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Biology

एक ब्रूडिंग स्क्लेरैक्टिनियन कोरल, पोसिलोपोरा एकुटा के फीडिंग और एक्स सीटू कल्चर के लिए प्रभावी तकनीक

Published: June 23, 2023 doi: 10.3791/65395
Automatic Translation
1, 1, 2, 1, 1,2
1Department of Planning and Research, National Museum of Marine Biology & Aquarium, 2Department of Marine Biotechnology and Resources, National Sun Yat-sen University

Summary

जलवायु परिवर्तन विश्व स्तर पर कोरल रीफ पारिस्थितिक तंत्र को प्रभावित कर रहा है। पूर्व सीटू जलीय कृषि प्रणालियों से प्राप्त कोरल बहाली और अनुसंधान प्रयासों का समर्थन करने में मदद कर सकते हैं। इसमें, फीडिंग और कोरल कल्चर तकनीकों का उपयोग स्क्लेरैक्टिनियन कोरल के दीर्घकालिक रखरखाव को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है ।

Abstract

जलवायु परिवर्तन विश्व स्तर पर कोरल के अस्तित्व, विकास और भर्ती को प्रभावित कर रहा है, अगले कई दशकों में रीफ पारिस्थितिक तंत्र में बहुतायत और सामुदायिक संरचना में बड़े पैमाने पर बदलाव की उम्मीद है। इस चट्टान के क्षरण की मान्यता ने नए अनुसंधान- और बहाली-आधारित सक्रिय हस्तक्षेपों की एक श्रृंखला को प्रेरित किया है। पूर्व सीटू जलीय कृषि मजबूत कोरल कल्चर प्रोटोकॉल की स्थापना के माध्यम से एक सहायक भूमिका निभा सकती है (उदाहरण के लिए, दीर्घकालिक प्रयोगों में स्वास्थ्य और प्रजनन में सुधार के लिए) और एक सुसंगत ब्रूडस्टॉक आपूर्ति के प्रावधान के माध्यम से (उदाहरण के लिए, बहाली परियोजनाओं में उपयोग के लिए)। यहां, एक उदाहरण के रूप में सामान्य और अच्छी तरह से अध्ययन किए गए कोरल, पोसिलोपोरा एकुटा का उपयोग करके ब्रूडिंग स्क्लेरैक्टिनियन कोरल के भोजन और पूर्व सीटू संस्कृति के लिए सरल तकनीकों को रेखांकित किया गया है। इस दृष्टिकोण को प्रदर्शित करने के लिए, कोरल कॉलोनियों को विभिन्न तापमानों (24 डिग्री सेल्सियस बनाम 28 डिग्री सेल्सियस) और खिलाने के उपचार (खिलाया बनाम अखिलाया) और प्रजनन उत्पादन और समय के साथ-साथ दोनों तापमानों पर कोरल को आर्टेमिया नौपली खिलाने की व्यवहार्यता की तुलना की गई थी। प्रजनन उत्पादन ने कॉलोनियों में उच्च भिन्नता दिखाई, तापमान उपचार के बीच अलग-अलग रुझान देखे गए; 24 डिग्री सेल्सियस पर, खिलाए गए उपनिवेशों ने अनफेड कॉलोनियों की तुलना में अधिक लार्वा का उत्पादन किया, लेकिन 28 डिग्री सेल्सियस पर सुसंस्कृत कॉलोनियों में विपरीत पाया गया। सभी उपनिवेशों को पूर्णिमा से पहले पुन: पेश किया गया था, और प्रजनन समय में अंतर केवल 28 डिग्री सेल्सियस उपचार में अपोषित कॉलोनियों और 24 डिग्री सेल्सियस उपचार में खिलाए गए उपनिवेशों के बीच पाया गया था (प्रजनन का औसत चंद्र दिन ± मानक विचलन: क्रमशः 6.5 ± 2.5 और 11.1 ± 2.6)। कोरल कॉलोनियों ने दोनों उपचार तापमानों पर आर्टेमिया नौपली पर कुशलता से भोजन किया। ये प्रस्तावित भोजन और संस्कृति तकनीक प्रवाल तनाव को कम करने और लागत प्रभावी और अनुकूलन योग्य तरीके से प्रजनन दीर्घायु को बढ़ावा देने पर ध्यान केंद्रित करती है, जिसमें प्रवाह-माध्यम और पुन: परिसंचारी जलीय कृषि प्रणालियों दोनों में बहुमुखी प्रयोज्यता होती है।

Introduction

जलवायुपरिवर्तन 1,2 द्वारा संचालित उच्च तापमान तनाव के परिणामस्वरूप विश्व स्तर पर कई कोरल रीफ पारिस्थितिक तंत्र खो रहे हैं और खराब हो रहे हैं। कोरल ब्लीचिंग (यानी, कोरल-अल्गल सिम्बायोसिस3 का टूटना) को पिछले4 में अपेक्षाकृत दुर्लभ माना जाता था, लेकिन अब यहअधिक बार हो रहा है, जिसमें वार्षिक विरंजन कई क्षेत्रों में 6,7 शताब्दी के मध्य तक होने की उम्मीद है। विरंजन घटनाओं के बीच अंतरिम अवधि का यह छोटा होना रीफ लचीलापनकी क्षमता को सीमित कर सकता है। प्रवाल कालोनियों पर उच्च तापमान तनाव के प्रत्यक्ष प्रभाव (जैसे, ऊतक क्षति9; ऊर्जा की कमी10) आंतरिक रूप से रीफ-स्केल स्तर पर अप्रत्यक्ष प्रभावों से जुड़े हुए हैं, जिनमें से प्रजनन / भर्ती क्षमता में कमीविशेष चिंता का विषय है। इसने कई अनुप्रयुक्त अनुसंधान खोजों को प्रेरित किया है, उदाहरण के लिए, भर्ती की स्वस्थाने वृद्धि में सक्रिय वृद्धि (जैसे, रीफ सीडिंग 12), कोरल बहाली13 को स्केल करने के लिए नई प्रौद्योगिकियां, और पूर्व सीटू सिस्टम14 में प्रजनन को प्रेरित करने के लिए प्रजनन संकेतों का सिमुलेशन। इन सक्रिय हस्तक्षेपों के पूरक उच्च तापमान तनाव15 के तहत कोरल में हेटरोट्रोफिक फीडिंग के फायदों की हालिया मान्यताऔर प्रजनन में खाद्य प्रावधान की भूमिका की खोज है।

हेटरोट्रोफिक फीडिंग को कोरल17 के प्रदर्शन को प्रभावित करने के लिए जाना जाता है और विशेष रूप से कोरल विकास18,19, साथ ही थर्मल प्रतिरोध और लचीलापन20,21 से जुड़ा हुआ है। फिर भी, हेटरोट्रॉफी के लाभ कोरल प्रजातियों22 के बीच सर्वव्यापी नहीं हैं और खाए जा रहे भोजन के प्रकार 23, साथ ही प्रकाश जोखिम24 के स्तर के आधार पर भिन्न हो सकते हैं। कोरल प्रजनन के संदर्भ में, हेटरोट्रोफिक फीडिंग ने परिवर्तनशील परिणाम दिखाए हैं, जिसमें हेटरोट्रोफिक फीडिंग के बाद उच्च25 के साथ-साथ कमप्रजनन क्षमता के अवलोकन भी बताए गए हैं। तापमान के एक स्पेक्ट्रम में कोरल प्रजनन पर हेटरोट्रोफिक फीडिंग के प्रभाव का शायद ही कभी मूल्यांकन किया जाता है, फिर भी समशीतोष्ण कोरल क्लैडोकोरा केस्पिटोसा में, कमतापमान की स्थिति में प्रजनन के लिए हेटरोट्रॉफी अधिक महत्वपूर्ण पाई गई। प्रजनन उत्पादन पर तापमान और भोजन की भूमिका की बेहतर समझ यह निर्धारित करने के लिए आवश्यक है कि क्या विशिष्ट भित्तियों (जैसे, उच्चखाद्य उपलब्धता से जुड़ी चट्टानें) में जलवायु परिवर्तन के तहत भर्ती के लिए उच्च क्षमता है।

