Yeni bir mikro akustik etiketi Juvenil Pasifik taşemen ve Amerikan yılan balığı implantasyonu
Summary
Bu makalede çocukça Pasifik taşemen ve Amerikan yılan balığı bir mikro akustik etiketinde Reproduction yordamı gösterir. Bizim uygulama akustik Etiketler Yüzme yeteneği ya da hayatta kalma ve en az etiketi kaybı üzerinde hiçbir belirgin etkisi ile başarılı bir şekilde yerleştirilmiş olabilir belirtmek laboratuvar denemeleri temel alır.
Abstract
Juvenil Pasifik taşemen ve Amerikan yılan laboratuvar değerlendirme için etiket implantasyon potansiyel etkilerini belirlemek için kullanılmıştır. Telemetri teknoloji diğer bilinen teknoloji ile mümkün olduğundan daha geniş bir kayma ölçek boyunca hareket ve davranış hakkında daha fazla bilgi edinmek için bir yol olarak belirlenmiştir. Bu yöntemin amacı ayrıntılı bir adım adım talimat etiketi Uygulanılmasından lampreys ve yılan balığı için sağlamaktır. Aktif geçirme Juvenil Pasifik taşemen (120-160 mm) kullanarak laboratuar çalışmaları için biz kararlı etiketi varlığı değil etiketli ve etiketsiz bireyler arasında yüzme yeteneği değiştirmek veya herhangi bir önemli etiket kaybı var (< % 3). Benzer sonuçlar sarı aşaması Amerikan yılan balığı (113-175 mm) laboratuvar testleri sırasında belirlenmiştir. Hiçbir ölüm 38 günlük tutma süresi sırasında oluştu ve en az etiketi kaybı (% 3.8) oldu. Etiketin varlığını Yüzme becerisi veya etiketli yılan etiketsiz kontrollere göre yaşama üzerinde önemli bir etkisi yoktu ve çok az etiketi kaybı oldu.
Introduction
Balık davranış ve hareketleri gibi akış yukarı veya aşağı akım göç yolları engelleyebilir hidroelektrik Barajlar, nehir yapıları yakınındaki anlama bir devam eden araştırma ihtiyacı var. Varolan teknolojisini kullanarak çok sayıda çalışma yapılmıştır rağmen hala çocuk eles ve taşemen hayatta kalma ve davranış hakkında birçok araştırma soru vardır. Adres yardımcı olmak için bu soruları Juvenil yılan balıkları ve lampreys, taşemen/yılan balığı etiketi1adlı kullanmak için özel olarak tasarlanmış yeni bir akustik mikro verici Pacific Northwest Ulusal Laboratuvarı (PNNL) geliştirmiştir. Bu gelişme önce varolan akustik Etiketler etkili bir şekilde Juvenil eles ve lampreys vücut boşluklar implante olması çok büyük ve kabul edilen standartlarını aşan bir etiket yük neden olur (bir muhafazakar etiketinin vücut ağırlık oranı % 2 değerdir veya daha az ve % 4-5 diğer edebiyat öneriyor)2,3,4. Taşemen/yılan balığı Etiketler sabit yapılar veya nehir alıcıları5,6, özerk alıcıları (hidrofon) üzerinden izlenir benzersiz kodlu sinyalleri 416.7 kHz, bir frekansta yayarlar.
Amerika Birleşik Devletleri’nde Columbia Nehri Havzasında bilinci ve Pasifik taşemen (Entosphenus tridentatus) tüm yaşam döngüsünün anlamak için endişe escalated örneğin alınma olasılığını önemli ölçüde son 40 yılda7 reddettiniz çünkü . Onların düşüşler büyük hidroelektrik gelişme8süre sonra oluştu olarak hidroelektrik Tesisleri İnşaat ve Juvenil taşemen, olumsuz etkileyebilir. Juvenil Pasifik taşemen dışı geçirirken okyanus9‘ a ölüm bir potansiyel kaynak Barajı geçiştir. Pasif entegre transponder (çukur) yaygın olarak numaralandırılmış10,11olmak tagged balık sağlayan bu saptırma yapıları (örneğin, Juvenil yan yol sistemleri), geçebilir geçirme balık türleri için kullanılır. Ancak, Juvenil taşemen Juvenil somon su sütununda derin geçirmek için düşünce ve Juvenil yan yol sistemleri12ile arasındaki geçiş olasılığı daha düşüktür. Alçak hafiye olasılıklar ve kuluçkahane eksikliği veya etiketleme, çukur Juvenil taşemen geçiş hakkında bilgi için Juvenil taşemen konsantre diğer kaynakları nedeniyle hayatta kalma ya da davranışı çok sınırlıdır. Juvenil Pasifik taşemen davranış ve hayatta kalma bilgisine bypass sistemlerin hidroelektrik tesisleri ve sulama saptırma yapıları13kullanmak için tasarım dahil olmak üzere aşağı akım geçiş için azaltma stratejileri geliştirmek için kritik.
