Name: Veldverzameling en laboratoriumonderhoud van bladerdakvormende reuzenkelp om herstel te vergemakkelijken (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 44 s
Description: Leer het green gravel-protocol voor het kweken van Macrocystis pyrifera in het laboratorium. Deze methode ondersteunt onderzoek naar herstel van kelpwouden en biedt richtlijnen voor temperatuur, licht en substraatvoorbereiding.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd gefinancierd door het California Sea Grant Kelp Recovery Research Program R/HCE-17 aan JBL en MESB, een National Science Foundation Research Traineeship award DGE-1735040 aan PDD, The Nature Conservancy, Schmidt Marine Technology Partners, Sustainable Ocean Alliance, Tinker Foundation aan AP-L en The Climate Science Alliance Baja Working Group aan RBL en JL. We danken Steven Allison, Cascade Sorte, Samantha Cunningham, Sam Weber en Caitlin Yee van de Universiteit van Californië, Irvine; Mark Carr, Peter Raimondi, Sarah Eminhizer, Anne Kapuscinski aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz; Walter Heady en Norah Eddy bij The Nature Conservancy; Filipe Alberto en Gabriel Montecinos aan de Universiteit van Wisconsin, Milwaukee; Jose Antonio Zertuche-González, Alejandra Ferreira-Arrieta en Liliana Ferreira-Arrieta aan de Universidad Autónoma de Baja California; Luis Malpica-Cruz, Alicia Abadía-Cardoso en Daniel Díaz-Guzmán van MexCal; de MexCalitos-duikers Alejandra Reyes, Monica Peralta, Teresa Tavera, Julia Navarrete, Ainoa Vilalta, Jeremie Bauer en Alfonso Ferreira; en Nancy Caruso voor technisch advies. Wij danken het Instituto de Investigaciones Oceanológicas, Universidad Autónoma de Baja California voor het ter beschikking stellen van de faciliteiten die worden gebruikt om het waterbadsysteem te ontwikkelen. We danken Ira Spitzer voor onderwater- en drone-video-inhoud.

De auteurs hebben niets te onthullen.

Antropogene klimaatverandering is een groeiende bedreiging voor de gezondheid van de oceanen in de wereld 44,45,46,47,48, wat resulteert in grote verstoringen en verlies aan biodiversiteit 49,50,51,52. Om het herstel van aangetaste ecosystemen te versnellen, hebben de Verenigde Naties 2021 tot en met 2030 uitgeroepen tot het "VN-decennium voor het herstel van ecosystemen", dat samenvalt met het "VN-decennium van oceaanwetenschap voor duurzame ontwikkeling", dat tot doel heeft de verslechtering van de gezondheid van de oceaan om te keren53. In lijn met deze wereldwijde oproep tot actie heeft de Kelp Forest Alliance de Kelp Forest Challenge gelanceerd om tegen het jaar 2040 1 miljoen hectare kelpbos te herstellen en 3 miljoen hectare te beschermen54. Het herstel van de zee wordt ondergewaardeerd55 en kelp-ecosystemen krijgen aanzienlijk minder aandacht dan habitats zoals koraalriffen, mangrovebossen en zeegrasweiden56. Het is aangetoond dat herstel van aangetaste ecosystemen effectief is bij de wederopbouw van mariene ecosystemen, maar kan gemiddeld tussen $ 80.000 en $ 1.600.000 per hectare kosten, waarbij de mediane totale kosten waarschijnlijk twee tot vierkeer hoger zullen zijn. Huidige en verwachte verliezen vragen om het ontwikkelen van schaalbare, haalbare en kosteneffectieve methoden voor het herstel van kelp als dringende instandhoudingsinterventies.
De huidige inspanningen voor het herstel van kelp maken gebruik van een combinatie van methodologieën om locatiespecifieke oorzaken van kelpverlies aan te pakken, waaronder transplantatie van volwassen kelpen, directe zaaiing van zoösporen en/of gametofyten, controle van grazers en installatie van kunstmatige riffen11. Deze methoden vereisen echter aanzienlijke middelen en hebben een beperkte schaalbaarheid. Typische transplantatie van volwassen kelpen vereist de moeizame inzet van kunstmatige materialen of structuren op het benthos, door duikers. Bottom-up interventies om rotsachtige riffen aan de kust te herstellen, zoals het beheersen van concurrenten en grazers, worden ook beperkt door arbeidskosten, omdat ze afhankelijk zijn van het handmatig verwijderen of uitsluiten van deze biotische stressoren onder water. De 'groene grind '-techniek overwint deze beperkingen door ze eenvoudig vanaf het oppervlak in te zetten, zonder dat er onder water installatie of technische kennis nodig is, en schaalbaarheid tegen relatief lage kosten28. Deze innovatieve aanpak biedt een veelbelovend restauratie-instrument, dat aandringt op uitgebreide proeven op verschillende locaties en omgevingen om het volledige potentieel ervan te ontsluiten32.
Hoewel succesvolle herstelinspanningen met 'groen grind' zijn gedocumenteerd in beschutte fjorden in Noorwegen met behulp van de suikerkelp, Saccharina latissima26, bevindt deze techniek zich nog in de proeffase voor Macrocystis pyrifera in de oostelijke Stille Oceaan. Aanvullende proeven zijn nodig om de verwachte overleving van M. pyrifera-uitplantingen binnen zijn verspreidingsgebied aan te pakken. In aan golven blootgestelde omstandigheden die typisch zijn voor de groei van M. pyrifera , kan kleiner grind vatbaarder zijn voor beweging en slijtage, wat leidt tot beschadigde uitplanten. Bovendien kan het positieve drijfvermogen van met gas gevulde pneumatocysten van M. pyrifera ertoe leiden dat 'groen grind'-uitplantingen effectief worden weggevoerd van de herstellocatie, en daarom zijn de grootte en het gewicht van het grind belangrijke factoren om te onderzoeken voor deze soort. In een recente pilotstudie (mei 2022; Ensenada, Baja California, Mexico), is voorlopig succes in het veld waargenomen met M. pyrifera , wat blijkt uit haptera-hechting aan het omringende substraat en groei van juvenielen die na twee maanden in het veld 1,2 m lang worden (Figuur 4). Dit toont een duidelijke kans aan die nog moet worden onderzocht bij het gebruik van 'groen grind' voor M. pyrifera in de oostelijke Stille Oceaan. Deze video toont de 'groene grind' -techniek met M. pyrifera en is een waardevolle bron die bestaande praktijken in de kweekfase van restauratie vereenvoudigt en centraliseert om studies te ondersteunen die successen en beperkingen in verschillende veldomgevingen aanpakken.
Met de 'groene grind'-techniek kunnen veel kleinere, individuele grindeenheden worden ingezaaid op een schaal die de kans op succes kan vergroten in vergelijking met meer gebruikelijke transplantatiebenaderingen met volwassen planten. Het belangrijkste schaalbare aspect van deze techniek is echter de eenvoudige inzet vanaf het oppervlak, wat het herstel van grote gebieden per boot kan vergemakkelijken. Voor veldomgevingen waar de inzet van klein grind niet geschikt is, kan dit protocol worden aangepast om M. pyrifera te transplanteren op een breed scala aan substraten, waaronder groter grind of zelfs kleine rotsblokken, touw dat kan worden vastgemaakt aan natuurlijke of ingezette onderwaterankers, of tegels die kunnen worden vastgeschroefd of gelijmd met behulp van mariene epoxy op de zeebodem in meer blootgestelde omstandigheden. Deze aanpassingen aan de inzet zullen de faciliteiten die nodig zijn voor de kweek van M. pyrifera niet veranderen, maar zullen vervolgens de kosten van de inzet verhogen.
Antropogene verstoringen en klimaatverandering overwinnen momenteel het aanpassingsvermogen van natuurlijke populaties. Dit vormt een aanzienlijke uitdaging voor traditionele instandhoudingsinspanningen die ecosystemen herstellen in hun historische staat 58,59,60,61,62,63. Zo zijn de instandhoudingskaders uitgebreid met anticiperend beheer, rekening houdend met veerkracht en aanpassingsvermogen64. Anticiperend beheer om de klimaatverandering aan te pakken wordt geïmplementeerd voor boomsoorten in bosecosystemen65 en is voorgesteld voor verdere herstelinspanningen om het evolutionaire potentieel van uitplanters te vergroten66,67. Hoewel deze strategieën inherent gemakkelijker te manipuleren zijn in terrestrische omgevingen, beginnen verschillende studies hun toepassing in mariene omgevingen te onderzoeken 62,68,69,70. Koraalriffen worden bijvoorbeeld bedreigd door tal van antropogene stressoren die hebben geleid tot ongekende dalingen71,72. Als reactie op het verlies van deze belangrijke basissoorten worden steeds vaker actieve herstel- en geassisteerde aanpassingstechnieken bepleit om de resterende koraalriffen en de bijbehorende functies te behouden 62,73,74. Eén techniek omvat het verplaatsen van individuen binnen hun huidige verspreidingsgebied om de tolerantie voor hittestress te vergroten75. Wat betreft het herstel van kroonvormende kelpen, heeft 'groen grind' een aanpasbaar kader om geassisteerde aanpassingstechnieken te onderzoeken, zoals translocatie van veerkrachtige genotypen naar kwetsbare gebieden, niet-genetische manipulatie zoals hybridisatie of acclimatisatie van individuen aan omgevingsstress62 met resultaten gericht op het verkrijgen van meer resistente stammen voor herstelprogramma's76,77.
Het benutten van lokale steun om herstelinspanningen te verbeteren, is cruciaal om het succes van het behoud van kelp-ecosystemen te behouden. Het betrekken van lokale belanghebbenden kan de lokale buy-in voor herstelbehoeftenvergroten 6,50 en kustbeheer bevorderen, wat vervolgens zou kunnen resulteren in meer financiering en een langere levensduur van de bescherming van kelp-ecosystemen. Net als bij alle andere methoden voor het herstel van kelp, zullen gestructureerde besluitvormingskaders die verschillende ecologische, sociaaleconomische en instandhoudingsdoelstellingen integreren, helpen om optimale resultaten te bereiken voor kelp-ecosystemen en de gemeenschappen die ze ondersteunen11.

