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Se describen una serie de métodos básicos para el estudio de la ecología reproductiva de peces en acuarios. Estos son protocolos útiles para la recolección de peces utilizando buceo, el transporte de peces vivos y la observación del comportamiento reproductivo de los peces capturados en el medio silvestre en acuarios.
Las observaciones de cría en cautividad son valiosas para revelar aspectos del comportamiento de los peces y la ecología cuando las investigaciones de campo continuas son imposibles. Aquí se describen una serie de técnicas básicas que permiten observar el comportamiento reproductivo de un pez gobií capturado en el medio silvestre, como modelo, mantenido en un acuario. El método se centra en tres pasos: recolección, transporte y observaciones de la ecología reproductiva de un generador de sustratos. Los aspectos esenciales de la recolección y transporte de peces vivos son: (1) prevenir lesiones al pez, y (2) aclimatación cuidadosa al acuario. Prevención de daños a través de heridas como arañazos o un cambio repentino de la presión del agua es imprescindible cuando se recogen peces vivos, ya que cualquier daño físico es probable que afecten negativamente a la supervivencia y posterior comportamiento de los peces. La aclimatación cuidadosa al acuario disminuye la incidencia de la muerte y mitiga el choque del transporte. Las observaciones durante la cría en cautividad incluyen (1) la identificación de individuos(2) vigilando los huevos desovados sin efectos negativos para los peces u huevos, permitiendo así una investigación detallada de la ecología reproductiva de las especies estudiadas. La inyección subcutánea de una etiqueta de elastómero de implante visible (VIE) es un método preciso para la identificación posterior de peces individuales, y se puede utilizar con un amplio rango de peces, con mínima influencia en su supervivencia y comportamiento. Si la especie de estudio es un generador de sustrato que deposita huevos adhesivos, un sitio de anidación artificial construido a partir de tubería de cloruro de polivinilo (PVC) con la adición de una lámina impermeable desmontable facilitará el conteo y monitoreo de los huevos, disminuyendo la influencia del investigador en el nido Y el comportamiento de vigilancia de los huevos de los peces. Aunque este método básico conlleva técnicas que rara vez se mencionan en detalle en artículos de investigación, son fundamentales para llevar a cabo experimentos que requieren la crianza en cautividad de un pez silvestre.
Espectacular evolución adaptativa es evidente en la morfología, la ecología y el comportamiento de los peces [ 1] . Especialmente, las características ecológicas relacionadas con la reproducción son especialmente diversas, y la mayoría de ellas pueden ser influenciadas directamente por la aptitud individual 2 . Para obtener una visión de las presiones selectivas que han llevado a la evolución de características únicas en diferentes especies de peces, la observación directa de los comportamientos reproductivos y sociales utilizando peces vivos es a menudo beneficioso para sustentar hipótesis teóricas.
Sin embargo, las observaciones de campo continuas de los peces pueden requerir equipos submarinos especializados e instalaciones que son difíciles de mantener. En estos casos, las observaciones de los peces silvestres capturados en acuarios pueden ser útiles 3 , 4 , 5 . Además, las observaciones eficientes de los comportamientos de peces que son raras o difícilesUlt para observar en condiciones naturales puede ser posible mediante la manipulación de experimentos en acuarios 6 , 7 , 8 . La crianza de peces en buenas condiciones al minimizar el estrés artificial y el daño físico es fundamental para realizar investigaciones ecológicas precisas.
El gobio pigmeo Trimma marinae alcanza una longitud total de 23-25 mm y se distribuye en el Océano Pacífico occidental, donde se encuentra en bahías tranquilas y protegidas, a profundidades de 9-26 m 9 . En este trabajo, T. marinae se utiliza como modelo para describir una serie de técnicas básicas para la recolección de peces utilizando el aparato autónomo de respiración subacuática (SCUBA), el transporte de peces y la eventual aclimatación de los peces a acuarios para observación directa Del comportamiento reproductivo y de la ecología de la especie estudiada.
1. Recolección y transporte de peces vivos
NOTA: Este protocolo describe cómo recolectar peces que poseen una vejiga gástrica, desde una profundidad de ≥ 15 m hasta la superficie. El transporte rápido a la superficie inducirá la expansión de la vejiga de gas por un cambio de presión, que puede dañar gravemente o matar a los peces. La precaución está garantizada, ya que el daño causado al pez durante este primer paso afectará negativamente a su supervivencia y comportamiento posterior.
