniversitesi Çevre ve Deniz Bilimleri Enstitüsü'ndeki personele ve meslektaşlarımıza destekleri için teşekkür ederiz.

Malzemeler

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

Referanslar

  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).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

JoVE de Bu AySay 199

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır