我们介绍了一种在野外地点利用光诱捕器收集海洋颚虱等足类鱼类寄生虫的方法 通过 屏气潜水或水肺潜水。
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摘要
摘要
本文介绍了一种利用光诱捕器采集海洋颚虱等足类鱼类寄生虫的方法。颚虱等足类是一类重要的海洋鱼类寄生虫，主要在夜间吸食宿主鱼类的血液和体液。与陆地上的蜱虫和蚊子类似，它们仅在短时间内与宿主接触，生命周期的大部分时间均自由生活于海底环境。由于其高度的活动性以及与宿主之间短暂且主要在夜间发生的联系，通过捕获自由生活的宿主难以有效采集这类生物。然而，它们极易被水下光源吸引，因此可利用光诱捕器进行收集。本文详细阐述了专门改良的光诱捕器在部署与处理过程中的设计原理及各个操作步骤，并展示了样本采集结果，同时讨论了针对不同采样需求对基本操作流程进行调整的多种可能性。
引言
寄生性甲壳动物在珊瑚礁鱼类的生态学和生活史中具有重要作用。它们从宿主身上摄取的生物量和能量相当可观，并影响宿主的行为、生理和存活率1。颚虱类等足目甲壳动物是热带和亚热带珊瑚礁系统中最主要的鱼类寄生虫类群，其数量丰富且种类多样2,3，同时也是清洁鱼类的主要食物来源4,5。颚虱体长通常为1–3 mm。它们具有特殊的生活史，仅三个幼体阶段以鱼类的血液和体液为食6,7。它们主要在夜间活动8,9，尽管视觉可能发挥一定作用，但其宿主搜寻10主要依赖嗅觉线索来定位宿主11,12。三个幼体摄食阶段各自仅寄生一条宿主鱼，每次摄食之间以蜕皮期相隔。最后一次摄食后，三龄幼虫变态为不摄食的成虫，成虫完成繁殖后即死亡。由于每次摄食仅需与宿主短暂接触，而两次摄食之间的间隔可持续数天，因此颚虱在其生命周期的大部分时间中以底栖自由生活状态存在。
颚虱类对宿主有多方面的影响1。除了在清洁鱼与其客户鱼之间的相互作用中起驱动作用外13,14,15，颚虱类可导致成年鱼类宿主的皮质醇水平升高和红细胞压积降低16，当数量较多时，甚至可导致宿主死亡17。对于幼鱼而言，即使单个颚虱也可能致死18,19,20；即使幼鱼能够存活，其竞争空间和逃避捕食者的能力也会受到损害20,21,22。避免颚虱类甚至可能是某些珊瑚礁鱼类夜间迁徙的益处之一23。
除了清洁鱼之外，其他小型肉食性鱼类24以及珊瑚25,26也可能影响颚虱类（gnathiid）的种群数量。海洋变暖及其导致的活珊瑚丧失似乎对颚虱类具有相反的作用27,28,29。
鉴于其明确的生态重要性以及人为环境变化可能对其种群产生的影响，将它们纳入珊瑚礁生态学研究具有充分的理由。然而，由于其独特的生活史以及研究它们的科研人员数量较少，导致在开发、实施和推广可靠且可重复的采样方法以用于科研采集方面存在障碍。
长期以来，光诱捕器一直被用于在夜间收集小型海洋生物30,31。该方法利用了许多夜行性生物（包括节肢动物）趋向光源的特性。传统上，光诱捕器主要用于收集水体中的浮游生物30。然而，其基本原理也可应用于采集在近底层水域活动的自由游动生物。本文介绍了一种改良的光诱捕法，适用于在菲律宾等偏远珊瑚礁环境中采集近海床生活的颚虱类等足类动物的自由生活阶段。在偏远地区开展采样时，这些光诱捕器（图1）相较于其他已有的采集方法具有一些优势32。它们结构简单，仅需三个部件，轻便耐用，且材料易得、成本低廉。此外，这些诱捕器呈负浮力状态，部署时完全充满海水，可稳定沉于海底。由于依赖光源吸引生物，该方法仅在夜间对夜行性物种有效。同时，诱捕器会吸引多种非目标物种，因此需要在解剖显微镜下对样本进行分拣以获得目标生物。迄今为止，我们的研究团队及合作者在全球多个珊瑚礁生态系统中采集颚虱类时，主要采用了三种方法32：羽化诱捕器、活鱼诱饵陷阱和光诱捕器，每种方法各有其优势与局限性。
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方案
根据菲律宾法律法规（RA 9147；FAO 233），样品采集已获得菲律宾农业部-渔业和水产资源局（0154-18 DA-BFAR）的许可，并经西利曼大学（SU）动物伦理委员会批准。
1. 光诱捕器
- 构建
- 使用原本用于管道工程的市售聚氯乙烯（PVC）管材制作光诱捕器。采用10-15 直径为 cm 的 PVC 管，截取 30–40 cm 长度（图1).
