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Umwelt

디자인 및 쌍 각 조개 서 스 펜 션 바다에서 먹이 측정 기구 사용

Published: September 05, 2018
doi:
10.3791/58213
, , , , ,
1Northeast Fisheries Science Center (NEFSC),National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Fisheries Service

Summary

쌍 각 조개 연체 동물의 여과 및 수 유 동작 척도를 biodeposition 메서드를 사용 하 여에 대 한 흐름을 통해 장치 선상 사용에 대 한 수정 되었습니다. 내장 장치 주위 2 차원 짐 벌 테이블 해외 조개 양식 사이트에서 쌍 각 조개 여과 변수의 정확한 정량화 함으로써 보트 모션에서 장치를 분리 합니다.

Abstract

조개 양식 해외 위치에 해안 embayments 및 강어귀에서 이동, 농장된 bivalves (즉, 홍합, 굴 및 조개)의 상호 작용 생태계를 정할 필요가 새로운 도전을 선물 한다. 현 탁 액 먹이 연체 동물의 먹이 행동에 양적 데이터는 필요한 해외 조개 농장, 그들의 수용 력, 동물성 플 랭크 톤 지역 사회와 함께 경쟁을 포함 하 여 중요 한 생태계의 상호 작용을 결정 하는 다른 깊이는 바다를 증 착에서 영양 자원의 가용성. Biodeposition 메서드는 자연 환경에서 bivalves 정지 먹이에 먹이 변수를 측정 하는 데 사용 하 고 실험실 실험 보다 더 현실적인 프록시를 나타냅니다. 그러나이 방법은,, 물 조개에 공급 하는 유량 요구 일정 하 게 유지 하 고 있는 bivalves는 방해를 만족 하는 안정적인 플랫폼에 따라 의존 합니다. 흐름을 통해 장치 및 계량 쌍 각 조개 연체 동물의 먹이를 biodeposition 메서드를 사용 하 여 프로세스 장치 주위 2 차원 짐 벌 테이블을 구축 하 여 선상 사용에 대 한 토지 기반 형식에서 수정 되었습니다. 최소한의 피치와 보트 모션에도 불구 하 고 테스트 조개를 포함 하는 챔버 요 되 데이터 공개, 챔버 내에 유량, 일정 하 게 유지 및 연산자는 충분 한와 함께 biodeposits (배설물 및 pseudofeces)를 수집할 수 양식 사이트 쌍 각 조개 클리어런스, 여과, 선택, 섭취, 거부, 및 해외 조개에서 흡수의 정확한 측정을 얻으려면 일관성.

Introduction

와일드-캡처 어업 전세계1감소 됩니다. 따라서, 해산물 공급에서 미래 성장 양식 업의 확장에서와 야 한다. 해산물의 양식 생산 성장 되었으며 계속 2025, 수생 가장 급속 하 게 증가 식량 생산 시스템2농업 만들기를 통해 급속 하 게 증가할 것 이다. 현 탁 액 먹이 쌍 각 조개 연체 동물 (홍합, 굴, 가리비, 그리고 조개)의 농업 간주 됩니다 중 가장 환경 양성 형태의 양식, 이러한 생물 먹이 아무 추가 필요 하지만, 대신, 영양을 얻을 있기 때문에 천연 식물성 플랑크톤에서 생산 및 전송 유기 생물이 유기 체3,4중요. 실제로, 조개 양식 eutrophic 구5,6영양 구조와 수 질을 개선 하기 위해 합법적인 도구로 간주 되고있다 이다. 해안 embayments 및 구 조개 양식 업의 확장에 대 한 일반적으로 호의 베푸는 전망에도 불구 하 고 다른 해안 바다와 충돌 상업 및 레크리에이션 어업, 레크리에이션 활동, 미학 등 관심 해안 토지 사회적 제한의 기간 “사회적인 수용 력”에서 집계-농업7조개의 대규모 확장에 대 한 “바다”를 보고 일부 주도하 고 있다.

조개 농업 이동, 오픈 바다에서 조개에 대 한 큰 잠재력이 양식 확장 하지만 제공 또한8해양 생태계 유기 체에 전례 없는 도전을 선물 한다. 첫째, 가장 농장, 정지 먹이 쌍 각 조개 종은 바다 생태계9에서 여러 가지 다른 환경에서 진화과 유기 체 이다. 염 분, 온도, 물 화학, 및 연안 해 역에서 높은 가변 양분 가용성에 의해 자극된 강한 생물 활성 계절과 일주 시간 변화 행동 및 생리에 대 한 선택 홍합, 굴, 가리비, 그리고 상대적으로 일정에 약간의 혜택을 부여 수 있습니다 조개에서 특성 바다 환경10희석. Bivalves 규제 하는 그들의 여과 좋은 수 질의 기간을 활용 하 고 그들의 음식을 획득11,12를 최적화 하 여 이러한 환경 변화에 응답으로 알려져 있습니다. 오픈 바다 같이 더 일정 한 환경에서 그것은 분명 bivalves 급속 한 성장에 대 한 긍정적인 에너지 균형을 유지 하는 것을 효과적으로 그들의 펌프 및 여과 비율을 조절 하는 경우. 해외 조개 농업을 직면 하는 두 번째 과제는 바다에서 상대적으로 낮은 seston 음식 가용성 또한 관련이 있습니다. 훨씬 낮은 되 고 식물성 플랑크톤 밀도와 보다 어귀, 쌍 각 조개 종 현재 근해 농장 성공적으로 구 찾기에 물질 대사 및 성장을 유지 하기 위해 먹을 만큼? 라인을 채용 하는 현재의 관행, 양말, 감 금 소, 또는 다른 인클로저 어귀에서 조개를 잡아 귀 착될 3 차원 필터를 로컬로 eutrophic, 해안 바다13,14에 식물성 플랑크톤을 고갈 수 있습니다. 문화에 대 한 가정을 디자인, 스타킹 밀도, 라인의 간격 및 자르기 주기 시간 농장의 생산 운반 능력 및 지역 해양 생태계의 생태 수용 용량을 관리 하는 바다에서 재고 해야 할 수 있습니다. 15 , 16. 집중 조개 농업 연습된 nearshore 바다의 희석 환경과 호환 되도록 수정 해야 할 수도 있습니다.

