Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Het verzamelen van mariene gnathiid isopode visparasieten met lichtvallen

2.3K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/65059

⸱

25 september 2023

 ,  ,  , 
1Institute of Environmental and Marine Sciences, Silliman University, 2Neurolinx Research Institute, 3Department of Marine Biology and Ecology, Rosenstiel School of Marine Atmospheric and Earth Sciences, University of Miami, 4Water Research Group, Unit for Environmental Sciences and Management, North-West University

In dit artikel

Samenvatting

We presenteren een methode om mariene gnathiid isopod visparasieten te verzamelen met behulp van lichtvallen geplaatst op veldlocaties via breath-hold duiken of duiken.

Samenvatting

Een methode om mariene gnathiid isopod visparasieten te verzamelen met behulp van lichtvallen wordt gepresenteerd. Gnathiid isopoden zijn een belangrijke groep zeevisparasieten die zich voeden met bloed en vocht van gastheervissen, meestal 's nachts. Net als teken en muggen op het land, associëren ze zich slechts tijdelijk met hun gastheer en brengen ze het grootste deel van hun leven vrij leven door in de benthos. Gezien hun hoge mobiliteit en voorbijgaande en overwegend nachtelijke associatie met gastheren, kunnen ze niet gemakkelijk worden verzameld door vrijlevende gastheren te vangen. Ze worden echter gemakkelijk aangetrokken door onderwaterlichtbronnen, waardoor ze de mogelijkheid krijgen om ze in lichtvallen te verzamelen. Hier worden het ontwerp en de afzonderlijke stappen geschetst die betrokken zijn bij de inzet en verwerking van speciaal aangepaste lichtvallen voor het verzamelen van vrijlevende stadia van gnathiide isopoden. Monsterresultaten en mogelijke wijzigingen van het basisprotocol voor een verscheidenheid aan verschillende bemonsteringsbehoeften worden gepresenteerd en besproken.

Inleiding

Parasitaire schaaldieren zijn belangrijk in de ecologie en levensgeschiedenis van rifvissen. De biomassa en energie die ze van hun gastheren verwijderen zijn aanzienlijk en beïnvloeden gedrag, fysiologie en overleving1. Gnathiid isopod schaaldieren vertegenwoordigen de meest prominente groep visparasieten in tropische en subtropische rifsystemen, waar ze zowel overvloedig als divers zijn 2,3 en het primaire voedselproduct zijn van schonere vissen 4,5. Gnathiiden zijn over het algemeen 1-3 mm groot. Ze hebben ongewone levensgeschiedenissen waarin alleen de drie juveniele stadia zich voeden met het bloed en lichaamsvloeistoffen van vissen 6,7. Ze zijn het meest actief 's nachts8,9, en hoewel het gezichtsvermogen een rol lijkt te spelen, is het vinden van gastheer 10 sterk afhankelijk van olfactorische signalen om gastheren11,12 te vinden. Elk van de drie juveniele voedingsstadia voedt zich met een enkele gastheervis, waarbij elk voer wordt gescheiden door een ruifase. Na de laatste voeding metamorfoseren larven in het derde stadium tot niet-voedende volwassenen, die zich voortplanten en vervolgens sterven. Gezien het feit dat voeding slechts een korte associatie met de gastheer vereist, terwijl elk intervoedingsinterval dagen duurt, brengen gnathiiden het grootste deel van hun leven vrij leven door in de benthos.

Gnathiids beïnvloeden gastheren op meerdere manieren1. Afgezien van hun rol als aanjagers van interacties tussen schonere vissen en klanten 13,14,15, kunnen gnathiiden de cortisolspiegel verhogen en hematocriet verlagen bij volwassen visgastheren 16 en in grote aantallen zelfs de dood veroorzaken 17. Voor jonge vissen kan zelfs een enkele gnathiid dodelijk zijn18,19,20, en zelfs als de vis overleeft, is zijn vermogen om te concurreren om ruimte en te ontsnappen aan roofdieren aangetast20,21,22. Het vermijden van gnathiïden kan zelfs een van de voordelen zijn van nachtelijke migratie bij sommige rifvissen23.

