이 기사에서는 최적의 취급 관행과 음향 마이크로 송신기를 어린 미국 샤드에 이식하기 위한 자세한 절차를 제공합니다. 우리의 실험실 연구 결과는 이러한 태깅 기술이 생존 가능성이 높은 어린 미국 전어의 현장 연구에서 구현될 수 있음을 시사합니다.
수력 발전 시스템을 통해 이동하는 어린 미국 전어(Alosa sapidissima)의 행동과 생존을 더 잘 이해하기 위해 원격 측정 기술을 사용하는 것은 전조가 특히 취급에 민감한 것으로 널리 알려져 있기 때문에 어려운 일이었습니다. 이 연구의 목표는 태깅 과정의 해로운 영향을 최소화하고 어린 미국 갯배의 태깅 후 생존을 극대화하는 새로운 음향 마이크로 송신기를 사용하여 태깅 프로토콜을 개발하는 것이었습니다. 물 밖 취급을 제한하고 태그 부착 전후에 기수 염수(1,000ppm 7.5)의 사용을 제한하면 간단한 가슴 이식 방법을 사용하여 태그를 붙인 샤드의 생존율이 향상되었습니다. 이 프로토콜은 음향 송신기로 청소년 샤드에 태그를 지정하기 위한 자세한 단계별 절차를 제공합니다. 이 절차를 사용하여 태그를 붙이고 실험실에서 60일 동안 보관한 물고기의 생존율은 81.5%인 반면, 태그가 없는 물고기는 70%였습니다. 이 연구에서 개발된 성공적인 태깅 및 처리 관행은 어린 샤드 및 기타 민감한 종의 현장 원격 측정 연구에 적용될 수 있습니다.
미국 전어(Alosa sapidissima)는 미국 동부 해안이 원산지인 소하성 어종입니다. 서식지 가용성이 감소하고 수력 발전 댐의 개발이 증가함에 따라 원래 범위에서 모래의 개체수가 감소했습니다 1,2. 어린 모래 및 기타 알로신은 바다로 이동할 때 수력 발전 구조물을 통과할 때 특히 부상과 사망에 취약할 수 있습니다(3,4,5). 수력 발전 댐에서 어린 모래의 통과율과 생존율을 이해하는 것은 이러한 시설의 재허가와 종의 복원 노력을 알리는 데 매우 중요합니다. 그러나 바다로 이동하는 미국 갯벌의 통과율과 생존율을 평가하기 위한 성공적인 태깅 기술은 부족합니다. 원격 측정 연구를 위해 송신기로 태그된 Shad는 태그가 지정되지 않은 추론 모집단을 대표해야 하며 태그 또는 태그 지정 프로세스에 의해 부정적인 영향을 받아서는 안 됩니다 6,7.
어린 청어를 추적하는 능력을 향상시키기 위해 PNNL(Pacific Northwest National Laboratory)은 미국 청어와 유사한 압축 체형을 가진 기타 어종을 연구하기 위한 새로운 음향 마이크로 송신기를 개발했습니다. 미국산 전어와 다른 알로신을 연구할 때 흔히 겪는 어려움 중 하나는 다른 종에 비해 취급, 운송 및 꼬리표에 대한 민감성입니다. 예를 들어, Raquel et al.8 은 그들의 연구에서 어린 아메리카 갯청어의 취급 및 트럭 운송의 사망률이 다른 5종의 어린 물고기보다 일관되게 더 높다는 것을 발견했습니다. 어린 미국새도마뱀에 태그를 붙이려는 노력을 평가한 몇 안 되는 발표된 연구들 중에서,7일 후 최저 2%9에서 태그 부착 후 48시간 후 100%까지 광범위한 생존율이 보고되었으며, 태그가 붙은 어린 새드에 대한 장기 생존 및 전달자 보유에 대한 정보는 거의 없다.
미국 갯가마와 같은 민감한 종을 성공적으로 처리하고 태그를 지정하는 데 있어 어려움은 그들의 이주, 행동 및 서식지 사용에 대한 지식 격차를 조명했습니다. 수력 발전 댐을 통한 이동을 추적할 수 있는 능력은 미국 샤드의 통과 및 생존율에 대한 이해를 크게 향상시킬 것입니다. 기존 수력 발전 시설에 대한 관리 결정과 이전에 연구되지 않은 어종 및 생활 단계에 대한 영향을 최소화하는 시스템에 대한 새로운 설계를 알리는 데 도움이 될 것입니다. 새로운 트랜스미터 기술이 개발됨에 따라 편향을 최소화하고 통과 및 생존을 정확하게 평가하기 위해서는 트랜스미터와 태깅 프로세스의 영향을 이해하는 것이 필수적입니다. 이 연구의 목적은 새로운 음향 마이크로 송신기로 태그된 어린 미국 샤드의 60일 생존을 평가하고 샤드에 대한 태그의 부정적인 영향을 줄여 태그가 지정되지 않은 것과 더 비교할 수 있도록 하는 처리 및 태그 지정 프로토콜을 제공하는 것이었습니다.