어떻게 해안 조개 농업 사례 성공, 조개에 seston 상호 작용 하는 방법에 대 한 양적 데이터를 수정 해야 할 수도 있습니다에 대 한 우리의 이해를 사전에 해외 위치 제안 잠재적인 팜 사이트는 필수적으로. 다양 한 측량과, 클리어런스, 섭취, 거부, 및 현 탁 액 먹이 쌍 각 조개 연체 동물 류의 입자의 흡수에 대 한 기술 개발된17,18되었습니다. 이러한 방법 중 일부 매우 짧은 계획, 다른 입자의 종류, 또는 다양 한 환경 변화19,20,21 생리 응답 사이의 선택에 유사 콘텐츠를 검색 하도록 최적화 된 . 최근, biodeposition 방법 이라고 불리는 무슨의 상세 지도이 방법의 수용에 합법적인 도구로 대부분의 중요 한 여과 및 먹이 홍합, 굴, 조개17,22에 변수를 척도를 .

Biodeposition 메서드는 일반적으로 사용 하는 무기 seston 구성 요소와 질량 균형 접근으로, 비율에 유기와 무기 seston 부품의 개별 조개에 의해 분할 척도를 추적 거부, 섭취, 그리고 시간17의 날짜 표시줄에 흡수. 정확 하 게이 접근에 대 한 비판적으로 중요 한 물 흐름 율 조개는 일정 하 고 정확 하 게 알려진 그리고 그들은 그들의 일정 한 여과 행동을 유지 하는 조개 물리적으로 방해 하지는 개별 전달입니다. 그것은 또한 물 컬렉션을 동기화 하는 데 필요한 샘플의 배설물 샘플 컬렉션 쌍 각 조개 섭취 시 소화 (즉, egestion) 후 생산. 이러한 두 프로세스 (섭취 및 egestion) 쌍 각 조개 직감을 통해 교통 하는 미 립 자 물질에 대 한 소요 시간에 의해 상쇄 됩니다. 용기 교통 음식의 섭취 및 배설물의 형태로 소화 되지 않은 물질의 릴리스 사이의 경과 시간을 나타냅니다. 또한, 실용적인 관점에서 biodeposits 그들은 물 모션에 의해 disaggregated는 전에 연구원으로 양적 수집 될 필요가 있다. 이러한 이유로 장치 및 biodeposition 메서드를 사용 하 여 하는 쌍 각 조개과 측정에 대 한 절차는 제한 되었다 매우 nearshore 위치 안정적인 플랫폼-육지 또는 고정된 부두-조개 인구 되 정도로 가까이 조사. 해외 사용 될 biodeposition 메서드에 대 한 보트 타고 안정적인 플랫폼에 대 한 방법을 요구 사항을 충족 하는 방법의 찾을 필요 했다.

세기 전, 우주선의 모션에서 선상 기사를 분리 하는 방법의 동일한 기본적인 문제를 해결 하고자 매리너스는 짐 벌 개발. 짐 벌 우주선의 움직임에 보다 중력에 더 응답 하 고립 된 문서를 있도록 우주선과 고립 되는 문서에 연결 된 플랫폼 사이의 하나 이상의 피벗을 소개 합니다. 우리는 아마도 간단한 짐 벌 디자인 핀 피벗 기구의 디자인 수정 Galimany와 동료22보고 한 90도 각도에서 고용. 현재 보고서에는 장치 기능을 효과적인 측정 하 여 유효성이 검사 됩니다: 1) 보트 모션에 비해 조개 챔버와 함께 테이블의 움직임, 2) 20 유량의 일관성 복제 동안 챔버 바다에서 고 3) 홍합에서 여과 데이터는 3 개의 다른 배를 타고 즐기는 3 개의 해외 위치에서 테스트.

