Samle marine Gnathiid Isopod fiskeparasitter med lette feller
Summary
Vi presenterer en metode for å samle marine gnathiid isopod fisk parasitter ved hjelp av lysfeller plassert på feltsteder via pust-hold dykking eller dykking.
Abstract
En metode for å samle marine gnathiid isopod fisk parasitter ved bruk av lysfeller presenteres. Gnathiidisopoder er en stor gruppe marine fiskeparasitter som lever av blod og væske fra vertsfisk, hovedsakelig om natten. Som flått og mygg på land, omgås de bare midlertidig med verten og tilbringer mesteparten av livet fritt i bunndyrene. Gitt deres høye mobilitet og forbigående og overveiende nattlige tilknytning til verter, kan de ikke lett samles inn ved å fange frittlevende verter. Imidlertid er de lett tiltrukket av undervanns lyskilder, noe som skaper muligheten til å samle dem i lysfeller. Her er design og individuelle trinn involvert i utplassering og behandling av spesialtilpassede lysfeller for innsamling av frittlevende stadier av gnathiid isopoder skissert. Prøveresultater og mulige modifikasjoner av basisprotokollen for en rekke ulike prøvetakingsbehov presenteres og diskuteres.
Introduction
Parasittiske krepsdyr er viktige i økologien og livshistoriene til revfisk. Biomassen og energien de fjerner fra vertene sine er betydelig og påvirker atferd, fysiologi og overlevelse1. Gnathiid isopod krepsdyr representerer den mest fremtredende gruppen av fiskeparasitter i tropiske og subtropiske revsystemer, hvor de er både rikelig og mangfoldig 2,3 og er den primære matvaren til rensefisk 4,5. Gnathiidene er vanligvis 1-3 mm store. De har uvanlige livshistorier der bare de tre ungdomsstadiene lever av blod og kroppsvæsker fra fisk 6,7. De er mest aktive om natten8,9, og mens synet ser ut til å spille en rolle, er vertskapet10 avhengig av olfaktoriske signaler for å finne verter11,12. Hvert av de tre fôringsstadiene for ungfisk lever av én enkelt vertsfisk, der hvert fôr er adskilt av en smeltefase. Etter den endelige fôringen forvandles tredje trinns larver til ikke-fôrende voksne, som reproduserer og deretter dør. Gitt at fôring bare krever kort tilknytning til verten, mens hvert interfôringsintervall varer dager, tilbringer gnathiider mesteparten av livet fritt i bunndyrene.
Gnathiidene påvirker vertene på flere måter1. Bortsett fra deres rolle som drivere av interaksjoner mellom rensefisk og klienter 13,14,15, kan gnathiids øke kortisolnivået og redusere hematokrit hos voksne fiskeverter16 og i høyt antall, kan til og med føre til død 17. For ungfisk kan selv en enkelt gnathiid være dødelig18,19,20, og selv om fisken overlever, er dens evne til å konkurrere om plass og unnslippe rovdyr kompromittert20,21,22. Å unngå gnathiider kan til og med utgjøre en av fordelene med nattlig migrasjon hos noen revfisk23.
I tillegg til rensefisk kan gnathiidbestandene påvirkes av andre mikrokjøttetende fisk24, samt koraller25,26. Oppvarming av havet og tilhørende tap av levende koraller ser ut til å ha motstridende innvirkning på gnathiidene27,28,29.
Gitt deres klare økologiske betydning og den sannsynlige innflytelsen av menneskeskapte miljøendringer på deres populasjoner, er det overbevisende grunner til å inkludere dem i økologiske studier av korallrev. Men deres unike livshistorie og det lille antallet forskere som studerer dem, skaper en barriere for utvikling, implementering og formidling av pålitelige, reproduserbare prøvetakingsmetoder for å samle dem inn til forskning.
Lysfeller har lenge vært brukt til å samle små marine organismer om natten30,31. De utnytter og er basert på det faktum at mange nattaktive organismer, inkludert leddyr, tiltrekkes av lys. Tradisjonelt har de blitt brukt til å samle planktoniske organismer i vannsøylen30. De grunnleggende prinsippene kan imidlertid brukes til å samle frittsvømmende organismer som er aktive i nærheten av bunndyrene. Her presenterer vi en lett fangstmetode tilpasset for å samle frittlevende stadier av gnathiidisopoder nær havbunnen i avsidesliggende korallrevmiljøer som Filippinene. For innsamling i avsidesliggende områder gir disse lysfellene (figur 1) noen fordeler i forhold til andre metoder utviklet for innsamling av disse organismene32. De er svært bærbare og holdbare, og krever bare tre deler, som er lett tilgjengelige og rimelige. De er også negativt flytende, som når de er utplassert, er de helt fylt med sjøvann. Fordi de er avhengige av lys for tiltrekning, er de bare effektive om natten for å samle nattaktive arter. De tiltrekker seg også mer enn målartene, noe som krever sortering av prøvene under et dissekeringsomfang for å oppnå målorganismer. Tre metoder har hittil blitt brukt av vårt team og samarbeidspartnere for å samle gnathiider i korallrevsystemer over hele verden:32. Disse inkluderer fremvoksende feller, levende fiskeagnfeller og lysfeller, hver med fordeler og begrensninger.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tradisjonelle lysfeller, som de som brukes til å samle larvefisk, er store og henger i vannsøyle34. Lysfellene som beskrives her er derimot små og utplassert på havbunnen. Disse fellene kan enkelt transporteres og raskt distribueres. De kan plasseres ved pust-hold (fri)-dykking på grunne steder (som i denne studien) eller på dykking på dypere steder, og tiltrekker seg både matet og umatet
ungdomsstadier.
