تعديل التدفق من خلال جهاز لاستخدام أسلوب بيوديبوسيشن لقياس السلوك الترشيح وتغذية من الرخويات ذات الصدفتين للاستخدام على متن السفن. يعزل جدول ثنائي الأبعاد انحراف بنيت حول الجهاز على الجهاز من حركة القارب، مما يتيح دقة التحديد الكمي للمتغيرات ذات الصدفتين الترشيح في مواقع تربية الأحياء المائية الرخويات البحرية.
كما المحار الاستزراع المائي تنتقل من سوبيريوو الساحلية ومصبات الأنهار إلى المواقع البحرية، الحاجة إلى تحديد التفاعلات بين النظم الإيكولوجية من الأصداف المستزرعة (أي، وبلح البحر، والمحار، والمحار) تحديات جديدة. بيانات كمية عن سلوك التغذية من الرخويات تغذية تعليق ضروري لتحديد التفاعلات بين النظم الإيكولوجية الهامة من مزارع المحار البحرية، بما في ذلك قدرتها على التحمل، المنافسة مع المجتمع العوالق الحيوانية، توافر الموارد الغذائية في أعماق مختلفة، والترسيب قاع. الأسلوب بيوديبوسيشن الذي يستخدم لقياس المتغيرات التغذية في تغذية تعليق ذات الصدفتين في أجواء طبيعية ويمثل بديلاً أكثر واقعية من التجارب المختبرية. ومع ذلك، يعتمد هذا الأسلوب، أرضية مستقرة تفي بمتطلبات المياه معدلات التدفق الموفر للمحار لا تزال مستمرة وذات الصدفتين دون عائق. تم تعديل عملية لاستخدام أسلوب بيوديبوسيشن للتحديد الكمي لتغذية الرخويات ذات الصدفتين والتدفق من خلال الجهاز من صيغة تستند إلى الأرض للاستخدام على متن السفن ببناء جدول انحراف ثنائية الأبعاد حول الجهاز. تكشف البيانات بلانيميتير الحد الأدنى في الملعب وياو الدوائر التي تتضمن المحار الاختبار على الرغم من الحركة قارب ومعدلات التدفق داخل الدوائر لا تزال مستمرة، ومشغلي قادرين على جمع بيوديبوسيتس (البراز وبسيودوفيسيس) كافية، الاتساق للحصول على قياسات دقيقة لإزالة الألغام ذات الصدفتين، الترشيح، واختيار والابتلاع، والرفض، والاستيعاب في الرخويات البحرية مواقع تربية الأحياء المائية.
مصائد الأسماك البرية آخذة في الانخفاض في جميع أنحاء العالم1. وبناء على ذلك، يجب أن تأتي النمو المستقبلي في إمدادات الأغذية البحرية من توسع في تربية الأحياء المائية. وقد تزايد إنتاج الاستزراع المائي للمأكولات البحرية وسوف تستمر في النمو بسرعة من خلال عام 2025، مما يجعل المائية الزراعية نظام الإنتاج الغذائي الأكثر سرعة زيادة2. ويعتبر استزراع الرخويات ذات الصدفتين التغذية بتعليق (بلح البحر، والمحار، والمحار، والمحار) تكون من بين أشكال حميدة بيئياً لتربية الأحياء المائية، لأن هذه الكائنات تتطلب لا تغذية إضافية، لكن بدلاً من ذلك، الحصول على التغذية من العوالق النباتية الطبيعية يهم الإنتاج ونقل العضوية للكائنات القاعية3،4. وفي الواقع، ينظر المحار تربية الأحياء المائية كأداة مشروعة لتحسين نوعية المياه وبنية التغذوية في مصبات الأنهار الضحلة5،6. ورغم التوقعات المواتية عموما للتوسع في تربية الأحياء المائية المحار في سوبيريوو الساحلية ومصبات الأنهار، مصالح الصراعات مع غيرها من المحيط الساحلية مثل مصايد الأسماك التجارية والترفيهية والأنشطة الترويحية والجمالية الرغبات لقيود مجتمعية ملاك الأراضي الساحلية مجمعة تحت مصطلح “القدرة الاستيعابية الاجتماعية”-قد أدى بالبعض إلى النظر إلى “المحيطات المفتوحة” للتوسع على نطاق واسع في الرخويات الزراعة7.
