بيوينديكيشن اختبار لمدى ملاءمة البيئة تيار للشباب المياه العذبة بيرل بلح البحر باستخدام طرق التعرض في الموقع
Summary
تمكين بيوينديكيشنز في الموقع تحديد مدى ملاءمة بيئة للأنواع المهددة بالانقراض من بلح البحر. يصف لنا طريقتين استناداً إلى الأحداث تعرض بلح البحر لؤلؤة المياه العذبة في أقفاص للموائل نهر أوليجوتروفيك. وتنفذ كلا الأسلوبين في المتغيرات للمياه المفتوحة والبيئات المائية هيبورهيك.
Abstract
معرفة مدى ملاءمة الموئل بلح البحر في المياه العذبة خطوة هامة في الحفاظ على هذه المجموعة من الأنواع المهددة بالانقراض. يمكننا وصف بروتوكول لتنفيذ في الموقع اختبارات التعرض للأحداث ضمن مستجمعات نهر أوليجوتروفيك على مدى فترات مدتها شهر واحد وثلاثة أشهر. يتم عرض طريقتين (في كل التعديلات) لتقييم معدل النمو والبقاء على قيد الحياة قضاء الأحداث. تختلف الأساليب والتعديلات في قيمة بيوينديكيشن المكان ولكل منها فوائد، فضلا عن القيود. يعمل الأسلوب قفص الرملية مع مجموعة كبيرة من الأفراد، ولكن فقط لبعض الأفراد الذين يتم قياس ويتم تقييم النتائج بكميات كبيرة. في أسلوب القفص مش، أبقى الأفراد وقياسها بشكل منفصل، ولكن يتم تقييم عدد فردي منخفض. تعديل التعرض للمياه المفتوحة من السهل نسبيا على تطبيقها؛ يظهر نمو الأحداث المحتملة للمواقع، ويمكن أيضا أن تكون فعالة بالنسبة لاختبار السمية المائية. تعديل التعرض داخل سرير يحتاج ارتفاع عبء عمل ولكن هو أقرب إلى ظروف بيئة الأحداث الطبيعية وأنه من الأفضل للإبلاغ عن مدى ملاءمة الحقيقية للمحليات. من ناحية أخرى، يلزم تكرار أكثر في هذا التعديل بسبب قابليته البيئة عالية-هيبورهيك.
Introduction
التعرض للكائنات الحية التجريبية في الموقع مع التقييم اللاحق لحالتهم هو أحد السبل الممكنة للحصول على معلومات حول الجودة البيئية، ومدى ملاءمة الموقع (خاصة) لأنواع. ضمن الحيوانات، مثل بيوينديكيشن ينطبق أساسا على اللافقاريات الصغيرة التي قادرة على العيش في مساحة محدودة يحدها. مراحل الشباب من الأصداف (Bivalvia) هي واحد مثل هذا الكائن الحي مناسبة المجموعة1.
ذات الصدفتين أونيونيداي الأسرة عنصر هام جداً للنظم الإيكولوجية المائية2. ومع ذلك، هذه الأنواع هي غالباً خطيرة المهددة بالانقراض، لا سيما في الجداول والأنهار. البعض منهم تتسم بأنها ‘مظلة الأنواع’ الحفظ الذي يرتبط ارتباطاً وثيقا بالمحافظة تيار كامل [بيوتوب] والتي تتطلب نهج شامل3. هذه الحيوانات لديها دورة الحياة المرتبطة بالعديد من العناصر المتعلقة بالبيئة، من المياه الكيمياء4،5 إلى التغيرات في سكان الأسماك التي تكون بمثابة المضيفين يرقات بلح البحر6. لأن الأحداث بلح البحر كثيرا ما تمثل مرحلة حرجة من بلح البحر دورة الحياة، ومدى ملاءمة الموقع لتنميتها في هذه المرحلة أمر حاسم لتنمية السكانية أنواع ناجحة في منطقة محلية.
بلح البحر لؤلؤة المياه العذبة (فوبم، مارغاريتيفيرا مارغاريتيفيرا؛ أونيونيدا، بيفالفيا) حدوث ذات الصدفتين المهددة في تيارات الأوروبية أوليجوتروفيك. أعدادهم وقد انخفض بشكل كبير خلال 20 القرنالسادس عشر عبر منطقة التواجد. ويبدو أن الانخفاض الحالي في استنساخ الأنواع في أغلبية السكان في أوروبا الوسطى أساسا يسببه منخفض جداً لبقاء صفر من الأحداث خلال السنوات القليلة الأولى من حياتهم. ويفترض أن الأحداث فوبمس العيش لسنوات عديدة في هيبورهيك الضحلة المنطقة7، منها الظروف وتغيراتها لا تزال غير وصفاً جيدا. وعلاوة على ذلك، حتى السنة الثانية من العمر، الأحداث فقط بعد ليصل إلى حوالي 1 ملم، حيث أنهم من الصعب جداً العثور على كميات كبيرة من الرواسب تحت الظروف الطبيعية8. ولذلك، تجارب مع الأحداث الأسير ضرورية لدراسة تلك البيئة.