Variasjoner av de bentiske lysfellene som er beskrevet …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Finansieringen ble gitt av US National Science Foundation (NSF OCE 2023420 og DEB 2231250, P. Sikkel PI). Vi takker kommunen Dumaguete City, Negros Oriental, Filippinene, for tillatelse til å gjennomføre denne studien. Vi takker også de mange frivillige for deres feltassistanse og ansatte og våre kolleger ved Silliman University Institute for Environmental and Marine Sciences for deres støtte.
Materials
| Buckets, small sample containers | hardware store | ||
| Funnels | Supplier No. 2209-03 | Funnels: AMERICAN SCIENTIFIC LLC SE - 75 mm (3”) | https://us.vwr.com/store/product/8884369/plastic-funnels |
| Main body of light traps (made from commercially available PVC sanitarty pipes) | (SKU 145640) | Alasco Sanitary uPVC Pipes Series 1000 107mm/4' | https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-pipe-series-1000/. This brand can be found in the Philippines. Other simular brands can also be used |
| Modeling clay | Can be found in art suppliy and childreans toy stores | To seal the funnel after retreival | |
| Plankton mesh (50-100 µm) | any reputable brand and source | https://www.adkinstruments.in/products/plankton-nets-in-various-mesh-size-1633936883 | |
| Screw on lids for the light trap | Alasco Sanitary Clean-Out 4" | https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-clean-out/. This brand can be found in the Philippines. Other simular brands can also be used | |
| Scuba/snorkel equipment | any reputable brand and source | ||
| Stereo-microscopes | Scientific suppliers | ||
| Underwater touches | Princeton Tec Ecoflare or Fantasea Nanospotter 6023 |
References
- Sikkel, P. C., Welicky, R. L. The ecological significance of parasitic crustaceans. Parasitic Crustacea. 17 (17), 421-477 (2019).
- Svavarsson, J., Bruce, N. L. New gnathiid isopod crustaceans (Cymothoida) from Heron Island and Wistari Reef, southern Great Barrier Reef. Zootaxa. 4609 (1), 4609 (2019).
- Shodipo, M. O., Sikkel, P. C., Smit, N. J., Hadfield, K. A. First record and molecular characterisation of two Gnathia species (Crustacea, Isopoda, Gnathiidae) from Philippine coral reefs, including a summary of all Central-Indo Pacific Gnathia species. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 14, 355-367 (2021).
- Losey, G. S. Cleaning symbiosis in Puerto Rico with comparison to the tropical Pacific. 4 (4), 960-970 (1974).
- Grutter, A. S., et al. Parasite infestation increases on coral reefs without cleaner fish. Coral Reefs. 37, 15-24 (2018).
- Smit, N. J., Davies, A. J. The curious life-style of the parasitic stages of gnathiid isopods. Advances in Parasitology. 58. , 289-391 (2004).
- Tanaka, K. Life history of gnathiid isopods-current knowledge and future directions. Plankton and Benthos Research. 2 (1), 1-11 (2007).
- Sikkel, P. C., Schaumburg, C. S., Mathenia, J. K. Diel infestation dynamics of gnathiid isopod larvae parasitic on Caribbean reef fish. Coral Reefs. 25, 683-689 (2006).
- Santos, T. R. N., Sikkel, P. C. Habitat associations of fish-parasitic gnathiid isopods in a shallow reef system in the central Philippines. Marine Biodiversity. 4, 83-96 (2019).
- Nagel, L. The role of vision in host-finding behaviour of the ectoparasite Gnathia falcipenis (Crustacea). Isopoda). Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 42 (1), 31-42 (2009).
- Sikkel, P. C., Sears, W. T., Weldon, B., Tuttle, B. C. An experimental field test of host-finding mechanisms in a Caribbean gnathiid isopod. Marine Biology. 158, 1075-1083 (2011).
- Vondriska, C., Dixson, D. L., Packard, A. J., Sikkel, P. C. Differentially susceptible host fishes exhibit similar chemo-attractiveness to a common coral reef ectoparasite. Symbiosis. 81 (3), 247-253 (2020).
- Grutter, A. S. Parasite infection rather than tactile stimulation is the proximate cause of cleaning behaviour in reef fish. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 268 (1474), 1361-1365 (2001).
