Denne artikkelen beskriver fremgangsmåten for implanting en mikro akustisk merke i juvenile Pacific Lamprey og amerikanske ål. Vårt program er basert på laboratorieforsøk, som indikerer at akustiske merkene kan være vellykket implantert uten åpenbare effekter på svømming evne eller overlevelse og minimal tag tap.
Juvenile Pacific Lamprey og amerikanske ål ble brukt for laboratoriet evalueringer for å bestemme mulige effekter fra tag implantasjon. Telemetri teknologi har blitt identifisert som en måte å få mer detaljert informasjon om bevegelse og oppførsel over en bredere romlige skala enn med andre kjente teknologi. Formålet med denne metoden er å gi en detaljert skritt for skritt instruksjoner på tag implantasjon både niøyer og ål. For laboratoriestudier med aktivt migrere juvenile Pacific Lamprey (120-160 mm), vi bestemt at tilstedeværelsen av koden ikke bading evne mellom kodede og ukodede individer eller har betydelig tag tap (< 3%). Lignende resultater var bestemt under laboratorietester av gul amerikanske ål (113-175 mm). Ingen dødelighet oppstod under 38-dagers bindingstid og det var minimal tag tap (3.8%). Tilstedeværelsen av koden har ikke en betydelig effekt på bading evne eller overlevelse av merket ål sammenlignet ukodede kontroller og det var minimal tag tap.
Forstå fisk atferd og bevegelser nær elven strukturer, som vannkraft demninger, som kan hemme oppstrømshastighet eller nedstrøms vandringsruter er en pågående forskning behov. Selv om mange undersøkelser har blitt utført ved hjelp av eksisterende teknologi, er det fortsatt mange forskning spørsmål om juvenil ål og lamprey overlevelse og atferd. For å møte disse spørsmålene, Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) har utviklet en ny akustisk mikro sender spesielt utformet for bruk i juvenile ål og niøyer, kalt lamprey/ål kode1. Før denne utviklingen, eksisterende akustisk koder var for stor til å bli effektivt implantert inn i kroppen hulrom i juvenile ål og niøyer, og vil resultere i en tag byrde som overgår aksepterte standarder (konservative verdien koden til kroppen vekt forhold er 2% eller mindre og annen litteratur antyder 4-5%)2,3,4. Lamprey/ål kodene avgir unik kodet signaler med en frekvens på 416.7 kHz, som overvåkes autonome mottakere (hydrophones) på faste strukturer eller i elven mottakere5,6.
I Columbia vassdraget i USA, har bevissthet og bekymring for å forstå hele livssyklusen til Pacific Lamprey (Entosphenus tridentatus) eskalert fordi populasjoner har gått betydelig ned de siste 40 årene7 . Bygging og drift av vannkraft anlegg kan negativt påvirke juvenile lamprey, som deres nedgang skjedde etter perioden på store vannkraftverk8. En potensiell kilde til dødelighet er dam passasje når juvenile Pacific Lamprey overføre ut til havet9. Passiv integrert energi (PIT) er ofte brukt for overføring fiskearter som kan gå avledning strukturer (f.eks juvenile omkjøringsvei systemer), hvilke innrømmer merkede fisk å være nummerert10,11. Men juvenile lamprey antas å overføre dypere i vannsøylen enn unge laks og er mindre sannsynlig å passere de juvenile omkjøringsvei systemer12. På grunn av lav oppdagelsen sannsynlighetene og mangel på klekkerier og andre konsentrert juvenile lamprey for grav merking, informasjon om juvenile lamprey passasje, er overlevelse eller oppførsel svært begrenset. Kunnskap om juvenil Pacific Lamprey atferd og overlevelse er avgjørende for å utvikle klimatiltak strategier for nedstrøms passering, inkludert design av omkjøringsvei for bruk på vannkraft anlegg og vanning avledning strukturer13.
Den amerikanske ål (Anguilla rostrata) er katadrom med voksne fase migrering fra ferskvann mot havet å gyte. Deres innbyggere nivåer har sett dramatisk reduseres de siste tiårene. Tidligere, var svært rikelig i alle store elver i Atlanterhavet og oppstrøms gjennom St. Lawrenceelven Ontariosjøen; men siden 1980, amerikanske eels har opplevd betydelige reduksjoner i lager overflod mellom 50% i Chesapeake Bay som 97% i Lake Ontario14,15,16. Faktorene som bidrar til deres nedgang inkluderer; bygging av demninger, fragmentering og tap av habitat og kommersielle høsting17. De er nå oppført som Endangered under Ontario (Canada) Endangered Species Act. Siste utviklingen av vannkraft anlegg langs store elver i østlige USA lage hindringer som hindrer riverine migreringer av både barn og voksne.
