السباحة تقييم الأداء في أسماك

يتمثل الهدف العام من التجربة التالية في تحديد قدرة الأسماك على أداء سلوكيات السباحة التي تتطلب جهداً طاقياً عالياً. ويتم تحقيق ذلك عن طريق وضع الأسماك في مقياس تنفس بنفق سباحة وتحديها بزيادة سرعة تدفق المياه. خلال هذه الفترة، يجب تسجيل استهلاك الأكسجين، مما يسمح بتحديد التغيرات في معدل الأيض.

بفضل التمارين، يمكن استخدام برمجيات تحليل الفيديو للحصول على معلومات تتعلق بسلوك السباحة. وتُستخلص نتائج تُظهر اختلافات في أداء السباحة بناءً على السرعة القصوى التي يمكن للسمكة السباحة بها والمدة التي يمكنها خلالها الحفاظ على هذه السرعة. يمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة رئيسية في الإيكولوجيا الفسيولوجية تتعلق بالمتطلبات الطاقية للسباحة وآليات التحكم فيها، وسيكون من دواعي سروري استعراض هذا الإجراء برفقة طالب متميز.

يمكن تنفيذ ذلك في مختبري باستخدام شبكة عديمة العقد لجمع الأسماك بشكل فردي من خزان الاحتجاز. يجب تقليل وقت الاصطياد إلى أدنى حد، وتجنب جمع عدة أسماك معاً، وعدم إبقاء الأسماك في الشبكة لأكثر من بضع ثوانٍ.

بما أن هذه العوامل يمكن أن تزداد، فإن الإجهاد يمكن أن يؤثر على أداء السباحة. ضع الأسماك في خزان نقل مياه عذبة يحتوي على مادة التري كاي ميثان سلفونات المخدرة والمخففة ببيكربونات الصوديوم. يتم بعد ذلك تحديد جنس الأسماك المخدرة، وقياس كتلتها وطولها، وإجراء فحص خارجي سريع لحالتها، مع قياس الطول الإجمالي، أو الطول الشوكي، أو طول الجسم.

ضع الأسماك في نفق السباحة بأسرع ما يمكن للمساعدة في عملية التعافي. اضبط معدل التدفق بحيث تتمكن الأسماك من الاستراحة في القاع مع السباحة بالكاد. مثال على المعدل المناسب لأسماك سلمون السوكاي البالغة هو 0.3 BL في الثانية.

ضع مسبار الأكسجين في جهاز قياس التنفس. راقب مستويات الأكسجين في نفق السباحة أثناء الاختبار. تختلف فترات التأقلم من سمكة إلى أخرى.

هنا يتم تأقلم سمكة ترولت قوس قزح يافعة لمدة 30 دقيقة لتعويض الأكسجين، والحد من تراكم الفضلات، والحفاظ على درجة حرارة الماء. يتم شطف النفق بشكل دوري. والطريقة الأكثر شيوعاً لتوصيف أداء السباحة لدى الأسماك في نفق السباحة هي من خلال المدة التي يمكن خلالها الحفاظ على هذا الأداء.

كلما كانت السرعة أقل، تمكنت الأسماك من السباحة لفترة أطول والعكس صحيح. ويُشار إلى السرعات عمومًا بأنها سرعات انفجارية، أو ممتدة، أو مستمرة، والتي تتوافق مع مدد زمنية تُقدر بالثواني، أو من دقائق إلى ساعات، أو ساعات وما بعدها. ولتحديد هذه السرعات، تخضع الأسماك لخطوات يحددها المستخدم تتكون من ارتفاع محدد، أي تدفق المياه، والسرعة، والزيادات، والطول، أي مدة الخطوة.

سيؤدي زيادة ارتفاع الدرجة وتقليل طولها إلى رصد أقصى سرعة اندفاع، بينما سيؤدي عكس ذلك إلى رصد أقصى سرعة مستدامة. بعد ذلك، قم بإعداد نظام تحليل فيديو لتسجيل سلوك السباحة أثناء الدراسة. يمكن أيضاً إتمام تحليل الفيديو بعد التجارب باستخدام الفيديو المسجل عقب مرحلة التأقلم، وزيادة سرعة التدفق وفقاً لحجم الدرجة، وتسجيل مدة السباحة إذا لزم الأمر.

يمكن استخدام شحنة صغيرة يتم إرسالها بواسطة شبكة صدمات في مؤخرة نفق السباحة لتحفيز السباحة بمجرد توقف السمكة عن السباحة. أنهِ الاختبار واسمح بفترة تعافٍ مدتها 30 دقيقة لرصد السباحة الانفجارية أو القدرة على الركض السريع. ارفع سرعة التدفق إلى الحد الأقصى التقديري.

يجب أن تكون الأسماك في حالة راحة في الجزء الخلفي من الغرفة أثناء زيادة سرعة التدفق بشكل سريع. وبمجرد إصابتها بالإجهاد، يجب السماح للأسماك بالتعافي أو إخراجها فوراً لأخذ عينات من الأنسجة، ثم يتم تحديد معدلات التمثيل الغذائي الروتينية والقصوى والتي يُرمز لها اختصاراً بـ RMR و MMR من خلال حساب حجم أو كتلة الأكسجين لكل وحدة كتلة لكل وحدة زمنية. وفي هذا المثال، بلغ الـ RMR قيمة 198 بينما بلغ الـ MMR قيمة 961 milligrams of oxygen per kilogram per hour.

في اختبار الخطوة، تتمثل الطريقة التقليدية للإبلاغ عن السرعة القصوى التي تم تحقيقها في حساب سرعة آخر خطوة اكتملت بالكامل، مضافاً إليها الكسر الزمني لآخر خطوة نهائية غير مكتملة. يُستخدم مشهد المعادلة هنا لتقدير قدرة السباحة المطولة أو المستمرة، والتي يُشار إليها أيضاً بأداء السباحة الحرج، أو Ucrit؛ حيث يشير التقاطع إلى النقطة التي رفضت عندها السمكة مواصلة السباحة وهي النقطة التي تم عندها حساب Ucrit. ويمكن استخدام برنامج تحليل الفيديو لتحديد سلوكيات السباحة، مثل عدد طفرات السباحة ومدتها.

يمكن أيضاً حساب تردد ضربات الذيل وسعة ضربات الذيل كما هو موضح. وهنا يمكن جمع عينات الاختبار التالية لتحديد مستويات الهيماتوكريت، أو تركيزات هرمونات الإجهاد، أو مخزونات الطاقة في العضلات، أو أنشطة الإنزيمات، أو غيرها من المعايير الفسيولوجية.