جمع طفيليات أسماك Gnathiid Isopod البحرية مع الفخاخ الخفيفة
Summary
نقدم طريقة لجمع طفيليات أسماك الأيزوبود البحرية باستخدام مصائد ضوئية موضوعة في مواقع ميدانية عن طريق الغوص أو الغوص.
Abstract
يتم تقديم طريقة لجمع طفيليات أسماك isopod gnathiid البحرية باستخدام الفخاخ الخفيفة. Gnathiid isopods هي مجموعة رئيسية من طفيليات الأسماك البحرية التي تتغذى على الدم والسوائل من الأسماك المضيفة ، ومعظمها في الليل. مثل القراد والبعوض على الأرض ، فإنهم يرتبطون مؤقتا فقط بمضيفهم ويقضون معظم حياتهم بحرية في القاع. نظرا لحركتها العالية وارتباطها العابر والليلي في الغالب مع المضيفين ، لا يمكن جمعها بسهولة عن طريق التقاط مضيفين يعيشون بحرية. ومع ذلك ، فإنها تنجذب بسهولة إلى مصادر الضوء تحت الماء ، مما يخلق الفرصة لجمعها في مصائد الضوء. هنا يتم تحديد التصميم والخطوات الفردية التي ينطوي عليها نشر ومعالجة الفخاخ الضوئية المكيفة خصيصا لجمع مراحل العيش الحر من isopods gnathiid. يتم عرض ومناقشة نتائج العينات والتعديلات الممكنة للبروتوكول الأساسي لمجموعة متنوعة من احتياجات أخذ العينات المختلفة.
Introduction
القشريات الطفيلية مهمة في البيئة وتاريخ حياة أسماك الشعاب المرجانية. الكتلة الحيوية والطاقة التي يزيلونها من مضيفيها كبيرة وتؤثر على السلوك وعلم وظائف الأعضاء والبقاء على قيد الحياة1. تمثل قشريات Gnathiid isopod المجموعة الأبرز من طفيليات الأسماك في أنظمة الشعاب الاستوائية وشبه الاستوائية ، حيث أنها وفيرة ومتنوعة 2,3 وهي العنصر الغذائي الأساسي للأسماك الأنظف 4,5. يبلغ حجم Gnathiids بشكل عام 1-3 مم. لديهم تاريخ حياة غير عادي حيث تتغذى مراحل الأحداث الثلاث فقط على الدم وسوائل الجسم من الأسماك 6,7. هم الأكثر نشاطا في الليل 8,9 ، وبينما يبدو أن الرؤية تلعب دورا ما ، فإن العثور على المضيف 10 يعتمد بشكل كبير على الإشارات الشمية للعثور على المضيفين11,12. تتغذى كل مرحلة من مراحل تغذية الأحداث الثلاث على سمكة مضيفة واحدة ، مع فصل كل علف بمرحلة ذوبان. بعد التغذية النهائية ، تتحول يرقات المرحلة الثالثة إلى بالغين لا يتغذون ، والتي تتكاثر ثم تموت. بالنظر إلى أن التغذية لا تتطلب سوى ارتباط قصير مع المضيف ، في حين أن كل فترة تغذية بين تستمر أياما ، فإن الغناثييد تقضي معظم حياتها حرة في العيش في القاع.
تؤثر Gnathiids على المضيفين بطرق متعددة1. بصرف النظر عن دورها كمحركات للتفاعلات بين الأسماك الأنظف والعملاء13،14،15 ، يمكن أن تزيد gnathiids من مستويات الكورتيزول وتقلل الهيماتوكريت في مضيفات الأسماك البالغة 16 وبأعداد كبيرة ، يمكن أن تسبب الموت 17. بالنسبة للأسماك اليافعة ، حتى الغنثيد الواحد يمكن أن يكون قاتلا18،19،20 ، وحتى إذا نجت الأسماك ، فإن قدرتها على التنافس على الفضاء والهروب من الحيوانات المفترسة تتعرض للخطر20،21،22. قد يشكل تجنب الغناثييدات إحدى فوائد الهجرة الليلية في بعض أسماك الشعاب المرجانية23.
