Denne artikel illustrerer proceduren for implanterer en mikro akustiske tag i juvenile Pacific Flodlampret og amerikansk ål. Vores program er baseret på laboratorieforsøg, som indikerer, at akustiske tags kan med held implanterede med ingen synlige effekter på svømme evne eller overlevelse og minimal tag tab.
Juvenile Pacific Flodlampret og amerikansk ål blev brugt til laboratorie evalueringer til at bestemme potentielle virkninger fra tag implantation. Telemetri teknologi er blevet identificeret som en måde at få mere detaljerede oplysninger om bevægelse og adfærd på tværs af en bredere rumlig skala end det er muligt med andre kendte teknologi. Formålet med denne metode er at give en detaljeret trin for trin instruktion på tag implantation for både lampretter og ål. For laboratorieundersøgelser ved hjælp af aktivt overfører juvenile Pacific Flodlampret (120-160 mm), vi besluttet, at tilstedeværelsen af tag ikke svømning evne mellem kodede og ukodede enkeltpersoner eller har nogen betydelig tag tab (< 3%). Lignende resultater blev fastsat under laboratorietest af gule fase amerikansk ål (113-175 mm). Ingen dødelighed opstod en 38-dag bedrift periode og der var minimal tag tab (3,8%). Tilstedeværelsen af tag har ikke nogen væsentlig virkning på svømme evne eller overlevelse af mærkede ål i forhold til ukodede objekter og der var minimal tag tab.
Forståelse af fisk adfærd og bevægelser i nærheden af floden strukturer, såsom vandkraft dæmninger, der kan hindre opstrøms eller nedstrøms migrationsruter er et igangværende forskning behov. Selv om mange undersøgelser er blevet gennemført ved hjælp af eksisterende teknologi, er der stadig mange forskningsspørgsmål om unge ål og Bæklampret overlevelse og adfærd. For at løse disse spørgsmål, Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) har udviklet en ny akustiske mikro sender udviklet specielt til brug i juvenile ål og lampretter, kaldet Flodlampret/ål tag1. Forud for denne udvikling, eksisterende akustiske tags var for stor til at være effektivt implanteret i kropshule af unge ål og lampretter, og ville resultere i en tag belastning, der overstiger accepterede standarder (en konservativ værdi af tag til kroppen vægtforhold er 2% eller mindre og anden litteratur tyder på 4-5%)2,3,4. Flodlampret/ål tags udsender unikke kodede signaler ved en frekvens på 416.7 kHz, som er overvåget via autonome modtagere (Hydrofoner) på faste strukturer eller i floden modtagere5,6.
I Columbia River Basin i USA, er bevidsthed og bekymring for at forstå hele livscyklus af Pacific Flodlampret (Entosphenus tridentatus) eskaleret fordi befolkninger faldet betydeligt i de seneste 40 år7 . Opførelse og drift af hydroelektriske anlæg kan have negativ indflydelse juvenile Flodlampret, som deres fald opstod efter perioden af store vandkraftværker udvikling8. En potentiel kilde til dødelighed er dam passage når juvenile Pacific Flodlampret migrere ud til ocean9. Passiv integreret transpondere (PIT) er almindeligt anvendt til overflytning fiskearter, der kan passere omledning strukturer (fx juvenile bypass systemer), der tillader mærket fisk skal optalt10,11. Men juvenile Flodlampret menes at overflytte dybere i vandsøjlen end unge laks og er mindre tilbøjelige til at passere gennem juvenile bypass systemer12. På grund af lav afsløring sandsynligheder og manglende klækkerier eller andre koncentrerede kilder af juvenile Flodlampret for PIT tagging, oplysninger om juvenile Flodlampret passage, er overlevelse, eller adfærd meget begrænset. Viden om juvenil Pacific Flodlampret adfærd og overlevelse er kritisk for risikobegrænsende strategier for downstream passage, herunder design af bypass systemer til brug ved vandkraft faciliteter og kunstvanding omledning strukturer13.
Den amerikanske ål (Anguilla rostrata) er katadrome med den voksne fase overflytning fra ferskvand mod havet for at gyde. Deres befolkningstal har oplevet dramatiske fald over de sidste mange årtier. Tidligere, var de meget rigelige i alle store floder, der løber ud i Atlanterhavet og upstream gennem St. Lawrence floden til Lake Ontario; men siden 1980, amerikansk ål har oplevet betydelige fald i bestandsstørrelsen spænder fra 50% i Chesapeake Bay til så meget som 97% i Lake Ontario14,15,16. De faktorer, der bidrager til deres nedgang omfatter; opførelsen af hydroelektriske dæmninger, fragmentering og tab af levesteder og kommerciel høst17. De er i øjeblikket opført som truede under Ontario (Canada) truede arter loven. Den seneste udvikling af vandkraft faciliteter langs store floder af østlige amerikanske stater skaber hindringer, der hæmmer floder migrationer af både unge og voksne.