प्रजनन उत्पादन के समान, कोरल में प्रजनन समय पर तापमान और भोजन का प्रभाव अपेक्षाकृत कम अध्ययन किया जाता है, इसके बावजूद कि अजैविक / जैविक स्थितियों के साथ प्रजनन का सिंक्रनाइज़ेशन गर्म महासागर में भर्ती की सफलता के लिए एक महत्वपूर्ण विचारहै। गर्म तापमान को प्रयोगशाला30 में आयोजित कोरल थर्मल कंडीशनिंग अध्ययनों में पहले प्रजनन के परिणामस्वरूप दिखाया गया है, और यह मौसम31 में प्राकृतिक चट्टानों से एकत्र किए गए कोरल में भी देखा गया है। फिर भी, दिलचस्प बात यह है कि विपरीत प्रवृत्ति हाल ही में एक पूर्व-सीटू प्रवाह-माध्यम प्रणाली में 1 वर्ष के दौरान संवर्धित कोरल में देखी गई थी (यानी, प्रजनन चंद्र चक्र में पहले ठंडे सर्दियों के तापमान पर और बाद में गर्म गर्मी के तापमान पर चंद्र चक्र में हुआ था)। इस विपरीत परिणाम से पता चलता है कि प्रजनन समय प्रचुर मात्रा में ऊर्जावान संसाधनों से जुड़ी स्थितियों के तहत विशिष्ट पैटर्न से भटक सकता है।

विभिन्न तापमान परिदृश्यों के तहत दीर्घकालिक नियंत्रित प्रयोग स्क्लेरैक्टिनियन कोरल में प्रजनन पर हेटरोट्रॉफी के प्रभाव की बेहतर समझ में योगदान कर सकते हैं। हालांकि, कई प्रजनन चक्रों के लिए पूर्व सीटू स्थितियों के तहत प्रजनन प्रवाल कालोनियों को बनाए रखना चुनौतीपूर्ण हो सकता है (लेकिन पिछले शोध32,33 देखें)। यहां, सक्रिय भोजन (खाद्य स्रोत: आर्टेमिया नौपली) के लिए सरल और प्रभावी तकनीकों और प्रवाह-माध्यम जलीय कृषि प्रणाली में एक ब्रूडिंग कोरल (पोसिलोपोरा एकुटा) की दीर्घकालिक संस्कृति का वर्णन किया गया है; फिर भी, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वर्णित सभी तकनीकों का उपयोग जलीय कृषि प्रणालियों को पुन: प्रसारित करने में भी किया जा सकता है। इन तकनीकों को प्रदर्शित करने के लिए, "खिलाया" और "अनफेड" उपचार के तहत 24 डिग्री सेल्सियस और 28 डिग्री सेल्सियस पर आयोजित कोरल कॉलोनियों के प्रजनन उत्पादन और समय की प्रारंभिक तुलना आयोजित की गई थी। इन तापमानों को दक्षिणी ताइवान मेंक्रमशः सर्दियों और गर्मियों में समुद्री जल के तापमान को अनुमानित करने के लिए चुना गया था। एक उच्च तापमान नहीं चुना गया था क्योंकि थर्मल तनाव के लिए कोरल प्रतिक्रिया का परीक्षण करने के बजाय दीर्घकालिक पूर्व सीटू संस्कृति को बढ़ावा देना, इस प्रयोग का एक प्राथमिक लक्ष्य था। इसके अलावा, दोनों तापमान उपचारों पर हेटरोट्रोफिक फीडिंग की व्यवहार्यता की तुलना करने के लिए फीडिंग सत्रों से पहले और बाद में आर्टेमिया नौपली के घनत्व को निर्धारित किया गया था।

विशेष रूप से, पी. अकुटा की 24 कॉलोनियों (मानक विचलन ± कुल रैखिक विस्तार: 21.3 सेमी ± 2.8 सेमी) को दक्षिणी ताइवान के नेशनल म्यूजियम ऑफ मरीन बायोलॉजी एंड एक्वैरियम की अनुसंधान सुविधाओं में फ्लो-थ्रू टैंक से प्राप्त किया गया था। पोसिलोपोरा एकुटा एक आम प्रवाल प्रजाति है जिसमें प्रसारण स्पॉनिंग दोनों होते हैं, लेकिन आमतौर पर प्रजनन रणनीति35,36 होती है। इन कोरल की मूल कॉलोनियों को मूल रूप से आउटलेट रीफ (21.931 डिग्री ई, 120.745 डिग्री एन) से लगभग 2 साल पहले एक और प्रयोग32 के लिए एकत्र किया गया था। नतीजतन, वर्तमान प्रयोग में उपयोग की जाने वाली प्रवाल कालोनियों को पूर्व सीटू संस्कृति स्थितियों के तहत अपने पूरे जीवन के लिए पाला गया था; विशेष रूप से, कॉलोनियों को परिवेश के तापमान और 12 घंटे: 12 घंटे प्रकाश: अंधेरे चक्र 250 μmol quanta m-2.s-1 पर उजागर किया गया था और प्रति सप्ताह दो बार आर्टेमिया नौपली खिलाया गया था। हम मानते हैं कि यह दीर्घकालिक पूर्व सीटू संस्कृति प्रभावित कर सकती थी कि उपनिवेशों ने इस प्रयोग में उपचार की स्थितियों का जवाब कैसे दिया। इसलिए, हम इस बात पर जोर देना चाहते हैं कि यहां प्राथमिक उद्देश्य यह स्पष्ट करना है कि वर्णित तकनीकों का उपयोग एक लागू उदाहरण का प्रदर्शन करके कोरल को कल्चर करने के लिए प्रभावी ढंग से कैसे किया जा सकता है, जिसमें कोरल प्रजनन पर तापमान और भोजन के प्रभावों का आकलन किया गया था।

कोरल कॉलोनियों को छह फ्लो-थ्रू सिस्टम कल्चर टैंकों में समान रूप से वितरित किया गया था (टैंक आंतरिक लंबाई x चौड़ाई x ऊंचाई: 175 सेमी x 62 सेमी x 72 सेमी; टैंक लाइट रिजीम: 12 एच: 12 एच प्रकाश: 250 μmol क्वांटा m-2.s-1 पर अंधेरा चक्र) (चित्रा 1 ए)। तीन टैंकों में तापमान 28 डिग्री सेल्सियस पर सेट किया गया था, और अन्य तीन टैंकों में तापमान 24 डिग्री सेल्सियस पर सेट किया गया था; प्रत्येक टैंक में एक लॉगर था जो हर 10 मिनट में तापमान दर्ज करता था (सामग्री की तालिका देखें)। चिलर और हीटर का उपयोग करके प्रत्येक टैंक में तापमान को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया गया था, और प्रवाह मोटर्स का उपयोग करके जल परिसंचरण को बनाए रखा गया था (सामग्री की तालिका देखें)। प्रत्येक टैंक (एन = 2 कॉलोनियों / टैंक) में आधी कॉलोनियों को प्रति सप्ताह दो बार आर्टेमिया नौपली खिलाया गया था, जबकि अन्य कॉलोनियों को खिलाया नहीं गया था। प्रत्येक फीडिंग सत्र अवधि में 4 घंटे था और दो स्वतंत्र तापमान-विशिष्ट फीडिंग टैंक में आयोजित किया गया था। भोजन के दौरान, टैंकों के बीच कॉलोनियों को स्थानांतरित करने के संभावित तनाव प्रभाव को मानकीकृत करने के लिए, सभी कॉलोनियों को फीडिंग टैंक ों में ले जाया गया, जिसमें अनफेड कॉलोनियां भी शामिल थीं। फेड और अनफेड उपचार में कॉलोनियों को तापमान-विशिष्ट फीडिंग टैंक के भीतर एक जालीदार फ्रेम का उपयोग करके अपने स्वयं के डिब्बे में तैनात किया गया था ताकि केवल खिलाए गए स्थिति में कॉलोनियों को भोजन प्राप्त हो। कोरल प्रजनन उत्पादन और समय का आकलन प्रत्येक कॉलोनी के लिए प्रतिदिन 09:00 बजे लार्वा की संख्या की गणना करके किया गया था जो रात भर लार्वा संग्रह कंटेनरों में जारी किए गए थे।