بالإضافة إلى الأسماك الأنظف ، يمكن أن تتأثر مجموعات gnathiid بالأسماك آكلة اللحوم الصغيرةالأخرى 24 ، وكذلك الشعاب المرجانية25,26. يبدو أن ارتفاع درجة حرارة المحيطات وما يرتبط به من فقدان الشعاب المرجانية الحية له تأثيرات متعارضة على الغناثييدات27،28،29.
نظرا لأهميتها الإيكولوجية الواضحة والتأثير المحتمل للتغير البيئي البشري المنشأ على سكانها ، هناك أسباب مقنعة لإدراجها في الدراسات البيئية للشعاب المرجانية. ومع ذلك ، فإن تاريخ حياتهم الفريد والعدد القليل من الباحثين الذين يدرسونها يخلقون حاجزا أمام تطوير وتنفيذ ونشر طرق أخذ عينات موثوقة وقابلة للتكرار لجمعها للبحث.
منذ فترة طويلة تستخدم الفخاخ الخفيفة لجمع الكائنات البحرية الصغيرة في الليل30,31. إنهم يستفيدون ويستندون من حقيقة أن العديد من الكائنات الحية النشطة ليلا ، بما في ذلك المفصليات ، تنجذب إلى الضوء. تقليديا تم استخدامها لجمع الكائنات الحية العوالق في عمود الماء30. ومع ذلك ، يمكن تطبيق المبادئ الأساسية على جمع الكائنات الحية التي تسبح بحرية والتي تنشط بالقرب من القاع. نقدم هنا طريقة محاصرة ضوئية تم تكييفها لجمع مراحل العيش الحر من isopods gnathiid بالقرب من قاع المحيط في بيئات الشعاب المرجانية النائية مثل الفلبين. للتجميع في المناطق النائية ، توفر هذه المصائد الضوئية (الشكل 1) بعض المزايا مقارنة بالطرق الأخرى التي تم تطويرها لجمع هذه الكائناتالحية 32. إنها محمولة للغاية ومتينة ، ولا تتطلب سوى ثلاثة أجزاء ، والتي يمكن الحصول عليها بسهولة وغير مكلفة. كما أنها تطفو بشكل سلبي ، كما هو الحال عند نشرها ، فهي مليئة بالكامل بمياه البحر. نظرا لأنها تعتمد على الضوء للجذب ، فهي فعالة فقط في الليل لجمع الأنواع النشطة ليلا. كما أنها تجذب أكثر من الأنواع المستهدفة ، مما يتطلب فرز العينات تحت نطاق تشريح للحصول على الكائنات المستهدفة. تم استخدام ثلاث طرق حتى الآن من قبل فريقنا والمتعاونين لجمع gnathiids في أنظمة الشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم32. وتشمل هذه الفخاخ الناشئة ، والفخاخ الحية التي طعم الأسماك ، والفخاخ الخفيفة ، ولكل منها مزايا وقيود.
Protocol
Representative Results
Discussion
المصائد الضوئية التقليدية ، مثل تلك المستخدمة لجمع أسماك اليرقات ، كبيرة ومعلقة في عمود الماء34. في المقابل ، فإن الفخاخ الضوئية الموصوفة هنا صغيرة ومنتشرة في قاع البحر. يمكن نقل هذه الفخاخ بسهولة ونشرها بسرعة. يمكن وضعها عن طريق الغوص (الحر) في المواقع الضحلة (كما في هذه الدراس…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم توفير التمويل من قبل مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF OCE 2023420 و DEB 2231250 ، P. Sikkel PI). نشكر بلدية مدينة دوماجويتي ، نيغروس أورينتال ، الفلبين ، على الإذن بإجراء هذه الدراسة. كما نشكر العديد من المتطوعين على مساعدتهم الميدانية والموظفين وزملائنا في معهد جامعة سيليمان للعلوم البيئية والبحرية على دعمهم.