نقل تربية المحار في الخارج، في المياه المفتوحة، ويوفر إمكانات كبيرة للمحار التوسع في تربية الأحياء المائية ولكن أيضا تحديات لم يسبق لها مثيل للكائنات الحية في النظام الإيكولوجي للمحيطات8. أولاً، معظم المزارع، تعليق تغذية الأنواع ذات الصدفتين هي الكائنات مصبات الأنهار التي تطورت في البيئات التي تختلف في نواح كثيرة من النظم الإيكولوجية في المحيطات المفتوحة9. تحديد التغيرات الزمنية الموسمية ونهاري في الملوحة ودرجة الحرارة، وكيمياء المياه وكثافة النشاط البيولوجي تحفزها عالية ومتغيرة توافر المغذيات في المياه الساحلية للسلوكية والفسيولوجية الخصائص في بلح البحر والمحار والمحار، والمحار التي قد تمنح فائدة تذكر في ثابتة نسبيا، تضعف بيئة المحيطات10. ذات الصدفتين معروفة للاستجابة لهذه التغيرات البيئية التي تنظم بها الترشيح للاستفادة من فترات لنوعية المياه الصالحة للشرب وتحسين اقتناء الأغذية11،12. في بيئة أكثر ثابتة، مثل المياه المفتوحة، يتضح إذا ذات الصدفتين سوف تنظم معدلات الضخ والتنقية فعالة الحفاظ على توازن طاقة إيجابية للنمو السريع. التحدي الثاني الذي يواجه تربية المحاريات البحرية يرتبط أيضا بتوافر الأغذية سيستون منخفضة نسبيا في المحيط. مع كثافة العوالق النباتية ويجري أقل بكثير البحرية مما في مصبات الأنهار، وسوف الأنواع ذات الصدفتين حاليا زراعتها بنجاح في إيجاد مصبات الأنهار ما يكفي من الطعام للمحافظة على التمثيل الغذائي والنمو؟ الممارسات الحالية التي تستخدم خطوط، الجوارب أو أقفاص أو مرفقات أخرى عقد المحار في مصبات الأنهار يؤدي المرشحات ثلاثية الأبعاد التي قد تستنفد العوالق النباتية محلياً حتى في المياه الساحلية الضحلة، و،من1314. افتراضات حول الثقافة والعتاد التصميم، الكثافة، تباعد الأسطر، وقد تحتاج إلى إعادة التفكير في المحيطات المفتوحة لإدارة كل من قدرة تحمل إنتاج المزرعة وقدرة التحمل الإيكولوجية للنظم الإيكولوجية البحرية المحلية وقت دورة المحاصيل 15 , 16-تربية المحار مكثفة كما تمارس القريبة قد تحتاج إلى تعديل لتكون متوافقة مع البيئة مخفف من المحيط.
للنهوض بفهمنا لتربية المحار الساحلية كيف الممارسات قد تحتاج إلى تعديل لكي تنجح البيانات الكمية بشأن الكيفية التي يتفاعل بها المحار مع سيستون موجودة في الخارج، اقترح المواقع البحرية المحتملة المزرعة مواقع ضرورية. وقد عدد من التقنيات للترشيح تحديد وإزالة، الابتلاع، والرفض، وامتصاص الجزيئات بواسطة تعليق تغذية الرخويات ذات الصدفتين المتقدمة17،18. وقد تم تحسين بعض هذه الأساليب للكشف عن الاختلافات في فترات زمنية قصيرة جداً، الاختيار بين أنواع مختلفة من الجسيمات، أو الاستجابات الفسيولوجية لمختلف التغيرات البيئية19،20،21 . في الآونة الأخيرة، أدت التحسينات ما يطلق عليه الأسلوب بيوديبوسيشن إلى قبول هذا النهج كأداة مشروعة التحديد الكمي لمعظم الترشيح الهامة وتغذية المتغيرات في بلح البحر والمحار، والمحار17،22 .
الأسلوب بيوديبوسيشن، بشكل عام، يستخدم نهج التوازن الشامل، مع المكونات غير العضوية سيستون بلعها مرفوضا تتبع، التحديد الكمي للتقسيم من الرخويات فرادى المكونات سيستون العضوي وغير العضوي في نسب أسر،،، واستوعبت على مقياس ساعات17. لهذا النهج أن يكون دقيقا، من المهم أن معدلات تدفق المياه تسليمها إلى فرادى المحار ثابتة ومعروفة على وجه التحديد وأن المحار ليست منزعجة جسديا ذلك لأنها تحافظ على سلوكها الترشيح مستمر. من الضروري أيضا أن تزامن جمع المياه المنتجة عينات من ابتلاع ذات الصدفتين في الوقت مع جمع عينات البراز بعد الهضم (أي، اجيستيون). ويقابل هاتين العمليتين (الابتلاع واجيستيون) بطول الوقت الذي يستغرقه جسيمات للعبور من خلال القناة الهضمية ذات الصدفتين. عبور القناة الهضمية الوقت يمثل الوقت المنقضي بين ابتلاع الطعام، والإفراج عن المواد عسر الهضم في شكل البراز. علاوة على ذلك، من ناحية عملية، بيوديبوسيتس بحاجة إلى جمع كمياً بالباحث قبل أن تصنف بحركة المياه. لهذه الأسباب، أجهزة وإجراءات لتحديد كمية ذات الصدفتين الترشيح باستخدام الأسلوب بيوديبوسيتيون كانت محدودة إلى المواقع القريبة جداً حيث منصة اليابسة مستقرة أو رصيف ثابت-بالقرب من كافية للسكان المحار في الحاضر التحقيق. لطريقة بيوديبوسيشن لاستخدامها في الخارج، من الضروري إيجاد وسيلة لتلبية متطلبات الأسلوب لمنصة مستقرة على متن قارب.
