Method Article
Une série de méthodes de base permettant d'étudier l'écologie reproductive des poissons conservés dans les aquariums sont décrites. Ce sont des protocoles utiles pour la collecte de poissons à l'aide de SCUBA, le transport de poissons vivants et l'observation du comportement reproducteur des poissons sauvages conservés dans les aquariums.
Les observations d'élevage en captivité sont précieuses pour révéler des aspects du comportement du poisson et de l'écologie lorsque les recherches continues sur le terrain sont impossibles. Ici, une série de techniques de base sont décrites pour permettre l'observation du comportement reproductif d'un poisson gobiide capturé à l'état sauvage, en tant que modèle, conservé dans un aquarium. La méthode se concentre sur trois étapes: la collecte, le transport et les observations de l'écologie de la reproduction d'un générateur de substrat. Les aspects essentiels de la collecte et du transport de poissons vivants sont (1) la prévention des blessures au poisson, et (2) une acclimatation minutieuse de l'aquarium. Prévenir les dommages causés par des blessures telles que des rayures ou un changement soudain de la pression de l'eau est impératif lors de la collecte de poissons vivants, car tout dommage physique est susceptible d'affecter négativement la survie et le comportement ultérieur du poisson. Une acclimatation minutieuse des aquariums diminue l'incidence de la mort et atténue le choc des transports. Les observations pendant l'élevage en captivité comprennent (1) l'identification des individusDouble poisson et (2) la surveillance des œufs engendrés sans effets négatifs sur le poisson ou les œufs, permettant ainsi une étude détaillée de l'écologie de la reproduction de l'étude. L'injection sous-cutanée d'une étiquette d'élastomère d'implant visible (VIE) est une méthode précise pour l'identification ultérieure de poissons individuels, et elle peut être utilisée avec une large gamme de poissons, avec une influence minimale sur leur survie et leur comportement. Si l'espèce d'étude est un générateur de substrat qui dépose des oeufs adhésifs, un site de nidification artificiel construit à partir d'un tuyau de chlorure de polyvinyle (PVC) avec l'ajout d'une feuille étanche amovible facilitera le comptage et la surveillance des œufs, ce qui réduira l'influence de l'investigateur sur le nid Et le comportement de conservation des œufs du poisson. Bien que cette méthode de base comporte des techniques qui sont rarement mentionnées en détail dans les articles de recherche, elles sont fondamentales pour entreprendre des expériences nécessitant l'élevage captif d'un poisson sauvage.
Une évolution adaptative spectaculaire est évidente dans la morphologie, l'écologie et le comportement des poissons 1 . En particulier, les caractéristiques écologiques relatives à la reproduction sont particulièrement diverses, et la plupart d'entre elles peuvent être directement influencées par la condition physique individuelle 2 . Pour mieux comprendre les pressions sélectives qui ont conduit à l'évolution des caractéristiques uniques dans différentes espèces de poissons, l'observation directe des comportements reproductifs et sociaux à l'aide de poissons vivants est souvent bénéfique pour étayer les hypothèses théoriques.
Cependant, les observations continues sur le terrain des poissons peuvent nécessiter un équipement sous-marin spécialisé et des installations difficiles à entretenir. Dans ces cas, les observations des poissons sauvages capturés par l'aquarium peuvent être utiles 3 , 4 , 5 . En outre, des observations efficaces sur les comportements de poissons qui sont autrement rares ou difficilesULT à observer dans des conditions naturelles peut devenir possible en manipulant des expériences dans les aquariums 6 , 7 , 8 . Élever du poisson dans de bonnes conditions en minimisant le stress artificiel et les dommages physiques est essentiel pour des recherches écologiques précises.
Le portique pygmée Trimma marinae atteint une longueur totale de 23 à 25 mm et est distribué dans l'océan Pacifique occidental, où il se trouve dans des baies abruptes et abritées, à des profondeurs de 9 à 26 m 9 . Dans ce travail, T. marinae est utilisé comme modèle pour décrire une série de techniques de base pour la collecte de poissons utilisant l'appareil respiratoire autonome sous-marin (SCUBA), le transport de poisson et l'éventuelle acclimatation des poissons aux aquariums pour une observation directe Du comportement reproducteur et de l'écologie des espèces étudiées.
