船上用二枚貝の濾過ならびに摂食行動を定量化する biodeposition メソッドを使用するための流れを介してデバイスが変更されました。デバイスを中心に構築二次元ジンバル テーブルは、沖合魚介類養殖現場二枚貝濾過変数の正確な定量ができるボートの動きから装置を分離します。
貝養殖沿岸湾および河口からオフショアの場所に移動に伴い、養殖二枚貝 (すなわち、ムール貝、カキ、あさり) の生態系の相互作用を定量化する必要は、新しい課題を提示します。懸濁液餌の貝類の摂食行動の定量的データはオフショア貝農場、積載能力、動物プランクトン群集との競争を含む重要な生態系の相互作用を決定するために必要な異なる深さで、海の底に沈着する栄養のリソースの可用性。Biodeposition メソッドは、自然の中での二枚貝の懸濁液餌給餌変数を定量化するために使用し、実験よりもより現実的なプロキシを表します。このメソッドは、しかし、水の流量の貝に指定された要件が一定し、二枚貝が邪魔を満たすために安定したプラットフォームに依存します。フローを介してデバイスと二枚貝の餌を定量化する biodeposition メソッドを使用してプロセスは、デバイス周りの二次元ジンバル テーブルを構築することにより船上用の土地ベースの形式から変更されました。最小ピッチとヨー ボート運動にもかかわらずテスト貝を含む部屋のプラニ メーターのデータを明らかに、チャンバ内の流量を一定に保つ、演算子は十分で (糞便と pseudofeces) biodeposits を収集することが養殖の二枚貝のクリアランス、ろ過、選択、摂取、拒絶、沖合魚介類で吸収の正確な測定を取得する一貫性。
野生捕獲漁業は、世界中の1に低下しています。したがって、魚介類の供給の将来の成長は、養殖の拡大から来なければなりません。魚介類の養殖生産は成長されているし、水産農業食品生産システム2の最も急速に増加する 2025 年まで急速に成長していきます。二枚貝の軟体動物の懸濁液餌 (ムール貝、カキ、ホタテ、アサリ) 農業はこれらの生物は餌を必要としないが、代わりに、栄養を得るために養殖、最も環境に優しいフォームの一つであるとみなされて自然植物プランクトンから底生生物3,4に生産・有機転送は問題します。確かに、貝養殖は、水質と富河口5,6で食物連鎖の構造を改善するために合法的なツールとして検討されています。沿岸湾および河口で貝養殖の拡大のため、概ね良好な見通しにもかかわらずなど商業と娯楽漁業、レクリエーション活動、および審美的な興味の他の海域との競合言葉「社会的収容”の下で沿岸地主社会的な制限の欲望集計-いくつか貝の養殖7の大規模な展開のために「外洋」見てきました。
貝農業を移動オフショア、開放水域で偉大な潜在性貝の養殖拡大、提供8海洋生態系の生物にも前例のない課題を提示します。最初、最も養殖、懸濁液餌種の二枚貝は、外洋生態系9から多くの点で異なる環境で進化してきた生物の河口です。沿岸海域における高と変数養分可用性によって刺激された強烈な生物学的活性と水質、温度、塩分の季節および日変化は行動および生理学的に選択しました。ムール貝、カキ、ホタテと比較的一定でほとんど利益を与える貝の特性は、海洋環境10 を希釈します。二枚貝は、そのろ過水質が良いの期間を活用し、その食品取得11,12を最適化するを調整することによってこれらの環境変化に対応するため知られています。開放水域など、一定の環境でそれは不明二枚貝は急速な成長の肯定的なエネルギー バランスを維持するために効果的に彼らのポンプと濾過率を調整する場合。オフショア貝農業が直面している 2 番目の課題は、海で比較的低その窒素循環食品の可用性にも関連します。はるかに低い植物プランクトン密度の汽水域で二枚貝の種数は現在よりも沖合いで養殖された正常に河口検索の代謝と成長を維持するために食べるのに十分な?線を用いた現在の慣行、ソックス、ケージ、または河口で貝を保持するために他の筐体は富、沿岸水13,14でもローカル植物プランクトンを使い果たす可能性があります 3次元フィルター結果します。文化についての仮定歯車設計、ストッキング密度、線の間隔と作物サイクル タイム ファームの生産容量と地域の海洋生態系の生態的収容力の両方を管理する外洋で再考する必要があります。15,16. 集中的な貝の養殖として練習沿岸海の希薄な環境と互換性があるように変更する必要があります。
