שינויי טמפרטורה מצטברים לרבייה מקסימלית והשריצה באסטיאנקס מקסיקו

למקסיקנים של הטלוסט אסטיאנקס יש צורת שטח (דגי שטח) עם עיניים, ורבים ושונים של מערות עיוורות שוכנות (דגי מערות) צורות^1,2. דגי המערה התפתחו בחשיכה מתמדת ותחת מגבלות מזון, וכתוצאה מכך הופיעו תכונות קונסטרוקטיביות ורגרסיביות^{חדשניות 3}. התכונות הקונסטרוקטיביות כוללות עליות בלוטות הטעם וגודל הלסת, איברי חישה של הקו לרוחב, עתודות שומן. התכונות הרגרסיביות כוללות אובדן או הפחתה של פיגמנטציה מלנין, עיניים, והתנהגויות, כגון שינה, חינוך, ותוקפנות. תכונה של מערכת Astyanax היא פוריות מלאה בין שתי הצורות, המאפשרת שימוש במיפוי לוקוסים של תכונות כמותיות (QTL) כדי לקבוע את האזורים הגנומיים הקשורים לאבולוציה בונה ורגרסיבית^4,5,6,7. א. מקסיקניוס מציע מערכת יתרון ללמוד פיתוח כי זה יכול להיות המושרה להשריץ לעתים קרובות במעבדה. העוברים של א. מקסיקו הם שקופים, מעט גדולים יותר מאלה של דגי זברה, המיוצרים בכמויות גדולות, ומתפתחים למבוגרים בוגרים מינית בתוך כ 8-12 חודשים. תקופת יכולת ההשרצה המקסימלית שלהם היא כ-5 שנים. פרוטוקול זה מתאר את זרימת העבודה הדרושה במתקן תרבות A. mexicanus במהלך שבוע רבייה טיפוסי וכולל את הפרטים של תחזוקת מערכת הדגים ואת משטר בקרת הטמפרטורה להשרצה מקסימלית.

א. מקסיקני הוא דג טרופי החי בנהרות שמקורם במישורי אבן גיר (דגי קרקע) ובבריכות במערות גיר (דגי מערות)^8. אבן גיר מתמוססת כדי לייצר מים קשים, ו- A. mexicanus משגשג במים קשים. דגים המותאמים לתנאי מים קשים יכולים לסבול מגוון של תנאים מלוחים, אבל בדרך כלל להתרבות אלה ספציפיים⁹. אינדוקציה של התנהגות השרצה מושגת על ידי שילוב של גורמים. בגלל דגים הם בדם קר להסתמך על הסביבה שלהם כדי לשמור על הומאוסטזיס, חילוף החומרים שלהם רגיש לשינויים סביבתיים והם מגיבים מהר יותר לחצים¹⁰. א. מקסיקני צריך להיות מתורבת במערכות מימיות בתנאים מוסדרים בקפידה של זרימת מים, pH, מוליכות, לחץ אוסמוטי, תאורה וטמפרטורות מים.

במעבדת ג’פרי, דגים מתוחזקים בשתי מערכות מים זורמים: (1) “מערכת תינוקות” לדגים צעירים לפני בגרות מינית ו-(2) מערכת למבוגרים (או עיקריים) למבוגרים בוגרים מבחינה מינית. “מערכת התינוק” מורכבת ממיכלי 8 L ו-15 ליטר המסופקים עם מים זורמים. “מערכת התינוקות” נזרעת על ידי קטינים מטמורפוזים צעירים הגדלים מזחלים במיכלים קטנים יותר (1-10 ליטר), שבהם מוחלפים מים מדי שבוע. זחלים, מטגנים וצעירים תלויים מאוד במזון ויש להאכילם במזון חי (שרימפס מלח) פעם ביום כדי להבטיח שיעור הישרדות גבוה. צעירים מ”מערכת התינוקות” מוצבים במערכת הבוגרת לאחר כשנה וחצי. בהתחלה, הם ניזונים פתיתי טטרה מרוסקים, ולאחר צמיחה נוספת הם מועברים למשטר האכלה למבוגרים רגילים. בגרות מינית ניתן להעריך על ידי נפח הבטן אצל נקבות, ושיטות לקביעת מין תוארו¹¹. במערכת הבוגרת, מים מוחלף באופן אוטומטי 42 L מיכלים 3 פעמים לכל תקופה של 24 שעות. המערכת הבוגרת מנוטרת מדי יום על ידי בדיקה חזותית וטמפרטורה אוטומטית, קריאת pH ומוליכות מבדיקות. רמת ה- pH האופטימלית היא בסביבות 7.4 ויכולה לנוע בין 6.8-7.5, טמפרטורת הבסיס של המערכת היא 72/73 °F, ואת המוליכות האידיאלית נע בין 600-800 מ”ר. קריאות אוטומטיות מוצגות על מסך בקר, ובדיקות חזותיות של לחץ מים נקראים במוני זרימה המופצים ברחבי המערכת. בדיקות עצמאיות על איכות המים נעשות מדי שבוע על ידי בדיקת טמפרטורה ומדידת פרמטרים של איכות המים עבור pH, אמוניה וחנקה באמצעות בדיקה צבעונית. רמות האמוניה והחנקן נשמרות באפס או קרוב לו על ידי הוספת חיידקים מועילים (למשל, מחזור נוטפין) למערכת. תאורת החדר נשלטת על ידי טיימר המותאם לאור של 14 שעות ולתקופות חשוכות של 10 שעות. בנוסף לפרמטרים הכוללים של איכות המים שהוזכרו לעיל, השיקולים הבאים זקוקים לתשומת לב מיוחדת במהלך שבוע רבייה.