- 在管子的两端加入PVC "胶囊" 在开口中央插入一个透明丙烯酸漏斗，并使用透明环氧树脂胶将其固定图1）。待其干燥。
- 确保管子的一端带有螺旋盖或其他可拆卸盖子，并且在陷阱使用时两端均能防水。 "关闭" (例如，加上一个O形圈）。
- 光源
- 部署前，打开水下灯/手电筒（参见 材料表）并将其放入管中，使一端朝向其中一个透明漏斗，确保水下手电筒的光线照亮管子一侧前方的区域。如有必要，可使用化学发光棒代替水下手电筒，但其光强较低。
注意：光线会吸引多种小型夜行性生物31包括鱼虱科（gnathiids）在内的生物会被吸引，通过透明漏斗游入管中。一旦进入管内，由于光诱捕器的结构（细小的漏斗开口）以及持续存在的光源，它们便无法逃脱。
- 部署前，打开水下灯/手电筒（参见 材料表）并将其放入管中，使一端朝向其中一个透明漏斗，确保水下手电筒的光线照亮管子一侧前方的区域。如有必要，可使用化学发光棒代替水下手电筒，但其光强较低。
- 放置
- 在部署地点的水中时，将海水注入已开启光源的光诱捕器内，并封好两端。为确保手电筒不在漏斗尖端下方或遮挡其开口，应倾斜放置 "前部" 将管子向上移动，使喷灯能够向后滑离漏斗。
- 将陷阱放置在海底的沙地或碎石区域，靠近已知能吸引鱼类的珊瑚丛或其他复杂结构处。聚焦光锥 "向内"，朝向鱼类聚集的区域。
注意：在浅水中，可通过屏气潜水放置陷阱；较深水域的部署则需要使用水肺潜水。
- 检索
- 在取出陷阱装置前，立即用一块油泥或橡胶塞将管子两端漏斗的开口密封，确保所有海水及其中包含的生物都保留在内部。
注意：当灯光的电池耗尽且灯不再亮起时，生物体仍将保留在陷阱中。这为回收陷阱时提供了灵活性。"浸泡时间"）。决定浸泡时间时需考虑的因素如下文所述（见讨论部分）。
- 在取出陷阱装置前，立即用一块油泥或橡胶塞将管子两端漏斗的开口密封，确保所有海水及其中包含的生物都保留在内部。
- 转运
- 将陷阱从水底回收后，将其带到船上，或游向岸边。
- 将陷阱从海水中取出后，保持其接近周围海水的温度。
- 尽快将它们运送到实验室进行处理，因为一旦离开海洋，便不再发生气体或水交换。
2 实验室处理
- 样品的储存与过滤
- 将海洋中的光诱捕器取出并带回实验室后，将其内容物倒入盛有新鲜海水的桶中。
- 加入通气装置，以保持生物体在过滤前存活。
- 通过倒入内衬50–100 µm浮游生物筛网的漏斗过滤桶中内容物，然后将滤后物质转移至盛有100 mL新鲜海水的容器中。
- 使用移液器从此小容器中吸取液体，将样品等分试样转移至培养皿中用于显微镜观察。重复此步骤，直至整个样品处理完毕。
- 颚虱科等足类的鉴定与培养
- 由于光诱捕样品会吸引多种小型无脊椎动物，需仔细筛选样品以识别并分离颚虱科等足类。该操作最佳放大倍数为10–20倍（图2）。
注意：在科级水平鉴定颚虱科无需活体标本。然而，用于形态学物种鉴定和繁殖的成体颚虱（在光诱捕中极少捕获）则为必需（参见参考文献1,3,9，获取在人工条件下繁殖与培养颚虱科的方法）。 - 若需将颚虱科个体保持存活以进行培养，应使用移液器轻柔地将其转移至盛有新鲜海水的小型塑料容器中。
- 由于光诱捕样品会吸引多种小型无脊椎动物，需仔细筛选样品以识别并分离颚虱科等足类。该操作最佳放大倍数为10–20倍（图2）。
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结果
在中国台湾中部海域进行采样时，采用了所示的诱捕装置设计（图1）。当设置36个诱捕装置过夜（在一个采样点）时，每个诱捕装置捕获到1至1343只鱼虱类等足类动物（平均275 ± 54只）。所捕获的样本包括已摄食和未摄食的幼体阶段（图2；表1，2）。这些结果表明，在本研究条件下，灯光诱捕法对采集鱼虱类等足类动物具有良好的效果。图3展示了诱捕装置在水下的放置方式。