1. Collecte et transport de poissons vivants
REMARQUE: Ce protocole décrit comment recueillir des poissons qui possèdent une vessie gazeuse, d'une profondeur ≥ 15 m à la surface. Un transport rapide à la surface induit une expansion de la vessie par un changement de pression, ce qui peut nuire gravement ou tuer le poisson. La prudence est justifiée, car les dommages causés aux poissons au cours de cette première étape affecteront négativement leur survie et leur comportement ultérieur.
2. Acclimant le poisson dans un aquarium
3. Injection d'une étiquette d'élastomère d'implant visible (VIE) pour identifier les poissons individuels
T "> NOTE: Dans ce travail, les poissons individuels sont identifiés à l'aide des étiquettes VIE, pour des exemples, se référer à Frederick 10 , Olsen et Vøllestad 11 et Leblanc et Noakes 12. En outre, si l'espèce d'étude est assez grande pour tenir la main , La table chirurgicale utilisée à l'étape 3.2 ne sera pas nécessaire.4. Comptage des oeufs adhésifs démersaux
En suivant les méthodes ci-dessus, 41, 15 et 96 personnes de T. marinae ont été collectées en avril 2014, 2015 et 2016, respectivement, au large d'Amami Oshima, dans la préfecture de Kagoshima, au Japon ( tableau 1 ). Dans chaque cas, 25 (61%), 14 (93%) et 91 (95%) vivaient jusqu'à déposer des œufs dans un aquarium. Comme indiqué dans Fukuda et al . 3 , un seul poisson est mort avant la fin de la période d'observation en 2014, et la reproduction des poissons semble avoir commencé 7 jours après la capture, ce qui montre que les individus étaient élevés dans de bonnes conditions.
Les étiquettes VIE étaient visibles et permettaient d'identifier les individus, même dans ce poisson de petite taille ( figure 4A , 4B ). Une photographie d'oeufs déposés sur une feuille imperméable à l'eau est montrée à la figure 4C , prouvant queIls étaient assez visibles pour être comptés. Après avoir été enlevé et photographié, la feuille a été renvoyée dans son ancien endroit dans l'aquarium, et le mâle niche a continué immédiatement à prendre soin des paternels ( figure 4D ).
Ensemble, ces techniques peuvent être utilisées dans des expériences visant à enregistrer les interactions sociales et le succès reproductif de tous les poissons individuels élevés. Plus précisément, Fukuda et al. 3 ont étudié l'écologie reproductive de T. marinae dans les aquariums en utilisant les méthodes ci-dessus. Les résultats ont démontré une corrélation positive entre la fécondité féminine et la taille corporelle féminine ( Figure 5 ), alors qu'aucune différence dans le succès reproductif n'a été observée chez les hommes de taille différente ( figure 6 ). De plus, T. marinae a tendance à établir une paire de reproduction continue et la plupart des frayères se sont produites au sein de cesPaires ( tableau 2 ). Seuls les hommes de T. marinae ont été observés pour effectuer des soins des oeufs paternels. L'interaction agressive entre les individus a suggéré que le système d'accouplement monogame peut résulter principalement de la protection des mâles féminins.
Jour de collecte | Profondeur de la collection | Méthode de collecte | Nombre d'individus collectés | Durée du séjour | Jour de transport | Nombre d'individus morts | Taux de survie | ||
Surfaces | Transport | Acclimatation | |||||||
15 APril 2014 | - 21 m | Surface avec du poisson jusqu'à la surface. | 41 | pendant la nuit | 16 avril 2014 | 16 | 0 | 0 | 61% |
23 avril 2015 | - 19 m | Surface avec poissons jusqu'à 12 m de profondeur, tirer vers le haut par la corde jusqu'à la surface. | 15 | Un jour | 25 avril 2015 | 1 | 0 | 0 | 93% |
26 avril 2016 | - 21 m | Surface avec poissons jusqu'à 15 m de profondeur, tirez par corde jusqu'à la surface. | 96 | Un jour | 28 avril 2016 | 4 | 1 | 0 | 95% |
Tableau 1: Conditions de collecte et taux de survie des poissons. Le nombre d'individus morts indique quand et combien de poissons individuels sont morts.
Tableau 2: Paires de reproducteurs pendant l'expérience d'élevage. M , identité individuelle (ID) des hommes; F , identification des femelles; ID souligné , une femelle engendrée; ID décrite , une femelle qui s'accouplait avec un homme bien qu'elle n'ait pas établi une paire continue. Ces résultats indiquent que T. marinae a tendance à établir une paire de reproduction continue dans le cadre d'un système d'accouplement monogame. Ce tableau a été modifié à partir de Fukuda et al. 3 Cliquez ici pour télécharger ce tableau.