Protocol

1. 여 테이블과 먹이 장치 생성 하 고 그림 1a와 같이 두 개의 프레임, 짐 벌 테이블 및 밸러스트 탱크의 구성 짐 벌 테이블 조립. 넓은, 그리고 90 cm 높이 0.65 cm 폴 리 염화 비닐 (PVC) 재고를 사용 하 여 가장 바깥쪽 프레임 길이, 130 m 92 cm를 빌드하십시오. 스테인리스 볼트와 너트를 사용 하 여 프레임을 형성 하기 위하여. 안쪽 프레임 (길이 125 m 80 c m)에서 4 cm x 10 cm 폴 리 염화 비닐 (PVC) 주식을 빌드하십시오. 내부 짐 벌 프레임 수신 프레임의 짧은 면의 상단에 무 겁 게 강화 섹션에 맞게. 영구적으로 스테인리스 스틸 핀 외부 프레임 내에서 자유롭게 스윙 내부 프레임 수 있도록 수정. 유사 하 게, 자유롭게 스윙을 짐 벌 테이블에 장착 된 스테인리스 스틸 핀을 수용 하기 위해 내부 프레임의 긴 측에 강화 섹션을 포함 합니다. 이동식 밸러스트와 PVC 큐브 주식. 해 수의 85 킬로그램 밸러스트 탱크를 50 k g 아연 무게; 밸러스트 탱크의 하단에 삽입 그것을 저해할 하지만 제한, 스윙 테이블의 제어 장치 역할을 합니다.참고: 밸러스트 탱크 스테인리스 볼트와 너트에 의해 짐 벌 테이블에 첨부 됩니다. 그림 1: 짐 벌 테이블과 먹이 장치 쌍 각 조개 정지 먹이 보트 타고 biodeposition 메서드를 사용 하 여 측정 개발. (한)이이 패널 조립된 짐 벌 테이블의 이미지를 보여줍니다 먹이 장치. (b)이이 패널의 조립된 먹이 장치 회로도 보여준다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 구성 하 고 헤드 탱크 및 10 먹이 챔버 (그림 1b)의 2 세트를 이루어져 있는 먹이 하는 장치를 조립. 높이 (그림 2a)에 폭 x 12 cm 길이 x 30 ㎝에 70 cm을 6.5 m m PVC를 사용 하 여 헤드 탱크를 빌드하십시오. 위에서 3 cm에서 30 cm 왼쪽의 센터에 25 m m 직경 구멍을 드릴 합니다. 각 구멍의 중심 기지에서 2.5 c m 되도록 각 사각형의 70 cm PVC 조각 직경에서 13 m m의 10 구멍을 드릴 합니다. 첫 번째 구멍; 헤드 탱크의 측면에서 40 m m 그런 다음, 연속 구멍의 센터는 서로 69 m m. 물 머리 탱크를 떠날 수 있도록 각 구멍에 스레드 내부 직경에서 7 mm의 플라스틱 판넬 커넥터를 배치 합니다. 6.5 m m의 실리콘 튜브 내경 커넥터에 맞는. 각 튜브 헤드 탱크와 먹이 챔버 사이의 중간 조절 밸브 튜브 먹이 챔버를 입력 흐름 제어를 연결 합니다.참고: 입자 유지 되도록 일시 중단 머리 탱크 물에 고 추가 공기 돌을 사용 하 여 탱크에 걸쳐 폭 먹이 챔버에 균등 하 게 분산, 또는 공기 튜브. 각 먹이 챔버의 내부 측정은 17.5 cm 길이 x 6 cm 폭 x 6 cm 높이 (그림 2b). 구멍의 센터는 바닥에서 15 m m 6 cm 측면 중 하나의 중심에 한 13 m m 직경 구멍을 드릴 합니다. 각 약 실의 반대 6 cm 쪽에 13 m m 직경 구멍 바닥에서 45 m m 드릴. 각 먹이 챔버; 내부 배플을 포함 배플은 PVC를 높이 6 c m 폭 3 c m와 3.5 c m 바닥에서 15 m m 드릴 구멍은 먹이 챔버의 6 cm에서에서 배치 하는 것입니다. 물 위에 흐르는 있도록 챔버의 바닥에 배플을 붙입니다. 이동식은 두 번째 배플 조각, 50mm, 및 T-모양의 조각 포함 (위에서; 15 m m T의 하단 폭 58 m m 72 m m의 폭을 넓혀). 모양 먹이 챔버 벽 위로 챔버 (그림 2c)에 배플 아래 흐르는 물에 대 한 나머지 배플을 수 있습니다. 장소는 움직이는 배플 아래쪽 챔버의 쌍 각 조개에 직접 물 흐름을 강제로 쌍 각 조개 앞 1-2 cm. 머리 챔버와 짐 벌 테이블 위에 먹이 장치 맞습니다 고 미끄럼 방지 매트와 장소에서 그들을 잡아. 포장, 이동 및 저장을 용이 하 게 하이 모듈 방식 시스템 설계 되었습니다. 그림 2: 측정 헤드 탱크의 상세 하 고 먹이 실. (한) 이것은 상세한 측정 헤드 탱크의 그림 이다. (b) 이것은 하나의 먹이 드로잉 세부 측정 챔버. 줄무늬 선은 고정된 배플의 위치를 나타냅니다. (c) 그림과 움직이는 배플의 측정입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 2. 유량 교정 챔버를 먹이 대 한 유량 보정, 100 mL 유리 또는 플라스틱 먹이 챔버의 출구에서 실린더를 졸업 했다. 바로 스톱 워치로 시간 기록을 시작 합니다. 30 후 s, 졸업된 실린더를 제거 하 고 수집 물의 볼륨을 확인 하십시오. 이상적으로,와 같은 12 L h-1의 먹이 챔버에 헤드 탱크에서 흐름을 물 100 mL를 수집 합니다.참고: 12 L h-1 의 유량은 물 재순환 없이 aquaria 사이 입자의 균일 분포를 이전 실험실 실험에 의해 결정 되었다. 물 수집의 볼륨이 5 mL 100 mL 대상의 내 면 닫기 또는 헤드 탱크와 먹이 챔버 사이 위치한 밸브를 개방 하 여 흐름을 조정 합니다. 물 30 s 및 반복 원하는 유량을 얻을 때까지이 단계를 수집 하 여 새로운 흐름 속도를 다시 확인 하십시오. 데이터 컬렉션을 시작 하기 전에 제어 챔버를 포함 하 여, 각 먹이 챔버에 같은 교정 절차를 반복 합니다. 3. Biodeposition 메서드를 사용 하면에 대 한 필터의 준비 참고: 물, pseudofeces, 및 배설물에 총, 유기 및 무기 미 립 자 물질의 결정 이루어집니다 25 m m 직경 GF/C 유리 섬유 필터를 사용 하 여. 샘플 컬렉션 전에 필터는 세척, 건조, 점화, 및 preweighed를 확인 합니다. 항상 플랫 팁 집게를 사용 하 여 모든 프로세스 동안 필터를 처리 하. 필터 중단 또는 구멍, 그것을 사용 하지 않고 그것을 폐기. 필터를 씻어, 첫째, 200 mL의 증류수로 비 커를 약 10 필터를 추가 하 고 수동으로 그들을 저 어. 15 후 s, 이전 맑은 물; 흰색 섬유는 이들은 느슨한 먼지와 같은 유리 섬유 필터에 의해 발표 했다입니다. 교 반 중지 합니다. 비 커에 물을 가만히 따르다 고 다시 증류수 200 mL를 추가 합니다. 세척 필터 3 총에서 x. 충분 한 필터 전체 공급을 사용할 수 있습니다 때까지 세척 과정 실험, 즉, 약 48 필터 물 여과 실험 2 시간을 지속 하 고 물에 대 한 모든 15 분, 수집과 32 배설물 및 16 bivalves의 pseudofeces에 대 한 필터 반복 . 