プラクティスはオフショア、貝がその窒素循環の存在と対話する方法に関する定量的データを成功するために変更する必要がありますどのように沿岸の貝農業の理解を進めるためオフショアの場所は、潜在的なファームのサイトは欠かせないとしてを提案します。定量化のろ過、クリアランス、摂取、拒絶反応、および懸濁液餌二枚貝による粒子の吸収の技術の数が開発17,18をされています。これらのメソッドのいくつかは非常に短い時間スケールで異なる粒子の種類、または19,環境変化さまざまな20,21 生理の間の選択で変化を検出に最適化されています.最近では、biodeposition 法と呼ばれるものの改良は重要な濾過と、ムール貝、カキ、アサリ17,22 変数の供給のほとんどを定量化する正当なツールとしてこのアプローチの受諾につながっています。.
Biodeposition 方法、一般に、その無機窒素循環コンポーネントの質量バランス アプローチ キャプチャ、プロポーションに有機・無機その窒素循環部品の個々 の貝によって分割を定量化するためのトレーサーは拒否、摂取、使用17時間のタイム スケールを吸収。正確であることこの方法では、水の流量が定数と正確に知られている、貝の一定の濾過挙動を維持したまま、貝は物理的に邪魔でない個人に配信されることが非常に重要です。それは水のコレクションを同期する必要も (すなわち神) の消化後に糞便サンプルのコレクションを持つ二枚貝の摂取時にサンプル生産します。これらの 2 つのプロセス (摂取と神) は、二枚貝の腸内を通過する粒子状物質にかかる時間の長さによって相殺されます。腸内通過する食品の摂取と糞便の形で未消化物質の放出の間の経過時間を表す。さらに、実用的な観点から biodeposits の定量的研究者によって収集される前に彼らが水の動きによって細分化する必要があります。これらの理由から、装置および biodeposition 法を用いた二枚貝濾過を定量化するためのプロシージャに限られている非常に沿岸場所が安定したプラットフォーム乾燥地または固定桟橋-貝人口に十分に近いです調べた。オフショアで使用する biodeposition 法、ボートに乗って安定したプラットフォーム メソッド要件を満たす方法を見つけるために必要だった。
何世紀も前、船の動きから船上の記事を分離する方法の同じ基本的な問題を解決するために求めているマリナーズは、ジンバルを開発しました。ジンバルは、船の動きにより重力により対応する分離の記事を許可船隔離される記事に添付されているプラットフォーム間の 1 つまたは複数のピボットを紹介します。Galimany と同僚の22によって報告された 1 つから装置の設計変更の角度で 90 ° でおそらく最も単純なジンバル デザイン ピン ピボットを採用しました。本報告では、装置の効果的な機能が測定によって検証: 1) ボート運動に比べて貝室テーブルの動き、2) 20 を通して流量の一貫性レプリケート中室海でと 3)ムール貝のろ過データは、3 つの異なる船に乗って 3 つのオフショア場所でテスト。
異なるアプローチは、ろ過と実験室とフィールドの両方における二枚貝類の供給に関する研究に使用されています。自然その窒素循環を使用して、餌が生成する場合測定料金24自然環境のそれらに最も似ています。既存ポータブル餌用餌25,26測定の二枚貝が固定ドック; 土地などの安定したプラットフォームに依存したがって、二枚貝濾過を定量化し、フィールドで、今までに制限されています非常にニアショア水域。新規装置および紹介方法、二枚貝と環境間の相互作用は以前不十分記載されている沖合水域における二枚貝類の供給性能を定量化するための信頼性の高いツールを表します。