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Protocol

1. पूर्व सीटू जलीय कृषि टैंकों में कोरल कोलोनी को लटकाना

  1. कोरल कॉलोनियों को लटकाने की तैयारी में कल्चर टैंक के पार एक पायदान पट्टी (लंबाई x चौड़ाई x ऊंचाई: 75 सेमी x 1 सेमी x 3 सेमी) रखें, जिसे "हैंगिंग बार" के रूप में संदर्भित किया जाता है।
    नोट: इस प्रयोग में उपयोग की जाने वाली हैंगिंग बार कस्टम-निर्मित थी, लेकिन उभरे हुए स्क्रू के साथ एक साधारण पीवीसी पाइप (यानी, डिग्री के रूप में कार्य करने के लिए) तब तक पर्याप्त होगा जब तक कि इसे कल्चर टैंक के शीर्ष पर स्थिर तरीके से तैनात किया जा सकता है और कोरल को पकड़ने के लिए पर्याप्त मजबूत है।
  2. मछली पकड़ने की रेखा के एक टुकड़े को मापें ( सामग्री की तालिका देखें) लंबाई में ~ 1.5 मीटर तक, और फिर इसे दो बार आधे में मोड़ें।
    नोट: मछली पकड़ने की रेखा की प्रारंभिक लंबाई संस्कृति टैंक में कोरल कॉलोनी की वांछित अंतिम स्थिति के आधार पर चुना जाना चाहिए।
  3. मुड़ी हुई मछली पकड़ने की रेखा के अंत में एक छोटी सी ओवरहैंड गाँठ बनाएं जिसमें मछली पकड़ने की रेखा के प्रारंभिक छोर हों।
    नोट: गाँठ बनाने के बाद, नीचे दो बड़े लूप और शीर्ष पर एक छोटा लूप होना चाहिए।
  4. कोरल कॉलोनी को दो बड़े छोरों के बीच में रखें ताकि लूप कॉलोनी के चारों ओर स्थित हों और पानी में लटकाए जाने पर कोरल को सुरक्षित रूप से पकड़ सकें।
  5. मछली पकड़ने की रेखा के छोटे शीर्ष लूप को हैंगिंग बार पर एक पायदान में हुक करें (चित्रा 1 बी)।

2. कोरल फीडिंग

  1. फीडिंग कंटेनर बनाना
    1. ऐक्रेलिक पाइप का उपयोग करके एक आयताकार फ्रेम का निर्माण करें (लंबाई x चौड़ाई x ऊंचाई: 25 सेमी x 60 सेमी x 25 सेमी)। फ्रेम में दो अलग-अलग डिब्बे बनाएं जहां क्रमशः खिलाए गए और अनफेड कोरल रखे जा सकते हैं (चित्रा 1 सी)।
      नोट: ऐक्रेलिक पाइप का उपयोग किया गया था क्योंकि यह हल्का है (यानी, भारी पीवीसी पाइप के विपरीत) और इसलिए, संस्कृति टैंक के अंदर / बाहर फीडिंग कंटेनर के आसान आंदोलन की सुविधा प्रदान कर सकता है।
    2. फ्रेम के नीचे और किनारों पर प्लैंकटन जाल के 100 μm का पालन करने के लिए एक गर्म गोंद बंदूक का उपयोग करें।
    3. कल्चर टैंक में रखे जाने पर फीडिंग कंटेनर को तैरने से रोकने के लिए पाइप (विशेष रूप से फ्रेम के किनारों और नीचे) में कुल ~ 10 छोटे छेद (व्यास में 0.5 सेमी) ड्रिल करें।
    4. फीडिंग कंटेनर के प्रत्येक कोने पर प्लैंकटन जाल के माध्यम से ड्रिल छेद (~ 0.5 सेमी व्यास)।
    5. कोने के छेद के माध्यम से 0.5 सेमी व्यास टयूबिंग की 8 सेमी लंबाई रखें, और इसे स्थिति में ठीक करने के लिए एक गर्म गोंद बंदूक का उपयोग करें।
      नोट: ट्यूबिंग के इन टुकड़ों को खिलाने के दौरान एक वायु पंप और बुलबुला पत्थरों से जोड़ा जाएगा (अधिक विवरण के लिए चरण 2.3.2 देखें)।
  2. आर्टेमिया की खेती
    1. एक स्वतंत्र फीडिंग टैंक से 2 लीटर समुद्री जल एकत्र करें, और समुद्री जल को आर्टेमिया हैचिंग कंटेनर में डालें (चित्रा 1 डी)।
      नोट: प्रोटोकॉल को प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले वर्तमान प्रयोग में, दो स्वतंत्र उपचार-विशिष्ट फीडिंग टैंक का उपयोग किया गया था, जिससे आर्टेमिया की खेती के लिए दो हैचिंग कंटेनरों की तैयारी की आवश्यकता थी।
    2. आर्टेमिया सिस्ट जोड़ने से पहले लगभग 10 मिनट के लिए हैचिंग कंटेनर के निचले हिस्से से जुड़े एक एयर पंप को ट्यूबिंग से कनेक्ट करें।
    3. प्रतीक्षा करते समय, आर्टेमिया सिस्ट के 8 ग्राम को मापने के लिए संतुलन का उपयोग करें ( सामग्री की तालिका देखें)।
      नोट: 35 अलग-अलग आर्टेमिया नौपली / एमएल का औसत घनत्व प्राप्त करने के लिए, जैसा कि हुआंग एट अल .19 द्वारा सुझाया गया है, समुद्री जल के 1 एल के लिए आर्टेमिया सिस्ट के 4 ग्राम के अनुपात का उपयोग करें।
    4. 10 मिनट के बाद, 8 ग्राम आर्टेमिया सिस्ट को हैचिंग कंटेनर में डालें।
    5. 48 घंटे के लिए आर्टेमिया सिस्ट को इनक्यूबेट करें।
  3. फीडिंग टैंक तैयार करना
    1. फीडिंग कंटेनर को फीडिंग टैंक में रखें ताकि कंटेनर का शीर्ष पानी की सतह से ऊपर हो।
    2. फीडिंग कंटेनर के कोने की टयूबिंग के बाहरी हिस्से को एक एयर पंप से कनेक्ट करें, जो फीडिंग के दौरान पानी के परिसंचरण को सुविधाजनक बनाने के लिए बुलबुले पत्थरों को हवा की आपूर्ति करेगा।
    3. खिलाने की शुरुआत से पहले एयर पंप ~ 5 मिनट चालू करें।
  4. आर्टेमिया नौपली संवर्धन और संग्रह।
    1. वांछित भोजन समय से 2 घंटे पहले हैचिंग कंटेनर में 1.5 एमएल संवर्धन आहार ( सामग्री की तालिका देखें) जोड़ें।
      नोट: हुआंग एट अल.19 द्वारा 1 एल समुद्री जल के लिए 0.75 एमएल संवर्धन आहार के अनुपात की सिफारिश की जाती है।
    2. 2 घंटे के बाद, हैचिंग कंटेनर को हवा की आपूर्ति करने वाले वाल्व को बंद कर दें।
    3. परिवेश प्रकाश को बाहर करने के लिए हैचिंग कंटेनर को कार्डबोर्ड बॉक्स के साथ कवर करें, और कंटेनर के तल पर आर्टेमिया नौपली को आकर्षित करने के लिए 5 मिनट के लिए हैचिंग कंटेनर के आधार पर एक प्रकाश स्रोत (एक सेल फोन टॉर्च पर्याप्त है) रखें और इस तरह खाली गोले से लाइव आर्टेमिया नौपली को अलग करने की सुविधा प्रदान करें।
    4. 5 मिनट के बाद, बॉक्स और प्रकाश स्रोत को हटा दें।
    5. हैचिंग कंटेनर के नीचे एक 3 एल मापने वाला जग रखें।
    6. आर्टेमिया नौपली और समुद्री जल के घोल को मापने वाले जग में बहने की अनुमति देने के लिए हैचिंग कंटेनर से टयूबिंग को अलग करें; आर्टेमिया नौपली और समुद्री जल के समाधान का 1 एल एकत्र करें।
      नोट: अवांछित खाली गोले को बाहर करने के लिए हैचिंग कंटेनर में केवल आधा वॉल्यूम इकट्ठा करें।
    7. फीडिंग टैंक के करीब खड़े होने के दौरान, आर्टेमिया नौपली और समुद्री जल के घोल को 100 μm छन्नी के माध्यम से डालें ताकि आर्टेमिया नौपली (जो छन्नी में रहेगा) को समुद्री जल से अलग किया जा सके।
    8. फीडिंग टैंक के पानी के साथ छन्नी के भीतर रखी आर्टेमिया नौपली को दो बार धोएं।
    9. आर्टेमिया नौपली अब उपयोग करने के लिए तैयार हैं।
  5. प्रवाल कालोनियों को भोजन देना
    1. चरण 2.4.8 से छन्नी को फीडिंग टैंक में रखकर आर्टेमिया नौपली को अनलोड करें।
    2. आर्टेमिया नौपली को समान रूप से वितरित करने के लिए टैंक में पानी को हाथ से हिलाएं।
      नोट: इस चरण के बाद आर्टेमिया नौपली घनत्व के "प्री-फीडिंग" परिमाणीकरण के लिए नमूने एकत्र करें (अधिक विवरण के लिए चरण 3.1 देखें)।
    3. प्रत्येक हैंगिंग बार (कोरल कॉलोनियों के साथ अभी भी बार से लटक रहे हैं) को कल्चर टैंक से फीडिंग टैंक में ले जाएं, और बार को इस तरह रखें कि यह फीडिंग टैंक के शीर्ष पर सुरक्षित रूप से आराम कर रहा हो। जिस अवधि के लिए कोरल हवा के संपर्क में आते हैं, उसे यथासंभव कम रखा जाना चाहिए।
      नोट: सुनिश्चित करें कि कॉलोनियां एक-दूसरे को छू नहीं रही हैं और भोजन को पकड़ने के लिए पर्याप्त जगह है (उदाहरण के लिए, ~ 5 सेमी अलग)।
    4. फीडिंग टैंक में रोशनी बंद करें, या फीडिंग के दौरान हल्की गड़बड़ी से बचने के लिए फीडिंग टैंक को कवर करने के लिए एक गैर-एयरटाइट ढक्कन का उपयोग करें।
    5. कॉलोनियों को 4 घंटे के लिए बिना किसी बाधा के खिलाने दें।
    6. 4 घंटे के बाद, आर्टेमिया नौपली घनत्व के "पोस्ट-फीडिंग" परिमाणीकरण के लिए नमूने एकत्र करें (अधिक विस्तार के लिए चरण 3.1 देखें)।
  6. दूध पिलाने के बाद की सफाई
    1. भोजन सत्र पूरा होने के बाद, कोरल कॉलोनियों को हटा दें। लटकती सलाखों को व्यक्तिगत रूप से फीडिंग टैंक से बाहर निकालें, और किसी भी अवशिष्ट आर्टेमिया नौपली को हटाने के लिए अपने संबंधित संस्कृति टैंक से समुद्री जल के साथ प्रत्येक कोरल को अच्छी तरह से कुल्ला करें।
      नोट: कुल्ला करने के दौरान कॉलोनियों को आगे और पीछे झूलने पर होने वाले नुकसान के जोखिम को कम करने के लिए लटकाने के बजाय एक स्थिर सतह पर कुल्ला करें। प्रारंभिक स्थानांतरण के अनुसार, जिस अवधि के लिए कोरल हवा के संपर्क में आते हैं, उसे यथासंभव कम रखें।
    2. लटकती सलाखों (कोरल लटकाए हुए) को वापस संस्कृति टैंक में रखें।
    3. फीडिंग कंटेनर को एयर पंप से जोड़ने वाली ट्यूबों को अलग करें, और फीडिंग टैंक से फीडिंग कंटेनर को हटा दें।
    4. शेष सभी आर्टेमिया नौपली को हटाने के लिए खिलाने वाले कंटेनर को ताजे पानी से अच्छी तरह से धो लें।