منذ قرون مضت، وضعت البحارة تسعى إلى حل نفس المشكلة الأساسية لكيفية عزل المواد على متن السفن من حركة السفينة انحراف. ويدخل انحراف محاور واحد أو أكثر بين منهاج الملحقة بالسفينة والمادة يجري عزلها، تسمح المادة المعزولة للاستجابة أكثر خطورة من أن حركة السفينة. ونحن العاملين ربما أبسط انحراف دبوس تصميم المحاور في 90° زوايا في تعديل تصميم جهاز من واحد عنها جاليماني وزملاء العمل22. في هذا التقرير، يتم التحقق من فعالية وظيفة الجهاز بقياس: 1) الاقتراح بالجدول مع الدوائر المحار مقارنة بالحركة المركب، 2) اتساق معدلات التدفق من خلال 20 تكرار الدوائر بينما في البحر، و 3) اختبار بيانات الترشيح من بلح البحر في ثلاثة مواقع البحرية على متن ثلاث سفن مختلفة.
استخدمت نهوج مختلفة للدراسة في الترشيح وتغذية ذات الصدفتين في المختبر وفي الميدان. القياسات عند استخدام سيستون الطبيعية سوف تسفر عن تغذية معدلات معظم مماثلة لتلك الموجودة في البيئة الطبيعية24. أجهزة تغذية المحمولة الموجودة لقياس الصدفتين تغذية25،26 تعتمد على أرضية مستقرة، مثل الأرض أو رصيف ثابت؛ وهكذا، التحديد الكمي للترشيح ذات الصدفتين والتغذية في الميدان، حتى الآن، اقتصر على المياه جداً القريبة من الشاطئ. أن الجهاز الرواية والطريقة المعروضة هنا تمثل أداة موثوقة لقياس أداء ذات الصدفتين في المياه العميقة حيث كانت التفاعلات بين ذوات الصدفتين والبيئة سابقا وصف بسوء التغذية.
الخطوات الحاسمة ضمن تطبيق الأسلوب بيوديبوسيشن البحرية وتشمل ما يلي: (1) تهوية الخزان الرئيسي ومعايرة معدلات التدفق عبر جميع دوائر التغذية لضمان توزيع جسيمات حتى لذات الصدفتين؛ (2) تحديد دقيق لوقت عبور الأمعاء التجريبية قبل جمع بيوديبوسيتس؛ (3) تحديد وفصل، ومجموعة كاملة من كل من البراز وبسيودوفيسيس التي تنتجها ذات الصدفتين، بما في ذلك جمع ما يكفي بيوديبوسيتس لتجاوز حد الكشف عن الجسيمات العضوية وغير العضوية. معدلات تدفق عالية ضرورية لتجنب إعادة تدوير المياه في دوائر التغذية، التي قد تزيد من ظاهرة انخفاض تركيز الغذاء سبب ريفيلتريشن18،25،،من2728.
دقة تحديد وفصل من البراز وبسيودوفيسيس يمكن أن يكون تحديا في البيئات البحرية. يرجح أن تأثر جمع البراز وبسيودوفيسيس في ولاية ماساتشوستس مياه البحار الثقيلة خلال الساعات الأخيرة من القياس. القياسات باستخدام هذا الأسلوب ستواجه الدولة للبحار، والتي تؤثر على قدرة جامعي لفصل نظيفة والتمييز بدقة بين البراز، بسيودوفيسيس، وجسيمات المواد الأخرى (أي، الطمي أو جسيمات) المودعة في دوائر التغذية. ويمكن ملاحظة هذه المشكلة التجريبية في البيانات الناتجة عن ذلك، حيث قد المحتوى العضوي بسيودوفيسيس تباين أكبر في النتائج من ولاية ماساتشوستس من موقعين آخرين (الشكل 7).