2. Aclimatación de los peces a un acuario
3. Inyección de una etiqueta de elastómero de implante visible (VIE) para identificar peces individuales
NOTA: En este trabajo, los peces individuales se identifican usando etiquetas VIE, por ejemplo, Frederick 10 , Olsen y Vøllestad 11 , Leblanc y Noakes 12. Además, si la especie del estudio es lo suficientemente grande como para sujetarse en una mano , La tabla quirúrgica utilizada en el paso 3.2 no será necesaria.4. Recuento de los huevos adhesivos demersales
Siguiendo los métodos anteriores, se recogieron 41, 15 y 96 individuos de T. marinae en abril de 2014, 2015 y 2016, respectivamente, en la costa de Amami Oshima, Prefectura de Kagoshima, Japón ( Tabla 1 ). En cada caso, 25 (61%), 14 (93%) y 91 (95%) individuos vivieron hasta depositar huevos en un acuario. Como se informó en Fukuda et al . 3 , sólo un pez murió antes del final del período de observación en 2014, y el desove de los peces, de otro modo, parecía comenzar 7 días después de capturado, mostrando que los individuos estaban siendo criados en buenas condiciones.
Las etiquetas VIE fueron visibles y permitió la identificación de los individuos, incluso en este pequeño tamaño de los peces ( Figura 4A , 4B ]. Una fotografía de huevos depositados sobre una lámina impermeable se muestra en la figura 4C , demostrando queEran lo suficientemente visibles para ser contados. Después de que fue retirado y fotografiado, la hoja fue devuelta a su lugar anterior en el acuario, y el macho de anidación inmediatamente continuó cuidado paternal ( Figura 4D ).
En conjunto, estas técnicas pueden emplearse en experimentos dirigidos a registrar las interacciones sociales y el éxito reproductivo de todos los peces individuales criados. Específicamente, Fukuda et al. 3 investigaron la ecología reproductiva de T. marinae en acuarios usando los métodos anteriores. Los resultados demostraron una correlación positiva entre la fecundidad femenina y el tamaño corporal femenino ( Figura 5 ), mientras que no se observaron diferencias en el éxito reproductivo entre los varones de diferente talla ( Figura 6 ). Además, T. marinae tendía a establecer un par reproductivo continuo y la mayoría del desove ocurrió dentro de estos( Tabla 2 ). Sólo se observó que el varón T. marinae realizaba el cuidado paterno del huevo. La interacción agresiva entre los individuos sugirió que el sistema de apareamiento monogámico puede resultar de la guarda de pareja principalmente femenina.
Día de recolección | Profundidad de la colección | Método de recolección | Número de individuos recogidos | Duración de la estancia | Día de transporte | Número de individuos muertos | Tasa de supervivencia | ||
Superficie | Transporte | Aclimatación | |||||||
15 APril 2014 | - 21 m | Superficie con el pescado hasta la superficie. | 41 | durante la noche | 16 de abril de 2014 | dieciséis | 0 | 0 | 61% |
23 de abril de 2015 | - 19 m | Superficie con el pescado hasta 12 m de profundidad, tire hacia arriba por la cuerda hasta la superficie. | 15 | 1 día | 25 de abril de 2015 | 1 | 0 | 0 | 93% |
26 de abril de 2016 | - 21 m | Superficie con el pescado hasta 15 m de profundidad, tire hacia arriba por la cuerda hasta la superficie. | 96 | 1 día | 28 de abril de 2016 | 4 | 1 | 0 | 95% |
Tabla 1: Condiciones de recolección y tasa de supervivencia de peces. El número de individuos muertos indica cuándo y cuántos peces han muerto.
Tabla 2: Pares de desove durante el experimento de cría. M , identidad individual (ID) de los hombres; F , ID de hembras; Subrayado ID , una hembra engendrada; Identificado , una hembra que se aparea con un macho, aunque no establecieron un par continuo. Estos resultados indican que T. marinae tiende a establecer un par reproductivo continuo como parte de un sistema de apareamiento monogámico. Esta tabla ha sido modificada de Fukuda et al. 3 Haga clic aquí para descargar esta tabla.
Figura 1: Disposición de las posiciones de etiquetado VIE. ( A ) Cada numeral muestra el nuMber correspondiente a la posición de la inyección. El número de identificación individual de un pez se determina haciendo coincidir la posición (es) de las etiquetas. ( B ) Un ejemplo del pescado individual No. 93.