Kroonvormende kelpen (bruine macroalgen in de orde Laminariales) zijn wereldwijd belangrijke basissoorten, die rotsachtige riffen aan de kust in gematigde en Arctischezeeën domineren1. Deze kelpen vormen structureel complexe en zeer productieve biogene habitats die bekend staan als kelpbossen en die taxonomisch diverse mariene gemeenschappen ondersteunen2. Kelpbossen over de hele wereld leveren veel ecosysteemdiensten aan de mens, waaronder commerciële visserijproductie, koolstof- en nutriëntenkringloop en recreatiemogelijkheden, met een totale geschatte waarde van 500 miljard dollar per jaar3.
Ondanks hun substantiële waarde hebben kelpbossen in veel regio's te maken met toenemende antropogene druk3. Klimaatverandering vormt een van de belangrijkste bedreigingen voor kelps als gevolg van de opwarming van de oceaan op lange termijn in combinatie met de toenemende frequentie van temperatuuranomalieën 3,4,5,6,7. Verhoogde oceaantemperaturen worden in verband gebracht met nutriëntenbeperking8, terwijl blootstelling aan hittestress boven fysiologische drempels kan leiden tot sterfte9. In combinatie met variabele regionale lokale stressoren7 nemen kelppopulaties wereldwijd af met ongeveer 2% per jaar10 met aanzienlijke verliezen en aanhoudende verschuivingen naar alternatieve gemeenschapsstaten in bepaalde regio's 6,11,12,13,14. Natuurlijk herstel van kelppopulaties alleen is mogelijk niet voldoende om de omvang van de huidige en verwachte verliezen ongedaan te maken 15,16,17,18, wat het belang van actief herstel onderstreept.
De huidige inspanningen voor het herstel van kelp kunnen een combinatie van methodologieën gebruiken om deze belangrijke basissoorten op rotsachtige riffen aan de kust te herstellen 3,19. Methodologieën die worden gekozen om locatiespecifieke problemen aan te pakken, zijn afhankelijk van de geografische context, de specifieke belemmeringen voor het herstel van kelp en de sociaal-ecologische context11. Inzicht in de verbanden en onderlinge afhankelijkheid van sociaal-ecologische systemen is de sleutel, en interventies die lokale instellingen betrekken en steun krijgen van lokale gemeenschappen, vergroten de kans op succesvolle herstelinspanningen20.
Naast klimaatverandering drijft, vermindert of onderdrukt de druk van herbivoren of interspecifieke concurrentie het herstel (bijv. door zee-egels13, herbivore vissen21,22, grasalgen 9,23 of invasieve algen24). Herstel kan gericht zijn op het verwijderen van deze biotische stressoren25, hoewel deze methoden aanzienlijke middelen en continu onderhoud vereisen11. Om het herstel van kelpsoorten te katalyseren, zijn er inspanningen geleverd voor een directe zaaibenadering, bijvoorbeeld het wegen van netzakken gevuld met vruchtbare kelpbladen voor het benthos dat zoösporen in het milieu afgeeft26. Deze methode is echter tijdrovend en vereist technische installatie en verwijdering onder water. Andere gevallen richten zich op het transplanteren van grote hoeveelheden hele volwassen donorplanten, die nauw verwante en kwetsbare donorpopulaties in gevaar kunnen brengen en vaak beperkt zijn tot kleine schaal vanwege de afhankelijkheid van voortdurende transplantatie27.
Voor regio's waar de beperking van kelpsporen het herstel van kelpbossen kan belemmeren als gevolg van versnippering van habitats, werd een relatief nieuwe aanpak voor het herstel van kelp, de 'groene grind'-techniek, geïntroduceerd. De techniek werd met succes getest in het onderzoeksstation Flødevigen in het zuiden van Noorwegen28 en vormde een veelbelovende optie voor restauratie vanwege de kosteneffectiviteit en schaalbaarheid. De workflow van deze techniek is als volgt: (1) een sporenoplossing wordt gemaakt van vruchtbaar weefsel dat is verzameld uit reproductieve volwassen kelps in het veld en vervolgens wordt gezaaid op kleine substraten, zoals grind; (2) kelpen in een vroeg stadium worden gekweekt in laboratoriumgecontroleerde abiotische omstandigheden op substraten; (3) substraten met zichtbare sporofyten worden in het veld ingezet op specifieke riffen als 'groen grind', waar sporofyten blijven groeien. Merk op dat typische transplantatie-inspanningen van volwassen individuen een moeizame en kostenremmende onderwaterinstallatie door duikers vereisen, en de 'groene grind'-techniek maakt gebruik van eenvoudige inzet vanaf het oppervlak28.
De 'groene grind' -techniek wordt momenteel uitgeprobeerd door leden van tal van internationale werkgroepen29 in verschillende omgevingen en verschillende laminaire kelpsoorten. Dit protocol beschrijft de vereiste faciliteiten, materialen en methoden voor weefselverzameling, sporulatie, zaaien, kweekomstandigheden, regelmatig onderhoud en monitoring van kelp in een vroeg stadium voordat deze hersteltechniek in het veld wordt ingezet met behulp van de gigantische kelp, Macrocystis pyrifera. Dit protocol is een waardevolle bron voor onderzoekers, managers en belanghebbenden die inzicht willen geven in de successen en beperkingen van deze methode met M. pyrifera in verschillende veldomgevingen.