Nyutviklet lamprey/ål akustisk merke ble brukt i denne studien. Kodene ble produsert ved PNNLS akkreditert Bio-akustikk og Flow laboratorium18. Koden måler 12 mm x 2 mm i diameter, og har en vekt på 0,08 g i luften. På grunn av tag liten samlede størrelse, det kan være effektivt brukes for implantasjon til anguilliform eller juvenile fisk ved hjelp av et sutureless snitt, på grunn av lite innsnitt kreves (< 3 mm lange). Ytterligere fordeler av sutureless snitt inkluderer: en redusert mengde tid kreves for kirurgisk prosess, raskere tilheling priser, og redusert mulighet for infeksjoner implantasjon sted19. Kirurgisk implantasjon effekter kan variere svar på arter, liv Stadium, kroppens hulrom lengde, snitt plassering, studere varighet og miljøforhold20,21,22,23. I tillegg til størrelse er vekt en viktig variabel fordi det gir et mål på tag byrden (dvs. vekten av koden i forhold til vekten av fisken). Tag byrden, kan i samarbeid med alle andre aspekter av kirurgisk prosessen (f.eks anestesi, håndtering, kirurgi), ha en direkte virkning på tag oppbevaring, overlevelse, vekst, svømme ytelse, eller muligheten for fisken å unngå predasjon24, 25,26,27.
Resultatene av laboratoriestudier viser at merking prosedyre og merking effekter ikke har innvirkning på fisken overlevelsesevne eller bading evne. Utvidet holder og overvåking viste at minimal tag tap oppstått og var ikke synlig under kode livet (30 dager). Tag implantasjon prosedyren var effektiv til å plassere kodene i kroppens hulrom uten å forårsake betydelige hemorrhaging eller soppinfeksjoner på webområdet merking. Varigheten av hele kodingen prosessen (< 6 min) er gunstig fordi det reduserer stress forbundet med fisken blir anesthetized. Disse funnene kjennetegner et nytt verktøy for juvenile lamprey og ål passering research og kan brukes i fremtidige studier. Denne teknologien tillater forskere å spore lamprey og ål bevegelser innen elvesystemer og som de tilnærming demninger eller andre strukturer som hindrer fisk passasje. Resultatene kan i sin tur bedre informere beslutninger på disse anleggene til å bevare disse artene i juvenile livsstadier. De viktigste trinnene av tag implantasjon protokollen inkludere bruker det lated dosen av bedøvelse, dybde og lengde på snitt, plasseringen av kodene, og ha riktig utvinning holder tanker tilgjengelig. Denne teknikken har minimale begrensninger. Mest spesielt, kirurg opplæring er nødvendig for å effektivt gjør den < 3 mm snitt og plassere kodene på ønsket plassering. I tillegg merkingsprosessen ville utelukke mindre størrelse ål og lamprey (< 140 mm) på grunn av tag byrden begrensninger. Vi anbefaler ikke eventuelle endringer til beskrevet protokoller.
Alternative metoder for merking ål og lamprey omfatter bruk av GROP tags. Men PIT-koder aktivt sender ikke signaler, derfor PIT-merket fisk kan bare nummereres som de er entrained og viderekoblet til omkjøringsvei lokaler eller pass nær en fast detektor10,11. Fremtidige anvendelser av lamprey/ål koden inkluderer muligheten til å merke og spore populasjoner av overfører lamprey og ål i ethvert miljø de bor.. Flere fordeler av å bruke lamprey/ål koden ville inkludere evnen å anslå overlevelse, reservekultur priser på spillways eller via turbiner, reisetid i reservoarene, passasje forsinkelser og relatert virkemåte som fisk tilnærming dammer.
The authors have nothing to disclose.
Denne studien ble finansiert av US Army Corps av ingeniører (USACE) og US Department of Energy (DOE) vann strøm teknologi kontoret. Vi setter pris på teknisk assistanse fra de følgende PNNL ansatte: Colin Brislawn, Eric Francavilla, Jill Janak, Huidong Li og Tim Linley. Vi takker Kathy Kratchman fra Delaware Valley fisk selskapet for å forsyne ål PNNL, Ralph Lampman og Tyler Beals fra Yakama nasjon fisket for å forsyne lamprey. Vi takker også Brad Eppard, Scott Fielding og Ricardo Walker fra USACE og Dana McCoskey og Tim Welch fra DOE. Laboratoriestudier ble utført på PNNL, som drives av 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 | |