मछलियों में तैरना प्रदर्शन का आकलन

Summary

मछली के बहुमत के जीवन तैराकी पर predicated हैं. इस प्रोटोकॉल व्यक्तिगत और स्कूली शिक्षा मछली के लिए उपलब्ध मोड तैराकी की एक श्रृंखला पर कब्जा करने के लिए तकनीक का वर्णन है, और तैराकी फिजियोलॉजी और व्यवहार के साथ जुड़े मैट्रिक्स शामिल है.

Abstract

तैरना मछली के प्रदर्शन को परीक्षण मांसपेशी energetics के अध्ययन के लिए अभिन्न अंग है, स्विमिंग यांत्रिकी, गैस विनिमय, हृदय फिजियोलॉजी, रोग, प्रदूषण, hypoxia और तापमान. इस कागज मछली तैराकी उपकरण है जिसमें पानी के वेग को नियंत्रित किया जा सकता का उपयोग करते हुए प्रदर्शन का आकलन करने के लिए एक लचीला प्रोटोकॉल का वर्णन करता है. प्रोटोकॉल के प्रवाह की गति में कई कदम बढ़ जाती है कि थकान मछली कारण का इरादा कर रहे हैं के लिए एक शामिल है. चरण गति और उनकी अवधि के लिए विभिन्न शारीरिक और पारिस्थितिक प्रासंगिकता के तैराकी क्षमताओं पर कब्जा करने के लिए सेट किया जा सकता है. अधिकांश अक्सर कदम आकार महत्वपूर्ण तैराकी (यू _crit) वेग, जो अधिकतम निरंतर तैराकी की क्षमता पर कब्जा करने का इरादा है निर्धारित करने के लिए सेट कर दिया जाता है. परंपरागत रूप से इस परीक्षण लगभग दस से 20 मिनट की अवधि के प्रत्येक कदम के शामिल है. हालांकि, छोटी अवधि (1 उदा मिनट) के कदम तेजी से त्वरण क्षमता या फट तैराकी प्रदर्शन पर कब्जा कर रहे हैं उपयोग किया जा रहा है. कदम आकार के बावजूद, तैराकी परीक्षण समय पर दोहराया जा सकता है व्यक्तिगत परिवर्तन और वसूली करने की क्षमता गेज. चयापचय दर, फिन उपयोग, वेंटिलेशन दर, और स्कूली शिक्षा मछली के बीच की दूरी के रूप में इस तरह के व्यवहार के उपाय के रूप में में तैराकी से संबंधित endpoints, अक्सर से पहले शामिल हैं तैराकी परीक्षण के दौरान और बाद में. मछली प्रजातियों की विविधता को देखते हुए, बेरोज़गार अनुसंधान सवाल है, और कई प्रजातियों के वैश्विक पारिस्थितिकी और आर्थिक स्वास्थ्य के लिए महत्व की संख्या, मछली तैराकी के प्रदर्शन का अध्ययन लोकप्रिय है और निकट भविष्य के लिए अमूल्य रहेगा.