<table><tbody><tr><td>0.22 &micro;m filters</td><td>Milipore</td><td>SCGPS05RE</td><td>Natural seawater sterilization</td></tr><tr><td>1 L glass bottles</td><td>Amazon</td><td>B07J6JP4D1</td><td>Natural seawater sterilization</td></tr><tr><td>1 &micro;m filters (water + air)</td><td>Amazon</td><td>B01M1VWUWL</td><td>Natural seawater sterilization</td></tr><tr><td>1'' PVC 90-Degree Elbow</td><td>Home Depot</td><td>203812125</td><td>Option 2 - Medium scale - Water bath systems</td></tr><tr><td>10 &micro;m filters</td><td>Amazon</td><td>B00D04BG56</td><td>Natural seawater sterilization</td></tr><tr><td>20 &micro;m filters</td><td>Amazon</td><td>B082WS9NPH</td><td>Natural seawater sterilization</td></tr><tr><td>3x5mm tubing</td><td>Amazon</td><td>B0852HXPN6</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>4x4'' Sterile Gauze</td><td>Amazon</td><td>B07NDK8XM3</td><td>Sporulation</td></tr><tr><td>4x6mm tubing</td><td>Amazon</td><td>B08BCRV1FY</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>5 &micro;m filters</td><td>Amazon</td><td>B082WS9NPH</td><td>Natural seawater sterilization</td></tr><tr><td>50 mL falcon tubing</td><td>Amazon</td><td>B01M04HGPJ</td><td>Sporulation</td></tr><tr><td>8x10mm tubing</td><td>Amazon</td><td>B01MSM3LLZ</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>Air filters</td><td>Thermo Fisher</td><td>MTGR85010</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>Alcohol lamp</td><td>Amazon</td><td>B07XWD9WWC</td><td>Sporulation</td></tr><tr><td>Ammonium iron(II) sulfate hexahydrate ACS reagent, 99%</td><td>Sigma</td><td>215406-100G</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Aquarium Grade Gravel</td><td>Amazon</td><td>B07XRCKFBJ</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>Biotin powder, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, 99%</td><td>Sigma</td><td>B4639-100MG</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Boric Acid, 99.8%, 10043-35-3, MFCD00011337, BH3O3, 61.83, 500g</td><td>Thermo Fisher</td><td>5090113707</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Calcium D-Pantothenate,ge98.0% (T),C9H17NO5,137-08-6,25g,D-Pantothenic Acid Calcium Salt, P0012-25G 1/EA</td><td>Thermo Fisher</td><td>P001225G</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Check valves</td><td>Amazon</td><td>B08HRZR4MM</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>Clear tubing 3/8'' - 10 ft</td><td>Amazon</td><td>B07MTYMW13</td><td>Option 2 - Medium scale - Water bath systems</td></tr><tr><td>COBALT(II) SULFATE HEPTAH-100G, WARNING - California - Cancer Hazard, 93-2749-100G 1/EA</td><td>Thermo Fisher</td><td>5090114752</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Compound microscope with camera</td><td>OMAX</td><td>M83EZ-C50S</td><td>Monitoring</td></tr><tr><td>Culture flask</td><td>Thermo Fisher</td><td>07-250-080</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>Culture light</td><td>Amazon</td><td>B07RRRPJ63</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>Culture stoppers</td><td>Amazon</td><td>B07DX6J7QD</td><td>Option 1 Small scale - Incubator</td></tr><tr><td>Drainage connector</td><td>Amazon</td><td>B00GUZ6CV0</td><td>Option 2 - Medium scale - Water bath systems</td></tr><tr><td>EDTA CAS Number: 6381-92-6 Molecular Formula: C10H14N2O8Na2- 2H2O Molecular Weight: 372.2</td><td>Thermo Fisher</td><td>50213299</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Eisco Safety Pack Graduated Cylinder Sets Class A, ASTM, Capacity: 10 mL, 25 mL, 50 mL, Graduations: 0.2 mL, 0.5 mL, 1.0 mL, Borosilicate 3.3 Glass, Autoclavable: Yes, Class: Class A, Graduated: Yes, Tolerance: 0.10 mL, 0.17 mL, 0.25 mL</td><td>Thermo Fisher</td><td>S81273</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Eisco Safety Pack Graduated Cylinder Sets Class A, ASTM, Capacity: 50 mL, 100 mL, 250 mL, Graduations: 1.0 mL, 1.0 mL, 2.0 mL, Borosilicate 3.3 Glass, Autoclavable: Yes, Class: Class A, Graduated: Yes, Tolerance: 0.25 mL, 0.50 mL, 1.0 mL</td><td>Thermo Fisher</td><td>S81275</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Eisco Safety Pack Volumetric Flask Sets - Class A, ASTM, Capacity: 10 mL, 25 mL, 50 mL, Borosilicate 3.3 Glass, Autoclavable: Yes, Class: Class A, Closure Material: Glass, Closure Size: Stopper Number: 9, 9, 13, Closure Type: Penny Stopper, Graduated: Ye</td><td>Thermo Fisher</td><td>S81271</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Filter holder</td><td>Amazon</td><td>B07LCKBKCT</td><td>Natural seawater sterilization</td></tr><tr><td>Fisherbrand Graduated Cylinders, Capacity: 500 mL, Graduations: 5 mL, Borosilicate Glass, Autoclavable: Yes, Limit of Error: +/-4.0 mL, Recommended Applications: Education, Subdivision: 5 mL, S63460 1/EA</td><td>Thermo Fisher</td><td>S63460</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>FLEXACAM C1 Camera</td><td>Leica</td><td>FLEXACAM C1</td><td>Monitoring</td></tr><tr><td>Folic acid, C19H19N7O6, CAS Number59303, vitamin m, pteroylglutamic acid, vitamin b9, folvite, folacin, folacid, pteroyllglutamic acid, pteglu, folic acid, folate, 25g, 100781, CHEBI:27470, Yellow to Orange, 2004190, 441.41, OVBPIULPVIDEAOLBPRGKRZSAN</td><td>Thermo Fisher</td><td>AAJ6083314</td><td>Chemicals to create Provasoli&rsquo;s Enriched Seawater (PES) and vitamins for media enrichment</td></tr><tr><td>Free Standing 20 Gallon Utility Sink</td><td>Amazon</td><td>B094TLH19L</td><td>Option 2 - Medium scale - Water bath systems</td></tr><tr><td>GERMANIUM DIOXIDE 99.99 10GR</td><td>Thermo

