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
Summary
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。
Abstract
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。
Introduction
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。
Protocol
Representative Results
Discussion
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。
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、エンジニアの米国陸軍工兵隊 (USACE) と米国エネルギー省 (DOE) 水道電力技術事務所によって賄われていた。次なりスタッフから技術援助お願い申し上げます: コリン ・ Brislawn、エリック ・ フランカヴィッラ ・、ジル ニュージーランド、恵東李、ティム リンリー。デラウェア州谷の魚会社からキャシー Kratchman にありがとうなりとラルフ ・ ランプマン タイラー ビールズ ヤツメウナギを供給するためヤキマ国水産から鰻を供給します。我々 はまた、ブラッド Eppard、スコット ・ フィールディング、リカルド ・ ウォーカー陸軍工兵隊からダナ McCoskey、DOE からティム ・ ウェルチに感謝します。米国エネルギー省の underContractDE AC06 76RL01830 のバテルが運営するなりで実験的研究を行った。
Materials
| 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 | |
References
- Mueller, R. P., et al. Retention and Effects of Miniature Transmitters in Juvenile American Eels. Fisheries Research. 195, 52-58 (2017).
- Brown, R. S., et al. An evaluation of the maximum tag burden for implantation of acoustic transmitters in juvenile Chinook salmon. North American Journal of Fisheries Management. 30, 499-505 (2010).
- Jepsen, N., Schreck, C., Clement, S., Thorstad, E., Spedicato, M. T., Marmulla, G., Lembo, G. . A brief discussion of the 2% tag/bodymass rule. Aquatic telemetry: advances and applications. , 255-259 (2003).
- Liedtke, T. L., et al. . A standard operating procedure for the surgical implantation of transmitters in juvenile salmonids. , 2012-1267 (2012).
- Deng, Z. D., et al. A cabled acoustic telemetry system for detecting and tracking juvenile salmon: Part 2. Three-dimensional tracking and passage outcomes. Sensors. 11 (6), 5661-5676 (2011).
- Titzler, P. S., McMichael, G. A., Carter, J. A. 2010. Autonomous acoustic receiver deployment and mooring techniques for use in large rivers and estuaries. North American Journal of Fisheries Management. 30 (4), 853-859 (2010).
- Renaud, C. B. Conservation status of northern hemisphere lampreys (Petromyzontidae). Journal of Applied Ichthyology. 13 (3), 143-148 (1997).
- Dauble, D. D., Moursund, R. A., Bleich, M. D. Swimming behavior of juvenile Pacific lamprey, Lampetra tridentata. Environmental Biology of Fishes. 75, 167-171 (2006).
- Moursund, R. A., Dauble, D. D., Langeslay, M. J. Turbine intake diversion screens; investigating effects on Pacific lamprey. Hydro Review. 22 (1), 40-46 (2003).
- Marsh, D. M., Matthews, G. M., Achord, S., Ruehle, T. E., Sandford, B. P. Diversion of salmonid smolts tagged with passive integrated transponders from an untagged population passing through a juvenile collection system. North American Journal of Fisheries Management. 19, 1142-1146 (1999).
- Prentice, E. F., Flagg, T. A., McCutcheon, C. S., Parker, N. C., Giorgi, A. E., Heidinger, R. C., Jester, D. B., Prince, E. D., Winans, G. A. Feasibility of using passive integrated transponder (PIT) tags in salmonids. Fish marking techniques. American Fisheries Society, Symposium . 7, 317-322 (1990).
- Colotelo, A. H., et al. The effect of rapid and sustained decompression on barotrauma in juvenile brook lamprey and Pacific lamprey: Implications for passage at hydroelectric facilities. Fisheries Research. 129 (130), 17-20 (2012).
- Moser, M. L., Jackson, A. D., Lucas, M. C., Mueller, R. P. Behavior and potential threats to survival of migrating lamprey ammocoetes and macrophthalmia. Reviews in Fish Biology and Fisheries. 25 (2), 103-116 (2015).
- Dixon, D. A. Biology, management, and protection of catadromous eels. American Fisheries. Society Symposium. 33, (2003).
- ASMFC (Atlantic States Marine Fisheries Commission). . Update of the American eel stock assessment report. , 51 (2006).
- DFO (Fisheries and Oceans Canada). Recovery potential assessment of American Eel (Anguilla rostrata) in eastern Canada. DFO Canadian Science Advisory Secretariat Scientific Advisory Report. , (2013).
- MacGregor, R. J., et al. . Recovery Strategy for the American Eel (Anguilla rostrata) in Ontario. , (2013).
- Deng, Z., Weiland, M. A., Carlson, T. J., Eppard, M. B. Design and Instrumentation of a Measurement and Calibration System for an Acoustic Telemetry System. Sensors. 10 (4), 3090-3099 (2010).
- Cook, K. V., et al. A comparison of implantation methods for large PIT tags or injectable acoustic transmitters in juvenile Chinook salmon. Fisheries Research. 154, 213-223 (2014).
- Mesa, M. G., et al. Survival and Growth of Juvenile Pacific Lampreys Tagged with Passive Integrated Transponders (PIT) in Freshwater and Seawater. Transactions of the American Fisheries Society. 141 (5), 1260-1268 (2012).
- Brown, R. S., Cooke, S. J., Anderson, W. G., McKinley, R. S. Evidence to challenge the 2% rule for biotelemetry. North American Journal of Fisheries Management. 19, 867-871 (1999).
- Zale, A. V., Brooke, C., Fraser, W. C. Effects of surgically implanted transmitter weights on growth and swimming stamina of small adult westslope cutthroat trout. Transactions of the American Fisheries Society. 134 (3), 653-660 (2005).
- Geist, D. R., et al. Juvenile Chinook salmon survival when exposed to simulated dam passage after being implanted with a new microacoustic transmitter. North American Journal of Fisheries Management. , (2018).
- Økland, F., Thorstad, E. B. Recommendations on size and position of surgically and gastrically implanted electronic tags in European silver eel. Animal Biotelemetry. 1, 6 (2013).
- Jepsen, N., Mikkelsen, J. S., Koed, A. Effects of tag and suture type on survival and growth of brown trout with surgically implanted telemetry tags in the wild. Journal of Fish Biology. 72, 594-602 (2008).
- Brown, R. S., et al. Survival of seaward-migrating PIT and acoustic-tagged juvenile Chinook salmon in the Snake and Columbia Rivers: an evaluation of length-specific tagging effects. Animal Biotelemetry. 1, 8 (2013).
- Walker, R., et al. Effects of a novel acoustic transmitter on swimming performance and predator avoidance of juvenile Chinook salmon: Determination of a size threshold. Fisheries Research. 176, 48-54 (2016).