هناك آلاف الأحداث داخل “التشيكية خطة العمل” المتعلقة “المياه العذبة بيرل بلح”9، ارتفاع كل عام من برنامج تربية شبه طبيعية. ومع ذلك، هناك مسألة منها الموائل والمحليات مناسبة لدعم السكان ناجحة من هذه الأحداث، أو لإعادة إدخال الأنواع في نهاية المطاف. بيوينديكيشنز في الموقع الحالي وسيلة لإيجاد الجواب.
على الرغم من أن معدلات بقاء غير متناسقة من بلح البحر الأحداث في أقفاص التعرض لوحظت في بعض الأعمال السابقة التي تساءلت عن مدى ملاءمة الأحداث بلح البحر بيوينديكاتورس10، وقد أكدت عدة دراسات أجريت مؤخرا تطبيق أساليب الأحداث من التعرض لاختبار11،،من1213جودة المياه. بالإضافة إلى ذلك، وقد ثبت أن هناك عدة عوامل تحتاج إلى أخذها في الاعتبار عند تفسير نتائج هذه الدراسات خاصة، مثل الأسهم من أصل14 والآثار المستمرة لظروف اليرقات15.
تبرز المسألة كيفية تثبيت الأحداث التجريبية في المحليات المختبرة والأكثر فعالية تقييم حالتهم. ونشرت أول تطبيق صارم في الموقع طرق التعرض مع الأحداث فوبمس بودينسيك16. الأحداث فوبم الأفراد وأبقى في أقفاص ورقة، يتعرض في المياه التدفق الحر لتيارات، والبقاء والنمو فقد حددت كميتها بعد عدة أسابيع من التعرض. النهج الذي وضعت أصلاً كأسلوب تربية شبه الصناعية، ولكن أبرز صاحب البلاغ أيضا قابليته لتقييم متطلبات الموئل ونوعية المياه. على الرغم من بقاء الأحداث فوبم بطبيعة الحال منخفضة جداً على مقياس من أشهر/سنوات وإلا عدد قليل جداً من الحيوانات سوف البقاء على قيد الحياة، وأن معدل البقاء على قيد الحياة يمكن أن تكون علامة جيدة للتأثير البيئي على نطاق من عدة أسابيع16. على مدى سنوات بحوث، وطرق التعرض وضعت عملا بعقد بلح البحر الأحداث التجريبية في تيار الموائل، وتقييم معدلات النمو والبقاء على قيد الحياة؛ وتشمل هذه المربعات الرملية17، الصوامع بلح البحر على أساس مبدأ القاع18، وشتى أخرى التعرض أقفاص (تلخيص بالصمغ والزملاء)11. لأن الأحداث تحدث طبيعيا في المنطقة الضحلة هيبورهيك7، تطبيق أجهزة تجريبية داخل أسفل تيار من المرغوب فيه جداً.
في المادة، يصف لنا استخدام جهازين التعرض فوبمس: أنا) تعديل بودينسيك ورقة أقفاص (“أقفاص مش”) أيضا تمكين بيوينديكيشن الاختبار في ظروف هيبورهيل؛ وثانيا) مربعات Hruška الرملية (“أقفاص الرملية”). البروتوكول ويصف تطبيق كلا الأسلوبين في ظروف المياه وهيبورهيك المفتوحة (أيالمتغيرات الأربعة للتعرض هي وصف). الأساليب تعديل تدريجيا وتوسعت على مدى أكثر من 15 عاماً تطبيق ضمن “خطة العمل التشيكية” “المياه العذبة بيرل بلح”9 والتحقق من قبل مجموعة من التجارب.