veldverzameling en laboratoriumonderhoud van bladerdakvormende reuzenkelp om herstel te vergemakkelijken

Field Collection and Laboratory Maintenance of Canopy-Forming Giant Kelp to Facilitate Restoration

Kroonvormende kelpen zijn essentiële basissoorten, ondersteunen de biodiversiteit en leveren ecosysteemdiensten ter waarde van meer dan 500 miljard dollar per jaar. De wereldwijde achteruitgang van gigantische kelpbossen als gevolg van klimaatgedreven ecologische stressoren onderstreept de noodzaak van innovatieve herstelstrategieën. Een opkomende restauratietechniek die bekend staat als 'groen grind' heeft tot doel jonge kelpen over grote gebieden te zaaien zonder uitgebreide onderwaterarbeid en is een veelbelovend herstelinstrument vanwege de kosteneffectiviteit en schaalbaarheid. Dit video-artikel illustreert een protocol en hulpmiddelen voor het kweken van reuzenkelp, Macrocystis pyrifera. Het biedt ook een bron voor verdere studies om de successen en beperkingen van deze methode in veldomgevingen aan te pakken. We schetsen veld- en laboratoriumgebaseerde methoden voor het verzamelen van voortplantingsweefsel, sporuleren, inoculeren, kweken, onderhouden en monitoren van substraten die zijn ingezaaid met vroege levensfasen met behulp van de 'groene grind'-techniek. Het protocol vereenvoudigt en centraliseert de huidige herstelpraktijken op dit gebied om onderzoekers, managers en belanghebbenden te ondersteunen bij het behalen van de doelstellingen voor het behoud van kelp.