Figure 1: Arrangement des positions de marquage VIE. ( A ) Chaque chiffre montre le nuCorrespondant à la position de l'injection. Le numéro d'identité d'un poisson individuel est déterminé en faisant correspondre le (s) poste (s) des étiquettes. ( B ) Un exemple du poisson individuel n ° 93.
Figure 2: Une vue illustrant la table chirurgicale. Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 3: Comptage manuel et automatique des oeufs à l'aide de ImageJ. ( A ) Comptage manuel à l'aide du plugin Cell Counter. Ce plugin permet de compter les œufs regroupés par une subdivision. C'est un exemple que l'oeufS ont été subdivisés en quatre groupes et comptés. ( B ) Comptage automatique des œufs. ( C ) Image qui a fusionné l'image automatique de comptage d'oeufs et l'image originale. Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 4: Identification individuelle représentative en Injectant T. marinae avec VIE Tags, et en utilisant une feuille imperméable à l'eau pour compter les œufs déposés sur le site de reproducteur artificiel. ( A ) Individuel n ° 1, identifié par la marque VIE rose; Une flèche blanche indique la marque VIE injectée. ( B ) Individuel n ° 11, identifié par les deux étiquettes VIE vertes; Les flèches blanches indiquent leA injecté des étiquettes VIE. ( C ) Oeufs vendus sur une feuille imperméable à l'eau. ( D ) Les soins paternels ont été repris par un mâle après que la feuille a été enlevée et photographiée, puis elle a été replacée dans l'aquarium. Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 5. Relation entre la taille de l'embrayage et la taille du corps féminin (longueur totale) chez T. marinae . Courbe solide , fécondité estimée dans chaque groupe de taille de femelles, obtenue avec un modèle à effets mixtes linéaires généralisés. Ces résultats indiquent que le succès reproducteur féminin a augmenté avec la taille du corps (la corrélation de Pearson, r = 0,56, P <0,05, n = 1 6). Ce chiffre a été modifié de Fukuda et al. 3 Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 6. Relation entre le succès estimé de l'accouplement et la taille du corps masculin (longueur totale) chez T. marinae . Chaque élément de données a été estimé à partir de la fréquence de reproduction des mâles et de la fécondité estimée des femelles. Ces résultats indiquent que les hommes ont un succès reproducteur indépendamment de leur taille corporelle (corrélation de Pearson, r = ˗0,51, P > 0,05, n = 8). Ce chiffre a été modifié de Fukuda et al. 3_upload / 55964 / 55964fig6large.jpg "target =" _ blank "> Cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
L'écologie de la reproduction de nombreux poissons a souvent été révélée par l'élevage expérimental. En particulier, les changements sexuels 6 , 8 , 14 , le choix du partenaire 15 , 16 et la compétition intraspécifique 7 , 17 ont été des sujets fréquents d'enquêtes détaillées utilisant des poissons gardés dans l'aquarium. En outre, certains résultats observés dans les aquariums ont été confirmés plus tard dans le domaine 8 , 18 . Ces résultats confirment l'utilité et la crédibilité des expériences d'élevage avec des poissons sauvages dans les aquariums. En outre, la manipulation à travers des expériences d'élevage qui simulent des situations qui peuvent survenir naturellement, mais rarement dans des conditions sauvages, est une étape préliminaire pour les enquêtes sur le terrain à plus grande échelle.
Le proTocol décrit des méthodes appropriées pour un générateur de substrat de petite taille qui dépose des oeufs adhésifs. De grandes variations dans les conditions optimales pour les poissons conservés dans l'aquarium peuvent être attendues entre les espèces, ce qui justifie des ajustements à certains points du protocole. En particulier, cinq points du protocole devraient être pris en considération pour l'ajustement après une évaluation préliminaire des espèces d'étude particulières: (1) le temps consacré à la surface du poisson, dans le protocole 1.4; (2) la concentration de l'anesthésie liquide et le temps passé dans l'anesthésie juste avant d'injecter l'étiquette VIE, dans les protocoles 3.1.3 et 3.1.5, respectivement; (3) la profondeur d'insertion de l'aiguille lors de l'injection de l'étiquette VIE dans le poisson, dans le protocole 3.1.8; (4) la taille et la forme du tuyau en PVC utilisé comme site de nidification artificiel, dans le protocole 3.2.1; Et (5) en utilisant trois méthodes de comptage d'oeufs correctement, dans le protocole 4.6: comptabilité manuelle (précision mais nécessite du temps et effort), compte automatique et estimation de la densité de surface (efficace mais rugueuse). Quand thIl y a peu d'œufs ou lorsque le comptage regroupé par une subdivision est nécessaire (par exemple, mort ou vivant, classification du stade de développement et ainsi de suite), la méthode de comptage manuel est recommandée. Lorsqu'il existe un grand nombre d'oeufs, l'ImageJ peut distinguer chaque oeuf individuellement, la méthode de comptage automatique peut convenir. L'estimation de la densité de surface est efficace lorsqu'il y a beaucoup d'oeufs denses et l'ImageJ ne peut pas distinguer chaque oeuf individuellement.