Amerikan yılan balığı (Anguilla rostrata) tatlı su yumurtlamaya okyanusa doğru geçiş yetişkin faz ile catadromous. Nüfus düzeyleri dramatik düşüşler son birkaç on yıl içinde gördüm. Daha önce onlar çok tüm büyük ırmaklar akan Atlantik Okyanusu içine bol miktarda ve St. Lawrence Nehri Ontario Gölü için ters yönde vardı; Ama 1980’den beri Amerikan yılan hisse senedi bolca Ontario Gölü14,15,%1697 oranında olduğu kadar Chesapeake Bay % 50 arasında değişen önemli düşüşler yaşamış. Onların düşüş için katkıda bulunan faktörler; İnşaat hidroelektrik baraj, parçalanma ve habitat ve ticari17hasat kaybı. Onlar şu anda Endangered Ontario (Kanada) nesli tükenmekte olan türler Yasası altında olarak listelenir. Hidroelektrik tesisleri büyük Türkiye’nin Doğu illerini nehirleri boyunca son geliştirme ekosisteminin geçişleri gençler ve yetişkinlerin engel engelleri oluşturun.
Yeni geliştirilen taşemen/yılan balığı akustik etiketi bu çalışmada kullanılmıştır. Etiketler PNNL’ın akredite biyo-akustik & Akış laboratuvar18adlı üretildi. Etiket 2 mm çap x 12 mm Uzunluk ölçü ve 0,08 g ağırlık havada vardır. Etiketin küçük genel boyutu nedeniyle, bu etkili bir şekilde içine anguilliform ya da çocuksu balık kullanarak gerekli küçük kesi nedeniyle sutureless bir kesi implantasyon için kullanılabilir (< 3 mm uzun). Sutureless kesik ek yararları şunları içerir: zaman sınırlı bir miktarda daha hızlı iyileşme oranları, cerrahi işlemi için gerekli ve implantasyon sitesi19adet enfeksiyondan olasılığı azaldı. Cerrahi implantasyon etkileri yanıt-e doğru tür, hayat aşaması, vücut boşluğu uzunluğu, kesi konumu değişir, çalışma süresi ve çevre koşulları20,21,22,23. Bir ölçü birimi (yani, etiket balık ağırlığına göre ağırlık) etiket yükünün sağladığından boyutu yanı sıra, ağırlık önemli bir değişkendir. Etiket yük Derneği cerrahi işlemin (taşıma, cerrahi Örneğin, anestezi,), tüm diğer yönleri ile etiket saklama, hayatta kalma, büyüme, performans veya balık avlanma24kaçınmak yeteneği Yüzme üzerinde doğrudan bir etkisi olabilir, 25,26,27.
Protocol
Representative Results
Discussion
Laboratuvar çalışmaların sonuçları yordamı etiketleme ve etkileri etiketleme balık Beka veya yüzme yeteneği üzerinde olumsuz etkileri var mı göstermektedir. Genişletilmiş holding ve izleme en az etiketi kaybı oluştu ve etiket ömrü (30 gün) boyunca belirgin değildi gösterdi. Etiket implantasyon yordam önemli kanama veya mantar enfeksiyonları etiketleme sitesinde neden olmadan vücut boşluğunda Etiketler yerleştirerek etkili oldu. Tüm etiketleme süre işleme (< 6 dk) anestezi balık ile ilişkili stresi azaltır bu faydalıdır. Bu bulgular Juvenil taşemen ve yılan balığı geçit araştırma için yeni bir araç karakterize ve gelecekteki çalışmalarda yararlı olabilir. Bu teknoloji yaklaşım hidroelektrik baraj veya balık geçit engel diğer yapıları araştırmacılar taşemen ve yılan balığı hareketleri nehir sistemleri içinde ve onlar olarak izlemek için izin verir. Buna karşılık, sonuçları daha iyi yönetim kararları bu tesisleri kendi çocuk yaşam evreleri boyunca bu türlerin korunmasına yardımcı bilgilendirebilir. Etiket implantasyon protokolü en önemli adımlardan anestezi, derinliği ve uzunluğu kesi, Etiketler, yerleşimini uygun doz kullanarak ve kullanılabilir tanklar tutarak uygun Kurtarma sahip bulunmaktadır. Bu teknik en az sınırlamalar vardır. En önemlisi, cerrah eğitim etkili yapmak için gerekli olan < 3 mm kesik ve Etiketler istediğiniz konuma yerleştirin. Ayrıca, etiketleme işlemi daha küçük ölçekli eles ve taşemen dışı olurdu (< 140 mm) etiket yük sınırlamaları nedeniyle. Biz herhangi bir değişiklik açıklanan protokoller için tavsiye etmiyoruz.