Protocol
Representative Results
Discussion
وقت التعرض:
شهر واحد حتى مكشوف مش أقفاص إظهار نمو مرئية تعكس الاختلافات بين المحليات (الشكل 3)، حيث تكون صالحة للاستعمال جداً لكشف سريعة وسهلة لتوصيف المكان. ومع ذلك، أهمية النتائج تعتمد على حالة قصيرة الأجل من الشروط، التي يمكن أن يتذبذب. على وجه الخصوص، أحداث…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد Bílý ميكال وسيمون Ondřej ص المنح من “الجامعات التشيكية لعلوم الحياة” [الداخلية منحة الوكالة من كلية العلوم البيئية، براغ كولس (42110 1312 3175 (20164236))]. وجاء الدعم للدودة كاريل من “مؤسسة العلوم التشيكية” (13-05872S). وجمعت بيانات عن بيوينديكيشن والتواجد الحالي من بلح البحر اللؤلؤ أثناء تنفيذ “خطة العمل التشيكية” “المياه العذبة بيرل بلح” تديره وكالة المحافظة على الطبيعة من الجمهورية التشيكية، الذي تموله الحكومة الجمهورية التشيكية، وهو متاح في
Materials
| biological material maintenance and care | |||
| Freshwater pearl mussel juveniles | any | NA | from a FWPM breeding programme |
| plastic boxes | any | NA | |
| thermobox | MERCI | 212,070,600,030 | There are many possibilities. This is one example only. |
| field thermobox (ca25 l) | any | NA | cold box (insulated box) commonly used for food transport |
| river water | any | NA | |
| Petri dishes | any | NA | |
| plastic Pasteur pipettes with balloon bulb (droppers) | any | NA | hole diameter 1 mm |
| hydrogen peroxide | any | NA | |
| plastic container (ca 50 l) for river water | any | NA | |
| plastic tea strainer | any | NA | commonly used in kitchen |
| mesh cages construction | |||
| main plastic bodies | any | NA | |
| plactic covers | any | NA | |
| special technical sieves 340 µm | Silk &Progress | UHELON 20 T | |
| special technical sieves 100 µm | Silk &Progress | UHELON 67 M | |
| rubber hose (diameter 5.5 mm) | any | NA | |
| steel bolts | any | NA | |
| steel nuts | any | NA | |
| spanner | any | NA | |
| steel spikes | any | NA | |
| pliers | any | NA | |
| beakers | any | NA | |
| plastic dishes (ca. 25x15x3-5cm) | any | NA | |
| squirt bottle | any | NA | |
| field protocols | any | NA | |
| stationery | any | NA | |
| plastic container | any | NA | |
| string | any | NA | |
| hammer | any | NA | |
| sandy cages construction and use | |||
| sieve 1 mm | any | NA | |
| sieve 2 mm | any | NA | |
| special technical sieves 340 µm | Silk &Progress | UHELON 20 T | |
| plastic boxes with tight-fitting lid | any | NA | |
| hot melt adhesive | any | NA | |
| plastic box (ca 250 x 150 x 100 cm) | |||
| big plastic box (ca 25 l) | any | NA | |
| flat stone | any | NA | |
| net | any | NA | |
| river sand | any | NA | |
| round containers | any | NA | |
| magnifying glasses | Carson | Carson CP 60 | There ar many possibilities. This is one example only |
| cages installation and maintenance | |||
| field temperature dataloggers | ONSET | UA-001-64 | http://www.onsetcomp.com/products/data-loggers/ua-001-64 |
| spade | any | NA | |
| toothbrush | any | NA | |
| experiment evaluation | |||
| trinocular dissecting zoom stereo microscope | Bresser optic | ICD 10x-160x | There are many possibilities. This is one example only. |
| digital camera/ electronic eyepiece | Bresser optic | MikroCamLab 5M | There are many possibilities. This is one example only. |
| Calibration gird | Am Scope | SKU: MR100 | There are many possibilities. This is one example only. |
| external power source with two movable light guides | Arsenal | K1309010150021 | There are many possibilities. This is one example only. |
| Image software | ImageJ software | There are many possibilities. This is one example only. | |
| table processor | MS excel | There are many possibilities. This is one example only. |
References
- Goldberg, E. D. The mussel watch-a first step in global marine monitoring. Marine Pollution Bulletin. 6 (7), 111-114 (1975).
- Vaughn, C. C. Ecosystem services provided by freshwater mussels. Hydrobiologia. , (2017).
- Lopes-Lima, M., et al. Conservation status of freshwater mussels in Europe: state of the art and future challenges. Biological Reviews. 92 (1), 572-607 (2017).
- Strayer, D. L., Malcom, H. M. Causes of recruitment failure in freshwater mussel populations in southeastern New York. Ecological Applications. 22 (6), 1780-1790 (2012).
- Douda, K. Effects of nitrate nitrogen pollution on Central European unionid bivalves revealed by distributional data and acute toxicity testing. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems. 20 (2), 189-197 (2010).
- Modesto, V., et al. Fish and mussels: importance of fish for freshwater mussel conservation. Fish and Fisheries. , (2017).
- Bauer, G., Wächtler, K. . Ecology and evolution of the freshwater mussels Unionoida. 145, 1-394 (2001).
- Neves, R. J., Widlak, J. C. Habitat ecology of juvenile fresh-water mussels (Bivalvia, Unionidae) in a headwater stream in Virginia. American Malacological Bulletin. 5, 1-7 (1987).
- Švanyga, J., Simon, O. P., Mináriková, T., Spisar, O., Bílý, M. . Záchranný program pro perlorodku říční v ČR (Action plan for the endangered freshwater pearl mussel in the Czech Republic). , (2013).