השיקול הראשון הוא photoperiod, כמו דגים (אפילו דגי מערה במעבדה) תלויים מחזורי אור כדי להגדיר את השעון הביולוגי שלהם. מקצבים צירקדיים יכולים להשפיע על כל דבר, החל רבייה והאכלה לבריאות המערכת החיסונית^12,13 וחייב להיות עקבי עבור יתרונות בריאותיים מקסימליים. דגים נשמרים במערכת מים זורמים על אור 14 שעות ו 10 שעות כהה photoperiod. דגי פני השטח מתחילים בדרך כלל להשריץ שעה לאחר שהמערכת הוחשכה, ואור שהוצג בתקופה זו יכול להפריע ולהפסיק להשריץ. ההשרצה של דגי מערה עיוורים מופרעת פחות על ידי אור. בהשוואה להשרצת דגי קרקע, ההשרצה של דגי המערה מתעכבת, בדרך כלל מתחילה ארבע עד חמש שעות לאחר שהמערכת הוחשכה.

השיקול השני הוא תזונה. דגים בוגרים ניזונים בדרך כלל דיאטה של פתיתי טטרה פעם ביום. לפני ההשרצה, דגים ניזונים מתזונה עשירה בחלבון בתוספת כמויות נוספות של פתיתי טטרה ומזון אחר: פתיתי חלמון ביצה ומדי פעם תולעים שחורות חיות בקליפורניה (Lumbriculus variegatus) כדי לפצות על אובדן חלבון עקב ייצור ביצים במהלך מחזור ההשרצה הקודם. במהלך שבוע הרבייה, דגים ניזונים פעמיים ביום, פעם בבוקר ושוב אחר הצהריים / ערב. דגים להאכיל רק פעם ביום אבל עם חלק אחד גדול מאוד של מזון יש להימנע, כמו זה יכול לגרום תת תזונה¹⁴.

השיקול השלישי הוא החלל. דרישות החלל מבוססות על מסת הגוף הממוצעת של מבוגר, כמו גם שיקולים התנהגותיים, כגון האם לדגים יש התנהגות לימודית או התנהגות אגרסיבית. טנקים מעל או מתחת לצפיפות עלולים להוביל לתוקפנות מוגברת וללחץ מתמיד, מה שהופך דגים לפגיעים לפציעה של חבריהם לטנקים ואינם ששים להשתתף בהשרצה¹⁵. אנחנו בדרך כלל בית 10-20 דגים לכל מיכל 42 L.

השיקול הרביעי הוא הטמפרטורה. כפי שהוזכר לעיל, דגים הם בעלי חיים בדם קר להסתמך על הסביבה כדי לשמור על טמפרטורת הגוף. מכיוון שלטמפרטורה יש השפעה ישירה על תהליכים מטבוליים, שינויים בטמפרטורה יכולים לגרום לשינויים התנהגותיים בדגים¹⁶. תוכנית רבייה זו מורכבת ממחזורים של שבועיים בטמפרטורה: השבוע הראשון מציג עלייה בטמפרטורה ל 78 °F, והשבוע הבא שומר על טמפרטורה סטטית של 72 °F. במהלך השבוע הראשון (הרבייה), רשתות רבייה עם קצוות פלסטיק ממוקמות בתחתית המיכלים בכל ערב. רשתות הרבייה משמשות מחסום בין הדגים במיכלים לבין הביצים המושרות, שאחרת היו נצרכות. הטמפרטורה עולה ב 2 °F ליום למקסימום של 78 °F עד אמצע השבוע, ואת ההשרצה הוא המושרה על פי מחזור האור הראשון 2-3 ערבים של השבוע. הטמפרטורה יורדת לאחר מכן במרווחים של 2 מעלות צלזיוס ל-72 מעלות צלזיוס בימים הנותרים של השבוע, וטמפרטורת הבסיס נשמרת עד לתחילת שבוע הרבייה הבא. הרבייה מגורה בדרך כלל לא יותר מפעמיים בחודש כדי לאפשר לדגים זמן להתאושש.

בסך הכל, שיטה זו מאפשרת להשריץ כמויות גדולות של עוברים באיכות הגבוהה ביותר על פני תקופה ארוכה יותר של זמן.