Ichthyoplankton - Ichthyoplankton

Diagram over et fiskeæg: A. vitellinemembran B. chorion C. æggeblomme D. oliekugle E. perivitellinrum
F. embryo

Fisk producerer mange æg, typisk omkring 1 mm på tværs, og slipper dem normalt ud i den åbne vandsøjle

Ichthyoplankton (fra græsk: ἰχθύς , ikhthus , "fisk", og πλαγκτός, planktos , "vagabond") er de æg og larver af fisk. De findes for det meste i den solbelyste zone i vandsøjlen , mindre end 200 meter dyb, som undertiden kaldes epipelagisk eller fotisk zone . Ichthyoplankton er planktoniske , hvilket betyder, at de ikke kan svømme effektivt under egen kraft, men må drive med havstrømmene. Fiskeæg kan slet ikke svømme og er utvetydigt planktoniske. Larver på et tidligt stadie svømmer dårligt, men senere fase larver svømmer bedre og ophører med at være planktoniske, når de vokser til unge . Fiskelarver er en del af zooplanktonet, der spiser mindre plankton, mens fiskeæg bærer deres egen madforsyning. Både æg og larver spises selv af større dyr.

Fisk kan producere et stort antal æg, som ofte frigives til den åbne vandsøjle. Fiskeæg har typisk en diameter på ca. 1 millimeter (0,039 in). De nyudklækkede unger af oviparous fisk kaldes larver . De er normalt dårligt dannede, bærer en stor æggeblomme (til næring) og er meget forskellige i udseende fra unge og voksne prøver. Larveperioden hos oviparous fisk er relativt kort (normalt kun flere uger), og larver vokser hurtigt og ændrer udseende og struktur (en proces kaldet metamorfose ) for at blive unge. Under denne overgang skal larverne skifte fra deres æggeblommesæk til at fodre med zooplanktonbytte , en proces, der afhænger af typisk utilstrækkelig zooplanktontæthed, og sulter mange larver.

Ichthyoplankton kan være en nyttig indikator for et akvatisk økosystems tilstand og sundhed . For eksempel har de fleste sene stadielarver i ichthyoplankton normalt været byttet på, så ichthyoplankton har en tendens til at blive domineret af æg og larver fra tidlige stadier. Det betyder, at når fisk, f.eks. Ansjoser og sardiner , gyder , kan ichthyoplankton -prøver afspejle deres gydeproduktion og give et indeks for relativ populationsstørrelse for fisken. Stigninger eller fald i antallet af voksne fiskebestande kan detekteres hurtigere og følsomere ved at overvåge det ichthyoplankton, der er forbundet med dem, sammenlignet med overvågning af de voksne selv. Det er også normalt lettere og mere omkostningseffektivt at prøve tendenser i æg- og larvebestande end at prøve tendenser i voksne fiskebestande.

Historie

Interessen for plankton opstod i Storbritannien og Tyskland i det nittende århundrede, da forskere opdagede, at der var mikroorganismer i havet, og at de kunne fange dem med finmasket net. De begyndte at beskrive disse mikroorganismer og teste forskellige netkonfigurationer. Ichthyoplankton -forskning startede i 1864, da den norske regering bestilte havbiologen G. O. Sars at undersøge fiskeri omkring den norske kyst. Sars fandt fiskeæg, især torskeæg , der drev i vandet. Dette fastslog, at fiskeæg kunne være pelagiske og leve i den åbne vandsøjle som andet plankton. Omkring begyndelsen af det tyvende århundrede, forskningsmæssig interesse i ichthyoplankton blev mere generelt, når det kom frem, at hvis ichthyoplankton blev samplet kvantitativt , så prøverne kunne indikere den relative størrelse eller overflod af gydende fiskebestande .

Prøveudtagningsmetoder

PairoVET slæb
Bongo slæb
Henter en plankton -prøve

Forskningsfartøjer indsamler ichthyoplankton fra havet ved hjælp af finmasket net. Fartøjerne bugserer enten netene gennem havet eller pumper havvand ombord og sender det derefter gennem nettet.