Den nyudviklede Flodlampret/ål akustiske tag blev brugt i denne undersøgelse. Tags blev fremstillet på PNNLS akkrediterede Bio-akustik & Flow laboratorium18. Tag måler 12 mm længde x 2 mm i diameter, og har en vægt på 0,08 g i luften. På grund af den tag lille samlede størrelse, det kan være effektivt anvendes til implantering i anguilliform eller juvenile fisk ved hjælp af en sutureless incision, på grund af de små indsnit kræves (< 3 mm lang). Yderligere fordele ved sutureless snit omfatter: en nedsat mængde tid kræves for kirurgiske proces, hurtigere helbredelse satser, og faldt muligheden for infektioner på implantation site19. Kirurgisk implantation effekter kan variere i svar på arter, livsstadium, kroppen kavitetslængden, indsnit placering, studere varighed og miljøforhold20,21,22,23. Ud over størrelse er vægt en vigtig variabel fordi den er et mål for tag byrde (dvs. vægten af tag i forhold til vægten af fisken). Tag byrde, kan i forening med alle andre aspekter af det kirurgiske proces (fx, anæstesi, håndtering, kirurgi), have en direkte virkning på tag fastholdelse, overlevelse, vækst, svømning ydeevne eller fisk evne til at undgå prædation24, 25,26,27.
Resultaterne af laboratorieundersøgelser viser at tagging fremgangsmåde og tagging effekter ikke har skadelige virkninger på fisk overlevelsesevne eller svømning evne. Udvidet bedrift og overvågning viste at minimal tag tab opstod og ikke var tilsyneladende under tag livet (30 dage). Tag implantation procedure var effektiv til at placere tags i kroppens hulrum uden at forårsage betydelige hemorrhaging eller svampeinfektioner på webstedet tagging. Varigheden af den hele kodning proces (< 6 min) er gavnlige, fordi det reducerer stress i forbindelse med de fisk, der bedøvede. Disse resultater karakterisere et nyt værktøj til juvenile Flodlampret og ål passage forskning og kan udnyttes i fremtidige undersøgelser. Denne teknologi giver forskere til at spore Flodlampret og ål bevægelser inden for flodsystemer og som de tilgang hydroelektriske dæmninger eller andre konstruktioner, der hindrer fisk passage. Resultaterne kan til gengæld bedre at informere ledelsesmæssige beslutninger på disse faciliteter til at hjælpe med at spare disse arter i hele deres juvenile livsstadier. De mest kritiske trin af tag implantation protokol omfatter ved hjælp af den korrekte dosis bedøvelsesmiddel, dybde og længden af incisionen, placering af tags, og at have en korrekt genvinding spildevandstanke tilgængelige. Denne teknik har minimale begrænsninger. Mest bemærkelsesværdigt, kirurgen uddannelse er nødvendig for effektivt at den < 3 mm snit og placere tags på den ønskede placering. Derudover kodningsprocessen ville udelukke mindre størrelse ål og Bæklampret (< 140 mm) på grund af tag byrde begrænsninger. Vi anbefaler ikke nogen ændringer til de beskrevne protokoller.
Alternative metoder til tagging ål og Bæklampret omfatter brugen af PIT tags. Men PIT-tags aktivt sender ikke signaler, derfor PIT-mærket fisk kan kun blive optalt, som de er indblandede og omdirigeres i bypass faciliteter eller passere tæt på en fast detektor10,11. Fremtidige anvendelser af Flodlampret/ål tag omfatter evnen til at mærke og spore populationer af overflytter Flodlampret og ål i ethvert miljø, de bebor. Yderligere fordele ved at bruge koden Flodlampret/ål ville omfatte evnen til at vurdere overlevelse, fallback satser på overløbskanaler eller via turbiner, rejsetid i reservoirer, passage forsinkelser og relaterede adfærd som fiske tilgang dæmninger.
The authors have nothing to disclose.
Undersøgelsen blev finansieret af US Army Corps af ingeniører (USACE) og US Department af energi (DOE) vand magt teknologier Office. Vi sætter pris på den tekniske assistance fra den følgende PNNL personale: Colin Brislawn, Eric Francavilla, Jill Janak, Huidong Li og Tim Linley. Vi takker Kathy Kratchman fra Delaware Valley Fish Company for at levere ål til PNNL og Ralph Lampman og Tyler Beals fra Yakama Nation fiskeri for at levere Flodlampret. Vi takker også Brad Eppard, Scott Fielding og Ricardo Walker fra USACE og Dana McCoskey og Tim Welch fra DOE. Laboratorieundersøgelser blev gennemført på PNNL, som drives af Battelle for US Department of Energy underContractDE-AC06-76RL01830.
10 L plastic tub | N/A | N/A | |
19 L pail | N/A | N/A | |
3.00 mm scalpel | Beaver-Vistec | 377513 | |
500 ml bottle | Nalgene | 2089-0016 | |
Adam scale | Certified Material Testing Products | BCL-LBK12A | |
Air pump | Amazon | N/A | |
Air stone | Pentair | ALS3 | |
Dip net, 3/32 in mesh | N/A | N/A | |
Ethanol (70%) | Sigma-Aldrich | 24102 | |
Fish protector | Kordon LLC | 31456 | |
Foam pad | N/A | N/A | |
Gloves | Kimberly Clark | N/A | |
Mixer bar | Sigma-Aldrich | F37110-1128 | |
Plastic tweezer | N/A | N/A | |
Pouring dispenser gage | Fischer Scientific | 13-683-60C | |
Scalpel handle | Beaver-Vistec | 371360 | |
Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | S5761 | |
Stirrer plate | Corning, PC-351 | N/A | |
Tricaine methanesulfonate, MS-222 | Western Chemical Inc. | 515388 | Treated fish destined for food must be held in fresh water above 10°C (50°F) for 21 days before use |
Tubing, 6 mm | N/A | N/A | |