3. भोजन से पहले और बाद में आर्टेमिया नौपली घनत्व की मात्रा निर्धारित करना।

  1. नमूने एकत्र करना
    1. दो समय बिंदुओं पर नमूने एकत्र करें: सबसे पहले, जब आर्टेमिया नौपली को अनलोड किया गया है और फीडिंग कंटेनर (चरण 2.5.2) में समान रूप से वितरित किया गया है, और फिर से फीडिंग सत्र पूरा होने के बाद (चरण 2.5.6)।
    2. प्रत्येक समय बिंदु के लिए, क्रमशः सतह, मध्य परत और फीडिंग कंटेनर की निचली परत से 20 मिलीलीटर पानी खींचने के लिए तीन सिरिंज का उपयोग करें।
  2. नमूना कमजोर पड़ना
    1. प्रत्येक सिरिंज के लिए, 20 एमएल पानी के नमूने को एक स्वतंत्र 500 एमएल बीकर में स्थानांतरित करें।
    2. बीकर में 180 मिलीलीटर गर्म पानी (~ 60 डिग्री सेल्सियस) जोड़ें (1: 10 कमजोर पड़ना)।
      नोट: गणना की सटीकता बढ़ाने के लिए आर्टेमिया नौपली को स्थिर करने के लिए गर्म पानी का उपयोग किया जाता है।
    3. बीकर से 2 मिलीलीटर पानी का नमूना 9-वेल प्लेट के प्रत्येक कुएं में जोड़ें।
      नोट: नमूना के 2 एमएल खींचने से पहले पानी के कॉलम में आर्टेमिया नौपली को समान रूप से वितरित करने के लिए बीकर में नमूना मिलाएं।
    4. 6.5x आवर्धन का उपयोग करके स्टीरियो माइक्रोस्कोप के तहत प्रत्येक कुएं में आर्टेमिया नौपली की संख्या की गणना करें ( सामग्री की तालिका देखें)।
  3. आर्टेमिया नौपली के घनत्व की गणना
    1. आर्टेमिया नौपली प्रति एमएल की संख्या प्राप्त करने के लिए प्रत्येक कुएं में आर्टेमिया नौपली की संख्या को 2 से विभाजित करें। फिर, आर्टेमिया नौपली घनत्व की गणना करने के लिए उस संख्या को 10 से गुणा करें (कमजोर पड़ने के लिए)।
    2. प्री-और पोस्ट-फीडिंग के बीच आर्टेमिया नौपली घनत्व की तुलना करने के लिए आर्टेमिया नौपली के औसत घनत्व की गणना करें (यानी, खिलाने से पहले बनाम बाद में 27 अच्छी तरह से प्रतिकृतियों में औसत घनत्व)।