De hersteltechniek van 'groen grind' bevindt zich nog in de pilotfase, met beperkte gegevens over de overleving van andere soorten28 en nog geen gepubliceerde gegevens voor Macrocystis pyrifera. Met behulp van de veldverzameling en het laboratoriumonderhoud die in dit protocol worden beschreven, hebben we de betekenis van locatiespecifieke kweekomstandigheden voor twee verschillende donorkelppopulaties getest voordat hypothetische 'groene grind' -inzet (Figuur 5). Reproductief kelpweefsel werd verzameld in Californië (VS) van koelere K1 (Santa Cruz 36.60167 ° N, 121.88508 ° W) en warmere K4 (San Diego, 32.85036 ° N, -117.27600 ° W) populaties en gekweekt bij twee temperaturen: (1) 12 °C (de standaard kweektemperatuur voor zeewieraquacultuur en de gemiddelde winter-SST voor K1), en (2) 20 °C (de gemiddelde zomer-SST voor K4, en een hittegolf van 4 °C voor K1). Alle glasplaatjes die werden gebruikt voor het volgen van de ontwikkeling van de levensfase van kelp werden gemarkeerd met een gestandaardiseerd raster en beelden met een hoge resolutie werden vastgelegd met dit raster als referentie om de waarneming van vaste velden door de tijd heen mogelijk te maken met behulp van een omgekeerde microscoop en camera (N = 5 beelden per monster, 2,479 mm x 1,859 mm).
Na 24 dagen na sporulatie werden gametofyten geteld op basis van microscoopbeelden (N = 300 beelden van 60 monsters). Om te testen op verschillen in het aantal gametofyten, werden gegeneraliseerde lineaire modellen met gemengde effecten gebruikt met Poisson-verdeling met behulp van de functie glmmTMB() in pakket glmmTMB41, en paarsgewijze vergelijkingen werden uitgevoerd met emtrends() van pakket emmeans42in R. Onze resultaten illustreren dat de respons van gametofyten op thermische variabiliteit verschillend was tussen K1- en K4-populaties (t = 2,7, p = 0,007), waarbij temperatuur geen effect had voor de warmere K4-populatie (schatting = -0,01, standaardfout [SE] = 0,01, betrouwbaarheidsinterval [CI] = [-0,03, 0,01]), maar wel een effect had voor de koelere K1-populatie (schatting = -0,06, SE = 0,02, BI = [-0,10, -0,03]) (Figuur 6A), wat wijst op een mogelijke adaptieve divergentie in thermische tolerantiekenmerken. Kelp-gametofyten worden vaak afgebeeld als een resistentiestadium43, wat betekent dat ze een universeel fenotype produceren dat stresstolerant is en relatief ongevoelig voor omgevingsvariabiliteit. Deze resultaten geven echter aan dat thermische variabiliteit in dit vroege stadium een aanzienlijke druk oplegt.
Na 32 dagen na sporulatie werden zichtbare sporofyten met een lengte groter dan ongeveer 1 mm geteld op het geheel van elk objectglaasje van 2,5 cm bij 7,5 cm (N = 72 totale monsters). Om te testen op verschillen in zichtbare sporofytentellingen, werden gegeneraliseerde lineaire modellen met gemengde effecten gebruikt met Poisson-verdeling met behulp van de functie glmmTMB() in pakket glmmTMB en paarsgewijze vergelijkingen werden uitgevoerd met emtrends() van pakketemgemiddelden in R. Onze resultaten illustreren dat de respons van sporofyten op thermische variabiliteit vergelijkbaar is tussen K1 en K4 gedifferentieerde populaties (z = 0,92, p = 0,36), waarbij de temperatuur een effect had voor de warmere K4 populatie (schatting = -0,66, SE = 0,04, CI = [-0,74, - 0,57]), evenals de koelere K1 populatie (schatting = -0,85, SE = 0,13, CI = [-1,10, -0,60]) (Figuur 6B). In de monsters die bij 20 °C werden gekweekt, waren weinig zichtbare sporofyten (gemiddelde ± SE = 0,4 ± 0,2) in vergelijking met monsters die bij 12 °C werden gekweekt (gemiddelde ± SE = 82,4 ± 9,8). Dit resultaat suggereert dat de productie van sporofyten gevoeliger is voor temperatuur dan het gametofytstadium, en dat locatiespecifieke kweektemperaturen niet hoger mogen zijn dan 15 °C om sporofytenontwikkeling te bereiken, zoals beschreven in het protocol.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66092/66092fig01.jpg"> Figuur 1: Diagram van het incubatorsysteem van "groen grind". (A) Rode lichtbron voor vegetatief ophopende gametofytculturen. (B) Toegangspoort voor elektrische draden en buizen, die leidt naar een extern stopcontact. (C) Structuur om licht met een volledig spectrum uit het roodlichtgedeelte te blokkeren. (D) Een "groen grind"-teeltgedeelte. (E) lichtbronnen met volledig spectrum. (F) Slangleidingen die zijn aangesloten op een externe gefilterde luchtbron. (G) Terugslagkleppen om verontreiniging in de lucht te verminderen. (H) Individuele kweekcontainers die besmetting tot een minimum beperken. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66092/66092fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66092/66092fig02.jpg"> Figuur 2: Diagram van het waterbadsysteem met groen grind . (A) Koelmachine met dompelpomp (in I). (B) Kuip van 20 gallon voor waterbad. (C) Giet af om het waterbad te recirculeren. (D) Klep voor recirculatie van het waterbad. (E) Lichtbron. F) Container van 2,5 l "groen grind" met transparant deksel en beluchtingsopening. (G) Beluchtingsbron. (H) Leidingen die water recirculeren met behulp van ondergedompelde pompen. (I) Waterbadontvanger van/naar koeler van/naar kuipen met dompelpompen. (J) Acryl afdekking om de verdamping van het waterbad tot een minimum te beperken. (K) Gaaskap om de lichtintensiteit aan te passen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66092/66092fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66092/66092fig03v2.jpg"> Figuur 3: Ontwikkeling van Macrocystis pyrifera . Ontwikkelingsstadia van de levensgeschiedenis van Macrocystis pyrifera uit laboratoriumgroeiproeven. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66092/66092fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66092/66092fig04.jpg"> Figuur 4: 'Groen grind' bezaaid met Macrocystis pyrifera. 'Groen grind' ingezaaid met Macrocystis pyrifera wordt in het laboratorium gekweekt tot sporofyten 1-2 cm bereiken. 'Groen grind' wordt dan ingezet en groeit verder in het veld. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66092/66092fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66092/66092fig05.jpg"> Figuur 5: Experimentele tijdreeksen. Voorbeeldbeelden van een tijdreeks na de experimentele groei en ontwikkeling van Macrocystis pyrifera , gametofyten en sporofyten, afkomstig van twee populaties verzameld in Californië (VS) en gekweekt bij twee verschillende temperaturen. K1 = Santa Cruz, K4 = San Diego. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66092/66092fig05large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66092/66092fig06.jpg"> Figuur 6: Representatieve resultaten. Macrocystis pyrifera levensstadia waargenomen voor K1 Santa Cruz San Diego K4 Santa Cruz populaties van oorsprong gekweekt bij constante thermische omstandigheden van 12 en 20 °C. Foutbalken, gemiddelde ± 1 SE. Asterisk (*) geeft statistisch significante verschillen aan (p < 0,05). (A) Gametofyten op dag 24 (N = 300 totale beelden van 60 monsters). (B) Zichtbare sporofyten op dag 32 (N = 72 monsters, binnen een gestandaardiseerd gebied van 2,5 cm bij 7,5 cm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66092/66092fig06large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
Aanvullend dossier 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66092/Supplemental%20File_Calendar%20R2.zip" target="_blank">Klik hier om dit bestand te downloaden.</a>

Dit protocol beschrijft de veldverzameling en het regelmatige laboratoriumonderhoud van substraten die zijn ingezaaid met bladerdakvormende reuzenkelp voor gebruik in herstelproeven om het succes en de beperkingen van de 'groene grind'-techniek in veldomgevingen aan te pakken.

Veldverzameling en laboratoriumonderhoud van bladerdakvormende reuzenkelp om herstel te vergemakkelijken

Canopy-forming kelps are essential foundation species, supporting biodiversity and providing ecosystem services valued at more than USD$500 billion ...