Biodeposition メソッドのオフショア アプリケーション内で重要な手順次のとおりです: (1); 二枚貝にも粒子の分布を確保するためすべての授乳室で流量の校正やヘッドのタンクの通気(2) biodeposits; のコレクション前に実験的消化管通過時間を正確に決定(3) の識別、分離、およびすべての feces そして二枚貝、によって生成される pseudofeces の完全なコレクションは、有機と無機の粒子状物質の検出限界を超える十分な biodeposits のコレクションを含みます。高流量は refiltration18,25,27,28による食品濃度低下の現象を高める可能性があります餌の部屋で水の循環を避けるために不可欠です。
正確な同定と糞便と pseudofeces の分離は、オフショア環境で挑戦することができます。大便とマサチューセッツ州の海域で pseudofeces のコレクションの可能性が高い影響を荒波に測定の最後の時間の間に。このメソッドを使用して測定、ピッカーを明確に分離し、正確に糞便、pseudofeces、およびその他の堆積粒子状物質 (すなわちシルトや粒子) の間で区別する能力に影響を与える、海の状態によって制限されます。授乳室。この実験的問題が、pseudofeces の有機物含量がより他の 2 つの場所 (図 7) からマサチューセッツ州からの結果の大きい可変性を結果のデータで観察できます。
にもかかわらず、2 L の水を濾過水の各サンプルに対してこの実験で収集された粒子状物質が検出限界に近い非常にだったので、カリフォルニア州などの非常に低い粒子状物質と場所は分析の挑戦を紹介します。合計粒子状物質に有機・無機の貢献を定量化する手法は質量バランスに基づいてください。したがって、検出限界に近い小さな分析エラーは、否定的な拒絶反応やクリアランス率などの結果を給餌生理不可能の貝で起因できます。この種類のエラー、および適切な修正から結果のデータは、図 8クリアランス率, 濾過率, カリフォルニア実験から吸収率の平均値をプロットで示されます。糞便量は、この場所のいくつかが biodeposit ピッカーによって pseudofeces の間違っていたこと非常に小さかった。”Pseudofeces”収集の非常に少量が非常に重量による検出限界に近いとろ過と摂食可能な生理ではない複数の複製のデータ結果のデータが負貝を得られたため、明らかに間違った。粒子状物質の検出限界に近いもこの測定の全体的な高い可変性が得られました。これらの結果は、フィルターの重さでエラーによる可能性がありますが、pseudofeces の誤った同定のためだった可能性があります。後者の可能性は水総粒子状物質の余りにも低かった pseudofeces 生産22,23をトリガーする観測によって更に支えられました。データは、不適切な pseudofeces データを破棄のみ摂取経路 (図 8) を計算することによって修正されました。
二枚貝の懸濁液餌ボートに乗って biodeposition 法を用いた定量化するための装置を変更し、数種二枚貝に適応できます。授乳室のサイズは、幅を広げたり狭めたり二枚貝に合わせて若干異なります。注意してください、ただし、ここで記載されている授乳室の寸法の修正を必要とする供給部屋全体も粒子分布が測定を実行する前に確立されています。フィルターの水の量は、ローカル条件に基づいて調整する必要があります。カリフォルニアのような低その窒素循環環境重量ベースの分析の検出限界を超えるフィルター水の大きいボリュームが必要です。同時にあまりにも多くの水をフィルター処理する場合、フィルターを詰まらせるし、オーブンで乾燥時間 (ない温度) が増加する必要があります。同様に、biodeposit コレクションが分析の検出限界を超えるのに十分な材料を収集するために低その窒素循環環境で長く必要があります。問題のある biodeposit コレクションの別の指標 pseudofeces と糞便対水の相対的な有機コンテンツであります。