건조 1 h. 적어도 60 ° C에서 필터 4 h 어떤 오염 유기 물질 제거를 위한 450 ° C에 휩 싸이 다 용광로에 말린된 필터를 구울. 필터를 제거 하는 용광로에서 desiccator에 그들을 전송 하 고 실내 온도에 서 필터 허용. 필터는 분석에 무게 고 무게를 기록 합니다. 필터 가중치의 추적을 유지 하는 두 가지 가능한 방법은 다음과 같습니다. 부드러운 연필을 사용 하 여 여과 하는 동안 샘플을 받을 것 이다 지역 밖에 서 매우 가장자리에 각 필터를 번호. 그것을 번호 매기기 후 필터를 무게, 노트북,의 수와 무게를 기록 하 고 그들의 원래 필터 상자에 무게 후 필터를 저장. 각 필터를 개별적으로 무게 다음 숨막히는 알루미늄 호 일의 조각에 그것을 포장 하 고는 호 일에 해당 무게 기록. 래핑된 필터 샘플 수집 후 필드에는 노트북에서 무게를 적어 사용 될 때까지 저장 합니다. 4. 소화 관 통과 시간 유리 또는 플라스틱 비 커에 개별적으로 장소 5 bivalves 주위, 필터링 되지 않은 바닷물의 300 mL으로 가득합니다. 각 비 커에 Tetraselmis sp. monoculture의 2 개 mL를 추가 하 고 각 개별 쌍 각 조개 열립니다, 쉘 품에 의해 신호 되는 시간을 기록.참고: Tetraselmis sp. 때문에 쌍 각 조개 종에 의해 쉽게 섭취 결과 대변 색깔, 자연의 소화 후 갈색 배설물 로부터 그들을 차별화에 진한 녹색 용기 환승 시간의 결정에 사용 됩니다. 플랑크톤 지역 사회입니다. 각 비 커는 bivalves 개방적이 고 생산 배설물 유지 되도록 3-5 분 마다 확인 합니다. 대변 bivalves (그림 3)의 소화 과정에서 발생 하는 밀도-포장, 꽉 문자열 확인 하 때 pipetted 그들의 구조를 유지 합니다. 수집 된 예금의 배설물 및 하지 pseudofeces (그림 3)는, 생산, 생산 즉시 Tetraselmis sp;의 과잉의 결과로 확인 하십시오 pseudofeces의 섭취 비 입자를 신속 하 게 resuspend는 피 펫을 수집 하는 때, 구름 처럼 가볍게 포장 입금 됩니다. 그림 3: 그림의 시각적 차이점 쌍 각 조개 배설물 및 pseudofeces. 왼쪽된 패널 생산된 배설물 및 pseudofeces를 나타내는 화살표와 함께 늑 골이 있는 홍합 (Geukensia demissa)을 보여 줍니다. 녹색 대변 및 pseudofeces Tetraselmis sp. 단의 여과 및 갈색 대변 후 생산 및 pseudofeces는 천연 식물성 플랑크톤 지역 사회의 여과 후 오른쪽 패널 자세히 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 녹색 대변 나타나면 각 개별 쌍 각 조개에 대 한 시간을 기록 합니다. 쌍 각 조개의 개막식과 녹색 배설물의 생산 사이 시간 길이 직감 환승 시간입니다. 평균 창 자 운송 시간 모든 5 쌍 각 조개의 물 샘플의 수집 및 배설물 샘플 사이의 오프셋 타이밍에 사용 하 여 평균 창 자 환승 시간을 얻기 위해 복제 합니다.참고: 5를 사용 하 여 경우에 하나 이상의 bivalves 실패 또는 배설물을 생산 하 여 복제 합니다. 이상적으로, 평균 창 자 환승 시간이 3 개 이상의 복제에 따라 것입니다. 5. 샘플 컬렉션 빈 껍질 (측 당 2 개), 실험에 사용 되는 동일한 쌍 각 조개 종 그리고 배설물 및 각 쌍 각 조개를 제작한 pseudofeces를 포함 하는 제어 실에서 물 헤드 탱크에서 범람 하는 물 샘플을 수집 합니다. Epibionts 및 다른 해 유기 체는 bivalves 먹이 챔버에 배치 하기 전에 다른 동물군에 의해 여과 피하기 위해 bivalves 청소.참고: Bivalves 먹이 챔버 이동할 수 있습니다, 그래서 배설물 및 pseudofeces 컬렉션을 촉진 하기 위하여 수정 그들 패스너 (예를 들어, Velcro)를 사용 하 여 각 챔버 내에서. Preweighed 필터 (즉, 시간 포인트 당 3 필터)를 통해 제어 실의 2 h. 별도로 필터 오버플로 물과 물 2에서 설정에 대 한 모든 15 분 물 300 mL를 수집 합니다. 필터 여과 매니폴드에 아직도 있는 동안 isotonic 암모늄 편대의 ~ 5 mL와 함께 필터를 씻어. 프로토콜의 섹션 4에서에서 설명한 대로 결정 했다 평균 창 자 환승 시간의 길이 의해 물 컬렉션에서 biodeposit 컬렉션의 발병을 지연. 예를 들어 평균 창 자 교통 시간 1 h 있었다면 최대한 빨리 먹이 챔버에 bivalves 열 물 컬렉션을 시작 합니다. 1 시간 후 모든 배설물 및 pseudofeces을 생산 되어, 모든 후속 배설물 및 pseudofeces의 컬렉션을 시작 후, 챔버를 선택을 취소 합니다. 먹이 챔버에 bivalves 피드에 열을의 수를 늘리기 위해 용기 운송 컨테이너 bivalves 그늘. 대변 및 유리 피 펫과 별도로 pseudofeces를 수집 하 고 각 쌍 각 조개 2 h 컬렉션 기간에 대 한 별도 컨테이너 (플라스 크 또는 튜브)에 biodeposits를 유지. Preweighed 필터에 개별적으로 각 컨테이너에 biodeposits 필터 및 isotonic 암모늄 편대의 5 mL로 씻.참고: 2-h 컬렉션의 끝에 있을 것입니다 16 대변 수집 용기와 수집, 필터링을 32 컨테이너의 총 pseudofeces 16 용기. 접시에 또는 실험실에 수송을 위해 숨막히는 알루미늄 호 일에서 필터를 저장 합니다. 숨막히는 알루미늄 호 일 경우 먼저 필터 반으로 접어 수송을 위해 사용 되의 어떤 손실을 방지 하기 위해 배 안쪽에 필터 소재와 접촉 포 일을 통해 자료를 필터링. 얼음 냉각기에서 모든 필터를 저장 합니다. 실험실에서 적어도 24 h에 대 한 60 ° C에서 오븐에서 모든 필터를 건조. 분석 균형을 사용 하 여 각 필터 reweigh 총 미 립 자 물질을 결정 하는 최종 무게에서 초기 체중을 빼기. 4 헤 필터를 제거 하는 용광로에서 desiccator에 그들을 전송 하 고 실내 온도에 서 필터를 허용 450 ° C에 휩 싸이 다 용광로에서 모든 필터를 구울. 분석 균형에 필터를 다시 무게. 미 립 자 무기 물질을 결정 하기 위해 말린된 필터 무게에서 구운된 필터 무게를 뺍니다.참고: 미 립 자 유기 물질 총 미 립 자 물질 및 미 립 자 무기 물질의 차이입니다.