这种采集颚虱的方法高效且具有足够的灵活性，适用于各种野外地点和科学问题。例如，文献29使用光诱捕器量化了珊瑚覆盖率和鱼类生物量对颚虱丰度的影响（图4），而文献33则使用类似的诱捕器量化了飓风对遗传单倍型的影响（图5
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讨论
传统的光诱捕装置，例如用于收集鱼类幼体的陷阱，体积较大，需悬挂在水体中34相比之下，本文所述的光诱捕器体积较小，可部署于海底。这些捕获器便于运输且可快速布放，可在浅水区域通过闭气（自由）潜水放置（如本研究中所示），也可在较深水域借助水下呼吸器进行布放，能够吸引已摄食和未摄食的生物
幼体阶段。
我们团队及合作者已将此处所述用于研究颚虱科（gnathiids）的底栖光诱捕器进行了多种改进，并根据具体研究目的对设计或操作方案进行了调整（图3）。以下将对此进行说明。
某些研究需要活的等足类桡足动物（gnathiids），包括鉴定血液餐来源（鱼类物种）的研究35,36，或需要进行饲养的研究。本研究中使用的光诱捕器长度为30 cm，直径为10.16 cm，体积约为1.3 L。当捕获器内生物过于密...
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披露
作者声明无任何披露事项。
致谢
本研究由美国国家科学基金会（NSF OCE 2023420 和 DEB 2231250，P. Sikkel 为项目负责人）提供资助。我们感谢菲律宾东内格罗斯省杜马格特市市政府允许我们开展本项研究。同时，我们感谢众多志愿者在野外工作中的协助，以及西利曼大学环境与海洋科学研究所的工作人员和同事们给予的支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 小桶，用于盛放样品的小型容器 | 五金店 | ||
| 漏斗 | 供应商编号 2209-03 | 漏斗：AMERICAN SCIENTIFIC LLC SE - 75 mm (3”) | https://us.vwr.com/store/product/8884369/plastic-funnels |
| 光诱捕器主体（由市售PVC卫生管道制成） | (SKU 145640) | Alasco 卫生级 uPVC 管道 Series 1000 107mm/4' | https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-pipe-series-1000/. 该品牌可在菲律宾购得，其他类似品牌亦可使用 |
| 油泥 | 可在美术用品店或儿童玩具店购得 | 用于回收后密封漏斗 | |
| 浮游生物网筛（50–100 µm） | 任何信誉良好的品牌和来源 | https://www.adkinstruments.in/products/plankton-nets-in-various-mesh-size-1633936883 | |
| 光诱捕器的螺口盖 | Alasco 卫生级 清污口 4" | https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-clean-out/. 该品牌可在菲律宾购得，其他类似品牌亦可使用 | |
| 水肺/浮潜设备 | 任何信誉良好的品牌和来源 | ||
| 体视显微镜 | 科学仪器供应商 | ||
| 水下手电筒 | Princeton Tec Ecoflare 或 Fantasea Nanospotter 6023 |
参考文献
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