4. कोरल लार्वा संग्रह

  1. लार्वा संग्रह कंटेनर बनाना (चित्रा 1 ई)।
    1. 6 एल प्लास्टिक की पानी की बोतल का चयन करें, और बोतल के निचले हिस्से को पूरी तरह से काट लें।
      नोट: इस उद्घाटन का उपयोग लार्वा संग्रह कंटेनर के अंदर और बाहर कॉलोनियों को स्थानांतरित करने के लिए किया जाएगा।
    2. बोतल के प्रत्येक तरफ से ~ 15 सेमी x 20 सेमी आयत काटकर दो खिड़कियां बनाएं।
      नोट: एक 6 एल प्लास्टिक की पानी की बोतल कोरल के लिए उपयुक्त है जो व्यास में ~ 15 सेमी है; अध्ययन किए जा रहे कोरल के आकार के आधार पर बोतल के आकार को संशोधित करें।
    3. प्रत्येक खिड़की पर 100 μm प्लैंकटन जाल का पालन करने के लिए एक गर्म गोंद बंदूक और फिर एपॉक्सी का उपयोग करें।
    4. बोतल के तल के प्रत्येक तरफ दो छोटे छेद (~ 0.5 सेमी व्यास) बनाएं।
    5. दो छोटे छेदों के माध्यम से एक स्ट्रिंग डालें, और लार्वा संग्रह कंटेनर को लटकने वाली पट्टी पर हुक करने के लिए एक हैंडल बनाने के लिए दोनों सिरों को बांधें।
    6. प्रारंभिक उपयोग से पहले, बोतलों को किसी भी गोंद अवशेष को हटाने के लिए कम से कम 24 घंटे के लिए फ्लो-थ्रू टैंक (बिना कोरल के) में रखें।
  2. मूंगा संग्रह की तैयारी
    1. लार्वा संग्रह कंटेनर को पूरी तरह से कल्चर टैंक में डुबोएं।
    2. कॉलोनी और कंटेनर दोनों को पानी में डुबोते हुए कॉलोनी को लार्वा संग्रह कंटेनर में रखें।
    3. लार्वा संग्रह कंटेनर के हैंडल को फांसी बार पर हुक करें।
      नोट: लटकने के बाद, सुनिश्चित करें कि संग्रह कंटेनर का शीर्ष पानी से ~ 3 सेमी ऊपर है।
    4. चरण 4.2.1-4.2.3 को तब तक दोहराएं जब तक कि सभी कॉलोनियां अपने लार्वा संग्रह कंटेनरों में न हों।
  3. कोरल लार्वा को इकट्ठा करना और गणना करना
    1. एक 3 एल मापने वाला जग, एक कटोरा, एक 3 एमएल पिपेट और 50 एमएल ट्यूब तैयार करें।
    2. हैंगिंग बार से मछली पकड़ने की रेखा को खोल दें, और अपने लार्वा संग्रह कंटेनर से एक कॉलोनी को हटा दें। कॉलोनी को तुरंत संस्कृति टैंक में वापस रखें।
      नोट: सुनिश्चित करें कि वायु संपर्क की अवधि यथासंभव कम है।
    3. लार्वा संग्रह कंटेनर के कैप छोर पर एक हाथ रखें।
      नोट: जब लार्वा संग्रह कंटेनर पानी से भर जाता है, तो यह भारी हो सकता है। उचित समर्थन के बिना, कंटेनर टूट सकता है जब इसे पानी से हटाया जा रहा है।
    4. हैंगिंग बार से लार्वा संग्रह कंटेनर "हैंडल" को हटा दें।
    5. धीरे-धीरे लार्वा संग्रह कंटेनर को पानी से बाहर निकालें।
    6. लार्वा संग्रह कंटेनर खिड़कियों के माध्यम से अतिरिक्त पानी को टैंक में वापस बहने की अनुमति देने के लिए कुछ सेकंड के लिए कल्चर टैंक के ऊपर लगभग 45 डिग्री कोण पर संग्रह कंटेनर रखें।
      नोट: कंटेनर के शीर्ष से लार्वा डालने की संभावना को कम करने के लिए कंटेनर को 45 ° से अधिक कोण न करें।
    7. टैंक से लार्वा संग्रह कंटेनर निकालें, और इसे मापने वाले जग के ऊपर रखें।
    8. टोपी को खोलने से पहले, टोपी के खिलाफ मध्यम मात्रा में दबाव लागू करने के लिए एक उंगली का उपयोग करें, और फिर टोपी को अनस्क्रू करें।
      नोट: संग्रह कंटेनर के अंदर पानी जल्दी से छोड़ा जा सकता है जब टोपी को हटा दिया जाता है यदि यह पहली बार किसी की उंगली द्वारा समर्थित नहीं है (यानी, संभावित रूप से लार्वा का नुकसान होता है)।
    9. मापने वाले जग के अंदर कुछ पानी को एक कटोरे में स्थानांतरित करें।
    10. लार्वा को 50 एमएल ट्यूब में स्थानांतरित करने के लिए 3 एमएल पिपेट का उपयोग करके कटोरे में लार्वा की संख्या को मैन्युअल रूप से गिनें।
      नोट: ध्यान रखें कि कुछ लार्वा पिपेट के अंदर फंस सकते हैं। यदि ऐसा होता है, तो पिपेट में कुछ समुद्री जल खींचें, और लार्वा को ढीला करने के लिए एक उंगली से पिपेट को सील करते हुए धीरे से हिलाएं।
    11. चरण 4.3.9 और चरण 4.3.10 को तब तक जारी रखें जब तक कि सभी लार्वा की गणना नहीं की जाती है। इस स्तर पर, लार्वा का उपयोग बाद के प्रयोगों में किया जा सकता है।
    12. अन्य सभी प्रवाल कालोनियों के लिए चरण 4.3.2-4.3.10 दोहराएं।
      नोट: मापने वाले जग और कटोरे को कॉलोनियों के बीच धोया जाना चाहिए।
    13. गिनती समाप्त होने के बाद, प्रत्येक संग्रह कंटेनर को ताजे पानी, विशेष रूप से खिड़कियों से अच्छी तरह से धो लें।

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Representative Results

वर्णित प्रोटोकॉल ने (1) अलग-अलग भोजन और तापमान उपचार के बीच प्रजनन उत्पादन और व्यक्तिगत प्रवाल कालोनियों के समय की तुलना और (2) विभिन्न तापमानों पर आर्टेमिया नौपली फीडिंग की व्यवहार्यता का आकलन करने की अनुमति दी। यहां, निष्कर्षों का एक संक्षिप्त अवलोकन दिया गया है, लेकिन इस प्रयोग की अल्पकालिक प्रकृति (यानी, केवल एक प्रजनन चक्र) के कारण कोरल प्रजनन पर तापमान और भोजन के रिपोर्ट किए गए प्रभावों की व्यापक व्याख्या के संबंध में सावधानी बरतनी चाहिए।

प्रत्येक कॉलोनी ने हमारी निगरानी अवधि (चंद्र सितंबर 2022) के दौरान पुन: पेश किया, और कुल मासिक प्रजनन उत्पादन ने कॉलोनियों के बीच उच्च भिन्नता दिखाई। कॉलोनियों द्वारा जारी लार्वा की कुल संख्या 6 से 319 तक थी, एक कॉलोनी (अनफेड 24 डिग्री सेल्सियस उपचार में) को छोड़कर जिसने 528 लार्वा का उत्पादन किया; सभी कॉलोनियों के लिए डेटा चित्रा 2 में दिखाया गया है, लेकिन उच्च उत्पादक आउटलायर कॉलोनी को डेटा विश्लेषण में शामिल नहीं किया गया था। प्रजनन उत्पादन तापमान (सामान्यीकृत रैखिक मिश्रित-प्रभाव मॉडल; z = 5.35, p < 0.001) और फीडिंग (z = 3.01, p < 0.003) से प्रभावित था, जिसमें तापमान और भोजन उपचार (z = 12.22, p < 0.001) के बीच एक महत्वपूर्ण बातचीत पाई गई थी। 28 डिग्री सेल्सियस पर संवर्धित कॉलोनियों ने खिलाए जाने (131 ±± 133) (सामान्यीकृत रैखिक मिश्रित प्रभाव मॉडल, पोस्ट हॉक कंट्रास्ट; जेड = 3.01, पी = 0.014) की तुलना में अधिक लार्वा जारी किया (मानक विचलन ± औसत; 151 ± 82) लेकिन 24 डिग्री सेल्सियस पर संवर्धित कॉलोनियों में विपरीत प्रवृत्ति पाई गई, जिससे फेड कॉलोनियों (80 78) ने अपोषित कॉलोनियों (12 ± 6) की तुलना में अधिक लार्वा का उत्पादन किया। पी < 0.001)।