Representative Results

Biodeposition 메서드 쌍 각 조개 먹이 계량를 잘 설립 이며 bivalves 자연 seston를 사용 하 여 필드 환경에서의 먹이 성능과 여과에 포괄적인 데이터를 얻을 수 있는 메커니즘을 제공 합니다. 메서드를 사용 하면 안정적인 플랫폼을 필요로 하기 때문에의 biodeposition 메서드를 사용 하면 이전 응용 프로그램을 실시 하 여 해안 기반 위치에만 수 있습니다. 쌍 각 조개 여과 및 근해 바다에서 먹이의 연구 선박 기반 측정을 요구 하 고 배송도 평온 상태에서 충분히 안정 되지 않습니다. 우리가 설계 하 고 biodeposition 메서드를 올바르게 사용 하는 데 필요한 안정적인 플랫폼을 만들 기존 필터 수 유 기구, 짐 벌 테이블의 추가 테스트. 필터링 할 bivalves 위한 안정적인 플랫폼 함께 우리 보고서 데이터 먹이 장치 내에서 개별 실에 걸쳐도 입자 분포를 보여주는 (p = 0.997 손질 20% 이면23 대 웰 치의 테스트의 일반화에서 ; 그림 4)입니다. 이 정지 문제 분배가 나타냅니다 헤드 탱크에서 개별 챔버 입자의 배달 일관성; 따라서, 모든 bivalves 같은 음식 수량 및 품질에 노출 되 고 true 복제 고려 될 수 있다. 그림 4: 빈 챔버의 입자 분포 테스트 중 각 먹이 챔버에 셀 풍부 평균. 이 패널 흐름을 통해 시스템에서 입자의 동등한 배급을 보장 하기 위해 품질 보증 시험 동안 플랑크톤 셀/mL (± SD) (1-20 표시) 각 먹이 챔버의 출구 관에서 수집 해 수에서의 평균 수를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 선상 시험 4 개의 매우 다른 seston 수량 및 구성 (그림 5)와 3 개의 위치에 세 개의 홍합 종으로 실시 했다. 공부 하는 종 수, 또는 현재 되 고, 농장된에서-해안; 우리 기구의 일반적인 적용 테스트를 여러 종 사용. 블루 홍합 (Mytilus 새싹) 첫 번째 코네티컷 (코네티컷) 실험에 매사 추세 츠 (석사)에 사용 되었다. 늑 골 붙인된 홍합 (Geukensia demissa) 사용 되었다 두 번째 코네티컷 실험에. 지중해 식 홍합 (Mytilus galloprovincialis) 사용 되었다 캘리포니아 (CA) 실험에서. 두 실험에서 2013 년 6 월 12 일, 2013 년 6 월 19 일에 밀 포드 1.5 km 롱 아일랜드 소리에 해안 코네티컷에서 실시 되었다. 세 번째 실험 2013 년 7 월 23 일에 Menemsha에서 1 킬로미터 해안 석사, 포도 원 소리에에서 실시 했다. 4 실험 해외 CA, 2013 년 8 월 20 일에 롱 비치에서 10 km에에서 실시 했다. 이러한 세 가지 위치에서 조건 무슨 조개 양식 업에 대 한 평가에서 해외 환경에서 예상 될 수의 범위를 스팬. 물 총 미 립 자 물질은 CT, 석사, 및 캘리포니아 (모든 p≤ 0.001 트림 수단과는 부트스트랩-t 기술23Dunnett의 T3 절차의 일반화에서) 가장 낮은에서 가장 높은. 반면,는 seston의 유기 내용을 했다 캘리포니아, 메사추세츠, 낮은 그리고 코네티컷 (모든 p≤ 0.01 트림 수단 Dunnett의 T3 절차는 부트스트랩-t 기술23;의 일반화에서 최저 최고 그림 5)입니다. 그림 5: 구성 및 3 개의 실험 위치에서 물에 미 립 자 물질의 양. 이 패널 평균 미 립 자 유기 물질 (POM) (± SD, 데이터 및 오차 막대 회색에서)과 물에서 미 립 자 무기 물질 (PIM) (± SD, 블랙에서 화이트 및 오차 막대에 데이터) 3 다른 실험 위치에서 수집 된 평균을 보여줍니다. (그레이 + 화이트) 바 전체 총 미 립 자 물질 (TPM)를 나타냅니다. CT 1 = 코네티컷 실험 1; CT 2 코네티컷 실험 2; = MA = 매사추세츠 실험; CA 캘리포니아 실험 =. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 동작 bivalves에 먹이 종 종속 및 환경 조건에 종속 이다. 개인 물에서 금액 및 유형 (유기 및 무기) 미 립 자 물질의 차이 따라 그들의 먹이 행동을 조정합니다. 따라서, 3 개의 위치에서 4 개의 필터 먹이 실험 결과 3 4 개의 실험을 통해 종 차이 뿐만 아니라 음식 수량 및 품질, 모두 플라스틱 생리 적인 응답을 반영합니다. 