Eles ve taşemen etiketleme için alternatif yöntemler çukur etiketlerin kullanımını içerir. Ancak, PIT-Etiketler aktif sinyalleri iletmek değil, onlar entrained ve yan yol tesis veya bir sabit dedektörü10,11yakın geçişi içine Aktar gibi bu nedenle çukur tagged balık sadece numaralandırılan. Gelecekteki uygulamalar taşemen/yılan balığı etiketinin etiket ve nüfus geçirme taşemen ve yılan onlar yaşamak her ortamda takip yeteneğini de içerir. Taşemen/yılan balığı etiketini kullanarak ek yararları hayatta kalma, spillways ya da türbinleri geri dönüş oranları tahmin, seyahat süresi içinde rezervuarlar, gecikmeler geçiş yeteneği yer alacağını ve yaklaşım barajlar balık gibi davranış ile ilgili.
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada, ABD Kara Kuvvetleri mühendisler (ABD) ve ABD bölümü enerji (DOE) su güç teknolojileri Office tarafından finanse edildi. Aşağıdaki PNNL personel teknik yardım için teşekkür ederiz: Colin Brislawn, Eric Francavilla, Jill Janak, Huidong Li ve Tim Linley. Kathy Kratchman Delaware Vadisi balık şirketten PNNL ve Ralph Lampman ve Tyler Beals için yılan taşemen temini için Yakama ulus balıkçılık üzerinden sağlamak için teşekkür ederiz. Ayrıca Brad Eppard, Scott Fielding ve Ricardo Walker ABD ve Dana McCoskey ve Tim Welch DOE dan teşekkür ederiz. Laboratuar çalışmaları, ABD Enerji Bakanlığı underContractDE-AC06-76RL01830 için Battelle tarafından işletilen PNNL yapılmıştır.
Materials
| 10 L plastic tub | N/A | N/A | |
| 19 L pail | N/A | N/A | |
| 3.00 mm scalpel | Beaver-Vistec | 377513 | |
| 500 ml bottle | Nalgene | 2089-0016 | |
| Adam scale | Certified Material Testing Products | BCL-LBK12A | |
| Air pump | Amazon | N/A | |
| Air stone | Pentair | ALS3 | |
| Dip net, 3/32 in mesh | N/A | N/A | |
| Ethanol (70%) | Sigma-Aldrich | 24102 | |
| Fish protector | Kordon LLC | 31456 | |
| Foam pad | N/A | N/A | |
| Gloves | Kimberly Clark | N/A | |
| Mixer bar | Sigma-Aldrich | F37110-1128 | |
| Plastic tweezer | N/A | N/A | |
| Pouring dispenser gage | Fischer Scientific | 13-683-60C | |
| Scalpel handle | Beaver-Vistec | 371360 | |
| Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | S5761 | |
| Stirrer plate | Corning, PC-351 | N/A | |
| Tricaine methanesulfonate, MS-222 | Western Chemical Inc. | 515388 | Treated fish destined for food must be held in fresh water above 10°C (50°F) for 21 days before use |
| Tubing, 6 mm | N/A | N/A | |
Referências
- Mueller, R. P., et al. Retention and Effects of Miniature Transmitters in Juvenile American Eels. Fisheries Research. 195, 52-58 (2017).
- Brown, R. S., et al. An evaluation of the maximum tag burden for implantation of acoustic transmitters in juvenile Chinook salmon. North American Journal of Fisheries Management. 30, 499-505 (2010).
- Jepsen, N., Schreck, C., Clement, S., Thorstad, E., Spedicato, M. T., Marmulla, G., Lembo, G. . A brief discussion of the 2% tag/bodymass rule. Aquatic telemetry: advances and applications. , 255-259 (2003).
- Liedtke, T. L., et al. . A standard operating procedure for the surgical implantation of transmitters in juvenile salmonids. , 2012-1267 (2012).
- Deng, Z. D., et al. A cabled acoustic telemetry system for detecting and tracking juvenile salmon: Part 2. Three-dimensional tracking and passage outcomes. Sensors. 11 (6), 5661-5676 (2011).
- Titzler, P. S., McMichael, G. A., Carter, J. A. 2010. Autonomous acoustic receiver deployment and mooring techniques for use in large rivers and estuaries. North American Journal of Fisheries Management. 30 (4), 853-859 (2010).