Kelpbossen worden geconfronteerd met ongekende verliezen als gevolg van klimaatgedreven milieustressoren en verschuivingen in trofische dynamiek. Deze video illustreert een protocol en hulpmiddelen voor het kweken van reuzenkelp, Macrocystis pyrifera, met behulp van de groene grindtechniek, en biedt een waardevolle bron voor verdere proeven om de successen en beperkingen van deze methode in verschillende omgevingen aan te pakken. Kelpkweekfaciliteiten moeten in staat zijn om temperaturen tussen 10 en 15 graden Celsius te regelen, licht met een volledig spectrum te leveren tussen nul en 180 micromolfotonen per vierkante meter per seconde en gefilterde beluchting.Incubatorsystemen met een ingebouwde uitlaat of een toegangspoort voor draden en slangen kunnen worden aangepast met lampen en een luchtbron. Als een incubatorsysteem niet binnen de reikwijdte, het budget of de beoogde schaal van het project valt, kunnen waterbaden worden gebruikt die zijn getemperd door koel natuurlijk zeewater of een koelmachine. De opfoktemperaturen zijn plaats- en seizoensgebonden.Plaats een thermometer in groeimedia, of gebruik een temperatuurpistool om ervoor te zorgen dat de temperatuur tussen de 10 en 18 graden Celsius ligt. Stel lampen met volledig spectrum in op een lichtperiode van 12 uur en een donkere fotoperiode van 12 uur met behulp van de timinginstellingen op de lichtbron of door de lichtbron aan te sluiten op een timer met een programmeerbare cyclus. Meet de lichtintensiteit met een PAR-kwantummeter onder het oppervlak in de buurt van het grind en pas deze aan met behulp van een dimbare lichtbron of door gaas over de lichtbron te leggen.Beluchting wordt toegevoegd aan culturen met behulp van luchtpompen. Gebruik filters met een poriegrootte van 02 micrometer om bacteriële besmetting in de lucht te verminderen. Materialen en stations moeten van tevoren worden gesteriliseerd en voorbereid.Zie tekst voor details. Grind dat voor het zaaien wordt gebruikt, moet een gestructureerd of licht ontpit oppervlak hebben, omdat gametofyten eerder worden vastgehouden op substraten met een hoge ruwheid. Schrob en spoel grind totdat het water helder is om stof of vuil te verwijderen.Week grind minimaal 24 uur in een 10% verdunde bleekoplossing en spoel af met gefilterd zeewater. Bereken het volume gefilterd zeewater dat nodig is om kweekcontainers elke week te verversen en plan deze filtratie- en sterilisatietaak dienovereenkomstig. Grote partijen gefilterd zeewater kunnen tot zes maanden in donkere containers worden bewaard bij acht tot 10 graden Celsius.Als er geen koeling beschikbaar is, bewaar deze dan op een donkere, koele plaats. Filter water met behulp van een vacuümfiltratiesysteem met een poriegrootte van 55 tot één micrometer. Schakel de vacuümbron uit voordat al het water erdoorheen is getrokken om beschadiging van het filter te voorkomen, en giet het gefilterde water in een speciale steriele container.Voor grotere volumes kan een doorstroomfiltratiesysteem worden gebruikt. Laat bijvoorbeeld zeewater door een reeks van drie geplooide filters lopen, 10 micrometer, vijf micrometer en één micrometer, gerangschikt van de grootste naar de kleinste poriegrootte. Dit doorstroomsysteem is aangesloten op een UV-lamp van het aquarium.Steriliseer gefilterd zeewater met behulp van UV- en/of autoclaafmethoden. Verrijking van filtergesteriliseerd zeewater met voedingsstoffen en vitamines is van cruciaal belang voor de groei van kelp. Veel voorkomende verrijkingsopties zijn met Provasoli verrijkte zeewatermedia en F/2-media.Zie tekst voor details. Verkrijg de nodige vergunningen voor het verzamelen van kelpweefsel die voldoen aan de lokale wet- en regelgeving. Selecteer bij duiken drie tot vijf sporofylbladen van 10 tot 15 vruchtbare Macrocystis pyrifera-individuen met zichtbare sori op een afstand van twee tot vijf meter van elkaar.Selecteer indien mogelijk schone en intacte sporofyllen met weinig tot geen vervuiling of degradatie. Bewaar sporofylmessen vanaf dit moment apart volgens de ouderpersoon. Sporofyllen groeien in een dichte rok aan de basis boven het houvast van de volwassen kelp en zijn te herkennen aan hun gebrek aan met gas gevulde pneumatocysten.Vervoer sporofylbladen in donkere opvangzakken om overmatige blootstelling aan zonlicht te voorkomen, minimaal gevuld met zeewater van de locatie om messen nat te houden en opgeslagen in koelers bij ongeveer 12 graden Celsius tot aankomst in de kweekruimte. Zorg ervoor dat monsters niet in direct contact komen met ijs. Sporofyllen kunnen naar of van andere locaties worden verzonden.Spoel sporofyllen af met gefilterd gesteriliseerd zeewater. Wikkel messen verzameld van een enkele Macrocystis pyrifera-persoon in vochtige papieren handdoeken gedrenkt in gefilterd gesteriliseerd zeewater en opnieuw in aluminiumfolie om lichtpenetratie en extra uitdroging te voorkomen. Deze manier van bewaren is algemeen bekend als de burrito-methode.Plaats deze pakketten in een koelbox met ijs met een beschermende barrière, zoals gerecycled noppenfolie of karton. Maak de koeler klaar voor verzending 's nachts en zorg ervoor dat er iemand beschikbaar is om de zending in ontvangst te nemen en de pakketten in gekoelde omstandigheden te plaatsen. Bewaar sporofyllen eventueel 12 tot 48 uur in gekoelde omstandigheden, wat het vrijkomen van sporen uit sourweefsel bevordert.Gebruik de burrito-methode om te bewaren. Indien optioneel bewaard, zoek dan bewijs van gedeeltelijke sporulatie op de papieren handdoeken die wijzen op de aanwezigheid van vruchtbaar sorusweefsel. Sorusweefsel is vaak iets verhoogd en donkerder van kleur dan omringend weefsel.Selecteer rijp sorusweefsel en knip met een steriele schaar in vierkante secties van 25 centimeter. Selecteer een tot twee schone sori-secties van 10 tot 15 individuele kelpouders om genetische diversiteit te bevorderen. Om schoon te maken, schrobt u beide zijden van het sorusweefsel voorzichtig in één richting, slechts met een steriel gaasje dat is bevochtigd met gefilterd zeewater.Schraap indien nodig het sorusweefsel voorzichtig af met een steriel scheermesje. Dompel het sorigedeelte 30 seconden tot een minuut onder in een zoetwaterbad en spoel het af met gefilterd zeewater. Dompel elke sori-sectie onder in met filters gesteriliseerd zeewater dat is getemperd tot 10 tot 15 graden Celsius in een steriele Falcon-buis van 50 milliliter.Als alternatief kunnen sorisecties sporuleren in een enkele steriele container. Plaats buisjes bij vier tot 12 graden Celsius in het donker om maximaal vier uur te sporuleren. Als er geen koelkast beschikbaar is, bewaar deze dan in een koele ruimte met weinig licht.Observeer met behulp van een samengestelde microscoop en hemocytometer elke 30 minuten tot vier uur de sporendichtheid van drie tot vier monsters. Verwissel de pipetpunten tussen de monsters. Als de dichtheid ten minste 10.000 sporen per milliliter is, ga dan verder