홍합 흡수 효율 보다 두 번째, 캘리포니아, 보다 첫 번째 코네티컷 실험에서 높은 첫 번째 코네티컷 실험에서 상당히 높은 하지만 다른 모든 쌍된 비교 했다 중요 한, 가능성이 높은 가변성의 결과 둘 다에서 관찰 된 MA와 CA 측정 (중요성 테스트에서 α = 0.05, 제어, 손질된 방법 및 부트스트랩-t 기술; Dunnett의 T3 절차의 일반화에서 여러 테스트에 대 한 를 조정 23그림 6). 거부 된 필터링 된 물자의 비율 코네티컷, 메사추세츠, 낮은 높은 고 캘리포니아 (모든 p≤ 0.005 Dunnett의 T3 절차의 일반화에서 트림 된 의미와는 부트스트랩-t 기술23) 제로 했다. 그림 6: 총 미 립 자 물질과 선상 시험에는 홍합에 의해 유기 물질의 흡수의 거절. 이 패널 3 개의 실험 위치에서 백분율 제거와 흡수 (± SD) 홍합을 보여줍니다. CT 1 = 코네티컷 실험 1; CT 2 코네티컷 실험 2; = MA = 매사추세츠 실험; CA 캘리포니아 실험 =. 블루 홍합 (Mytilus 새싹) 엄마와 CT 1에서 사용 되었다. 늑 골 붙인된 홍합 (Geukensia demissa)는 CT 2에서 사용 되었다. 지중해 식 홍합 (Mytilus galloprovincialis) 사용 되었다 CA. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 엄마와 CA 실험 환경 조건을 변경 하는 동안 발생할 수 있는 일반적인 문제 설명. 높은 바다 상태 MA에서 pseudofeces의 측정된 유기 내용에서 높은 상대 변화 귀착되는. 그림 7: 물, 대변, 및 3 개의 실험 위치에서 pseudofeces의 유기 내용. 이 패널은 물, 배설물과 3 위치에서 수행 하는 4 개의 다른 실험에서 3 개의 홍합의 pseudofeces에서 유기 물질 (± SD)의 평균 비율을 보여줍니다. CT 1 = 코네티컷 실험 1 블루 홍합 (Mytilus 새싹); CT 2 = 코네티컷 실험 2 늑 골이 있는 홍합 (Geukensia demissa); MA = 푸른 홍합;와 매사추세츠 실험 CA 캘리포니아 실험 지중해 홍합 (Mytilus galloprovincialis) =. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 일반적으로 낮은 미 립 자 물질의 분야와 관련 된 분석 문제는 CA, 배설물에 대 한 몇 가지 작은 pseudofeces 했다 처음 오해에서 동작 결과 먹이에 설명 했다. 그림 8: 선상 시험에서 홍합에서 먹이 동작 데이터에 biodeposits 오인의 효과. 이 패널은 낮은 총 미 립 자 물질 (TPM) 환경에서 pseudofeces로 작은 배설물 misidentifying의 효과 보여주는 캘리포니아에서 샘플 데이터를 보여줍니다. 이 경우 TPM pseudofeces 생산을 방 아 쇠를 너무 낮은 하지만 배설물 했다 그래서 작은 일부 pseudofeces에 대 한 오해 했다. 데이터 결합 배설물 및 “pseudofeces” 가중치만 섭취 경로 계산 하 여 수정 했다. CR = 통관 속도, 홍합 (L/h);의 아가미를 통해 순환 하는 물의 양을 FR = 여과 속도, 아가미 (mg/h);에 유지 하는 입자의 양 아칸소 = 흡수 속도, 홍합 소화 시스템 (mg/h)에 흡수 되어 섭취 한 미 립 자 물질의 양. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오. 그림 7 과 그림 8 에 표시 된 사례 연구 토론 섹션에서 자세히 설명 합니다.

Discussion

다른 접근 여 bivalves 실험실과 현장에서의 먹이 공부 하 고 사용 되었습니다. 측정 때 먹이 보장할 자연 seston를 사용 하 여 자연 환경24가장 유사한 요금. 25,26 먹이 측정 쌍 각 조개에 대 한 기존 휴대용 먹이 장치 토지 등 안정적인 플랫폼 또는 고정된 도크;에 따라 결정 됩니다. 따라서, 쌍 각 조개 여과 측정 하 고 필드에 먹이, 지금까지에 제한 되어 매우 가까운 해안 바다. 새로운 장치 및 방법 여기 bivalves 해외 바다 어디 bivalves와 환경 간의 상호 작용 이전 되었습니다 제대로 설명에서 먹이 성능 척도를 신뢰할 수 있는 도구를 나타냅니다.

