En noninvasiv metode til<em> In situ</em> Bestemmelse af Parring Succes i kvindelig amerikansk Hummer (<em> Homarus americanus</em>)
Summary
Fiskerivarer-inducerede ændringer udnyttede krebsdyr fiskerier såsom det amerikanske hummer fiskeri, kan potentielt påvirke deres reproduktive dynamik, hvilket fører til en reduktion i parring succes. Denne undersøgelse mål var at udvikle en noninvasiv metode til at konstatere parring succes kvindelige hummere, der kan være fysiologisk eller funktionelt modne.
Abstract
Trods at være en af de mest produktive fiskerier i det nordvestlige Atlanterhav, stadig meget ukendt om de fysiske reproduktive dynamikken i amerikanske hummere. Nyligt arbejde i udnyttede krebsdyr populationer (krabber og hummere), tyder på, at der er omstændigheder, hvor modne kvinder er i stand til at nå deres fulde reproduktive potentiale grundet sperm begrænsning. For at undersøge denne mulighed i forskellige regioner i den amerikanske hummer fiskeriet blev en pålidelig og noninvasiv metode udviklet for prøvetagning stort antal kvindelige hummere på havet. Denne metode indebærer indsættelse en stump spids nål i kvindens skelsættende beholder til at bestemme tilstedeværelsen eller fraværet af en sædcelle stik og trække en prøve, der kan undersøges for tilstedeværelsen af sædceller. En række kontrol-undersøgelser blev udført ved kajen og i laboratoriet for at teste pålideligheden af denne teknik. Disse bestræbelser indebar prøveudtagning 294 kvindelige hummere for at bekræfte, at tilstedeværelsen ofa sperm plug var en pålidelig indikator for sperm inden i beholderen og dermed parring. Dette papir beskriver den metode og de opnåede resultater fra en delmængde af de samlede hunner stikprøven. Af de 230 kvindelige hummere stikprøven fra Georges Bank og Cape Ann, MA (størrelsesorden = 71-145 mm rygskjoldslængde), 90,3% var positive for sperm. Potentielle forklaringer til manglende sædceller i nogle hunner omfatter: umodenhed (manglende fysiologisk modenhed), nedbrydning af sædcellerne stik efter bruges til at befrugte en kobling af æg, og mangel på parring aktivitet. Undersøgelserne viser, at denne teknik til at undersøge parringssucces kvindelige hummere er en pålidelig proxy, der kan anvendes inden for området til at dokumentere reproduktiv aktivitet i naturlige populationer.
Introduction
Amerikansk hummer (Homarus americanus) er en af de mest produktive fiskeri i det nordlige Atlanterhav (~ 56.000 mt i 2011, værdsat mere end 390 millioner dollar) 1.. Imidlertid er der en generel mangel på forståelse for de reproduktive dynamik af denne art i de vilde bestande. Generering mere præcise skøn over den reproduktive output, herunder antallet og størrelser af personer deltager aktivt i reproduktion, kan forbedre bestandsvurdering processen. For eksempel har hunner, der er forhindret i at nå deres fulde reproduktive potentiale på grund af sperm begrænsning blevet identificeret som en bekymring for flere kommercielt udnyttede marine krebsdyr, herunder: languster 2, blå krabber 3, kongekrabber 4, sten krabber 5 og sne krabber 6.. Det overordnede mål er at afgøre, om sæd begrænsning kan være en faktor i visse områder af den amerikanske hummer fiskeri så godt.
nt "> De første tegn på en potentiel sperm begrænsning problem i hummere blev observeret, når der udføres en uafhængig tagging studie med rugende kvindelige hummere (med synligt intakte, for nylig ekstruderede æg). Genvind rapporter fra fiskere viste, at ~ 15% af disse dyr var faldet deres æg koblinger efter kun 1-2 måneder. Arbejdshypotesen var, at nogle hummere transporterer æg der ikke var blevet befrugtet, og som et resultat, "faldt" 7.. Foreløbige data fra en efterfølgende undersøgelse har bekræftet, at hummere vil ekstrudere æg, selv om de ikke med held har parret, og disse ubefrugtede æg foretages kun for ~ 1 måned 8. Derfor får observation af hunnerne bærer ubefrugtede æg i naturlige populationer, vi har forsøgt at bestemme, i hvilket omfang sperm begrænsning kunne bidrage til en submaksimal niveau af reproduktion af kønsmodne hummere. at nå dette mål blev en teknik udviklet til at detektere spermatoPhore deponeret af mænd under parring.Dette papir og video beskriver en noninvasiv, enkel metode udviklet til at konstatere parring succes kvindelige hummere. Teknikken kan udnyttes hurtigt og pålideligt på havet, enten ombord forskning eller kommercielle fiskefartøjer. Detaljerne i denne prøveudtagningsmetode samt nogle repræsentative resultater er vist for at illustrere anvendelsen af teknikken.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne video og papir skitse og demonstrere en metode til bestemmelse af, om kvindelige hummere med succes har parret. Denne fremgangsmåde er enkel nok, at det kan anvendes til storskala prøvetagning af hummere på havet ved en række brugere. Metoden er baseret på at påvise tilstedeværelsen af en spermatophore i skelsættende beholder, der er gået fra mandlige til kvindelige hummere under parring. Disse spermatophores delvis hærdes til en sædcelle plug kort tid efter de er deponeret i beholderen, og dermed…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne vil gerne takke alle New England kommercielle lobstermen hvis både vi fik lov til at prøve fra – deres samarbejde er meget værdsat. Desuden takker vi Little Bay Lobster Company (Newington, NH) og Champlin Seafood (Point Judith, RI) som tilladt os at foretage stikprøver på deres faciliteter. De følgende UNH studerende uvurderlig bistand i hele denne undersøgelse: Haley Hvid, Françoise Morrison, Sarah Havener, Audra Chaput, og maj Grose. Dette projekt blev støttet af tilskud fra NH SeaGrant til WHW (projekt # R/CFR-11) og en UNH Marine Program Grant til JSG.