Naast schonere vissen kunnen gnathiidpopulaties worden beïnvloed door andere micro-vleesetende vissen24, evenals koralen25,26. De opwarming van de oceaan en het daarmee gepaard gaande verlies van levende koralen lijken tegengestelde effecten te hebben op gnathiiden27,28,29.

Gezien hun duidelijke ecologische belang en de waarschijnlijke invloed van antropogene milieuveranderingen op hun populaties, zijn er dwingende redenen om ze op te nemen in ecologische studies van koraalriffen. Hun unieke levensgeschiedenis en het kleine aantal onderzoekers dat ze bestudeert, vormen echter een barrière voor de ontwikkeling, implementatie en verspreiding van betrouwbare, reproduceerbare bemonsteringsmethoden om ze te verzamelen voor onderzoek.

Lichtvallen worden al lang gebruikt om 's nachts kleine mariene organismen te verzamelen30,31. Ze profiteren van en zijn gebaseerd op het feit dat veel nachtelijk actieve organismen, waaronder geleedpotigen, worden aangetrokken door licht. Van oudsher worden ze gebruikt om planktonorganismen te verzamelen in de waterkolom30. De basisprincipes kunnen echter worden toegepast op het verzamelen van vrijzwemmende organismen die actief zijn in de buurt van de benthos. Hier presenteren we een lichtvangmethode die is aangepast voor het verzamelen van vrijlevende stadia van gnathiide isopoden in de buurt van de oceaanbodem in afgelegen koraalrifomgevingen zoals de Filippijnen. Voor het verzamelen in afgelegen gebieden bieden deze lichtvallen (figuur 1) enkele voordelen ten opzichte van andere methoden die zijn ontwikkeld voor het verzamelen van deze organismen32. Ze zijn zeer draagbaar en duurzaam en vereisen slechts drie onderdelen, die gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop zijn. Ze zijn ook negatief drijvend, omdat ze bij het inzetten volledig gevuld zijn met zeewater. Omdat ze afhankelijk zijn van licht voor aantrekking, zijn ze alleen 's nachts effectief voor het verzamelen van nachtactieve soorten. Ze trekken ook meer aan dan de doelsoorten, waardoor de monsters onder een ontleedbereik moeten worden gesorteerd om de doelorganismen te verkrijgen. Drie methoden zijn tot nu toe gebruikt door ons team en medewerkers om gnathiiden te verzamelen in koraalrifsystemen over de hele wereld32. Deze omvatten opkomstvallen, levende vis-aasvallen en lichte vallen, elk met voordelen en beperkingen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Het verzamelen van monsters was toegestaan door het Department of Agriculture-Bureau of Fisheries and Aquatic Resources (0154-18 DA-BFAR) in overeenstemming met de Filipijnse wet- en regelgeving (RA 9147; FAO 233) en goedgekeurd door de ethische commissie voor dierethiek van de Silliman University (SU).