- Schmidt, C., Vandré, R. Ten years of experience in the rearing of young freshwater pearl mussels (Margaritifera margaritifera). Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems. 20 (7), 735-747 (2010).
- Gum, B., Lange, M., Geist, J. A critical reflection on the success of rearing and culturing juvenile freshwater mussels with a focus on the endangered freshwater pearl mussel (Margaritifera margaritifera L.). Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems. 21 (7), 743-751 (2011).
- Denic, M., Taeubert, J. E., Lange, M., Thielen, F., Scheder, C., Gumpinger, C., Geist, J. Influence of stock origin and environmental conditions on the survival and growth of juvenile freshwater pearl mussels (Margaritifera margaritifera) in a cross-exposure experiment. Limnologica. 50, 67-74 (2015).
- Černá, M., Simon, O. P., Bílý, M., Douda, K., Dort, B., Galová, M., Volfová, M. Within-river variation in growth and survival of juvenile freshwater pearl mussels assessed by in situ exposure methods. Hydrobiologia. , (2017).
- Denic, M., Taeubert, J. E. Trophic relationships between the larvae of two freshwater mussels and their fish hosts. Invertebrate Biology. 134 (2), 129-135 (2015).
- Douda, K. Host-dependent vitality of juvenile freshwater mussels: implications for breeding programs and host evaluation. Aquaculture. 445, 5-10 (2015).
- Buddensiek, V. The culture of juvenile freshwater pearl mussels Margaritifera margaritifera L. in cages: a contribution to conservation programmes and the knowledge of habitat requirements. Biological Conservation. 74 (1), 33-40 (1995).
- Hruška, J. Experience of semi-natural breeding program of freshwater pearl mussel in the Czech Republic. Die Flussperlmuschel in Europa: Bestandssituation und Schutzmaßnahmen. , 69-75 (2001).
- Barnhart, M. C. Buckets of muckets: a compact system for rearing juvenile freshwater mussels. Aquaculture. 254 (1), 227-233 (2006).
- Simon, O. P., Vaníčková, I., Bílý, M., Douda, K., Patzenhauerová, H., Hruška, J., Peltánová, A. The status of freshwater pearl mussel in the Czech Republic: several successfully rejuvenated populations but the absence of natural reproduction. Limnologica. 50, 11-20 (2015).
- . A language and environment for statistical computing Available from: https://www.r-project.org/ (2013)
- Hastie, L. C., Yang, M. R. . Conservation of the freshwater pearl mussel I: captive breeding techniques. 2, (2003).
- Hruška, J. Nahrungsansprüche der Flußperlmuschel und deren halbnatürliche Aufzucht in der Tschechischen Republik. Heldia. 4 (6), 69-79 (1999).
- Scheder, C., Lerchegger, B., Jung, M., Csar, D., Gumpinger, C. Practical experience in the rearing of freshwater pearl mussels (Margaritifera margaritifera): advantages of a work-saving infection approach, survival, and growth of early life stages. Hydrobiologia. 735 (1), 203-212 (2014).
- Braun, A., Auerswald, K., Geist, J. Drivers and spatio-temporal extent of hyporheic patch variation: implications for sampling. PLoS ONE. 7 (7), e42046 (2012).
- Franken, R. J. M., Storey, R. G., Williams, D. D. Biological, chemical and physical characteristics of downwelling and upwelling zones in the hyporheic zone of a north-temperate stream. Hydrobiologia. , 183-195 (2001).
- Roley, S. S., Tank, J. L. Pore water physicochemical constraints on the endangered clubshell mussel (Pleurobema clava). Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 73 (12), 1712-1722 (2016).
- Larson, J. H., Eckert, N. L., Bartsch, M. R. Intrinsic variability in shell and soft tissue growth of the freshwater mussel Lampsilis siliquoidea. PLoS ONE. 9 (11), e112252 (2014).
- Lavictoire, L., Moorkens, E., Ramsey, A. D., Sinclair, W., Sweeting, R. A. Effects of substrate size and cleaning regime on growth and survival of captive-bred juvenile freshwater pearl mussels, Margaritifera (Linnaeus, 1758). Hydrobiologia. 766 (1), 89-102 (2015).
- Hruška, J. Experience of semi-natural breeding programme of freshwater pearl mussel in the Czech Republic. Die Flussperlmuschel in Europa: Bestandssituation und Schutzmassnahmen. , 69-75 (2000).
- Bayne, B. L. Physiological components of growth differences between individual oysters (Crassostrea gigas) and a comparison with Saccostrea commercialis. Physiological and Biochemical Zoology. 72 (6), 705-713 (1999).
- Tamayo, D., Azpeitia, K., Markaide, P., Navarro, E., Ibarrola, I. Food regime modulates physiological processes underlying size differentiation in juvenile intertidal mussels Mytilus galloprovincialis. Marine Biology. 163 (6), (2016).