Protocol

1. पकड़ने और Acclimation

1. एक knotless नेट का उपयोग, उनकी जोत टैंक से अलग - अलग मछली इकट्ठा. न्यूनतम समय पर कब्जा, एकाधिक मछली संग्रह से बचने के जाल में कुछ सेकंड से अधिक के लिए मछली पकड़ नहीं है के रूप में इन कारकों तनाव को बढ़ा सकते हैं. तनाव तैराकी प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं.
2. संज्ञाहरण या सीधे तैरना सुरंग respirometer ('तैरना सुरंग') के साथ एक हस्तांतरण की टंकी में रखें या तो मछली. अगर मछली anesthetized हो, या तो tricaine (MS222) methanesulfonate या लौंग का तेल इस्तेमाल किया जा सकता है. स्वीकार्य सांद्रता प्रजातियों संवेदनशीलता और तापमान सहित कई कारकों पर निर्भर करती है, लेकिन आमतौर पर रेंज 10-100 से या तो संवेदनाहारी ^1,2 के लिए मिलीग्राम / एल. संवेदनाहारी एकाग्रता चरण 3 संज्ञाहरण प्रेरित (यानी बाह्य stimuli करने के लिए अनुत्तरदायी) और तेजी से वसूली (यानी सेकंड) की अनुमति चाहिए. जब मीठे पानी में MS222 का उपयोग, सोडियम बिकारबोनिट एक बफर के रूप में बराबर भागों (मास) के द्वारा किया जाना चाहिए. बफर के बिना, MS222 बहुत पीएच कम होगा, और कम पीएच गिल ऊतक को नुकसान पहुँचा सकती है. बफरन समुद्री जल में आवश्यक नहीं है के रूप में यह पर्याप्त बफरन क्षमता शामिल है.
3. Anesthetized मछली, sexed किया जा सकता है द्रव्यमान और लंबाई के लिए मापा, और उनकी हालत का एक सरसरी बाह्य परीक्षा दी. लंबाई कुल लंबाई (TL), कांटा लंबाई (FL) या शरीर की लंबाई (बीएल) के रूप में लिया जा सकता है है. ये अलग मैट्रिक्स आमतौर पर मानक प्रथा के अनुसार लागू कर रहे हैं, प्रजातियों (जैसे कोई काँटेदार फिन) आकारिकी या मछली हालत (दुम फिन जैसे दूर पहना).
4. दोनों anesthetized और गैर anesthetized मछली तैरने सुरंग में पेश किया जाना चाहिए संभव के रूप में और के रूप में तेजी से पानी बहने के रूप में इस वसूली की सुविधा में. प्रवाह की दर आमतौर पर सेट कर दिया जाता है कि ऐसी मछली बमुश्किल तैराकी जबकि तल पर आराम करने में सक्षम हो जाएगा. वयस्क सोकाई सामन के लिए एक उदाहरण दर 0.3 बीएल / एस
5. मछली के लिए तैरने acclimate करने के लिए सुरंग में छोड़ा जा सकता की जरूरत है. Acclimation अवधि के पारंपरिक (जैसे घंटा 12) अवधि के लिए या सबसे वर्तमान अध्ययन है जो के रूप में 30 मिनट के रूप में कम किया जा सकता है में इस्तेमाल किया उन लोगों के लिए सेट किया जा सकता है. एक दिया मछली, तक पहुँचने के लिए एक स्थिर, आदर्श से कम चयापचय दर (विस्तृत अगले अनुभाग) इस्तेमाल किया जा सकता है लिया समय के लिए एक आदर्श acclimation अवधि निर्धारित करने के लिए.

2. चयापचय दर मापना

1. ऑक्सीजन में तैरने सुरंग के भीतर परिवर्तन तैरना परीक्षण (ओं) की अवधि से अधिक दर्ज किया जाना चाहिए. आक्सीजन जांच तैरना सुरंग में सीधे सील कर सकते हैं, लेकिन यह पहली बार निर्धारित किया है कि जांच से अधिक पानी के प्रवाह जांच के समारोह को प्रभावित करता है होना चाहिए. अगर जांच के पानी की गति है कि परीक्षण के दौरान हो सकता है से प्रभावित है, जांच के लिए सुरंग के बाहर अपने खुद के चैम्बर में रखा जा और सुरंग के पानी के साथ एक पंप द्वारा आपूर्ति की आवश्यकता होगी.
2. फिर से भरना ऑक्सीजन और अपशिष्ट संचय को कम करने के, तैरना सुरंग की संभावना समय - समय पर प्लावित होने की आवश्यकता होगी. ऑक्सीजन संतृप्ति अधिकांश प्रजातियों के लिए 70% से कम गिरावट की अनुमति नहीं तैराकी प्रदर्शन के रूप में या कम किया जा सकता है anaerobic चयापचय के लिए एक बदलाव हो सकता है चाहिए. सुरंग के पानी Flushing भी मदद मिल सकती है पानी के तापमान में किसी भी बढ़ जाती है कम, तथापि, पानी का तापमान एक chiller तैरना सुरंग युग्मन द्वारा लगातार आयोजित किया जाना चाहिए. तापमान में परिवर्तन के चयापचय दर को प्रभावित करेगा.
3. नियमित और अधिकतम चयापचय दर, संक्षिप्त 'RMR' और 'MMR', आम तौर पर निर्धारित कर रहे हैं (चित्रा 1 ए). इन दरों की मात्रा (वी ओ ₂₎ या प्रति इकाई जन ऑक्सीजन का द्रव्यमान (एम ओ ₂₎ में व्यक्त किया जा सकता है, प्रति इकाई समय, जैसे _{मिलीग्राम 2} हे / किग्रा / घंटा . दो दरों के बीच अंतर करने के लिए 'गतिविधि के लिए गुंजाइश' प्राप्त करने के लिए लिया जा सकता है है. 'ऑक्सीजन कर्ज' के बाद व्यायाम, 'अतिरिक्त बाद व्यायाम ऑक्सीजन की खपत (EPOC) के रूप में भेजा, यह भी निर्धारित किया जा सकता है RMR करने के लिए व्यायाम के बाद वापसी के दौरान आवश्यक ऑक्सीजन के बराबर है.