1. Lichtvallen

  1. Constructie
    1. Bouw lichtvallen van commerciële polyvinylchloride (PVC) buizen die oorspronkelijk zijn ontworpen voor sanitair. Gebruik PVC met een diameter van 10-15 cm op een lengte van 30-40 cm (figuur 1).
    2. Voeg aan beide uiteinden van de buizen PVC-"doppen" toe met een transparante acryltrechter die in het midden van de opening is geplaatst en lijm op zijn plaats met transparante epoxylijm (figuur 1). Laat het drogen.
    3. Zorg ervoor dat het ene uiteinde van de buis een vastschroefbaar of anderszins verwijderbaar deksel heeft en dat beide uiteinden waterdicht zijn wanneer de val "gesloten" is (bijvoorbeeld met de toevoeging van een O-ring).
  2. Licht
    1. Schakel voor de inzet een onderwaterlamp/zaklamp in (zie Materiaaltabel) en plaats deze in de buis, met het gezicht naar een van de transparante trechters, zodat het licht van de onderwaterlamp het gebied voor één kant van de buis verlicht. Indien nodig kunnen chemische gloeistokken worden gebruikt in plaats van onderwaterfakkels, hoewel hun lichtintensiteit lager is.
      OPMERKING: Het licht trekt een verscheidenheid aan kleine nachtelijke organismen31 aan, waaronder gnathiiden, en drijft hen om door de heldere trechter in de buis te zwemmen. Zodra ze de buis zijn binnengegaan, kunnen ze niet ontsnappen vanwege de geometrie van de lichtval (kleine trechteropening) en de voortdurende aanwezigheid van een lichtbron.
  3. Plaatsing
    1. Wanneer u zich in het water op de inzetlocatie bevindt, vult u lichtvallen, met het licht aan, met zeewater en zet u beide uiteinden vast. Om ervoor te zorgen dat de zaklamp zich niet onder de trechterpunt bevindt of deze blokkeert, kantelt u de "voorkant" van de buis naar boven zodat de zaklamp terug van de trechter kan glijden.
    2. Plaats vallen op de zeebodem, in het zand of puin, naast koraalkoppen of andere complexe structuren waarvan bekend is dat ze vissen aantrekken. Richt de lichtkegel "naar binnen", naar gebieden waar vissen zich verzamelen.
      OPMERKING: In ondiep water kunnen vallen worden geplaatst door adem in te houden. Diepere inzet vereist duiken.
  4. Ophalen
    1. Sluit onmiddellijk voorafgaand aan het ophalen van de val de openingen van beide trechters (aan beide uiteinden van de buis) af met een stuk modelleerklei of rubberen stopafdichting, waarbij al het zeewater en de ingesloten organismen binnen blijven.
      OPMERKING: De organismen blijven in de val zodra de batterijen van de lichten zijn verlopen en het licht niet langer brandt. Dit biedt flexibiliteit wanneer de vallen worden opgehaald ("inweektijd"). Factoren waarmee u rekening moet houden bij het bepalen van de inweektijd worden hieronder weergegeven (zie Discussie).
  5. Vervoer
    1. Zodra de vallen van de bodem zijn gehaald, draag je ze naar een boot of zwem je aan wal.
    2. Houd vallen dicht bij de omgevingstemperatuur van het zeewater zodra ze uit de oceaan zijn verwijderd.
    3. Transporteer ze zo snel mogelijk naar het laboratorium voor verwerking, omdat er geen gas- of wateruitwisseling zal plaatsvinden zodra ze uit de oceaan zijn verwijderd.

2 Laboratoriumverwerking

  1. Opslaan en filteren van de monsters
    1. Zodra de lichtvallen uit de oceaan zijn verwijderd en teruggebracht naar het laboratorium, leegt u hun inhoud in emmers met vers zeewater.
    2. Voeg beluchting toe om organismen in leven te houden totdat ze worden gefilterd.
    3. Filter de inhoud van de emmer door door een trechter te gieten die is bekleed met planktongaas van 50-100 μm en leeg de inhoud vervolgens in een container van 100 ml met vers zeewater.
    4. Gebruik een pipet om uit deze kleinere container te trekken om aliquots van het monster in een petrischaaltje te plaatsen voor microscopie. Herhaal dit totdat het hele monster is verwerkt.
  2. Identificatie en opfok van gnathiidisopoden
    1. Omdat lichtvalmonsters meerdere soorten kleine ongewervelde dieren aantrekken, moet u de monsters zorgvuldig screenen om gnathiide isopoden te identificeren en te verwijderen. 10-20x vergroting is het beste voor deze taak (figuur 2).
      OPMERKING: Voor het identificeren van gnathiiden op familieniveau zijn geen levende exemplaren nodig. Volwassen gnathiïden, die zelden in lichte vallen worden gevangen, zijn echter nodig voor de identificatie en het fokken van morfologische soorten (zie referentie 1,3,9 voor een methode voor het fokken en fokken van gnathiïden in gevangenschap).
    2. In gevallen waar gnathiiden in leven moeten worden gehouden voor opfok, verwijder ze voorzichtig met een pipet en plaats ze in kleine plastic containers met vers zeewater.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Voor de bemonstering in de centrale Filipijnen werd het geschetste valontwerp (figuur 1) gebruikt. Toen er 's nachts 36 vallen werden gezet (op één locatie), werden 1 tot 1343 gnathiiden per val (275 ± 54) verzameld. Deze omvatten zowel gevoede als niet-gevoede juveniele stadia (figuur 2; Tabel 1, 2). Deze resultaten tonen de effectiviteit aan van lichtvallen voor het verzamelen van gnathiide isopoden onder de onderzoeksomstandigheden.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Traditionele lichtvallen, zoals die worden gebruikt voor het verzamelen van larvale vissen, zijn groot en hangen in waterkolom34. De hier beschreven lichtvallen zijn daarentegen klein en worden op de zeebodem ingezet. Deze vallen kunnen gemakkelijk worden vervoerd en snel worden ingezet. Ze kunnen worden geplaatst door adem in te houden (gratis) te duiken op ondiepe locaties (zoals in deze studie) of op duiken op diepere locaties, en trekken zowel gevoed als ongevoed aan
Juveniele stadia.