सभी उपनिवेशों में प्रजनन पूर्णिमा (चंद्र दिवस 15) से पहले हुआ (चित्र 3)। लार्वा रिलीज का औसत चंद्र दिवस (एमएलडी) (प्रजनन उत्पादन द्वारा भारित) चंद्र दिवस 6.5 से चंद्र दिन 11.1 तक था, जिसमें उपचार के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर केवल "अनफेड 28 डिग्री सेल्सियस" कॉलोनियों के बीच पाया गया था, जो पहले चंद्र चक्र में पुन: उत्पन्न होते थे, और "24 डिग्री सेल्सियस" कॉलोनियों, जो बाद में चंद्र चक्र में पुन: उत्पन्न होते हैं (रैखिक मिश्रित-प्रभाव मॉडल, पोस्ट हॉक कंट्रास्ट, टी = 4.10, पी = 0.006)।

औपचारिक प्रजनन निगरानी (चंद्र अगस्त 2022) से पहले महीने में, भोजन सत्रों से पहले और बाद में आर्टेमिया नौपली घनत्व का आकलन किया गया था; यह तीन समय बिंदुओं पर दोहराया गया था: इस प्रयोग (टी 0) के लिए कोरल कल्चर की शुरुआत में और उपचार स्थितियों के तहत कोरल कल्चर में 2 सप्ताह और 4 सप्ताह (चित्रा 4)। टी 0 पर प्रारंभिक मूल्यांकन ने दोनों तापमान उपचारों में आर्टेमिया नौपली के पूर्व और बाद के भोजन घनत्व के बीच कोई अंतर नहीं दिखाया। संस्कृति के 2 सप्ताह और 4 सप्ताह के बाद, दोनों तापमान उपचारों में खिलाने के बाद आर्टेमिया नौपली घनत्व कम था (सप्ताह 2: दो-तरफा एनोवा, एफ 1,104 = 128.45, पी < 0.001; सप्ताह 4: दो-तरफा एनोवा, एफ1,104 = 294.71, पी < 0.001)। मूल्यांकन किए गए तीन समय बिंदुओं में से किसी पर तापमान उपचार (पी > 0.05) या तापमान उपचार (पी > 0.05) के बीच प्री-फीडिंग घनत्व में कोई अंतर नहीं था।

सभी विश्लेषण एलएमई 437, एलएमईआरटेस्ट 38, एम्मीन्स39, कार 40 और एचएमआईएससी41 पैकेज का उपयोग करके आर में आयोजित किए गए थे। विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले डेटा और आर स्क्रिप्ट सार्वजनिक रूप से GitHub (https://github.com/CJ-McRae/Lam-et-al_JoVE-submission) पर उपलब्ध हैं।

Figure 1
चित्रा 1: एक स्क्लेरैक्टिनियन कोरल के भोजन और पूर्व सीटू संस्कृति के लिए प्रयोगात्मक डिजाइन और प्रतिनिधि सामग्री का योजनाबद्ध। (ए) पोसिलोपोरा एकुटा की कॉलोनियों को 24 डिग्री सेल्सियस या 28 डिग्री सेल्सियस पर प्रवाह के माध्यम से जलीय कृषि टैंकों में पोषित और अपोषित परिस्थितियों में संवर्धित किया गया था; काले घेरे उपनिवेशों का प्रतिनिधित्व करते हैं। (बी) कॉलोनियों को मछली पकड़ने की लाइनों के साथ लटका दिया गया था ताकि हैंडलिंग तनाव को कम किया जा सके और संस्कृति और फीडिंग टैंकों के बीच कुशल आंदोलन को बढ़ावा दिया जा सके। (ग) भोजन सत्रों के दौरान, सभी कॉलोनियों को तापमान-विशिष्ट फीडिंग टैंकों के भीतर एक जालीदार फ्रेम में ले जाया गया था। फेड कॉलोनियों को फ्रेम के एक डिब्बे में तैनात किया गया था, और अनफेड कॉलोनियों को फ्रेम के दूसरे डिब्बे में तैनात किया गया था; केवल खिला या गया उपनिवेशों को भोजन प्रदान किया गया था। (घ) कॉलोनियों को प्रति सप्ताह दो बार फेड उपचार में समृद्ध आर्टेमिया नौपली दी गई थी। (ङ) एक चंद्र चक्र के दौरान प्रतिदिन प्रजनन उत्पादन की मात्रा निर्धारित करने के लिए कालोनियों को रातोंरात लार्वा संग्रहण कंटेनरों में डाल दिया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: विभिन्न तापमानों (24 डिग्री सेल्सियस बनाम 28 डिग्री सेल्सियस) और भोजन उपचार (खिलाया बनाम अखिलाया) के तहत पोसिलोपोरा एकुटा कॉलोनियों का प्रजनन उत्पादन। पत्र उपचार के बीच प्रजनन उत्पादन में महत्वपूर्ण अंतर के प्रतिनिधि हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: विभिन्न तापमानों (24 डिग्री सेल्सियस बनाम 28 डिग्री सेल्सियस) और भोजन उपचार (खिलाया बनाम अनफेड) के तहत पोसिलोपोरा एकुटा कॉलोनियों का प्रजनन समय। ऊर्ध्वाधर डैश्ड लाइन प्रत्येक उपचार के लिए प्रजनन के औसत चंद्र दिन (एमएलडी) को दर्शाती है। उपचार-विशिष्ट भूखंडों (ए-डी) के प्रत्येक बार के भीतर रंग टोन दैनिक कुल प्रजनन में व्यक्तिगत कॉलोनियों के योगदान को इंगित करते हैं। पत्र उपचार के बीच प्रजनन समय में महत्वपूर्ण अंतर का प्रतिनिधि हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: 24 डिग्री सेल्सियस और 28 डिग्री सेल्सियस तापमान उपचार के भीतर कोरल फीडिंग सत्र से पहले और बाद में आर्टेमिया नौपली का घनत्व। कोरल फीडिंग से पहले प्री-फीडिंग घनत्व की गणना की गई थी, और 4 घंटे के कोरल फीडिंग सत्र के पूरा होने के बाद पोस्ट-फीडिंग घनत्व की गणना की गई थी। आर्टेमिया नौपली के घनत्व का मूल्यांकन कोरल कल्चर (टी0) की शुरुआत में किया गया था और फिर 2 सप्ताह और 4 सप्ताह के बाद एक प्रवाह के माध्यम से जलीय कृषि प्रणाली में उपचार की स्थिति के तहत। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

कोरल प्रजनन पर तापमान और भोजन के प्रभाव के इस प्रारंभिक मूल्यांकन से अलग-अलग उपचार स्थितियों के तहत सुसंस्कृत कॉलोनियों के बीच प्रजनन उत्पादन और समय में अंतर का पता चला। इसके अलावा, यह पाया गया कि कोरल कॉलोनियों को आर्टेमिया नौपली खिलाना अपेक्षाकृत शांत (24 डिग्री सेल्सियस) के साथ-साथ गर्म तापमान (28 डिग्री सेल्सियस) पर प्रभावी प्रतीत होता है। ये संयुक्त निष्कर्ष पूर्व सीटू जलीय कृषि प्रणालियों में स्क्लेरैक्टिनियन कोरल (एक उदाहरण के रूप में पी एकुटा का उपयोग करके) के प्रजनन की भोजन और संस्कृति के लिए इन सरल तकनीकों की प्रयोज्यता को उजागर करते हैं।