糞便と pseudofeces は水よりも有機物の大幅に大きい割合を含まないかもしれません彼らは水からフィルター処理および処理された微粒子の製品です。いくつかの条件の下で、biodeposits の有機物含量があります水のそれよりわずかに大きい二枚貝が食品粒子を処理する有機の投資のためしかし、この投資が、せいぜい、得糞マイナーな増加有機物。有機物の割合は、ここで代謝の糞便の損失に起因する可能性があります割合をはるかに超えるが報告されました。マサチューセッツ州から pseudofeces サンプルでは、この潜在的な問題を示しています。Pseudofeces の有機の内容だった、上で注意される、非常に変数が、対応する水中のそれを大きく上回って有機性内容をもたらしたいくつかの複製。Biodeposit コレクションの最後の時間の荒波の中に pseudofeces が外因性の有機物は、人工的に有機物含量を上昇し、不可能な生理学的結果 (図 7) が得られた結合された可能です。.高海の状態、今後の可能性このメソッドを通じて追加の部屋より複製の追加のアプリケーションが推奨されます。
メソッドの制限は、この装置が成虫の餌を定量化する設計されていることです。大便と二枚貝の種子から pseudofeces の正確かつ完全なコレクションは (擬似) 便のサイズが小さいため難しいと分析の検出限界を超えるのに十分な材料を取得する多くの長い実験が必要になります。小型個体が使用されている場合は、商工会議所あたりの糞便および pseudofeces の生産率を高めるための 1 つの区域でいくつかプールでした。また、デバイスは、多くのより小さい実験室リニューアルでした。天候や海の状態には、biodeposit サンプル収集の精度が影響するため、重要な制限事項もあります。極端な温度と雨は、フィード二枚貝の複製の数を減らす可能性があります。実験で使用されるその窒素循環を確保するための実験間で水ポンプを配置可能性があります変化する深さは、二枚貝栽培が発生する深さの典型的なその窒素循環を反映しています。これらの潜在的な制限にもかかわらずメソッドは、ろ過と自然その窒素循環、実験室で模擬条件とは対照的に、自然条件下で二枚貝の餌を研究するユニークな機会を提供しています。生成されたデータは実験よりもはるかに現実的な関心のある場所における二枚貝類のパフォーマンスを反映する可能性が高い。大きく船上計測を実施する新しいメソッドは、潜在的な地理的範囲を展開します。
オフショア ムール貝養殖の関心の高まりは、このメソッドの将来のアプリケーションのための理想的なユーザー グループを示します。新しい沖合い養殖事業の立地の最適化に興味がある利害関係者は、提案の場所で二枚貝の性能を調べるこの方法を使用できます。計画されているアプリケーションの例は、(水田とレビューで Wikfors) 南ニュー イングランドの沿岸海域で青ムール貝培養に最適の深さについての仮説をテストすることです。
The authors have nothing to disclose.
著者は、NEFSC 水産、NOAA 漁業サービス オフィスの資金調達のために認識したいと思います。著者は学術と産業界のパートナー、スコット ・ リンデル森の穴の海洋学の協会、調査専門家フィル Cruver、CEO のカタリナ海、牧場に配置され、オフショアのムール貝の成長領域へのアクセスを提供して感謝しています。仕事がされていない次の作業プラットフォームなしで可能R/Vジャック船長所有カタリナ シーランチ R/Vジェンマが所有、管理、海洋生物学研究所と R/Vビクター Loosanoff NOAA 漁業、北東漁業科学センターが運営。また、彼らの専門知識のボートの船長ジム Cvitanovich とビル Klim を感謝いたします。ヴェルナー ・ シュレイナーは、設計・製作したフレーム、ジンバル テーブルとバラスト タンク、ヘッド タンク、および実験室で彼の技術的専門知識を提供します。
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 |