Materials
| Buckets, small sample containers | hardware store | ||
| Funnels | Supplier No. 2209-03 | Funnels: AMERICAN SCIENTIFIC LLC SE - 75 mm (3”) | https://us.vwr.com/store/product/8884369/plastic-funnels |
| Main body of light traps (made from commercially available PVC sanitarty pipes) | (SKU 145640) | Alasco Sanitary uPVC Pipes Series 1000 107mm/4' | https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-pipe-series-1000/. This brand can be found in the Philippines. Other simular brands can also be used |
| Modeling clay | Can be found in art suppliy and childreans toy stores | To seal the funnel after retreival | |
| Plankton mesh (50-100 µm) | any reputable brand and source | https://www.adkinstruments.in/products/plankton-nets-in-various-mesh-size-1633936883 | |
| Screw on lids for the light trap | Alasco Sanitary Clean-Out 4" | https://alascopvcpipes.com/product/alasco-standard-sanitary-upvc-clean-out/. This brand can be found in the Philippines. Other simular brands can also be used | |
| Scuba/snorkel equipment | any reputable brand and source | ||
| Stereo-microscopes | Scientific suppliers | ||
| Underwater touches | Princeton Tec Ecoflare or Fantasea Nanospotter 6023 |
References
- Sikkel, P. C., Welicky, R. L. The ecological significance of parasitic crustaceans. Parasitic Crustacea. 17 (17), 421-477 (2019).
- Svavarsson, J., Bruce, N. L. New gnathiid isopod crustaceans (Cymothoida) from Heron Island and Wistari Reef, southern Great Barrier Reef. Zootaxa. 4609 (1), 4609 (2019).
- Shodipo, M. O., Sikkel, P. C., Smit, N. J., Hadfield, K. A. First record and molecular characterisation of two Gnathia species (Crustacea, Isopoda, Gnathiidae) from Philippine coral reefs, including a summary of all Central-Indo Pacific Gnathia species. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 14, 355-367 (2021).
- Losey, G. S. Cleaning symbiosis in Puerto Rico with comparison to the tropical Pacific. 4 (4), 960-970 (1974).
- Grutter, A. S., et al. Parasite infestation increases on coral reefs without cleaner fish. Coral Reefs. 37, 15-24 (2018).
- Smit, N. J., Davies, A. J. The curious life-style of the parasitic stages of gnathiid isopods. Advances in Parasitology. 58. , 289-391 (2004).
- Tanaka, K. Life history of gnathiid isopods-current knowledge and future directions. Plankton and Benthos Research. 2 (1), 1-11 (2007).
- Sikkel, P. C., Schaumburg, C. S., Mathenia, J. K. Diel infestation dynamics of gnathiid isopod larvae parasitic on Caribbean reef fish. Coral Reefs. 25, 683-689 (2006).
- Santos, T. R. N., Sikkel, P. C. Habitat associations of fish-parasitic gnathiid isopods in a shallow reef system in the central Philippines. Marine Biodiversity. 4, 83-96 (2019).
- Nagel, L. The role of vision in host-finding behaviour of the ectoparasite Gnathia falcipenis (Crustacea). Isopoda). Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 42 (1), 31-42 (2009).
- Sikkel, P. C., Sears, W. T., Weldon, B., Tuttle, B. C. An experimental field test of host-finding mechanisms in a Caribbean gnathiid isopod. Marine Biology. 158, 1075-1083 (2011).
- Vondriska, C., Dixson, D. L., Packard, A. J., Sikkel, P. C. Differentially susceptible host fishes exhibit similar chemo-attractiveness to a common coral reef ectoparasite. Symbiosis. 81 (3), 247-253 (2020).
- Grutter, A. S. Parasite infection rather than tactile stimulation is the proximate cause of cleaning behaviour in reef fish. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 268 (1474), 1361-1365 (2001).
- Sikkel, P. C., Cheney, K. L., Côté, I. M. In situ evidence for ectoparasites as a proximate cause of cleaning interactions in reef fish. Animal Behaviour. 68 (2), 241-247 (2004).
- Sikkel, P. C., Herzlieb, S. E., Kramer, D. L. Compensatory cleaner-seeking behavior following spawning in female yellowtail damselfish. Marine Ecology Progress Series. , 1-11 (2005).
- Triki, Z., Grutter, A. S., Bshary, R., Ros, A. F. Effects of short-term exposure to ectoparasites on fish cortisol and hematocrit levels. Marine Biology. 163, 1-6 (2016).
