Dit artikel illustreert de procedure voor het implanteren van een micro akoestische tag in jonge Pacific lamprei en Amerikaanse paling. Onze applicatie is gebaseerd op laboratoriumonderzoek, waaruit blijkt dat akoestische tags met succes geïmplanteerde met geen zichtbare gevolgen kunnen voor zwemmen vermogen of overleving en minimale label verlies.
Jonge Pacific lamprei en Amerikaanse paling werden gebruikt voor laboratorium evaluaties te bepalen van de potentiële effecten van label implantatie. Telemetrie technologie is geïdentificeerd als een manier voor het verkrijgen van meer gedetailleerde informatie over verkeer en gedrag over een breder ruimtelijke schaal dan mogelijk is met andere bekende technologie. Het doel van deze methode is om te voorzien in een gedetailleerde stap voor stap instructies op label implantatie zowel prikvissen en paling. Voor laboratoriumonderzoek met behulp van actief migreren jonge Pacific lamprei (120-160 mm), wij vastbesloten dat de aanwezigheid van de tag niet het zwemmen vermogen tussen gecodeerde en ongecodeerde individuen veranderen of enig verlies van belangrijke tag hebben (< 3%). Vergelijkbare resultaten werden vastgesteld tijdens laboratoriumtests van gele fase Amerikaanse Eels (113-175 mm). Geen mortaliteit vond plaats tijdens een periode van 38 dagen bedrijf en was er minimale label verlies (3,8%). De aanwezigheid van de tag niet hadden significant effect op het zwemmen vermogen of overleving tagged aal in vergelijking met niet-gecodeerde besturingselementen en er was minimaal label verlies.
Inzicht in gedrag van de vissen en bewegingen in de buurt van rivier structuren, zoals waterkracht dammen, dat stroomopwaarts of stroomafwaarts migratieroutes kunnen belemmeren is de noodzaak van een lopend onderzoek. Hoewel tal van studies zijn uitgevoerd met behulp van bestaande technologie, zijn er nog veel onderzoeksvragen over jonge palingen en lamprei overleven en gedrag. Om te helpen deze vragen, heeft Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ontwikkeld nieuwe akoestische micro borstband specifiek ontworpen voor gebruik in jonge palingen en prikvissen, genaamd de lamprei/paling label1. Voorafgaand aan deze ontwikkeling, bestaande akoestische codes waren te groot is om effectief worden geïmplanteerd in de lichaamsholten van jonge palingen en prikvissen, en zou resulteren in een tag-last dat aanvaarde normen overschrijdt (een conservatieve waarde van tag lichaam/gewicht verhouding is 2% of minder en andere literatuur suggereert 4-5%)2,3,4. De lamprei/paling tags uitstoten unieke gecodeerde signalen met een frequentie van 416.7 kHz, die worden gecontroleerd via autonome ontvangers (hydrophones) op vaste structuren of in rivier ontvangers5,6.
In de Columbia River Basin in de Verenigde Staten, is bewustzijn en zorg voor een goed begrip van de hele levenscyclus van de lamprei Pacific (Entosphenus tridentatus) geëscaleerd omdat populaties zijn aanzienlijk gedaald in de afgelopen 40 jaar7 . Bouw en de exploitatie van hydro-elektrische voorzieningen kunnen negatieve invloed hebben op jonge lamprei, als hun dalingen na de periode van grote waterkrachtcentrales ontwikkeling8 opgetreden. Een potentiële bron van sterfte is dam passage als jonge Pacific lamprei uitgaande migreren naar de oceaan9. Passieve geïntegreerde Transponders (PIT) worden vaak gebruikt voor migrerende vissoorten die afleiding structuren (bijvoorbeeld jonge bypass systemen), kan laatstgenoemde deze doorgeven waarmee tagged vis als opgesomde10,11. Echter, jonge lamprei zijn gedacht te migreren dieper in de waterkolom dan jonge zalm en minder kans om te passeren de jonge bypass systemen12. Vanwege de waarschijnlijkheid van loeien speurder en een gebrek aan broedbanken of andere geconcentreerde bronnen van jonge lamprei voor PIT tagging, informatie over jonge lamprei passage, is overleving, of gedrag zeer beperkt. Kennis van jonge Pacific lamprei gedrag en overleving zijn van cruciaal belang voor de ontwikkeling van risicobeperkende strategieën voor downstream passage, met inbegrip van ontwerp van bypass systemen voor gebruik bij de hydro-elektrische voorzieningen en irrigatie afleiding structuren13.
De Amerikaanse aal (Anguilla rostrata) is katadrome met de volwassen fase migreren van zoet water richting de Oceaan te paaien. Hun populatie hebben dramatische dalingen in de afgelopen decennia gezien. Eerder, waren ze zeer overvloedig in alle grote rivieren stroomt in de Atlantische Oceaan en stroomopwaarts door de St. Lawrence rivier naar Lake Ontario; maar sinds 1980, Amerikaanse paling hebben ervaren aanzienlijke dalingen in voorraad overvloed variërend van 50% in de Chesapeake Bay tot maar liefst 97% in Lake Ontario14,15,16. De factoren die bijdragen aan hun daling omvatten; de bouw van de hydro-elektrische dammen, fragmentatie en verlies van habitat en commerciële oogsten van17. Ze staan momenteel als Endangered onder de Ontario (Canada) Endangered Species Act. De laatste ontwikkeling van waterkracht faciliteiten langs de grote rivieren in het oosten van de VS-staten belemmeren die belemmeren riverine migraties van zowel jongeren als volwassenen.