수력 발전 시설 주변의 어린 미국 샤드 움직임을 연구해야 할 필요성으로 인해 태그가 지정된 샤드의 생존을 개선하기 위한 취급 및 태그 지정 프로토콜의 개발이 촉발되었습니다. PNNL에서는 바닷물을 사용하지 않고 새로운 음향 송신기로 어린 모래를 이식하려는 초기 시도로 24시간 이내에 100% 사망률을 기록했습니다. 그 후, 신중하게 개발된 취급 및 태깅 프로토콜은 미국 샤드에 음향 마이크로송신기를 이식할 수 있으며 높은 생존율(81.5%)로 실험실 환경에서 장기간 보관할 수 있음을 보여주었습니다. 물 밖 취급을 최소화하고 태그를 붙이기 전후에 소금기 있는 소금물을 사용하는 것이 어린 미국 전후에 태그를 붙이는 데 필수적이었습니다.
예비 평가에서 50mm의 작은 샤드는 4가지 이식 방법을 사용하여 더미 트랜스미터로 태그를 지정했습니다. 성인 샤드 13,14,15를 태그하는 가장 일반적인 방법 중 하나인 위 태그는 파일럿 테스트 중에 유망한 결과를 보였지만 예비 평가 동안 태그 손실 발생률이 높았습니다. 골반 절개를 통한 착상은 성인 트웨이트 샤드의 움직임을 연구하는 데 성공적으로 사용되었으며16 등쪽 부착물은 어린 아메리칸 샤드의 단기 모니터링에 사용되었다10. 최근에는 가슴 절개를 통한 태그 이식을 사용하여 강과 해양 환경 모두에서 성체 전어의 장기적인 움직임을 연구했습니다17. PNNL의 예비 평가에서 가슴 절개 위치는 평가된 다른 3개 위치보다 더 나은 성능을 보였으며 7-d 태그 부착 후 생존율은 90% 이상이었습니다.
전반적으로, 이러한 평가의 결과는 태그가 지정된 샤드의 생존이 음향 송신기의 배터리 수명 기간을 초과하는 태그가 지정되지 않은 샤드의 생존과 비슷하다는 것을 보여주었으며, 이는 5초마다 전송되는 음향 신호로 ~30일이 될 것으로 예상됩니다.
이 송신기 설계 및 태깅 프로토콜은 현장 응용 분야에서 미국 청어와 같은 작고 민감하며 멸종 위기에 처한 어종을 연구할 수 있는 큰 가능성을 보여주므로 연구원이 수력 발전 시설 근처의 물고기 이동에 대한 귀중한 정보를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 이 태깅 기술은 수력 발전 댐의 배수로와 발전소에 접근할 때 음향 태깅된 어린 새의 행동을 연구하기 위해 다가오는 현장 응용 분야에서 사용될 것입니다. 하천 내 연구에서 얻은 결과는 이러한 시설의 관리 결정에 더 나은 정보를 제공할 수 있으며 어린 생애 단계 전반에 걸쳐 종을 보존하는 데 도움이 될 수 있습니다. 향후 연구에서는 현장 조건에서 강에 흐르는 물고기에 태그를 붙이고 추적하기 위한 이 절차의 효과를 평가해야 합니다. 또한 이러한 기술은 PIT(Passive Integrated Transponder) 태그를 사용하여 전신 또는 기타 민감한 종을 이식하는 데 쉽게 이전할 수 있으며, 이는 생애사 전반에 걸쳐 장기적인 모니터링을 제공할 수 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 미국 에너지부(DOE) 수력 기술 사무소의 자금 지원을 받았습니다. 실험실 연구는 계약 DE-AC05-76RL01830에 따라 DOE를 위해 Battelle이 운영하는 PNNL에서 수행되었습니다. 저자들은 연구와 원고에 도움을 준 DOE의 Dana McCoskey와 Tim Welch, Eric Francavilla, Ryan Harnish, Huidong Li, Stephanie Liss, Brian Mason, Megan Nims, Brett Pflugrath, Ashlynn Tate, 그리고 어린 새를 수집하는 데 도움을 준 미 육군 공병대와 태평양 주 해양 수산 위원회에 감사의 뜻을 전합니다.
#11 stainless steel surgical blade | Exel | 29502 | purchased from Med-Vet International; no real preference on blade vendor |
#11 stainless steel surgical blade | Miltex | MIL4-311 | purchased from Med-Vet International; no real preference on blade vendor |
2 gallon bucket | Leaktite | #2GL White Pail | |
acoustic transmitter for American shad | Pacific Northest National Laboratory | Patent-Pending | BattelleIPID: 32500 |
air stone | Pentair | AS3 | |
aquarium air pump | Tetra | Whisper | |
dissolved oxygen meter | YSI | ProODO or ProSolo | |
ethanol | Decon Laboratories | 2805HC | |
fine mesh net | Blue Ribbon | ABLEC8 | |
fish holding tank | Reiff Manufacturing | NA | round aquaculture tank |
foam garden kneeler | Tommyco | 12003 | |
plastic storage container | Ziploc | discontinued; 8oz container with lid | |
PVC cement | Oatey | 30821 | |
PVC pipe | Charlotte Pipe | NA | PVC Schedule 40 2" diameter |
PVC primer | Oatey | 30757 | |
PVC tee | Charlotte Pipe | NA | 2" PVC Schedule 40 S x S x S Tee |
sea salt | InstantOcean | SS15-10 | |
silicone tubing 3/16" | Pentair | tp30s | tubing to supply water during tagging |
sodium bicarbonate | Fisher Chemical | S233-500 | |
sterile water | NA | NA | water is sterilized using an autoclave |
tricaine methanesulfonate | Syndel USA | 15650 | |
tubing for airline | Hydromaxx | 1403038050 |