المواقع مع جسيمات منخفضة جداً، مثل كاليفورنيا، سيكون تحديا تحليلية، لجسيمات جمعت في هذه التجربة كانت جداً قريبة من حدود الكشف، حتى ولو تم تصفيته 2 لتر الماء لكل عينة المياه. طريقة التحديد الكمي لاشتراكات العضوية وغير العضوية إلى مجموع الجسيمات يستند إلى توازن الكتلة؛ وهكذا، يمكن أن تنتج أخطاء تحليلية الصغيرة قرب الحد الأقصى للكشف عن في الرخويات مستحيلاً من الناحية الفسيولوجية تغذية النتائج، مثل معدلات الرفض أو إزالة السلبية. البيانات الناتجة عن هذا النوع من الخطأ، والتصحيح المناسب، موضحة في الشكل 8، الذي يرسم متوسط قيمة لمعدل إزالة الألغام، ومعدل الترشيح، ومعدل امتصاص من تجربة كاليفورنيا. كميات البراز كانت صغيرة جداً في هذا الموقع بعض كانت خاطئة بسيودوفيسيس بانتقاء بيوديبوسيت. كميات صغيرة جداً من “بسيودوفيسيس” التي جمعت كانت الغاية قريبة من الحد الأقصى للكشف عن طريق الوزن، وأسفرت البيانات الناتجة عن المحار السلبية الترشيح وتغذية البيانات ل replicates عدة، وهو أمر مستحيل من الناحية الفسيولوجية، ومن ثم ومن الواضح أن غير صحيحة. كما أثمر الجسيمات القريبة من الحد الأقصى للكشف عن تقلب عالية عموما لهذا القياس. هذه النتائج يمكن أن تكون ناجمة عن خطأ في وزن عوامل التصفية، لكن أكثر احتمالاً، ويرجع تحديد بسيودوفيسيس غير صحيحة. كما دعمت إمكانية هذا الأخير من ملاحظة أن مجموع الجسيمات المياه متدن جداً لتحريك بسيودوفيسيس الإنتاج22،23. تم تصحيح البيانات بتجاهل البيانات بسيودوفيسيس غير صحيحة وحساب فقط في مسار الابتلاع (الشكل 8).
الجهاز لتحديد كمية التغذية ذات الصدفتين تعليق باستخدام الأسلوب بيوديبوسيشن على متن قارب يمكن تعديلها وتكييفها للعديد من الأنواع ذات الصدفتين. يمكن أن يختلف حجم الدوائر تغذية قليلاً لاستيعاب قذائف ذات الصدفتين أوسع أو أضيق. من المهم أن نلاحظ، بيد أن تعديل أبعاد دوائر التغذية من تلك الموصوفة هنا تتطلب قيام توزيع الجسيمات حتى عبر دوائر التغذية قبل إجراء أي قياسات. وينبغي تعديل حجم المياه التي تمت تصفيتها استناداً إلى الظروف المحلية. وتتطلب بيئات سيستون قليلة مثل كاليفورنيا حجم أكبر من المياه التي تمت تصفيتها لتجاوز حد الكشف للتحليل على أساس الوزن. في الوقت نفسه، إذا تمت تصفية الكثير من المياه، ثم تسد عوامل التصفية، والوقت (لا درجة الحرارة) التجفيف في الفرن يحتاج إلى زيادة. وبالمثل، قد تحتاج جمع بيوديبوسيت إلى أن تطول في بيئات منخفضة-سيستون لجمع ما يكفي من المواد لتجاوز حد الاكتشاف التحليلي. مؤشر آخر لمجموعة بيوديبوسيت إشكالية هو النسبي المحتوى العضوي للمياه مقابل بسيودوفيسيس والبراز. البراز وبسيودوفيسيس قد لا تحتوي على نسبة مئوية أكبر بكثير من المواد العضوية من الماء؛ ونتاج للجسيمات المجهزة والتي تمت تصفيتها من الماء. في ظل بعض الظروف، المحتوى العضوي بيوديبوسيتس قد يكون أكبر قليلاً من الماء بسبب الاستثمار العضوية ذات الصدفتين تجعل معالجة جزيئات المواد الغذائية؛ ومع ذلك، هذا الاستثمار، على الأكثر، ستسفر عن زيادة طفيفة في البراز من المواد العضوية. وأفادت نسبة المواد العضوية هنا هو أعلى بكثير من النسبة المئوية التي يمكن أن تعزى إلى فقدان البراز الأيضية. وتوضح العينات بسيودوفيسيس من ولاية ماساتشوستس هذه المشكلة المحتملة. المحتوى العضوي بسيودوفيسيس كان متغير تماما، كما ذكر أعلاه، ولكن بعض replicates أسفرت عن المحتوى العضوي التي تجاوزت كثيرا من عينات المياه المقابلة. فمن الممكن أن خلال البحار الثقيلة في الساعة الأخيرة من جمع بيوديبوسيت، بسيودوفيسيس كانت جنبا إلى جنب مع المواد العضوية الخارجية، الذي شكل مصطنع مرتفعة المحتوى العضوي وأسفرت عن نتائج مستحيلة من الناحية الفسيولوجية (الشكل 7) . إذا كانت دول أعالي البحار احتمال المرجح في المستقبل ينصح التطبيقات لاستخدام هذا الأسلوب، إضافة replicates أكثر من خلال الدوائر الإضافية.