1. नोट: कई ऑक्सीजन जांच और उनके उत्पादन स्वचालित रूप से भंग ऑक्सीजन में तापमान परिवर्तन को सही प्रदान करेगा. उन है कि नहीं सुधारा जा आवश्यकता होगी. इसके अतिरिक्त, कुछ मान अगर माप खारा शर्तों में आयोजित की गई सुधारा जा आवश्यकता होगी.

तैरना प्रदर्शन मापन

तैराकी प्रदर्शन क्षमताओं के एक किस्म तैरने सुरंग में मूल्यांकन किया जा सकता है. सबसे आम तरीका तैराकी प्रदर्शन विशेषताएँ अवधि है जिसके लिए ^यह 3 बनाए रखा जा सकता है . धीमी गति, अब यह और बनाए रखा जा सकता है इसके विपरीत. गति आम तौर पर 'फट' के रूप में संदर्भित कर रहे हैं, 'लंबे समय तक' या 'निरंतर' है, जो सेकंड के durations के घंटे (अधिकतम = 200 मिनट) मिनट और घंटे और परे (> 200 मिनट) के अनुरूप, क्रमशः. इन गति का निर्धारण करने के लिए, मछली परिभाषित उपयोगकर्ता 'कदम' सेट 'ऊंचाई', यानी पानी के प्रवाह की गति को बढ़ाने, और 'की लंबाई', यानी कदम अवधि के निर्वाचकगण के अधीन हैं. कदम ऊंचाई अधिकतम और न्यूनतम कदम लंबाई सबसे बड़ा फट गति पर कब्जा है, जबकि रिवर्स कर सबसे बड़ी निरंतर गति पर कब्जा होगा. चरण मेंपरीक्षण अधिकतम गति हासिल की रिपोर्ट का पारंपरिक तरीका पिछले पूरी तरह से पूरा कदम प्लस अंतिम, अधूरा कदम (चित्रा 1 ए) के लौकिक भाग की गति के बराबर है.

फट तैराकी प्रदर्शन मूल्यांकन

1. फट तैराकी या स्प्रिंट क्षमता acclimation निम्नलिखित पर कब्जा करने के लिए, एक अनुमान के अनुसार अधिकतम प्रवाह की गति लाने के _{(जैसे} दो बार यू crit, नीचे देखें), और मछली को प्रेरित करने के लिए तैरने. मछली कक्ष के पीछे में आराम करना चाहिए प्रवाह गति के रूप में तेजी से वृद्धि हुई है. मछली तैरने के लिए प्रेरित किया जा आवश्यकता हो सकती है. प्रेरणा (जैसे स्पर्श) यांत्रिक या बिजली के (जैसे एक छोटे तैरने सुरंग के पीछे एक सदमे ग्रिड के लिए लागू प्रभारी) किया जा सकता है.
   
   यद्यपि विशेष रूप से फट करने की क्षमता का परीक्षण नहीं, मछली भी एक 'निरंतर त्वरण परीक्षण' (कैट _या यू ΔV) कम अवधि के कई कदम (1 उदा ^{मिनट)} 4,5 से मिलकर दिया जा सकता है.
2. तैरने की अवधि रिकार्ड. व्यक्तिगत फट और उनकी दूरी की संख्या भी ⁶ दर्ज किया जा सकता है . स्पीड के रूप में अधिकतम हासिल या चित्रा 1A में समीकरण के अनुसार गणना की दी जा सकता है.
   
   लंबे समय तक और निरंतर तैराकी प्रदर्शन मूल्यांकन
   
   सबसे अक्सर के लिए लंबे समय तक या निरंतर तैराकी की क्षमता का अनुमान इस्तेमाल किया उपाय करने के लिए 'महत्वपूर्ण _{तैराकी} प्रदर्शन' (यू crit) के रूप में संदर्भित किया जाता है. यू _crit के लिए कदम लंबाई परंपरागत रूप से 20 मिनट में निर्धारित किया गया है, हालांकि 10 मिनट के रूप में कम समय भी इस्तेमाल किया गया है. एक सामान्य नियम है कि थकान, जो लंबी परीक्षणों में, जैसे> 3 बजे मछली / परिणाम कर सकते हैं कम से कम दस कदम पहले लिया जाना चाहिए. यू _crit परीक्षण छोटा करने के लिए, प्रारंभिक सात चरणों 5 मिनट (परीक्षण _फिर रैंप U crit 'कहा जाता है) के लिए संक्षिप्त किया जा सकता है.