De nieuw ontwikkelde lamprei/paling akoestische tag werd gebruikt in deze studie. De codes werden vervaardigd in PNNL van geaccrediteerde Bio-akoestiek & Flow laboratorium18. De tag 12 mm lengte x diameter van 2 mm meet, en heeft een gewicht van 0,08 gram in lucht. Vanwege het kleine totale grootte van de tag, het effectief kan worden gebruikt voor de implantatie in anguilliform of jonge vis met behulp van een sutureless, als gevolg van de kleine insnede nodig insnijding (< 3 mm lang). Extra voordelen van sutureless ingesneden zijn: een beperkte hoeveelheid tijd nodig zijn voor chirurgische proces, snellere genezing tarieven, en verminderde mogelijkheid van infecties bij de implantatie site19. Chirurgische implantatie effecten kunnen variëren in reactie op soorten leven stadium, lichaamsholte lengte, insnijding locatie, studeren duur en milieuomstandigheden20,21,22,23. Naast grootte is gewicht een belangrijke variabele omdat het biedt een zekere mate van de tag last (dat wil zeggen, het gewicht van de label ten opzichte van het gewicht van de vissen). De last van de label, kan in samenwerking met alle andere aspecten van het chirurgische proces (bijvoorbeeld verdoving, behandeling, chirurgie), een direct effect hebben op label retentie, overleving, groei, zwemmen prestaties, of het vermogen van de vis te vermijden predatie24, 25,26,27.
De resultaten van de laboratorium studies tonen aan dat de procedure tagging en tagging effecten geen negatieve effecten op het overlevingsvermogen van vis of zwemmen vermogen hebben. Uitgebreide holding en controle bleek dat minimale label verlies is opgetreden en niet duidelijk tijdens de Label life (30 dagen was). De tag implantatie procedure was effectief in het plaatsen van labels in de lichaamsholte zonder significante bloedingen of schimmelinfecties op de tagging site te veroorzaken. De duur van de hele tagging verwerken (< 6 min) is gunstig, in die zin dat het vermindert stress geassocieerd met de vis wordt verdoofd. Deze bevindingen karakteriseren van een nieuw instrument voor jonge lamprei en paling passage onderzoek en kunnen worden gebruikt in toekomstige studies. Deze technologie kunnen onderzoekers voor het bijhouden van de lamprei en paling bewegingen binnen riviersystemen en als ze aanpak hydro-elektrische dammen of andere structuren die vis doorgang te belemmeren. Op zijn beurt, kunnen de resultaten beter te informeren managementbeslissingen op deze faciliteiten om te helpen met het behoud van deze soorten in hun jonge levensfasen. De belangrijkste stappen van het label implantatie protocol opnemen met behulp van de juiste dosis van de verdoving, de diepte en de lengte van de snede, de plaatsing van de tags, en met het juiste herstel bedrijf tanks beschikbaar. Deze techniek heeft minimale beperkingen. Het meest opvallend, chirurg in opleiding nodig is om effectief de < 3 mm incisie en plaats van de tags op de gewenste locatie. Bovendien, het etiketteren proces zou uitsluiten van kleinere formaat aal en lamprei (< 140 mm) als gevolg van Label last beperkingen. We raden geen wijzigingen aan de beschreven protocollen.
Alternatieve methoden voor tagging palingen en lamprei omvatten het gebruik van PIT tags. Echter, PIT-tags versturen signalen niet actief, PIT-tagged vis daarom alleen op zodanige wijze kunnen worden geïnventariseerd zoals ze zijn entrained en op de rondweg opslagruimten of pass dicht bij een vaste detector10,11 vastgezet. Toekomstige toepassingen van de lamprei/paling tag omvatten de capaciteit te tag en bijhouden van de bevolking van migreren lamprei en aal in elke omgeving die ze bewonen. Extra voordelen van het gebruik van de lamprei/paling tag zou omvatten de capaciteit te schatten van de overleving, fallback tarieven op spillways of via turbines, reistijd binnen reservoirs, passage van vertragingen en gerelateerde gedrag zoals vissen aanpak dammen.
The authors have nothing to disclose.
Deze studie werd gefinancierd door het Amerikaanse Legerkorps van ingenieurs (USACE) en het Amerikaanse Department of Energy (DOE) Water Power technologieën kantoor. Wij waarderen de technische bijstand van het volgende PNNL personeel: Colin Brislawn, Eric Francavilla, Jill Janak, Huidong Li en Tim Linley. Wij danken Kathy Kratchman van de Delaware Vallei vis Company voor het verstrekken van aal PNNL en Ralph Lampman en Tyler Beals uit de Yakama natie visserij voor het verstrekken van de lamprei. Wij danken ook Brad Eppard, Scott Fielding en Ricardo Walker uit de USACE en Dana McCoskey en Tim Welch uit het DOE. De laboratorium studies werden uitgevoerd bij de PNNL, die wordt beheerd door Battelle voor de US Department of Energy underContractDE-AC06-76RL01830.
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 | |