Beaucoup d'espèces de poissons peuvent ne pas maintenir parfaitement leur flottabilité après avoir été amenées à la surface. Cependant, un revêtement prudent selon ce protocole peut permettre à la plupart des poissons de récupérer dans un jour. Si le poisson se trouve flottant à l'envers dans le sac de collecte juste après le revêtement, attendez pour déterminer si le poisson est mort au moins un jour avant de l'enlever. Si les poissons meurent peu de temps après avoir été amenés à la surface ou s'ils ont besoin de plus d'un jour pour se rétablir, se lissent plus lentement ou s'étendentIntervalle de temps de ch sur le revêtement au cours des efforts de collecte ultérieurs.
En plus des étiquettes VIE, d'autres méthodes existent pour identifier les poissons individuels: flans en plastique extérieurs colorés, étiquettes d'ancrage en nylon, crochets d'ailettes et étiquettes PIT (passive integrated transponder), etc. Cependant, surtout lors de la collecte de petits poissons, certaines de ces techniques peuvent augmenter la mortalité, entraver la croissance ou ne pas être visible sur place. 10 De plus, comme la plupart des étiquettes externes dépassent du corps de poisson, une étiquette peut restreindre certains comportements d'espèces qui habitent des terriers, des crevasses étroites ou des lits d'algues denses. En revanche, de nombreuses études sur les petits poissons ont révélé que le marquage VIE n'avait aucun effet négatif majeur sur la mortalité et la croissance 10 , 11 . Les étiquettes VIE peuvent également influer de façon négligeable sur le comportement du poisson puisque l'étiquette sous-cutanée ne dépasse pas, même si le poisson est petit, ce qui le rend particulièrement appropriéMéthode d'identification pour les observations comportementales d'espèces de petite taille 10 . Selon certaines études précédentes, les peintures acryliques peuvent également être utilisées de la même manière que les étiquettes VIE 19 , 20 .
Le nid de frai artificiel est généralement utilisé pour l'étude de la reproduction des poissons qui génèrent les œufs adhésifs démersaux. Des études précédentes ont utilisé des nids artificiels, fabriqués à partir de différents types de matériaux, tels que le toit en terre cuite 21 , la céramique 22 , la coquille 23 , la boîte en PVC 24 , etc. Ces nids de frai artificiel peuvent être utiles pour de nombreux géniteurs de substrats. Ces études suggèrent que la disponibilité du nid artificiel pour les poissons, comme la forme et / ou la taille, est plus importante que ce qu'il est fabriqué. Comme le tuyau en PVC est le matériau facile à obtenir et à traiter,Ce papier a utilisé le tuyau de PVC comme nid de frai.
Les limites de l'information écologique obtenue grâce à des observations d'élevage en captivité devraient être bien appréciées. Sans surprise, l'élevage dans les aquariums, par rapport à l'environnement naturel d'une espèce, restreint diverses conditions écologiques de l'habitat aquatique ( par exemple , les caractéristiques physiques et chimiques de l'eau, l'écologie alimentaire, les possibilités d'interactions intra et inter-spécifiques, l'étendue de l'habitat, Et densité de population). Cela peut conduire les individus à présenter des comportements particuliers qui diffèrent de ceux de leur nature. Par conséquent, les enquêtes sur le terrain devraient compléter l'élevage des observations afin de fournir le meilleur moyen d'inférer l'évolution adaptative des comportements reproducteurs des poissons.
Les auteurs n'ont rien à dévoiler.
Nous remercions S. Yokoyama d'avoir assisté à la collecte de poissons. Nous remercions également W. Kawamura pour des conseils utiles sur les méthodes d'élevage. Cette étude a été soutenue par la Japan Society for the Promotion of Science (KAKENHI) par le biais de subventions (n ° 24370006 et 16K07507) attribuées à 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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