प्रजनन उत्पादन के संदर्भ में, भोजन का तापमान उपचार के आधार पर एक अलग प्रभाव पाया गया जिसमें कॉलोनियों को सुसंस्कृत किया गया था, जिससे भोजन केवल 24 डिग्री सेल्सियस उपचार में आयोजित कॉलोनियों में प्रजनन उत्पादन पर सकारात्मक प्रभाव डालता था। यह परिणाम कुछ हद तक आश्चर्यजनक है क्योंकि अन्य समुद्री जीवों में, उच्च तापमान पर सीमित भोजन प्रावधान ने प्रजनन पर नकारात्मक प्रभाव दिखाया है (उदाहरण के लिए, डैमसेल्फ42 में स्पॉनिंग में कमी) और खराब प्रारंभिक जीवन चरण विकास (उदाहरण के लिए, कायापलट के दौरान केकड़ों में उच्च मृत्यु दर और कम वृद्धि) से जुड़ाहुआ है।). कोरल में, भोजन और तापमान के इंटरैक्टिव प्रभावों के विशिष्ट आकलन मुख्य रूप से कोरल के अल्गल सिम्बियोट्स44,45 के फोटोकैमिकल प्रदर्शन पर केंद्रित हैं, और प्रजनन के संदर्भ में इन इंटरैक्टिव प्रभावों का शायद ही कभी पता लगाया जाता है। कई प्रजनन चक्रों में विभिन्न तापमानों पर भोजन के प्रजनन-आधारित प्रभावों के व्यापक मूल्यांकन को लक्षित करने वाले भविष्य के अध्ययनों की आवश्यकता है। हालांकि, यह वर्तमान प्रयोग का लक्ष्य नहीं था। इसके बजाय, इस प्रयोग का उपयोग मुख्य रूप से प्रस्तुत भोजन और संस्कृति तकनीकों की प्रभावकारिता का प्रदर्शन करने के लिए किया गया था। इन तकनीकों के उपयोग के माध्यम से, व्यक्तिगत कॉलोनियों के स्पष्ट प्रजनन रुझानों का आसानी से मूल्यांकन किया जा सकता है, जो महत्वपूर्ण है, क्योंकि प्रजनन उत्पादन में अंतर-कॉलोनी भिन्नता असामान्य नहीं है। उदाहरण के लिए, कालोनियों के बीच प्रजनन उत्पादन की एक विस्तृत श्रृंखला पाई गई है, साथ ही साथ एक ही व्यक्तिगत कॉलोनी के लिए समय के साथ, कई अध्ययनों में 30,32,46,47। प्रजनन उत्पादन में उच्च परिवर्तनशीलता के संभावित स्पष्टीकरण में प्रजनन रणनीतियों में प्लास्टिसिटी और / याऊर्जा आवंटन की प्राथमिकता में बदलाव शामिल हैं। प्रजनन उत्पादन के कॉलोनी-विशिष्ट आकलन की अनुमति देने वाली तकनीकें, जैसे कि इस प्रयोग में वर्णित, प्रजनन क्षमता के पर्यावरणीय / आनुवंशिक ड्राइवरों की पहचान करने में मदद कर सकती हैं, जो प्रवाल भर्ती (यानी, प्राकृतिक चट्टान लचीलापन के लिए प्रासंगिक) और ब्रूडस्टॉक आपूर्ति क्षमता (यानी, कोरल बहाली का समर्थन करने के उद्देश्य से पूर्व सीटू खेती के लिए प्रासंगिक) की हमारी समझ के लिए प्रासंगिक हैं।

इस प्रयोग में प्रजनन समय के आकलन से पता चला कि "अनफेड 28 डिग्री सेल्सियस" उपचार में केवल कॉलोनियों ने "24 डिग्री सेल्सियस" उपचार में कॉलोनियों की तुलना में काफी पहले लार्वा जारी किया; समय अन्य उपचारों के बीच समान रहा। प्रजनन समय में तापमान-संचालित प्लास्टिसिटी कई प्रवाल प्रजातियों में देखी गई है, जिसमें गर्म तापमान50,51,52 पर उन्नत समय देखा गया है। समय में इस बदलाव को संभवतः गर्म तापमानपर युग्मकों और भ्रूणों के त्वरित विकास द्वारा समझाया गया है, जो जलवायु परिवर्तन के तहत, अंततः प्रवाल प्रजनन और भर्ती 54,55,56 पर अनुकूली या विघटनकारी प्रभाव डाल सकता है। प्रजनन समय पर भोजन और तापमान के बीच संभावित इंटरैक्टिव संबंधों की स्पष्ट रूप से जांच करने वाले प्रयोग समय में बदलाव के परिणामों की बेहतर समझ प्रदान कर सकते हैं और पूर्व सीटू जलीय कृषि उत्पादन को बढ़ाने के लिए प्रजनन चक्रों की आवृत्ति बढ़ाने की व्यावहारिकता का भी परीक्षण कर सकते हैं।

कोरल प्रजनन पर तापमान और भोजन के बीच संभावित इंटरैक्टिव संबंध की खोज करने वाले नियंत्रित प्रयोगों का संचालन करने के लिए प्रभावी पूर्व सीटू फीडिंग तकनीकों की आवश्यकता होती है। इस प्रयोग में, कोरल कॉलोनियों को 24 डिग्री सेल्सियस और 28 डिग्री सेल्सियस पर तापमान-विशिष्ट फीडिंग टैंक में खिलाया गया था, और तापमान उपचार में आर्टेमिया नौपली के पूर्व और बाद के फीडिंग घनत्व में समान पैटर्न पाए गए थे (यानी, आर्टेमिया नौपली पोस्ट-फीडिंग बनाम प्री-फीडिंग का कम घनत्व)। यह तीन महत्वपूर्ण बिंदुओं का संकेत है: (1) तापमान उपचार आर्टेमिया नौपली के स्वास्थ्य को प्रभावित नहीं करता है; (2) कोरल कॉलोनी फीडिंग दर दोनों तापमानों पर लगभग समान थी; और (3) कोरल कॉलोनियों ने दोनों तापमानों पर भोजन सत्रों के दौरान आर्टेमिया नौपली का सेवन किया (टी 0 समय बिंदु को छोड़कर, जो प्रयोगात्मक परिस्थितियों के अनुकूल होने पर कॉलोनी तनाव का संकेत हो सकता है)। यह इंगित करना महत्वपूर्ण है कि तापमान उपचार और समय के बीच घनत्व के रुझान की व्याख्या केवल एक प्रॉक्सी-आधारित मूल्यांकन के रूप में कार्य करती है। फीडिंग की पुष्टि करने के लिए मजबूत जांच (जैसे, आंत सामग्री57 की परीक्षा) और आर्टेमिया नौपली फिजियोलॉजी (जैसे, हीट शॉक प्रोटीन अभिव्यक्ति58) को फीडिंग व्यवहार्यता के बारे में निश्चित निष्कर्ष निकालने की आवश्यकता होगी; इस प्रकृति का आकलन इस प्रयोग के दायरे से बाहर था। फिर भी, भोजन के दौरान दृश्य पुष्टि के साथ युग्मित प्रयोग डेटा के आधार पर, हमें विश्वास है कि इस प्रयोग में कोरल कॉलोनियां दोनों उपचार तापमानों के तहत सक्रिय रूप से भोजन कर रही थीं। कोरल उच्च तापमान पर भोजन करने के लिए विपरीत प्रतिक्रियाएं दिखा सकते हैं, कुछ प्रजातियों में कमी दिखाई देती है और अन्य भोजन दर45 में वृद्धि दिखाते हैं। इसलिए, भविष्य के प्रयोगों में भोजन के तापमान का निर्धारण करते समय प्रजातियों- और स्थान-विशिष्ट तापमान सहिष्णुता को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