Figura 2: Una vista que ilustra la tabla quirúrgica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: Recuento manual y automático de huevos usando ImageJ. ( A ) Contando manualmente usando el complemento de contador de celdas. Este plugin permite contar los huevos agrupados por alguna subdivisión. Es un ejemplo que huevoS se subdividieron en cuatro grupos y se contaron. ( B ) Cuenta automática del huevo. ( C ) Imagen que se fusionó la imagen automática de conteo de huevos y la imagen original. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4: Identificación individual representativa mediante la inyección de T. marinae con etiquetas VIE, y utilizando una hoja impermeable para contar los huevos depositados en el sitio de desove artificial. ( A ) Individuo No. 1, identificado por la etiqueta rosada VIE; Una flecha blanca indica la etiqueta VIE inyectada. ( B ) Individuo No. 11, identificado por las dos etiquetas VIE verdes; Las flechas blancas indican elInyectado etiquetas VIE. ( C ) Desove los huevos en una hoja impermeable. ( D ) El cuidado paternal fue reanudado por un macho después de que la sábana con los huevos había sido removida y fotografiada, y luego colocada de nuevo en el acuario. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 5. Relación entre el tamaño del embrague y el tamaño del cuerpo femenino (longitud total) en T. marinae . Curva sólida , fecundidad estimada en cada grupo de tamaño de hembras, obtenido con un modelo de efectos mixtos lineales generalizado. Estos resultados indican que el éxito reproductivo femenino aumentó con el tamaño corporal (correlación de Pearson, r = 0,56, P <0,05, n = 1 6). Esta cifra ha sido modificada de Fukuda et al. 3 Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 6. Relación entre el éxito de apareamiento estimado y el tamaño del cuerpo masculino (longitud total) en T. marinae . Cada ítem de datos se estimó a partir de la frecuencia de reproducción de los machos y la fecundidad estimada de las hembras. Estos resultados indican que los machos tuvieron éxito reproductivo independientemente de su tamaño corporal (correlación de Pearson, r = ˗0.51, P > 0.05, n = 8). Esta cifra ha sido modificada de Fukuda et al. 3_upload / 55964 / 55964fig6large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
La ecología reproductiva de numerosos peces ha sido a menudo revelada a través de la cría experimental. Especialmente, el cambio de sexo 6 , 8 , 14 , la elección de pareja 15 , 16 y la competencia intraespecífica 7 , 17 han sido temas frecuentes de investigaciones detalladas usando peces de acuario. Además, algunos resultados observados en acuarios han sido confirmados posteriormente en el campo 8 , 18 . Estos resultados apoyan la utilidad y la credibilidad de los experimentos de cría con peces silvestres en acuarios. Además, la manipulación a través de experimentos de cría que simulan situaciones que pueden ocurrir naturalmente pero sólo raramente en condiciones silvestres vale la pena como una etapa preliminar a las investigaciones de campo a gran escala.
El PROTocol describe métodos adecuados para un generador de sustrato de tamaño pequeño que deposita huevos adhesivos. Se pueden esperar grandes variaciones en las condiciones óptimas para el pescado mantenido por acuario entre especies, lo que justifica ajustes en algunos puntos del protocolo. En particular, se deberían considerar cinco puntos del protocolo para el ajuste después de una evaluación preliminar de las especies de estudio en particular: (1) el tiempo que pasó resurgiendo el pez, en el protocolo 1.4; (2) la concentración del líquido anestésico y el tiempo empleado en la anestesia justo antes de inyectar la etiqueta VIE, en los protocolos 3.1.3 y 3.1.5, respectivamente; (3) la profundidad de inserción de la aguja al inyectar la etiqueta VIE en el pez, en el protocolo 3.1.8; (4) el tamaño y forma de la tubería de PVC usada como nido artificial, en el protocolo 3.2.1; Y (5) utilizando correctamente tres métodos de conteo de huevos, en el protocolo 4.6: recuento manual (preciso, pero requiere tiempo y esfuerzo), recuento automático y estimación de la relación área-densidad (eficiente pero aproximada). CuandoHay pocos huevos, o cuando el recuento agrupado por alguna subdivisión es necesario (tal como vivo vivo o muerto, clasificación basada en el desarrollo, etc.), se recomienda el método de recuento manual. Cuando hay un gran número de huevos, y la ImageJ puede distinguir cada huevo individualmente, el método de conteo automático puede ser adecuado. La estimación de la relación área-densidad es efectiva cuando hay muchos y densamente huevos y la ImageJ no puede distinguir cada huevo individualmente.
Muchas especies de peces pueden no mantener perfectamente su flotabilidad después de ser llevados a la superficie. Sin embargo, una superficie cuidadosa de acuerdo con este protocolo puede permitir que la mayoría de los peces se recuperen en un día. Si los peces se encuentran flotando boca abajo en la bolsa de recogida justo después de la superficie, espere a determinar si el pescado está muerto al menos un día antes de retirarlo. Si los peces mueren poco después de ser traídos a la superficie o si necesitan más de un día para recuperarse, la superficie más lentamente o ampliar eaEn el curso de los esfuerzos de recolección posteriores.