<...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren geen mededelingen te doen.

Dankbetuigingen

Financiering werd verstrekt door de Amerikaanse National Science Foundation (NSF OCE 2023420 en DEB 2231250, P. Sikkel PI). Wij danken de gemeente Dumaguete City, Negros Oriental, Filipijnen, voor de toestemming om dit onderzoek uit te voeren. We bedanken ook de vele vrijwilligers voor hun veldhulp en de medewerkers en onze collega's van het Silliman University Institute for Environmental and Marine Sciences voor hun steun.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Buckets, kleine monstercontainershardware store
TrechtersLeverancier Nr. 2209-03Trechters: AMERICAN SCIENTIFIC LLC SE - 75 mm (3”) https://us.vwr.com/store/product/8884369/plastic-funnels
Hoofdlichaam van lichtvallen (gemaakt van commercieel verkrijgbare PVC sanitairbuizen)(SKU 145640) Alasco Sanitary uPVC Pipes Series 1000 107mm/4' https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-pipe-series-1000/.  Dit merk is te vinden in de Filippijnen. Andere soortgelijke merken kunnen ook worden gebruikt
Modelleerklei Te vinden in kunstbenodigdheden en kinderspeelgoedwinkelsOm de trechter te verzegelen na het ophalen
Planktonnet (50-100 µm)elke gerenommeerde merk en bronhttps://www.adkinstruments.in/products/plankton-nets-in-various-mesh-size-1633936883
Schroefdop voor de lichtvalAlasco  Sanitary  Clean-Out  4"https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-clean-out/. Dit merk is te vinden in de Filippijnen. Andere soortgelijke merken kunnen ook worden gebruikt
Duik-/snorkeluitrustingelke gerenommeerde merk en bron
Stereo-microscopenWetenschappelijke leveranciers
Onderwater aanrakingenPrinceton Tec Ecoflare of Fantasea Nanospotter 6023

Referenties

  1. Sikkel, P. C., Welicky, R. L. The ecological significance of parasitic crustaceans. Parasitic Crustacea. 17 (17), Springer. Cham. 421-477 (2019).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Losey, G. S. Jr Cleaning symbiosis in Puerto Rico with comparison to the tropical Pacific. 4 (4), 960-970 (1974).
  5. Grutter, A. S., et al. Parasite infestation increases on coral reefs without cleaner fish. Coral Reefs. 37, 15-24 (2018).
  6. Smit, N. J., Davies, A. J. The curious life-style of the parasitic stages of gnathiid isopods. Advances in Parasitology. 58. , 289-391 (2004).
  7. Tanaka, K. Life history of gnathiid isopods-current knowledge and future directions. Plankton and Benthos Research. 2 (1), 1-11 (2007).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Allan, B. J., et al. Parasite infection directly impacts escape response and stress levels in fish. Journal of Experimental Biology. 223 (16), (2020).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. Artim, J. M., Sikkel, P. C. Live coral repels a common reef fish ectoparasite. Coral Reefs. 32, 487-494 (2013).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Richardson, A. J., et al. Using continuous plankton recorder data. Progress in Oceanography. 68 (1), 27-74 (2006).
  31. McLeod, L. E., Costello, M. J. Light traps for sampling marine biodiversity. Helgoland Marine Research. 71 (1), 1-8 (2017).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. 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).
  36. 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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

Gnathiide isopodenmariene parasietenecologie van rifvissennachtelijke bemonsteringonderwatercollectieplanktonnetfiltratielaboratoriumverwerkingkoraalrifbemonstering
Het verzamelen van mariene gnathiid isopode visparasieten met lichtvallen
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.