تحديد الأسلوب أن هذا الجهاز مصمم للتحديد الكمي لتغذية الأفراد البالغين. جمع دقيقة وكاملة من البراز وبسيودوفيسيس من البذور ذات الصدفتين أمر صعب نظراً لصغر حجم البراز (الزائفة) وسيتطلب كثير تجارب أطول للحصول على ما يكفي من المواد لتجاوز حد الاكتشاف التحليلي. إذا تستخدم الأفراد الصغيرة، يمكن تجميع عدة في غرفة واحدة لزيادة معدل إنتاج البراز وبسيودوفيسيس كل دائرة. وبدلاً من ذلك، يمكن إعادة تصميم الأجهزة مع الدوائر التجريبية أصغر كثيرا. قد تكون حالة الطقس والبحر أيضا أوجه القصور الهامة، كهذه سوف تؤثر على دقة جمع عينة بيوديبوسيت. درجات الحرارة والمطر وقد خفض عدد replicates ذات الصدفتين التي تغذية. وتعكس العمق الذي يتم نشر مضخات المياه قد تكون متنوعة بين التجارب لضمان سيستون المستخدمة في التجارب سيستون نموذجية للعمق الذي سيحدث زراعة ذات الصدفتين. وعلى الرغم من هذه القيود المحتملة، الأسلوب يوفر فرصة فريدة لدراسة في الترشيح وتغذية ذات الصدفتين تحت الظروف الطبيعية، مع سيستون الطبيعية، بدلاً من ظروف محاكاة في المختبر. البيانات التي تم إنشاؤها بواقعية أكثر بكثير من التجارب المعملية ومن المرجح أن تعكس أداء ذات الصدفتين في الموقع للفائدة. أسلوب جديد إجراء قياسات على متن السفن إلى حد كبير يوسع النطاق الجغرافي المحتمل.
تزايد الاهتمام بتربية الأحياء المائية البحرية بلح البحر يعرض مجموعة مستخدم مثالية للتطبيقات المستقبلية لهذا الأسلوب. أصحاب المصلحة المهتمين في الاستفادة المثلى من تحديد مواقع عمليات تربية الأحياء المائية البحرية الجديدة استخدام هذا النهج لفحص أداء ذات الصدفتين في المواقع المقترحة. مثال على أحد التطبيقات التي يجري التخطيط لاختبار فرضيات حول أعماق الأمثل لثقافة تعليق بلح البحر الأزرق في المياه الساحلية قبالة جنوب نيو إنجلاند (ميزوتا وويكفورس، في استعراض).
The authors have nothing to disclose.
الكتاب تود أن تقر نفس ومكتب الاستزراع لتمويل خدمة مصايد الأسماك نوا. الكتاب ممتنون للأكاديمية والشركاء في الصناعة، ليندل سكوت، “أخصائي أبحاث” معهد وودز هول الأوقيانوغرافية، وفيل كروفير، “الرئيس التنفيذي لشركة مزرعة البحر كاتالينا”، الذين رتبت وتوفير إمكانية الوصول إلى مناطق زراعة بلح البحر. العمل الذي لم يكن ممكناً بدون عمل الأنظمة الأساسية التالية؛ R/V الكابتن جاك مملوكة “مزرعة البحر كاتالينا”، R/V جيما تملكها وتديرها “المختبر البيولوجي البحري” وتشغلها R/V لوسانوف فيكتور “نوا مصائد الأسماك”، شمال شرق مركز علوم مصايد الأسماك. ونشكر أيضا نقباء القارب كفيتانوفيتش جيم وكليم بيل لخبرتهم. فيرنر شرينير قدم خبرته التقنية في مجال تصميم وتلفيق إطارات، وانحراف الجدول وخزان الصابورة، دبابة الرأس والدوائر التجريبية.
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 |