वर्णित भोजन और संस्कृति तकनीक कई फायदे प्रदान करती है जो कोरल स्वास्थ्य की गुणवत्ता और पूर्व सीटू जलीय कृषि में प्रजनन की दीर्घायु दोनों में सुधार करना चाहते हैं। इस वर्णित दृष्टिकोण का मार्गदर्शन करने वाले अतिव्यापी लक्ष्य की स्थापना कोरल तनाव के संभावित स्रोतों को कम करने पर की गई थी। शुरू करने के लिए, कोरल को लटकाने के लिए मछली पकड़ने की लाइनों का उपयोग करके कोरल कॉलोनियों के प्रत्यक्ष हैंडलिंग की आवश्यकता को समाप्त कर दिया गया था। यह संस्कृति और फीडिंग टैंक के बीच कॉलोनियों के कुशल आंदोलन की सुविधा प्रदान करता है और कॉलोनी की स्थिति में सरल और तेज़ समायोजन की अनुमति देता है (उदाहरण के लिए, टैंक में कॉलोनी की गहराई को बदलने के लिए मछली पकड़ने की रेखा को छोटा या लंबा करना)। कॉलोनियों को एक स्टैंड पर या संस्कृति टैंक के तल पर रखे जाने के विपरीत, कॉलोनियों को लटकाना सभी आयामों में विकास को बढ़ावा देता है, शैवाल के संचय को कम करता है, और टैंक में अधिक उपयोग योग्य स्थान बनाता है (उदाहरण के लिए, यदि आवश्यक हो तो एक मछली पकड़ने की लाइन पर कई कोरल को लंबवत रूप से निलंबित किया जा सकता है)। ऊर्जावान ट्रेड-ऑफ60 की आवश्यकता को कम करने के अलावा, जो दीर्घकालिक प्रजनन को बढ़ावा देने में मदद कर सकता है32, वर्णित भोजन तकनीकों ने कोरल तनाव को कम करने में भी मदद की। कोरल के संभावित उच्च पोषक तत्वों के स्तर को कम करने के लिए स्वतंत्र टैंकों में भोजन की सिफारिश की जाती है19,61 (सीधे कल्चर टैंक के विपरीत) जो कोरल के जोखिम को कम करने के लिए कोरल के स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो सकता है और प्रचुर मात्रा में शैवाल वृद्धि62,63,64,65 का कारण बन सकता है। इसके अलावा, यदि पानी की गुणवत्ता के मुद्दे उत्पन्न होते हैं, तो प्रवाल कॉलोनियों को परेशान किए बिना फीडिंग टैंक के भीतर पानी को बनाए रखना और बदलना आसानी से किया जा सकता है। लार्वा संग्रह कंटेनरों को कोरल तनाव में कमी को ध्यान में रखते हुए भी डिज़ाइन किया गया था, जिससे कॉलोनी-विशिष्ट प्रजनन को प्रत्यक्ष हैंडलिंग या एकल-कॉलोनी टैंकों में संस्कृति की आवश्यकता के बिना प्राप्त किया जा सकता था। बड़े कल्चर टैंकों में कई कॉलोनियां होने से प्रजनन दीर्घायु (विशेष रूप से मिश्रित प्रजनन मोड49 के साथ कोरल प्रजातियों में) में सुधार करने में मदद मिल सकती है, जिसे पूर्व सीटू सिस्टम66,67 में समय के साथ गिरावट देखी गई है। इसके अलावा, लार्वा संग्रह कंटेनर के रूप में बड़ी प्लास्टिक की बोतलों का उपयोग लार्वा को प्रचुर मात्रा में जगह प्रदान करता है, जो संग्रह कंटेनर पर निपटान को कम कर सकता है; छोटे संग्रह कंटेनरों का उपयोग किए जाने पर तेजी से निपटान समस्याग्रस्त हो सकता है (मैकरे और लैम, व्यक्तिगत अवलोकन)। अंत में, ये पूर्व सीटू फीडिंग और कल्चर तकनीक ें उन सामग्रियों का उपयोग करती हैं जो लागत प्रभावी, बनाने में आसान हैं, और प्रयोग-विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित की जा सकती हैं।

वर्णित भोजन और संस्कृति तकनीकों की मुख्य सीमाओं में 1) टैंक स्थान आवश्यकताओं के कारण सुसंस्कृत होने वाली कॉलोनियों की संख्या पर एक सीमित सीमा, 2) एक ही टैंक के भीतर कई उपनिवेशों के सुसंस्कृत होने के कारण प्रजनन मोड (यौन बनाम अलैंगिक) को मानकीकृत करने में असमर्थता, और 3) वर्णित तकनीकों की प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए एकल रीफ साइट से एक ही प्रजाति का उपयोग। भविष्य के शोध से यह परीक्षण करने से लाभ होगा कि अन्य प्रवाल प्रजातियां इन भोजन और संस्कृति तकनीकों का उपयोग करके कैसे प्रदर्शन करती हैं, साथ ही प्रजातियों-विशिष्ट आहार आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अन्य खाद्य प्रकारों के उपयोग की खोज करती हैं।

अंत में, यह माना जाता है कि अन्य सक्रिय हस्तक्षेपों 68,69,70 की आलोचना कोरल के प्रजनन के लिए पूर्व सीटू संस्कृति को बढ़ावा देने के लिए भी लागू होती है, क्योंकि प्रमुख सीमाएं (जैसे, मापनीयता, आनुवंशिक विविधता) प्रासंगिक बनी हुई हैं। फिर भी, अन्य सक्रिय हस्तक्षेपों के समान, पूर्व सीटू कोरल संस्कृति को एक विलक्षण समाधान के रूप में नहीं देखा जाना चाहिए, बल्कि एक सहायक दृष्टिकोण के रूप में देखा जाना चाहिए जिसे सार्थक जलवायु परिवर्तन शमन के साथ मिलकर खोजा जाना चाहिए। वर्णित तकनीकों के उपयोग के माध्यम से, कोरल तनाव को पूर्व सीटू जलीय कृषि प्रणालियों में स्क्लेरैक्टिनियन कोरल, पी अकुटा की प्रजनन दीर्घायु में सुधार करने के लिए कम किया जा सकता है, जिसमें से उपनिवेश (और उनकी संतान) अनुसंधान और बहाली के प्रयासों में योगदान कर सकते हैं।

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Disclosures

लेखकों के पास कोई प्रतिस्पर्धी वित्तीय हित या हितों का अन्य टकराव नहीं है।

Acknowledgments

इस शोध को विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय (ताइवान), अनुदान संख्या MOST 111-2611-M-291-005 और MOST 111-2811-M-291-001 द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Artemia cysts  Supreme plus NA Food source 
Chiller Resun CL650 To cool down water temperature if needed
Conductivity portable meter WTW Cond 3110 To measure salinity
Enrichment diets Omega NA Used in Artemia cultivation
Fishing line Super Nylon monofilament To hang the coral colonies
Flow motors Maxspect GP03 To create water flow
Heater 350 W ISTA NA Heaters used in tanks
HOBO pendant temperature logger Onset Computer UA-002-08 To record water temperature
LED lights Mean Well FTS: HLG-185H-36B NA
Light portable meter LI-COR LI-250A Device used with light sensor to measure light intensity in PAR
Light sensor LI-COR LI-193SA NA
Plankton net 100 µm mesh size Omega NA To collect larvae and artemia 
Primary pump 6000 L/H Mr. Aqua BP6000 To draw water from tanks into chiller
Propeller-type current meter KENEK GR20 Device used with propeller-type detector to measure flow rate
Propeller-type detector KENEK GR3T-2-20N NA
Stereo microscope Zeiss Stemi 2000-C  To count the number of artemia 
Temperature controller 1000 W Rep Park O-RP-SDP-1 To set and maintain water temperature

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Lam, K. W., McRae, C. J., Liu, Z. T., Zhang, X. C., Fan, T. Y. Effective Techniques for the Feeding and Ex Situ Culture of a Brooding Scleractinian Coral, Pocillopora acuta. J. Vis. Exp. (196), e65395, doi:10.3791/65395 (2023).

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