Questo articolo fornisce una procedura dettagliata per le pratiche di manipolazione ottimali e l’impianto di un microtrasmettitore acustico in giovani di alosa americana. I risultati del nostro studio di laboratorio suggeriscono che queste tecniche di marcatura potrebbero essere implementate in studi sul campo di giovani di aloni americani con un’alta probabilità di sopravvivenza.
L’uso di tecniche di telemetria per comprendere meglio il comportamento e la sopravvivenza dei giovani aloni americani (Alosa sapidissima), mentre migrano attraverso i sistemi idroelettrici, è stato impegnativo perché è ampiamente noto che gli aloni sono particolarmente sensibili alla manipolazione. L’obiettivo di questo studio è stato quello di sviluppare un protocollo di marcatura utilizzando un nuovo microtrasmettitore acustico che riduca al minimo gli effetti dannosi del processo di marcatura e massimizzi la sopravvivenza post-marcatura del giovane alosa americana. Limitare la manipolazione fuori dall’acqua e l’uso di acqua salata salmastra (7,5 parti per mille) prima e dopo la marcatura ha migliorato la sopravvivenza per l’agone marcato utilizzando un semplice metodo di impianto pettorale. Questo protocollo fornisce una procedura dettagliata e dettagliata per etichettare l’agone giovanile con trasmettitori acustici. I pesci marcati con questa procedura e tenuti in laboratorio per 60 giorni hanno avuto un tasso di sopravvivenza dell’81,5%, rispetto al 70% delle loro controparti non marcate. Le pratiche di marcatura e manipolazione sviluppate con successo in questo studio potrebbero essere applicate a studi di telemetria sul campo di giovani di aloni e di altre specie sensibili.
L’agone americano (Alosa sapidissima) è una specie ittica anadroma originaria della costa orientale degli Stati Uniti. La ridotta disponibilità di habitat e l’aumento dello sviluppo di dighe idroelettriche hanno provocato un declino della popolazione di aloni in tutto il loro areale nativo 1,2. L’agone giovanile e altre alosine, durante la loro migrazione verso l’oceano, possono essere particolarmente suscettibili a lesioni e mortalità quando passano attraverso strutture idroelettriche 3,4,5. Comprendere il passaggio e i tassi di sopravvivenza dell’agone giovanile nelle dighe idroelettriche è fondamentale per informare la riautorizzazione di queste strutture e gli sforzi di ripristino per la specie. Tuttavia, mancano tecniche di marcatura efficaci per valutare il passaggio e i tassi di sopravvivenza dell’agone americano mentre migrano verso l’oceano. Gli shad marcati con trasmettitori per studi di telemetria dovrebbero essere rappresentativi della popolazione di inferenza non marcata e non dovrebbero essere influenzati negativamente dal tag o dal processo di marcatura 6,7.
Per contribuire a migliorare la capacità di tracciare l’agone giovanile, il Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ha sviluppato un nuovo microtrasmettitore acustico per lo studio dell’agone americano e di altre specie ittiche con tipi di corpo compressiformi simili. Una delle sfide comuni nello studio dell’agone americano e di altre alosine è la loro sensibilità alla manipolazione, al trasporto e all’etichettatura rispetto ad altre specie. Ad esempio, Raquel et al.8 hanno scoperto che la mortalità per la movimentazione e il trasporto su strada erano costantemente più alte per il novellame di alosa americana rispetto alle altre cinque specie di novellame nel loro studio. Dei pochi studi pubblicati che hanno valutato gli sforzi per marcare l’agone americano giovane, è stata riportata un’ampia gamma di sopravvivenza, da un minimo del 2% dopo 7 giorni9 e fino al 100% dopo 48 ore dopo la marcatura10 e sono disponibili pochissime informazioni sulla sopravvivenza a lungo termine e sulla ritenzione del trasmettitore per l’agone giovane marcato.
Le sfide nel gestire e marcare con successo specie sensibili come l’agone americano hanno messo in luce le lacune di conoscenza sulla loro migrazione, comportamento e uso dell’habitat. La capacità di tracciare il movimento attraverso le dighe idroelettriche farebbe notevolmente progredire la comprensione del passaggio e dei tassi di sopravvivenza dell’agone americano. Aiuterebbe a prendere decisioni informate sulla gestione degli impianti idroelettrici esistenti e su nuovi progetti per sistemi che riducano al minimo gli effetti sulle specie ittiche e sulle fasi di vita non studiate in precedenza. Con lo sviluppo di nuove tecnologie di trasmissione, la comprensione degli effetti del trasmettitore e del processo di marcatura è fondamentale per ridurre al minimo le distorsioni e valutare con precisione il passaggio e la sopravvivenza. Gli obiettivi di questo studio erano quelli di valutare la sopravvivenza a 60 giorni dei giovani di alosa americana marcati con un nuovo microtrasmettitore acustico e di fornire un protocollo di manipolazione e marcatura che riducesse gli effetti negativi della marcatura sull’agone, rendendoli così più paragonabili alle loro controparti non marcate.