Biodeposition 메서드의 해외 응용 프로그램 내에서 중요 한 단계는 다음과 같습니다: (1) 헤드 탱크 및 bivalves;에 입자 분포 되도록 모든 먹이 챔버에 걸쳐 유량의 교정의 통 기 통풍 (biodeposits;의 컬렉션 이전 실험 용기 환승 시간의 정확한 결정 2) (3) 식별, 분리, 그리고 모든 배설물 및 제작한 bivalves, pseudofeces의 완전 한 컬렉션 유기 및 무기 미 립 자 물질의 검출 한계를 초과 하도록 충분 한 biodeposits의 컬렉션을 포함 하 여. 높은 흐름 율 refiltration18,25,,2728인 음식 농도 감소 현상을 증가 시킬 수 있습니다 먹이 챔버에 물 재순환 방지에 필수적입니다.

정확한 식별 및 분리 배설물 및 pseudofeces 해외 환경에 전하실 수 있습니다. 배설물과 매사 추세 츠 바다에서 pseudofeces의 컬렉션은 가능성이 측정의 마지막 시간 동안 무거운 바다의 영향을. 이 메서드를 사용 하 여 측정 깔끔하게 분리 하 고 정확 하 게 배설물, pseudofeces, 사이 다른 미 립 자 물질즉, 갯벌 (입자) 구분 선택의 능력에 영향을 미치는 바다의 상태에 의해 강요 될 것 이다 먹이 챔버. 이 실험적인 문제는 pseudofeces의 유기 내용 보다 다른 두 위치 (그림 7)에서 매사 추세 츠에서 결과에 큰 변화를가지고 결과 데이터에서 관찰할 수 있습니다.

비록 물 2 L 각 물 샘플에 대 한 필터링은이 실험에서 수집 된 미 립 자 물질 탐지의 한계에 가까운 매우 했다 때문에 매우 낮은 미 립 자 물질, 캘리포니아, 같은 위치 분석 과제를 발표할 예정 이다. 질량 균형; 기반으로 총 미 립 자 물질에 유기와 무기 기여를 측정 하는 방법 따라서, 생리 적으로 불가능 한 조개 부정적인 거절 또는 통관 속도 같은 결과 먹이 탐지의 한계 근처 작은 분석 오류 발생할 수 있습니다. 이러한 유형의 오류, 및 적절 한 수정에서 발생 하는 데이터는 그림 8, 클리어런스, 여과 속도, 그리고 캘리포니아 실험에서 흡수 속도 대 한 평균 값을 플롯에 설명 됩니다. 대변 양을 너무 작은 일부 biodeposit 선택 하 여 pseudofeces에 대 한 오해 했다이 위치 했다. “Pseudofeces” 수집의 매우 적은 양을 매우 무게, 탐지의 한계 가까이 되었고 결과 데이터 나왔고 부정적인 조개 여과 및 생리학적으로 불가능 여러 복제에 대 한 데이터를 수 유 하 고, 따라서, 분명히 잘못 된. 탐지의 한계에 가까운 미 립 자 물질에는 또한 높은 변동성이이 측정에 대 한 전반적인 나왔고. 이러한 결과 무게 필터에 오류가 발생할 수 있습니다 하지만, 더 많은 가능성이, pseudofeces의 잘못 된 인식 때문 이었다. 후자의 가능성 더 물 총 미 립 자 물질은 pseudofeces 생산22,23를 방 아 쇠를 너무 낮은 관측에 의해 지원 되었다. 데이터는 잘못 된 pseudofeces 데이터 삭제만 섭취 경로 (그림 8)을 계산 하 여 수정 했다.

쌍 각 조개 정지 먹이 보트 타고 biodeposition 메서드를 사용 하 여 측정 하는 장치 수정 하 고 여러 쌍 각 조개 종에 맞게 수 있습니다. 먹이 챔버의 크기는 더 넓은 또는 좁은 쌍 각 조개 껍질에 맞게 약간 달라질 수 있습니다. 그러나 주의 하는 것이 중요 하다,, 여기에 설명 된에서 먹이 챔버의 크기를 수정 하는 먹이 챔버도 입자 분포는 어떤 측정을 실시 하기 전에 설립 필요. 필터링 물 볼륨 지역 조건에 따라 조정 되어야 한다. 캘리포니아와 같은 낮은 seston 환경 필터링 무게 기반 분석에 대 한 검출 한계를 초과 하는 물의 큰 볼륨을 필요 합니다. 같은 시간에 너무 많은 물을 필터링 하는 경우 다음 필터를 방해할 그리고 오븐에서 건조 시간 (안 온도) 증가 될 필요가 있다. 마찬가지로, biodeposit 컬렉션 분석 검출 한계를 초과 하도록 충분 한 자료를 수집 하는 낮은 seston 환경에서 길게 할 필요가 있습니다. 문제가 있는 biodeposit 컬렉션의 또 다른 지표는 pseudofeces과 배설물 물 대 의 상대 유기 내용입니다. 대변 및 pseudofeces; 물 보다 유기 물질의 실질적으로 더 큰 백분율을 포함 하지 않을지도 모른다 그들은 물에서 처리 되 고 필터링 된 입자의 산물입니다. 일부 조건에서는 biodeposits의 유기 내용을 수 물 보다 약간 더 큰 유기 투자 bivalves 음식 입자;를 처리 하는 때문에 그러나,이 투자 얻을 것입니다, 대부분, 배설물에 작은 증가 유기 물질. 유기 물질의 비율 보고 여기 위에 대사 지저분한 손실에 기 인할 수 있는 비율 이다. 매사 추세 츠에서 pseudofeces 샘플이 잠재적인 문제를 보여 줍니다. pseudofeces의 유기 내용 위에 쓴 대로, 꽤 변수 했지만 일부는 복제의 유기 콘텐츠 크게 해당 물 샘플의 초과 굴복. Biodeposit 컬렉션의 마지막 시간의 무거운 바다 동안 pseudofeces가 인위적으로 높은 유기 내용을 하 고 생리 적으로 불가능 한 결과 (그림 7)를 나왔고 외 인 유기 물질과 결합 했다 가능 하다 . 높은 바다 상태는 가능성이 가능성이 미래에이 메서드의 추가 챔버를 통해 더 많은 복제의 추가 응용 프로그램 권장 됩니다.