1. Acclimation और / या एक अभ्यास तैरने के बाद, कदम के आकार के अनुसार प्रवाह की गति में वृद्धि.
2. यू _crit के लिए उपयुक्त कदम ऊंचाई सेट करने के लिए, यह संभावना परीक्षण किया जाना मछली का एक _{नमूना} के लिए यू crit का अनुमान करने के लिए आवश्यक हो जाएगा. यह साहित्य मूल्यों का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है. वैकल्पिक रूप से, मछली सुरंग के लिए परिचय के बाद एक 'अभ्यास तैरना' दिया जा सकता है. इस के लिए, थकान जब तक, छोटी मछली, उपयोगकर्ता परिभाषित कदम दे. अंतिम यू _crit का एक प्रारंभिक अनुमान के रूप में पहुँच गति का उपयोग करें. प्रत्येक मछली के लिए कदम आकार (ऊंचाई और लंबाई) को समायोजित करें.
3. वसूली की क्षमता का परीक्षण या प्रदर्शन में व्यक्तिगत भिन्नता का निर्धारण करने के लिए, मछली एक दूसरे स्विमिंग एक ^{वसूली} अवधि के बाद 7-9 परीक्षण दिया जा सकता है.
4. मछली स्कूलों में भी परीक्षण किया जा सकता है, हालांकि मछली अलग अलग समय पर परीक्षण है जो सुरंग से उन्हें हटाने के लिए समस्याग्रस्त हो सकता है और ऑक्सीजन तेज उपाय करने की क्षमता को समाप्त कर सकते हैं के दौरान थकान के लिए करते हैं.
5. एक बार जब थका, मछली, ठीक करने के लिए अनुमति दी जानी चाहिए या ऊतक के नमूने के लिए तुरंत हटा दिया.
   
   तैराकी के लिए कई प्रदर्शन संबंधित अन्य मीट्रिक्स परीक्षण के दौरान या वीडियो विश्लेषण का उपयोग करने के बाद एकत्र किया जा सकता है (चित्रा 1 सी, डी).
6. वेंटिलेशन दर और पूंछ हरा आवृत्ति, opercular पंप और पूंछ धड़क रहा है की दर संख्या को मापने के कई सेकंड की अवधि (चित्रा 1 ^बी) 10,11 से अधिक नमूना होना चाहिए.
7. पूंछ हरा आयाम को मापने के लिए, दुम फिन के अधिकतम विक्षेपन (चित्रा 1 बी) मापा जा ^सकता है 12.
8. परीक्षण के बाद, मछली परीक्षा पोस्टमार्टम और हेमाटोक्रिट (लाल सेल मात्रा पैक), तनाव हार्मोन सांद्रता, मांसपेशियों की ऊर्जा भंडार (जैसे phosphocreatine ग्लाइकोजन), एंजाइम गतिविधियों (जैसे लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज, acetylcholine esterase निर्धारित एकत्र ऊतकों दिया हो, euthanized कर सकते हैं ), या अन्य शारीरिक मापदंड.