met de volgende stap.Als een sori-sectie na vier uur geen sporen produceert, gooi het monster dan weg. Sporen kunnen zich binnen enkele uren na het vrijkomen nestelen, maar kunnen in een cirkelvormige beweging worden waargenomen. Verwijder elk van de sori-secties uit hun Falcon-buizen.Combineer de resulterende sporenoplossingen in een enkele gesteriliseerde container en kwantificeer de uiteindelijke gecombineerde dichtheid. Bereken het uiteindelijke volume sporenoplossing dat nodig is voor inoculatie voor een uiteindelijke concentratie van 500 tot 1.000 sporen per milliliter in kweekcontainers. Zie tekst voor details.Plaats steriele glazen objectglaasjes in kweekcontainers om de ontwikkeling van kelp te volgen. Voeg ten minste 30 objectglaasjes toe die willekeurig over kweekcontainers zijn verdeeld voor voldoende monitoring. Inoculeer het berekende volume sporenoplossing in de kweekcontainer met behulp van een steriele pipetpunt die substraten bevat die zijn ondergedompeld in groeimedia.Sluit de container en roer voorzichtig om de sporen te verdelen. Plaats de container in uw kweeksysteem. Stel uw temperatuur in tussen 10 en 15 graden Celsius op basis van de temperatuur op uw implementatielocatie.Lampen met een volledig spectrum voor waterplanten zijn ingesteld op een 12-uurs licht- en 12-uurs donkercyclus met lichtintensiteiten variërend van nul tot 180 micromolfoton per vierkante meter seconde. Zie tekst voor een tijdlijn van specifieke lichtomstandigheden. Zorg na een dag voor lichte beluchting met een gefilterde luchtbron.Controleer ten minste twee willekeurige glasplaatjes per dag, of om de dag gedurende de eerste twee weken om de ontwikkeling te beoordelen. Controleer na twee weken één tot twee keer per week ten minste twee willekeurige glasplaatjes op gezonde groei en besmetting totdat sporofyten één tot twee centimeter groot zijn. Om het te controleren, hanteert u het objectglaasje met een gesteriliseerd pincet en plaatst u het in een schoon petrischaaltje met voldoende gesteriliseerd zeewater om het glaasje onder te dompelen.Breng glasplaatjes niet terug naar culturen nadat ze zijn verwijderd om kruisbesmetting te voorkomen. Gebruik een samengestelde of omgekeerde microscoop met een vergroting van 40 tot 400x om kelps in een vroeg stadium te observeren. De ontwikkeling zal naar verwachting de volgende tijdlijn volgen.Gevestigde sporen worden waargenomen op nul tot één dag. Sporen kunnen binnen enkele uren ontkiemen, wat blijkt uit de vorming van een kiembuis. Kieming wordt meestal waargenomen na één tot twee dagen.Vroege gametofyten worden meestal waargenomen na één tot vier dagen. Gametogenese, het proces waarbij cellen deling en differentiatie ondergaan om mannelijke en vrouwelijke gameten te vormen, wordt meestal waargenomen binnen de eerste twee weken. Vrouwelijke cellen zijn vijf tot zeven keer groter dan mannelijke.Mannelijke gametofyten groeien dunne draadvormige takken, terwijl vrouwtjes meer rond of eivormig zijn. Vrouwtjes produceren meestal eieren binnen twee tot drie weken. Sperma dat vrijkomt van de mannetjes bevrucht de eieren, die zich ontwikkelen tot embryonale sporofyten.Sporofyten worden meestal binnen twee tot vier weken waargenomen. De zygote ondergaat een snelle celdeling, wat resulteert in de groei van bladen van één tot twee centimeter binnen ongeveer zes tot acht weken. Vervang elke week van groeimedium om de noodzakelijke voedingsstoffen en mineralen voor de groei van Macrocystis pyrifera aan te vullen.Koel verse groeimedia tot de juiste temperatuur. Zorg ervoor dat groeimedia tijdens dit proces niet hoger zijn dan 15 graden Celsius. Hevel media uit uw kweekcontainers om verstoring van gezaaide substraten te voorkomen.Laat het medium uitlekken totdat de container bijna leeg is. Ververs media onmiddellijk om uitdroging tot een minimum te beperken. Kantel de kweekbakken iets bij het bijvullen, zodat het medium langs de zijkant van de kweekbak loopt om de substraten zo min mogelijk te verstoren.Herschik willekeurig de posities van containers of kuipen tijdens wekelijkse mediawisselingen om rekening te houden met verschillen in lichtinstraling. Zie de tekst voor een kalender om activiteiten en verwachtingen voor Macrocystis-culturen bij te houden. Het geeft de timing aan van aanpassingen aan licht en beluchting, evenals wekelijkse mediawisselingen.Na zes tot acht weken laboratoriumkweek zijn juveniele sporofyten één tot twee centimeter lang en klaar voor inzet. Ververs groeimedia in kweekcontainers 24 uur voor implementatie. Verkrijg de benodigde vergunningen voor het inzetten van grind die voldoen aan de lokale wet- en regelgeving.Vervoer groen grind tot zes uur lang in een schaduwrijke koelbox. De inzet moet zo worden getimed dat het meest directe zonlicht wordt vermeden. Gebruik een schaduwrijke structuur op de boot om direct zonlicht te vermijden tijdens het inzetproces.Strooi voorzichtig groen grind van het oppervlak op het rif eronder, of via duiken bij het uitproberen op nieuwe locaties en op kleine schaal. De hersteltechniek van groen grind bevindt zich nog in de academische fase met beperkte gegevens over de overleving van planten voor andere soorten en nog geen gegevens voor Macrocystis pyrifera. Desalniettemin is succes in het veld waargenomen in een recente pilotstudie, aangegeven door haptera-hechting aan het omringende substraat en juveniele kelpen die na twee maanden in het veld tot 1,2 meter groeien.Met behulp van de veldverzameling en laboratoriumonderhoud die in dit protocol worden beschreven, hebben we twee verschillende donorkelppopulaties gekweekt bij 12 graden Celsius en 20 graden Celsius om temperatuurafhankelijke effecten op de ontwikkeling van microstadia van Macrocystis pyrifera door de tijd heen op te helderen. Na 24 dagen werden gametofyten geteld op basis van microscoopbeelden. Temperatuur had een effect voor de koelere K1-populatie, maar niet voor de K4-populatie, wat wijst op een mogelijke adaptieve divergentie in thermische tolerantiekenmerken.Dit onderstreept het belang van locatiespecifieke opfoktemperaturen. Na 32 dagen werden zichtbare sporofyten geteld op elk glasplaatje. Temperatuur had een vergelijkbaar effect voor zowel K1- als K4-populaties.Monsters die bij 20 graden Celsius werden gekweekt, vertoonden weinig zichtbare sporofyten in vergelijking met monsters die bij 12 graden Celsius werden gekweekt. Dit resultaat suggereert dat de productie van sporofyten gevoeliger is voor temperatuur dan het gametofytenstadium, en dat de kweektemperatuur niet hoger mag zijn dan 15 graden Celsius om de ontwikkeling van sporofyten te bereiken, zoals beschreven in het protocol. Met dit gevisualiseerde protocol hopen we verdere proeven met de groene grindmethode aan te moedigen om het herstel van waardevolle onderwaterkelpbossen door onderzoekers en beheerders wereldwijd op te schalen.Veel succes op je groene gravelreis met Macrocystis pyrifera.