La necessità di studiare i movimenti dei giovani aloni americani intorno agli impianti idroelettrici ha portato allo sviluppo di un protocollo di manipolazione e marcatura per migliorare la sopravvivenza degli aloni marcati. Al PNNL, i tentativi iniziali di impiantare l’agone giovanile con un nuovo trasmettitore acustico, senza l’uso di acqua salata, hanno portato al 100% di mortalità entro 24 ore. Il successivo protocollo di manipolazione e marcatura accuratamente sviluppato ha dimostrato che l’agone americano può essere impiantato con un microtrasmettitore acustico e mantenuto a lungo termine in un ambiente di laboratorio con un alto tasso di sopravvivenza (81,5%). Ridurre al minimo la manipolazione fuori dall’acqua e l’uso di acqua salata salmastra prima e dopo l’etichettatura è stato essenziale per il successo dell’etichettatura dell’agone americano giovane.
Nella valutazione preliminare, gli shad di soli 50 mm sono stati marcati con un trasmettitore fittizio utilizzando quattro metodi di impianto. L’etichettatura gastrica, uno dei metodi più comuni per marcare l’agone adulto 13,14,15, ha avuto risultati promettenti durante i test pilota, ma ha avuto un’alta incidenza di perdita di tag durante la valutazione preliminare. L’impianto attraverso un’incisione pelvica è stato utilizzato con successo per studiare i movimenti dell’adulto Twaite shad16 e gli attacchi dorsali sono stati utilizzati per il monitoraggio a breve termine del giovane American shad10. Più recentemente, l’impianto di tag attraverso un’incisione pettorale è stato utilizzato per studiare i movimenti a lungo termine dell’agone adulto sia in ambiente fluviale che marino17. Nella valutazione preliminare al PNNL, la posizione dell’incisione pettorale ha ottenuto risultati migliori rispetto alle altre tre posizioni valutate e la sopravvivenza post-marcatura a 7 giorni è stata superiore al 90%.
Nel complesso, i risultati di queste valutazioni hanno mostrato che la sopravvivenza dello shad marcato era paragonabile alla sopravvivenza dello shad non marcato oltre la durata della durata della batteria del trasmettitore acustico, che dovrebbe essere di ~30 giorni con un segnale acustico trasmesso ogni 5 secondi.
Questo protocollo di progettazione e marcatura del trasmettitore è molto promettente per lo studio di specie ittiche piccole, sensibili e minacciate come l’agone americano in applicazioni sul campo, consentendo ai ricercatori di ottenere informazioni preziose sui movimenti dei pesci vicino agli impianti idroelettrici. Ad esempio, questa tecnica di marcatura sarà utilizzata in una prossima applicazione sul campo per studiare il comportamento degli aloni giovani marcati acusticamente mentre si avvicinano allo sfioratore e alla centrale elettrica di una diga idroelettrica. I risultati ottenuti dagli studi in fiume possono informare meglio le decisioni di gestione in queste strutture e possono aiutare a conservare le specie durante la loro fase di vita giovanile. Studi futuri dovrebbero valutare l’efficacia di questa procedura per l’etichettatura e il monitoraggio dei pesci ad acqua fluente in condizioni di campo. Inoltre, queste tecniche sono facilmente trasferibili all’impianto di shad o di altre specie sensibili con tag PIT (Passive Integrated Transponder), che possono fornire un monitoraggio a lungo termine per tutta la loro storia di vita.
The authors have nothing to disclose.
Questo studio è stato finanziato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) Water Power Technologies Office. Gli studi di laboratorio sono stati condotti presso il PNNL, che è gestito da Battelle per il DOE nell’ambito del contratto DE-AC05-76RL01830. Gli autori desiderano ringraziare Dana McCoskey e Tim Welch del DOE, Eric Francavilla, Ryan Harnish, Huidong Li, Stephanie Liss, Brian Mason, Megan Nims, Brett Pflugrath e Ashlynn Tate del PNNL per la loro assistenza con lo studio e il manoscritto, e l’U.S. Army Corps of Engineers e la Pacific States Marine Fisheries Commission per il loro aiuto nella raccolta del giovane shad.
#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 |