Abstract
Extrahera otoliter (hörselbenen) från fisk som har mycket tjocka skallar kan vara svårt och mycket tidskrävande. Det är praxis att göra en tvärgående vertikal snitt på toppen av skallen med en hand eller elektriskt sågen kan skada otolith om inte utförts korrekt. Störar (Acipenseridae) är en familj i synnerhet som har en mycket stor och tjock skalle. En ny laboratoriemetod som kommer in i hjärnan hålrum från den ventrala sidan av fisken för att exponera otoliter var lättare än andra otolith extraktionsmetoder har hittats i litteraturen. Metoder som granskas i litteraturen är avsedda för området och är mer effektiva på att snabbt bearbeta stora mängder fisk. Emellertid var denna nya teknik utformad för att vara mer lämpade för en laboratoriemiljö när tiden är inte pressning och framgångsrik extraktion från varje prov är kritisk. Framgången för att hitta och ta bort otoliter med den här tekniken är mycket hög och inte äventyra sTRUKTUR på något sätt. Detta alternativ teknik kan tillämpas på andra liknande fiskarter för att utvinna de otoliter.
Introduction
Sturgeon (Acipenseridae) populationer i hela världen har minskat i över ett sekel på grund av effekter, inklusive förlust av livsmiljöer, befolknings fragmentering och överfiske så att många populationer skyddas av statliga och federala lagar 1,2. Förvaltningsorgan hela USA och världen har identifierat stör som målart för restaurering och återvinning 1. Populationsegenskaper (tillväxt, rekrytering, kost) de flesta stör populationer har studerats för att bättre förstå de grundläggande biologi och livshistorieegenskaper 1. På grund av den skyddade status för de flesta stör populationer är svårt i små hotade populationer där ingen uppoffring eller skada individer motiverat utvärderings ålder.
Utvinningen av benstrukturer för att ålders uppskattning och tillväxtanalys har varit en vanlig teknik 3 .Det användning av fin ray sektioner för att bestämma ålder av Sturgepå har blivit en praktisk nonlethal metod, men kontrollen av tekniken har varit begränsad och ålder kan vara mycket svårt att dechiffrera hos äldre individer (> 15 år) 4. Forskare utvärderar användningen av multipla benstrukturer i stör för deras användning i att validera en ålder av Gulf Sturgeon (atlantisk stör desoti) 5, Atlantic Sturgeon (A. o. Oxyrinchus) 6, vit Sturgeon (A. transmontanus) 7, och Lake Sturgeon (A. fluvescens) 8 slutsatsen att den första marginal bröstfenan stråle som de mest exakta ålder men avslutade denna invasiva procedur för att vara skadliga för större individer. För närvarande finns är utvecklingen av användning av otolith form mått för att skilja mellan nordamerikanska störarter med en mycket hög grad av framgång 9. Detaljer om processen att avlägsna otolith med en rygg tvärs snitt vid basen av skallen är en vanlig otolith extraInsatser metod finns i hela litteraturen och tydligt specificerats Secor et al. (1991) 10. Emellertid är denna metod svår att genomföra på stören som har mycket tjocka skallar med otoliter som är små och känsliga och skulle tendera att bryta. En ytterligare genomgång av litteraturen visar ingen annan detaljerad metod för otolith borttagningsprocessen för stör. Syftet med denna uppsats var att i detalj en alternativ metod för att utvinna otoliter från stör genom att hjärnan hålrum från den ventrala sidan.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Viktigt: På grund av den skyddade statusen för alla arter av stör i USA, medger att förvärva och hantera fisk erhölls före laboratorieförfarande. Alla exemplaren förvärvats från kläckeri källor efter slakt på grund av naturliga orsaker och bortskaffas följande standardförfarande.
1. Provberedning
- Innan några snitt låg stör stommen på sin sida och med hjälp av ett måttband för att mäta den totala längden från nos till spetsen på svansen med en noggrannhet av 1 mm. (Figur 1A)
- Väg stör kadaver på en tarerad skala till närmaste 1 g. Utvärdera kadaver för eventuella externa taggar eller märken och spela in.