field-collection-laboratory-maintenance-canopy-forming-giant-kelp-to

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Dit protocol beschrijft een eenvoudige, kosteneffectieve aanplant techniek voor het herstel van aangetaste Everglades boom eilanden die ervaring inundatie. Het ontwerp creëert een eiland (pop-up) die aanvankelijk drijft en voegt hoogte ter bevordering van de boom overleven en groeien onder natte omstandigheden.

Een eenvoudige aanplant techniek voor het opnieuw vaststellen van bomen waar frequente inundatie treedt op

De rankpootkreeften improvisus Balanus (Amphibalanus) is een model voor het bestuderen van osmoregulatie en antifouling. Echter levert natuurlijke seizoensgebonden kuitschieten een onvoorspelbare aanbod van cyprid larven. Hier, wordt een protocol voor het hele jaar door kweken van B. improvisus beschreven, met inbegrip van de productie van larven. Het gebruik van gekweekte zeepokken gen expressie studies wordt geïllustreerd.

De rankpootkreeften Balanus improvisus als een Marine Model - kweken en genexpressie

De meeste planten binnen gemeenschappen waarschijnlijk zijn onderling verbonden door arbusculaire mycorrhiza (AM) schimmels, maar bemiddeling van plant interacties door hen voornamelijk door het kweken van planten met versus zonder mycorrhiza heeft onderzocht. Presenteren we een methode om te manipuleren gemeenschappelijk mycorrhiza netwerken onder bijzondere planten te onderzoeken van de gevolgen daarvan voor de plant interacties.

Onderzoek van Plant interacties via gemeenschappelijke mycorrhiza netwerken met behulp van gedraaide Cores

Dolioliden, met inbegrip van de soort Dolioletta gegenbauri, zijn kleine gelatineuze mariene zoöplankton van ecologische betekenis gevonden op productieve Subcontinentale plank systemen wereldwijd. De moeilijkheid van het kweken van deze delicate organismen beperkt hun onderzoek. In deze studie beschrijven we de teelt benaderingen voor het verzamelen, fokken en onderhouden van de doliolid Dolioletta gegenbauri.

Teelt van de mariene pelagische Tunicate Dolioletta gegenbauri (uljanin 1884) voor experimentele studies

Oikopleura dioica is een tunicate model organisme op verschillende gebieden van de biologie. We beschrijven bemonsteringsmethoden, soortenidentificatie, kweekopstelling en kweekprotocollen voor de dieren en algenvoer. We belichten belangrijke factoren die hebben bijgedragen aan de versterking van het cultuursysteem en het bespreken van de mogelijke problemen en oplossingen.

Gestroomlijnde bemonstering en teelt van de Pelagische Kosmopolitische Larvacean, Oikopleura dioica

Poliep bail-out is een proces dat wordt veroorzaakt door acute stress, waarbij koraalpoliepen het weefsel verteren dat hen verbindt met hun kolonie en zich ervan losmaken om als individuen te leven. Het huidige protocol beschrijft hoe koraalmicropropagatie kan worden geïnduceerd door bail-out met behulp van hypersaline of calciumvrije zeewaterbehandelingen.

Het induceren van poliep bail-out in koraalkolonies om geïndividualiseerde micropropagates te verkrijgen voor laboratoriumexperimenteel gebruik

Afgemeerde midwater geodetische structuren genaamd Coral Arks bieden een modulair, schaalbaar en verticaal instelbaar onderzoeksplatform dat kan worden gebruikt om koraalrifgemeenschappen te bouwen, te bewaken en te verstoren in voorheen niet-werkende gebieden, inclusief offshore.

Coral Reef Arks: een in situ mesokosmos en toolkit voor het samenstellen van rifgemeenschappen

Klimaatverandering heeft wereldwijd gevolgen voor ecosystemen van koraalriffen. Koralen afkomstig van ex situ aquacultuursystemen kunnen helpen bij het ondersteunen van herstel- en onderzoeksinspanningen. Hierin worden voedings- en koraalkweektechnieken geschetst die kunnen worden gebruikt om het langdurig onderhoud van broedende scleractinische koralen ex situ te bevorderen.

Effectieve technieken voor de voeding en ex situ kweek van een broedend scleractinisch koraal, Pocillopora acuta

Hier beschrijven we verschillende protocollen die gericht zijn op een geïntegreerde valorisatie van Gracilaria gracilis: het oogsten van wilde soorten, in-house groei en extractie van bioactieve ingrediënten. De antioxiderende, antimicrobiële en cytotoxische effecten van de extracten worden geëvalueerd, samen met de voedings- en stabiliteitsbeoordeling van voedsel verrijkt met hele zeewierbiomassa en pigmenten.

Valorisatie van het rode zeewier Gracilaria gracilis door middel van een bioraffinage-aanpak

Dit protocol omvat een onderzoeksmethodologie in vier stappen voor beeldvorming van grote gebieden die wordt gebruikt om statistieken te extraheren van structurele complexiteit, gemeenschapssamenstelling en demografische gegevens van de bevolking voor koraalrifgemeenschappen. De kwaliteit van de verzamelde beelden en de geïntegreerde toegang tot de bronbeelden krijgen prioriteit in elke stap van het protocol.

Het meten van de structuur, samenstelling en verandering van onderwateromgevingen met beeldvorming van grote gebieden

Leer het green gravel-protocol voor het kweken van Macrocystis pyrifera in het laboratorium. Deze methode ondersteunt onderzoek naar herstel van kelpwouden en biedt richtlijnen voor temperatuur, licht en substraatvoorbereiding.

Veldverzameling en laboratoriumonderhoud van bladerdakvormende reuzenkelp om herstel te vergemakkelijken

Meer video's verkennen