3. प्रतिनिधि परिणाम

चित्रा 1 ए) एक उदाहरण रैंप यू _crit परीक्षण एक किशोर salmonid को दिया है, एक मछली पालने का जहाज़ (ओंकोरहिन्चस mykiss) इंद्रधनुष ट्राउट, जन में शरीर की लंबाई (बीएल) में 6.3 सेमी और 3.5 ग्राम उठाया . बाहर का परीक्षण एक 12 एल संशोधित ब्रेट प्रकार respirometer (; Loligo सिस्टम्स, डेनमार्क में किया गया www.loligosystems.com ). नियमित और अधिकतम चयापचय दर ढलान (मिग्रा / घंटा) × मात्रा (एल) मछली / द्रव्यमान (किलो) के रूप में गणना की गई, और 198 और _{961 मिलीग्राम} 2 हे / किलोग्राम / घंटा, क्रमशः (गतिविधि के लिए गुंजाइश 4.84 =) थे. इन दरों किशोर सोकाई सामन ¹³ (ओ nerka) के लिए ब्रेट द्वारा रिपोर्ट उन लोगों के साथ ध्यान में रखते हुए कर रहे हैं. नोट: ऑक्सीजन तेज गणना के लिए, पानी की मात्रा respirometer मात्रा कम मछली की मात्रा के बराबर है. पार बिंदु जहां मछली को तैरना आगे से इनकार कर दिया और यू _crit जहां गणना की गई इंगित करता है. बी) पूंछ हरा आवृत्ति मान 10 के छह बार से अधिक दर्ज किया गया, पूंछ हरा आयाम मूल्यों तीन बार दर्ज किए गए, मानों दिखायाहैं ± SEM मतलब. सी) एक बढ़े ओर देखने और डी) तैरना कक्ष के भीतर मछली तैराकी के शीर्ष दृश्य. डी) EthoVision सॉफ्टवेयर (Noldus, नीदरलैंड द्वारा ट्रैक मछली दिखाता www.noldus.com ). लघुरूप: यू _crit = महत्वपूर्ण स्विमिंग वेग, यू _च = आखरी पूरी तरह से पूरा कदम की गति, यू = _{कदम गति है, टी} च = पिछले कदम पर खर्च समय, टी कदम समय =.

Discussion

एक प्राकृतिक सेटिंग में, जैसे शिकारी भागने और प्रवास व्यवहार अलग अलग समय के लिए विशिष्ट तीव्रता पर तैरने में सक्षम किया जा रहा पर निर्भर करते हैं. एक प्रयोगशाला की स्थापना में, सुरंग respirometers तैरना और गति में कदम रखा बढ़ जाती है मछली कई व्यवहार करने की क्षमता का अनुमान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. चयापचय दर और अन्य ऊतक स्तर आकलन (जैसे लैक्टेट उत्पादन) के उपाय तैरना परीक्षण के साथ शामिल किया जा सकता है शारीरिक तंत्र अलग स्विमिंग मोड अंतर्निहित निर्धारित करने में मदद के लिए.

तैरो सुरंग डिजाइन बहुत तैराकी प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं. या Blazka ¹⁴ प्रकार तैरना तैराकी प्रदर्शन को निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया सुरंगों के कई प्रकार के होते हैं, ज्यादातर या ^तो ब्रेट 13 के रूप में विशेषता है. या तो डिजाइन के लिए, प्रमुख विचार 'पानी के प्रवाह के evenness' (यह कैसे सीधा है), अधिकतम प्रवाह की गति और तैरना कक्ष की लंबाई शामिल हैं. Evenness महत्वपूर्ण है क्योंकि मछली सहज पाते हैं और कम प्रवाह क्षेत्रों में तैरने के लिए प्रयास कम से कम. उच्च संभावित प्रवाह दर फट तैराकी क्षमता या तेजी से तैराकी प्रजातियों (जैसे Tunas) का परीक्षण करने के लिए आवश्यक हो सकता है. तैरो कक्ष लंबाई बहुत छोटी लंबाई, यानी मछली लंबाई> कक्ष लंबाई के 10% के कक्षों में के रूप में सार्थक हो सकता है है, मछली के लिए सभी तैराकी मोड का उपयोग करने में असमर्थ हो सकता है. विशेष रूप से, छोटे ट्यूबों मछली की एक स्थिर से संक्रमण के लिए तैराकी गेट अस्थिर करने की क्षमता सीमित है, फट तट और तैराकी के लिए यानी हो सकता है. इसलिए, मछली तैराकी लगभग उसी गति से कदम लंबाई और यू _crit की परवाह किए बिना रोक 'गेट संक्रमण गति ¹⁵ के अनुरूप हो सकता है हो सकता है.

सभी तैरना सुरंगों के प्रवाह जांच या कण इमेजिंग (PIV) velocimetry उपकरण के रूप में इस तरह के उपकरणों का उपयोग कर calibrated किया जा की जरूरत है. आदर्श रूप में तैरना सुरंगों सीधा प्रवाह होगा, लेकिन अगर मछली के लिए एक क्षेत्र के पक्ष में पाए जाते हैं, उनके तैरने की गति के प्रवाह में स्थानीय अंतर के आधार पर समायोजित किया जा सकता है.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
tricaine methanesulfonate (MS222)	Argent Labs		Optional
Clove oil	Sigma-Aldrich		Optional
Swim tunnel respirometer	Loligo Systems		Required
High speed cameras	Multiple Suppliers		optional
Video capture card	Multiple Suppliers		optional
Behaviour analysis software	Noldus		optional