2. Otolith Extraktion
- Göra ett vertikalt snitt med en stor filé kniv mellan basen av skallen och den första dorsala scute genom kroppen för att separera huvudet från kroppen (Figur 1B). Efter avlägsnande av huvud, turn huvudet så munnen är vänd uppåt (Figur 1C).
- Ta bort mjuk vävnad i munnen och gälarna med hjälp av filé kniv för att skära längs den ventrala sidan av skallen (figur 1D). Gör ett snitt med en elektrisk bensåg från spetsen av nosen till basen av skallen för att fullständigt bisect huvudet (figur 1E). Separera de två halvorna för hand för att exponera hjärnan hålrum (Figur 2A).
- Ta bort och kasta hjärnsubstans (Röd ruta till vänster) med pincett för att visa båggångarna (Röd ruta till höger) i hjärnan hålrum (Figur 2B).
- Ta bort halvcirkelformade kanalen brosk från hjärnan hålrum med pincett (Figur 2C). Försiktigt punktera halvcirkelformade kanalen brosk med spetsen på tången och avlägsna otolith (figur 2D). Ta bort otolith (hård benstrukturen inuti brosket) med tång från den halvcirkelformade kanalen brosk (Figur 2E)
- Upprepa steg 2,3-2,4 för avlägsnande otolith från den andra halvan av skallen.
- Doppa otoliter i 92% etanol under 5 sekunder för att avlägsna eventuella brosk. Place otoliter i en öppen 25 ml scintillationsflaska torka i 24 timmar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den vuxenstorlek av stör i hela världen varierar stort men placeringen av de otoliter är konsekvent. Användningen av en vass filé kniv befanns avlägsna den mjuka vävnaden i munnen lätt visas i Figur 1D. En elektrisk bensåg är den lämpligaste för den laterala snitt för att exponera hjärnan hålrum i figur 1E. Men uppmärksamma tudelar mittlinjen av skallen behövs annars otoliter kan krossas under denna process. Om denna process utförs korrekt då hjärnan hålrum kommer att exponeras jämnt utan skador på otoliter som visas i figur 2A. Den hjärnsubstans kan lätt avlägsnas med användning av pincett som i fig 2B och att hitta den halvcirkelformade kanalen brosk, som innehåller den otolith är lätt att hitta vid basen av hjärnan hålrum såsom visas i fig 2C. Brosket finns i den halvcirkelformade kanalen är easily avlägsnas från otolith med en pincett som tittade i figur 2D.
Denna procedur visar framgångsrikt avlägsnande av stör otolith och är ett preliminärt steg i en mer kvantitativ analys av fiskens levnadshistoria. Utfall framgång kan mätas genom avlägsnande av otolith utan att bryta strukturen. Åldersbestämning och tillväxttakten är två variabler som kan utvärderas med hjälp av de borttagna otoliter. Formanalys för arter differentiering är en annan mätbar mått som kan utvecklas från otoliter.
Figur 1. Placering av Sturgeon Carcass för Otolith Removal. (A) Sturgeon Carcass Lateral View för mätning och vägning, (B) vertikalt snitt för att separera Sturgeon Head från Bo dy, (C) Flip Head to Visa mun och ventrala sidan av huvudet, (D) Soft Tissue avlägsnas för att exponera ventralsida skalle, (E) lateralt snitt från tips nos till Base Skull Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2. Intern undersökning av hjärnan Cavity att ta bort otoliter. (A) Brain Cavity exponeras efter Head Separerad, (B) hjärnsubstans avlägsnas för att exponera båggångarna, (C) Semicircular Canal brosk bort, (D) Otolith sedda och avlägsnas från Semicircular Canal brosk, (E) Kortnosad stör Otolith54316 / 54316fig2large.jpg "target =" _ blank "> Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Översikten av en alternativ metod för att utvinna otoliter från stör djurkroppar har i detalj. Det är viktigt att notera att särskild uppmärksamhet är nödvändig för att den laterala snitt placering på mittlinjen av skallen för att halvera skallen jämnt att säkerställa att ingen skada på otoliter under dissekering. Om snittet inte är tillräckligt djup för att helt bisect skallen kommer det att bli mycket svårt att exponera hjärnan hålighet där placeringen av otoliter syns tydligt. Med erfarenhet, är den övergripande tekniken relativt enkel och leder till en hög procentandel av de otoliter upptäcks intakt. Denna nya metod ger forskningar ett alternativt sätt att extrahera otoliter för andra produkter än stör som kan vara svårt med användning av standard otolith extraktionsmetoder arter.