Además de las etiquetas VIE, existen otros métodos para identificar peces individuales: banderolas de plástico externas de color, etiquetas de anclaje de nylon, recorte de aletas y etiquetas de transpondedor integrado pasivo (PIT), etc. Sin embargo, especialmente cuando se recogen peces pequeños, algunas de estas técnicas pueden aumentar la mortalidad, dificultar el crecimiento o no ser visibles in situ. 10 Por otra parte, como la mayoría de las variables externas sobresalen del cuerpo de los peces, una etiqueta puede restringir algunos comportamientos de las especies que habitan en madrigueras, grietas estrechas o lechos de algas densos. Por el contrario, muchos estudios de peces pequeños encontraron que el marcado VIE no tuvo un efecto negativo importante sobre la mortalidad y el crecimiento 10 , 11 . Las etiquetas VIE también pueden influir de forma despreciable en el comportamiento de los peces, ya que la etiqueta subcutánea no sobresale, por pequeño que sea el pez, lo que hace que sea especialmente adecuadoMétodo de identificación para observaciones de comportamiento de especies de pequeño tamaño 10 . De acuerdo con algunos estudios previos, las pinturas acrílicas también pueden usarse de la misma manera que las etiquetas VIE 19 , 20 .
El nido de desove artificial se utiliza generalmente para la investigación de la reproducción de peces que desovan los huevos adhesivos demersales. Los estudios previos utilizaron nidos artificiales, que se hacen de diversas clases de materiales, tales como la teja 21 de la terracota, la baldosa cerámica 22 , la cáscara 23 , la caja 24 del PVC, etc. Estos nidos artificiales de desove pueden ser útiles para muchos reproductores de sustratos. Estos estudios sugieren que la disponibilidad del nido artificial para los peces, como la forma y / o el tamaño, es más importante de lo que se hace. Como la tubería de PVC es el material que es fácil de obtener y procesar,Este papel utilizó el tubo de PVC como nido de desove.
Los límites de la información ecológica obtenida a través de las observaciones de la crianza en cautividad deberían ser muy apreciados. Como era de esperar, la cría en acuarios, en comparación con medio ambiente natural de una especie, restringe diversas condiciones ecológicas del hábitat acuático (por ejemplo, física y las características químicas del agua, la ecología de alimentos, las oportunidades para las interacciones intra e inter-específicas, la extensión del hábitat, Y densidad de población). Puede conducir a individuos a exhibir comportamientos particulares que difieren de sus naturales. Por lo tanto, las investigaciones de campo deben complementar las observaciones de crianza a fin de proporcionar la mejor base para inferir la evolución de adaptación de los comportamientos reproductivos de los peces.
Los autores no tienen nada que revelar.
Damos las gracias a S. Yokoyama por su ayuda con la recolección de pescado. También estamos agradecidos a W. Kawamura por consejos útiles sobre métodos de cría. Este estudio fue apoyado por la Sociedad de Japón para la Promoción de la Ciencia (KAKENHI) a través de subvenciones (N º 24370006 y 16K07507) otorgado a TS
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Hand net | Nisso | AQ-17 | Select for the target species size. |
Polyethylene bag | San-U Fish Farm | 8194 | |
Rubber band | ESCO Co. LTD. | 78-0420-64 | ø 80 mm x 6 mm |
Oxygen cylinder | N/A | N/A | Oxgen cylinder for diving equipment suits. |
Elbagin | Japan Pet Design Co. Ltd. | 75950 | Pafurazine F (provided from same company) is equivalent drug to Elbagin. |
Polystyrene foam box | N/A | N/A | |
Pipette | AS ONE | 1-8625-04 | |
Rope | Mizukami Kinzoku Co. LTD. | 95301601 | |
Weight | N/A | N/A | Weight for diving equipment suits. |
Water tank | N/A | N/A | |
Air pump | KOTOBUKI | 4972814 062115 | |
Air stone | KOTOBUKI | 4972814 232204 | |
2-Methylquinoline | Wako | 170-00376 | |
Ethanol (99.5) | Wako | 057-00456 | |
Visible implant elastomer tag kit | Northwest Marine Technology | N/A | http://www.nmt.us/products/vie/vie.shtml |
Soft sponge | N/A | N/A | |
PVC board | N/A | N/A | 0.3 mm thickness is easy to use. |
Petri dish | N/A | N/A | A large one, such as ø 160 mm and 30 mm depth, is convenient for the injection of the VIE tag. |
Transparent acrylic board | N/A | N/A | |
UVA filtered light | N/A | N/A | |
PVC pipe | N/A | N/A | ø 5 cm |
Waterproof sheet | SOMAR Corp. | 3EKW03 | The film for the plain copier. |
Sand | N/A | N/A | |
Stereo microscope | N/A | N/A | |
Camera | N/A | N/A |
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