Ud over netbugsering indsamles plankton, mens forskningsfartøjet bevæger sig ved hjælp af en Continuous Underway Fish Egg Sampler, eller CUFES. Vand pumpes ombord på fartøjet fra 3 m dybde ved 640 liter/min. Vandet sendes gennem en koncentrator, hvor det passerer gennem et net, og planktonet ledes til en opsamler. Mens CUFES kører, registrerer en datalogger dato, klokkeslæt og position for hver prøve samt andre miljødata fra skibets sensorer (f.eks. Vindhastighed, retning, SST).

Der er mange typer planktonbugsering:

Neuston -netbårer laves ofte på eller lige under overfladen ved hjælp af et nylonnetnet monteret på en rektangulær ramme
PairoVET -slæbet, der bruges til opsamling af fiskeæg, taber et net omkring 70 meter i havet fra et stationært forskningsfartøj og trækker det derefter tilbage til fartøjet.
Ringnetbugger involverer et nylonnetnet monteret på en cirkulær ramme. Disse er stort set blevet erstattet af bongonet, der giver dobbelt prøver med deres dual-net design.
Bongotrækket trækker net formet som bongotromler fra et fartøj i bevægelse. Nettet sænkes ofte til omkring 200 meter og får derefter lov til at stige til overfladen, når det bugseres. På denne måde kan der indsamles en prøve på tværs af hele den fotiske zone, hvor det meste ichthyoplankton findes.
MOCNESS -bugser og Tucker -trawl anvender flere net, der åbnes og lukkes mekanisk på diskrete dybder for at give indsigt i planktonets lodrette fordeling
Den Manta trawlet trådbundter et net fra en kørende fartøj langs vandoverfladen, indsamling larver, såsom grunion , guldmakreller , og flyvefisk som lever ved overfladen.

Efter slæbet skylles planktonet med en slange til torskeenden (bunden) af nettet til opsamling. Prøven anbringes derefter i konserveringsvæske, før den sorteres og identificeres i et laboratorium.

Planktonpumper: En anden metode til opsamling af ichthyoplankton er at bruge en kontinuerlig undervejs fiskægprøver (se illustration). Vand fra en dybde på cirka tre meter pumpes på skibet og filtreres med et net. Denne metode kan bruges, mens fartøjet er i gang.

Udviklingsstadier

Ichthyoplankton -forskere bruger generelt terminologi og udviklingsstadier, der blev introduceret i 1984 af Kendall og andre. Dette består af tre hovedudviklingsstadier og to overgangsfaser.

Den spawn (æg) af en klovnefisk . De sorte pletter er øjnene, der udvikler sig. Laksæg . De voksende larver kan ses gennem den gennemsigtige æggekuvert.	Udviklingsstadier ifølge Kendall et al. 1984				Lægægsudklækning. Larven er brudt igennem og kasserer æggekuverten. Om cirka 24 timer vil den absorbere den resterende æggeblomme og blive en ung .
	Hovedfaser	Ægstadiet	Gydning til ruge. Denne fase bruges i stedet for at bruge et embryonalt stadium, fordi der er aspekter, som dem der har med æggekonvolutten at gøre, der ikke kun er embryonale aspekter.
		Larvestadium	Fra klækning til alle finnestråler er til stede, og væksten af fiskeskæl er startet (squamation). En vigtig begivenhed er, når notokorden, der er forbundet med halefinnen på den ventrale side af rygmarven, udvikler fleksion (bliver fleksibel).	Larvestadiet kan yderligere opdeles i præfleksions-, bøjnings- og postfleksionsstadier. Hos mange arter udvikler kropsformen og finnestrålerne samt evnen til at bevæge sig og fodres hurtigst under fleksionstrinnet.
		Ungdomsfase	Starter med at alle finstrålerne er til stede og skalerer væksten i gang, og slutter når ungen bliver kønsmoden eller begynder at interagere med andre voksne.
	Overgangsfaser	Blomme med blommesæk	Fra klækning til absorption af æggeblomme
		Transformation fase	Fra larve til ung. Denne metamorfose er fuldstændig, når larven udvikler egenskaberne hos en ung fisk .