- Sikkel, P. C., Cheney, K. L., Côté, I. M. In situ evidence for ectoparasites as a proximate cause of cleaning interactions in reef fish. Animal Behaviour. 68 (2), 241-247 (2004).
- Sikkel, P. C., Herzlieb, S. E., Kramer, D. L. Compensatory cleaner-seeking behavior following spawning in female yellowtail damselfish. Marine Ecology Progress Series. , 1-11 (2005).
- Triki, Z., Grutter, A. S., Bshary, R., Ros, A. F. Effects of short-term exposure to ectoparasites on fish cortisol and hematocrit levels. Marine Biology. 163, 1-6 (2016).
- Hayes, P. M., Smit, N. J., Grutter, A. S., Davies, A. J. Unexpected response of a captive blackeye thicklip, Hemigymnus melapterus (Bloch), from Lizard Island, Australia, exposed to juvenile isopods Gnathia aureamaculosa Ferreira & Smit. Journal of Fish Diseases. 34 (7), 563-566 (2011).
- Grutter, A. S., Pickering, J. L., McCallum, H., McCormick, M. I. Impact of micropredatory gnathiid isopods on young coral reef fishes. Coral Reefs. 27 (3), 655-661 (2008).
- Artim, J. M., Sellers, J. C., Sikkel, P. C. Micropredation by gnathiid isopods on settlement-stage reef fish in the eastern Caribbean Sea. Bulletin of Marine Science. 91 (4), 479-487 (2015).
- Sellers, J. C., Holstein, D. M., Botha, T. L., Sikkel, P. C. Lethal and sublethal impacts of a micropredator on post-settlement Caribbean reef fishes. Oecologia. 189, 293-305 (2019).
- Allan, B. J., et al. Parasite infection directly impacts escape response and stress levels in fish. Journal of Experimental Biology. 223 (16), (2020).
- Spitzer, C. A., Anderson, T. W., Sikkel, P. C. Habitat associations and impacts on a juvenile fish host by a temperate gnathiid isopod. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 17, 65-73 (2022).
- Sikkel, P. C., et al. Nocturnal migration reduces exposure to micropredation in a coral reef fish. Bulletin of Marine Science. 93 (2), 475-489 (2017).
- Artim, J. M., Hook, A., Grippo, R. S., Sikkel, P. C. Predation on parasitic gnathiid isopods on coral reefs: a comparison of Caribbean cleaning gobies with non-cleaning microcarnivores. Coral Reefs. 36, 1213-1223 (2017).
- Artim, J. M., Sikkel, P. C. Live coral repels a common reef fish ectoparasite. Coral Reefs. 32, 487-494 (2013).
- Paula, J. R., et al. The role of corals on the abundance of a fish ectoparasite in the Great Barrier Reef. Coral Reefs. 40, 535-542 (2021).
- Sikkel, P. C., et al. Changes in abundance of fish-parasitic gnathiid isopods associated with warm-water bleaching events on the northern Great Barrier Reef. Coral Reefs. 38 (4), 721-730 (2019).
- Shodipo, M. O., Duong, B., Graba-Landry, A., Grutter, A. S., Sikkel, P. C. Effect of acute seawater temperature increase on the survival of a fish ectoparasite. In Oceans. 1 (4), (2020).
- Artim, J. M., Nicholson, M. D., Hendrick, G. C., Brandt, M., Smith, T. B., Sikkel, P. C. Abundance of a cryptic generalist parasite reflects degradation of an ecosystem. Ecosphere. 11 (10), (2020).
- Richardson, A. J., et al. Using continuous plankton recorder data. Progress in Oceanography. 68 (1), 27-74 (2006).
- McLeod, L. E., Costello, M. J. Light traps for sampling marine biodiversity. Helgoland Marine Research. 71 (1), 1-8 (2017).
- Artim, J. M., Sikkel, P. C. Comparison of sampling methodologies and estimation of population parameters for a temporary fish ectoparasite. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 5 (2), 145-157 (2016).
- Pagán, J. A., Veríssimo, A., Sikkel, P. C., Xavier, R. Hurricane-induced disturbance increases genetic diversity and population admixture of the direct-brooding isopod, Gnathia marleyi. Scientific reports. 10 (1), (2020).
- Doherty, P. J. Light-traps: selective but useful devices for quantifying the distributions and abundances of larval fishes. Bulletin of Marine Science. 41, 423-431 (1987).
- Jones, C. M., Nagel, L., Hughes, G. L., Cribb, T. H., Grutter, A. S. Host specificity of two species of Gnathia (Isopoda) determined by DNA sequencing blood meals. International Journal for Parasitology. 37 (8-9), 927-935 (2007).
- Hendrick, G. C., Dolan, M. C., McKay, T., Sikkel, P. C. Host DNA integrity within blood meals of hematophagous larval gnathiid isopods (Crustacea). Isopoda, Gnathiidae). Parasites & Vectors. 12 (1), 1-9 (2019).