- Renaud, C. B. Conservation status of northern hemisphere lampreys (Petromyzontidae). Journal of Applied Ichthyology. 13 (3), 143-148 (1997).
- Dauble, D. D., Moursund, R. A., Bleich, M. D. Swimming behavior of juvenile Pacific lamprey, Lampetra tridentata. Environmental Biology of Fishes. 75, 167-171 (2006).
- Moursund, R. A., Dauble, D. D., Langeslay, M. J. Turbine intake diversion screens; investigating effects on Pacific lamprey. Hydro Review. 22 (1), 40-46 (2003).
- Marsh, D. M., Matthews, G. M., Achord, S., Ruehle, T. E., Sandford, B. P. Diversion of salmonid smolts tagged with passive integrated transponders from an untagged population passing through a juvenile collection system. North American Journal of Fisheries Management. 19, 1142-1146 (1999).
- Prentice, E. F., Flagg, T. A., McCutcheon, C. S., Parker, N. C., Giorgi, A. E., Heidinger, R. C., Jester, D. B., Prince, E. D., Winans, G. A. Feasibility of using passive integrated transponder (PIT) tags in salmonids. Fish marking techniques. American Fisheries Society, Symposium . 7, 317-322 (1990).
- Colotelo, A. H., et al. The effect of rapid and sustained decompression on barotrauma in juvenile brook lamprey and Pacific lamprey: Implications for passage at hydroelectric facilities. Fisheries Research. 129 (130), 17-20 (2012).
- Moser, M. L., Jackson, A. D., Lucas, M. C., Mueller, R. P. Behavior and potential threats to survival of migrating lamprey ammocoetes and macrophthalmia. Reviews in Fish Biology and Fisheries. 25 (2), 103-116 (2015).
- Dixon, D. A. Biology, management, and protection of catadromous eels. American Fisheries. Society Symposium. 33, (2003).
- ASMFC (Atlantic States Marine Fisheries Commission). . Update of the American eel stock assessment report. , 51 (2006).
- DFO (Fisheries and Oceans Canada). Recovery potential assessment of American Eel (Anguilla rostrata) in eastern Canada. DFO Canadian Science Advisory Secretariat Scientific Advisory Report. , (2013).
- MacGregor, R. J., et al. . Recovery Strategy for the American Eel (Anguilla rostrata) in Ontario. , (2013).
- Deng, Z., Weiland, M. A., Carlson, T. J., Eppard, M. B. Design and Instrumentation of a Measurement and Calibration System for an Acoustic Telemetry System. Sensors. 10 (4), 3090-3099 (2010).
- Cook, K. V., et al. A comparison of implantation methods for large PIT tags or injectable acoustic transmitters in juvenile Chinook salmon. Fisheries Research. 154, 213-223 (2014).
- Mesa, M. G., et al. Survival and Growth of Juvenile Pacific Lampreys Tagged with Passive Integrated Transponders (PIT) in Freshwater and Seawater. Transactions of the American Fisheries Society. 141 (5), 1260-1268 (2012).
- Brown, R. S., Cooke, S. J., Anderson, W. G., McKinley, R. S. Evidence to challenge the 2% rule for biotelemetry. North American Journal of Fisheries Management. 19, 867-871 (1999).
- Zale, A. V., Brooke, C., Fraser, W. C. Effects of surgically implanted transmitter weights on growth and swimming stamina of small adult westslope cutthroat trout. Transactions of the American Fisheries Society. 134 (3), 653-660 (2005).
- Geist, D. R., et al. Juvenile Chinook salmon survival when exposed to simulated dam passage after being implanted with a new microacoustic transmitter. North American Journal of Fisheries Management. , (2018).
- Økland, F., Thorstad, E. B. Recommendations on size and position of surgically and gastrically implanted electronic tags in European silver eel. Animal Biotelemetry. 1, 6 (2013).
- Jepsen, N., Mikkelsen, J. S., Koed, A. Effects of tag and suture type on survival and growth of brown trout with surgically implanted telemetry tags in the wild. Journal of Fish Biology. 72, 594-602 (2008).
- Brown, R. S., et al. Survival of seaward-migrating PIT and acoustic-tagged juvenile Chinook salmon in the Snake and Columbia Rivers: an evaluation of length-specific tagging effects. Animal Biotelemetry. 1, 8 (2013).
- Walker, R., et al. Effects of a novel acoustic transmitter on swimming performance and predator avoidance of juvenile Chinook salmon: Determination of a size threshold. Fisheries Research. 176, 48-54 (2016).