Begränsningar för denna metod är tillämplig till ett laboratorium inställning inte för fältbruk. Den tid som behövs för slaktkroppar preparatet inte bidrar till prover som tagitspå fältet i tid. Ett annat bekymmer är att använda på störarter som normalt är skyddade under statlig eller federal lag på grund av befolknings minskar.
Det är mycket svårt att få tillstånd att bedriva denna typ av utvärdering på bekostnad av att offra individer som behövs för att hålla populationer liv. Men när döda exemplar finns tillgängliga via naturliga orsaker denna teknik ger ett bra sätt att samla in mer information än vad som skulle vara tillgängliga på annat sätt.
Det är viktigt att notera betydelsen av denna teknik för att kunna ta bort otoliter från stör som använder denna alternativa metod. Befintliga tekniker avlägsna otoliter från ryggregionen av huvudet är fortfarande användbara och nyttiga men inte för stör. Med hjälp av denna nya teknik för att exponera hjärnan hålrum ger också tillgång och användbarhet för andra områden neural funktion och hjärnans morfologi. Denna nya teknik kan vara fördelaktigt attanvändas på andra fiskarter med mycket tjocka skalle väggar eller där det finns en begränsad mängd fisk som ska användas för otolith extraktion.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Särskilt tack till St Regis Mohawk Miljö Division, Welaka National Fish Hatchery, US Fish and Wildlife Service Research Unit, Southern Illinois University, US Fish and Wildlife Service Northeast Fisheries Center, Sterling kaviar, University of California-Davis, Garrison Dam National Fish Hatchery, björnar Bluff National Fish Hatchery och US Fish and Wildlife service Panama City fiske Resource Byrån för deras hjälp levererar stör för detta projekt. den här artikeln är bidrag 2013 USGS Great Lakes Science Center.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Measuring Board | Metric meter stick is preferred | ||
| Weighing scale | |||
| Filleting Knife | |||
| Scalpel | |||
| Forceps | |||
| Sample vials | 25 ml scintillation vials work well |
References
- Auer, N. A. Conservation. Sturgeons and Paddlefish of North America. LeBreton, G. T. O., Beamish, F. W. H., McKinley, R. S. 27, Kluwer Academic Publishers. 252-276 (2004).
- Sturgeon Specialists Group, sturgeon conservation. IUCN (International Union for the Conservation of Nature). , Source: www.iucn.org (2008).
- Campana, S. E. Accuracy, precision and quality control in age determination, including a review of the use and abuse of age validation methods). Journal of Fish Biology. 59, 197-242 (2001).
- Bruch, R. M., Campana, S. E., Davis-Foust, S. L., Hansen, M. J., Janssen, J. Lake Sturgeon age validation using bomb radiocarbon and known-age fish. Transactions of the American Fisheries Society. 138, 361-372 (2009).
- Baremore, I. E., Rosati, J. D. A validated, minimally deleterious method for ageing sturgeon. Fishery Bulletin. 112, 274-282 (2014).
- Stevensen, J. T., Secor, D. H. Age determination and growth of Hudson River Atlantic sturgeon, Acipenser oxyrhynchus. Fishery Bulletin. 97, 153-166 (1999).
- Brennan, J. S., Cailliet, G. M. Comparative age-determination techniques for white sturgeon in California. Transactions of the American Fishery Society. 118, 296-310 (1989).
- Rossiter, A., Noakes, D. L. G., Beamish, F. W. H. Validation of age estimation for the lake sturgeon. Transactions of the American Fisheries Society. 124, 777-781 (1995).
- Chalupnicki, M. A., Dittman, D. E. North American Sturgeon Otolith Morphology. Copeia. , 260-266 (2016).
- Secor, D. H., Dean, J. M., Laban, E. H. Manual for otolith removal and preparation for microstructural examination. , Barach Press. Columbia, South Carolina. (1991).