- Hayes, P. M., Smit, N. J., Grutter, A. S., Davies, A. J. Unexpected response of a captive blackeye thicklip, Hemigymnus melapterus (Bloch), from Lizard Island, Australia, exposed to juvenile isopods Gnathia aureamaculosa Ferreira & Smit. Journal of Fish Diseases. 34 (7), 563-566 (2011).
- Grutter, A. S., Pickering, J. L., McCallum, H., McCormick, M. I. Impact of micropredatory gnathiid isopods on young coral reef fishes. Coral Reefs. 27 (3), 655-661 (2008).
- Artim, J. M., Sellers, J. C., Sikkel, P. C. Micropredation by gnathiid isopods on settlement-stage reef fish in the eastern Caribbean Sea. Bulletin of Marine Science. 91 (4), 479-487 (2015).
- Sellers, J. C., Holstein, D. M., Botha, T. L., Sikkel, P. C. Lethal and sublethal impacts of a micropredator on post-settlement Caribbean reef fishes. Oecologia. 189, 293-305 (2019).
- Allan, B. J., et al. Parasite infection directly impacts escape response and stress levels in fish. Journal of Experimental Biology. 223 (16), (2020).
- Spitzer, C. A., Anderson, T. W., Sikkel, P. C. Habitat associations and impacts on a juvenile fish host by a temperate gnathiid isopod. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 17, 65-73 (2022).
- Sikkel, P. C., et al. Nocturnal migration reduces exposure to micropredation in a coral reef fish. Bulletin of Marine Science. 93 (2), 475-489 (2017).
- Artim, J. M., Hook, A., Grippo, R. S., Sikkel, P. C. Predation on parasitic gnathiid isopods on coral reefs: a comparison of Caribbean cleaning gobies with non-cleaning microcarnivores. Coral Reefs. 36, 1213-1223 (2017).
- Artim, J. M., Sikkel, P. C. Live coral repels a common reef fish ectoparasite. Coral Reefs. 32, 487-494 (2013).
- Paula, J. R., et al. The role of corals on the abundance of a fish ectoparasite in the Great Barrier Reef. Coral Reefs. 40, 535-542 (2021).
- Sikkel, P. C., et al. Changes in abundance of fish-parasitic gnathiid isopods associated with warm-water bleaching events on the northern Great Barrier Reef. Coral Reefs. 38 (4), 721-730 (2019).
- Shodipo, M. O., Duong, B., Graba-Landry, A., Grutter, A. S., Sikkel, P. C. Effect of acute seawater temperature increase on the survival of a fish ectoparasite. In Oceans. 1 (4), (2020).
- Artim, J. M., Nicholson, M. D., Hendrick, G. C., Brandt, M., Smith, T. B., Sikkel, P. C. Abundance of a cryptic generalist parasite reflects degradation of an ecosystem. Ecosphere. 11 (10), (2020).
- Richardson, A. J., et al. Using continuous plankton recorder data. Progress in Oceanography. 68 (1), 27-74 (2006).
- McLeod, L. E., Costello, M. J. Light traps for sampling marine biodiversity. Helgoland Marine Research. 71 (1), 1-8 (2017).
- Artim, J. M., Sikkel, P. C. Comparison of sampling methodologies and estimation of population parameters for a temporary fish ectoparasite. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 5 (2), 145-157 (2016).
- Pagán, J. A., Veríssimo, A., Sikkel, P. C., Xavier, R. Hurricane-induced disturbance increases genetic diversity and population admixture of the direct-brooding isopod, Gnathia marleyi. Scientific reports. 10 (1), (2020).
- Doherty, P. J. Light-traps: selective but useful devices for quantifying the distributions and abundances of larval fishes. Bulletin of Marine Science. 41, 423-431 (1987).
- Jones, C. M., Nagel, L., Hughes, G. L., Cribb, T. H., Grutter, A. S. Host specificity of two species of Gnathia (Isopoda) determined by DNA sequencing blood meals. International Journal for Parasitology. 37 (8-9), 927-935 (2007).
- Hendrick, G. C., Dolan, M. C., McKay, T., Sikkel, P. C. Host DNA integrity within blood meals of hematophagous larval gnathiid isopods (Crustacea). Isopoda, Gnathiidae). Parasites & Vectors. 12 (1), 1-9 (2019).