방법의 한계는이 기구는 성인 개인의 먹이 계량 하도록 이다. 배설물 및 pseudofeces 쌍 각 조개 씨앗에서 정확 하 고 완전 한 컬렉션 (의사) 대변의 작은 크기 때문에 어렵다 고 분석 검출 한계를 초과 하도록 충분 한 자료를 많이 더 이상 실험을 요구할 것입니다. 작은 개인 사용 중인 경우 여러 챔버 당 대변 및 pseudofeces 생산의 속도를 증가 한 챔버에 풀링된 수 있습니다. 또는, 장치 많은 작은 실험 챔버 재설계 될 수 있습니다. 이러한 biodeposit 샘플 컬렉션의 정확도 영향을 미칠 것입니다, 날씨와 바다 상태 중요 한 제한 사항에는 영향을 수도 있습니다. 극단적인 온도 및 비 피드 쌍 각 조개 복제의 수를 줄일 수 있습니다. 물 펌프 배포 수 있습니다 다양 한 실험에 사용 된 seston를 위해 실험 사이 깊이 깊이는 쌍 각 조개 재배 발생의 전형적인 seston을 반영 합니다. 이러한 잠재적인 한계에도 불구 하 고 방법을 여과 bivalves 자연 seston, 실험실에서 시뮬레이션된 조건 반대와 자연 조건 하에서 먹이를 공부 독특한 기회를 제공 합니다. 생성 된 데이터 실험실 실험 보다 훨씬 더 현실적이 고 bivalves 관심의 위치에서의 성능을 반영 가능성이 있습니다. 크게 선상 측정을 실시 하는 새로운 방법을 잠재적인 지리적 범위를 확장 합니다.

해외 홍합 양식 업에 대 한 관심이 점점이 방법의 미래 응용 프로그램에 대 한 이상적인 사용자 그룹을 제공합니다. 이해 관계자 siting 새로운 해외 양식 작업의 최적화에 관심이 제안 된 위치에 쌍 각 조개 성능 검사에이 접근을 사용할 수 있습니다. 계획 되 고 있는 응용 프로그램의 예로 남부 뉴 잉글랜드 (미즈타와 검토에 Wikfors)의 연안 해 역에서 블루 홍합 서 스 펜 션의 문화에 대 한 최적의 깊이 대 한 가설을 테스트 하는.

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는 NOAA는 수 산 서비스 사무실의 양식 업 자금에 대 한 NEFSC를 인정 하 고 싶습니다. 저자는 그들의 학문 및 업계 파트너, 스콧 Lindell, 우즈 홀 해양 연구소, 연구 전문가 및 필 Cruver, CEO의 카 탈리 나 바다 목장, 배열 하 고 해외 홍합 재배 지역에 대 한 액세스를 제공 감사. 작업 되지 않았을 것 이라고 다음 작업 플랫폼; 없이 가능 NOAA는 수 산, 북동 수 산업 과학 센터에서 운영 하는 R/V 빅터 Loosanoff 및 R/V 싹 소유 하 고 관리 하는 해양 생물학 연구소, R/V 캡틴 잭 카 탈리 나 바다 목장에 의해 소유. 우리는 또한 보트 함장을 짐 Cvitanovich 그리고 빌 Klim 자신의 전문성에 대 한 감사합니다. 베르너 Schreiner 디자인 하 고 날조 프레임, 짐 벌 테이블 및 밸러스트 탱크, 헤드 탱크, 및 실험 챔버에 그의 기술적 전문성을 제공 합니다.

Materials

GF/C glass microfibre filters Whatman 1822-025 25 mm diameter circles
Submersible Utility Pump Utilitech PPSU33 1/3 HP
Filtration manifold Sterlitech 313400 3-place manifold, PVC
Filter forceps Millipore XX6200006P
Filter funnel Ace Glass D140942 300 ml; glass
Frit support Fisher Scientific 09-753-14 25mm diameter; glass
Vacuum Filter Holders Fisher Scientific 09-753-4 For 25mm filter funnels and frit supports
Drying Oven Fisher Scientific 15-103-0503 Gravity convection
Box Furnace Oven ThermoFisher Scientific BF51794C
Ammonium formate Fisher Scientific A666-500
Tetraselmis sp. National Center for Marine Algae and Microbiota 119 strains of Tetraselmis sp. are available for sale by NCMA, and specific strain should be selected based on temperature of planned experiments. As such, we have not recommended a specific catalog number here.
Glass petri dish Fisher Scientific 08-747A 60 mm diameter
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Referenzen

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Galimany, E., Rose, J. M., Dixon, M. S., Alix, R., Li, Y., Wikfors, G. H. Design and Use of an Apparatus for Quantifying Bivalve Suspension Feeding at Sea. J. Vis. Exp. (139), e58213, doi:10.3791/58213 (2018).
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