Materials
| Calipers: Mitutoyo Digimatic | Mitutoyo | 500-196-20 | http://www.globalindustrial.com |
| 3 mL Luer-Lok™ syringe | Beckton-Dickinson | 309585 | www.bd.com |
| Monoject aluminum hub blunt needles, 18-G x 1 | Webster Veterinary | 8881202348 | www.mywebstervet.com |
| 2.0 mL plastic storage tubes | Eppendorf | wu-06333-72 | http://www.coleparmer.com |
| Styrofoam cooler with ice | |||
| Compound light microscope | Olympus | BH System | http://www.olympusamerica.com |
| Glass sides with cover slip | 75 mm x 25 mm, ~ 1 mm thickness | ||
| Pipettor with disposable tips |
References
- . . FAO and Agriculture Organization of the United Nations). Fisheries and Aquaculture Department. , (2012).
- MacDiarmid, A., Butler, M. J. Sperm economy and limitation in spiny lobsters. Behav. Ecol. Sociobiol. 46, 14-24 (1999).
- Kendall, M. S., Wolcott, D. L., Wolcott, T. G., Hines, A. H. Influence of male size and mating history on sperm content of ejaculates of the blue crab Callinectes sapidus. 230, 235-240 (2002).
- Sato, T., Ashidate, M., Goshima, S. Effects of male mating frequency and male size on ejaculate size and reproductive success of female spiny king crab, Parolithodes brevipes. Mar. Ecol. Prog. Ser. 296, 251-262 (2005).
- Sato, T., Goshima, S. Impacts of male-only fishing and sperm limitation in manipulated populations of an unfished crab, Hapalogaster. 313, 193-204 (2006).
- Rondeau, A., Sainte-Marie, B. Variable mate-guarding time and sperm allocation by male snow crabs (Chionoecetes opilio) in response to sexual competition, and their impact on the mating success of females. Biol. Bull. 201, 204-217 (2001).
- Waddy, S. L., Aiken, D. E., Bauer, R. T., Martin, J. W. . Mating and insemination in the Ameri can lobster,Homarus americanus. Crustacean sexual behavior. , 126-144 (1990).
- Johnson, K. J., Goldstein, J. S., Watson, W. H. Two methods for determining the fertility status in early-stage American lobster, Homarus americanus, eggs. J. Crust. Biol. 31, 693-700 (2011).
- Aiken, D. E. Proecdysis, setal development, and molt prediction in the American lobster (Homarus). 30, 1337-1344 (1973).
- Aiken, D. E., Waddy, S. L. Cement gland development, ovary maturation, and reproductive cycles in the American lobster Homarus americanus. J. Crust. Biol. 2, 315-327 (1982).
- Pugh, T. L., Goldstein, J. S., Lavalli, K. L., Clancy, M., Watson, W. H. At-sea determination of female American lobsters (Homarus americanus) mating activity: Patterns vs. expectations. Fish. Res. 147, 327-337 (2013).
- Bauer, R. T. Phylogenetic trends in sperm transfer and storage complexity in decapod crustaceans. J. Crust. Biol. 6, 313-325 (1986).
- Talbot, P., Helluy, S., Factor, J. R. Reproduction and embryonic development. Biology of the Lobster: Homarus americanus. , 177-216 (1995).
- Cooper, R. A., Uzmann, J. R., Cobb, J. S. . Ecology of juvenile and adult Homarus. The biology and management of lobsters. 2, 97-142 (1980).
- Estrella, B. T., McKiernan, D. J. Catch-per-unit-effort and biological parameters from the Massachusetts coastal lobster (Homarus americanus) resource: description and trends. NOAA Tech. Rep. NMFS. 81, (1989).
- Waddy, S. L., Aiken, D. E. Multiple fertilization and consecutive spawning in large American lobster, Homarus americanus. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 43, 2291-2294 (1986).
- . Atlantic States Marine Fisheries Commission (ASMFC). American lobster stock assessment report for peer review. ASMFC Stock Assessment. , (2009).