Hudionocytter

Tre dage gammel larve hvid havabase med Na+/K+-ATPase immunfarvet i brunt for at identificere dets ionocytter

Ionocytter (tidligere kendt som mitokondrionrige celler eller som chloridceller) er ansvarlige for at opretholde optimale osmotiske, ioniske og syre-baseniveauer i fisken. Ionocytter findes typisk inden for voksne gæller. Imidlertid mangler embryonale og larvefisk ofte eller har underudviklede gæller. I stedet findes ionocytter langs huden, blommesækken og larvernes finner. Efterhånden som væksten skrider frem, og gællen bliver mere udviklet, kan der findes ionocytter på gællebuen og gælletråden. I larvefisk kan antallet, størrelsen og densiteten af ionocytter kvantificeres som et relativt ionocytområde, hvilket er blevet foreslået som en proxy for osmotisk, ionisk og/eller syre-basiskapacitet af organismen. Ionocytter er også kendt for at være plastik. Ionocytens apikale åbninger kan udvide sig i perioder med høj aktivitet, og nye ionocytter kan udvikle sig langs gillelamellerne i perioder med miljøbelastning. På grund af den rigelige tilstedeværelse af Na ⁺ /K ⁺ -ATPase i den basolaterale membran kan ionocytter ofte lokaliseres ved hjælp af immunhistokemi .

Overlevelse

Rekruttering af fisk er reguleret af larvefiskoverlevelse. Overlevelse er reguleret af byttedyrs overflod, predation og hydrologi . Fiskeæg og larver spises af mange marine organismer. For eksempel kan de blive fodret af marine hvirvelløse dyr , såsom copepods , pilorme , vandmænd , padder , marine snegle og krill . Fordi de er så rigelige, forårsager marine hvirvelløse dyr høje samlede dødeligheder. Voksne fisk byder også på fiskeæg og larver. F.eks. Blev der observeret kuller , der mætter sig med sildæg tilbage i 1922. En anden undersøgelse fandt torsk i et sildgydningsområde med 20.000 sildæg i maven og konkluderede, at de kunne bytte halvdelen af den samlede ægproduktion. Fisk kannibaliserer også deres egne æg. For eksempel fandt separate undersøgelser, at nordlig ansjos ( Engraulis mordax ) var ansvarlig for 28% af dødeligheden i deres egen ægpopulation , mens peruansk ansjos var ansvarlig for 10% og sydafrikansk ansjos ( Engraulis encrasicolus ) 70%.

De mest effektive rovdyr er cirka ti gange så lange som larverne, de jager. Dette er sandt, uanset om rovdyret er et krebsdyr, en vandmand eller en fisk.

Spredning

Larverne i den gule tang kan drive mere end 100 miles og forsende sig et fjernt sted.

Fiskelarver udvikler først en evne til at svømme op og ned af vandsøjlen i korte afstande. Senere udvikler de en evne til at svømme vandret i meget længere afstande. Disse svømmeudviklinger påvirker deres spredning.

I 2010 rapporterede en gruppe forskere, at fiskelarver kan drive på havstrømme og genføde fiskebestande på et fjernt sted. Dette fund viser for første gang, hvad forskere længe har mistanke om, men aldrig har bevist, at fiskebestande kan forbindes til fjerne populationer gennem processen med larvedrift.

Fisken, de valgte at undersøge, var den gule tang , for når en larve af denne fisk finder et passende rev, bliver den i det generelle område resten af livet. Således er det kun som drivende larver, at fiskene kan migrere betydelige afstande fra hvor de er født. Den tropiske gule tang er meget eftertragtet af akvariehandelen . I slutningen af 1990'erne kollapsede deres bestande, så i et forsøg på at redde dem blev ni marine beskyttede områder (MPA'er) etableret ud for Hawaii -kysten. Nu, gennem processen med larvedrift, etablerer fisk fra MPA'erne sig forskellige steder, og fiskeriet er ved at komme sig. "Vi har klart vist, at fiskelarver, der blev skabt inde i marine reserver, kan drive med strømme og genopbygge fiskede områder lange afstande væk," sagde en af forfatterne, havbiologen Mark Hixon. "Dette er en direkte observation, ikke bare en model, om, at vellykkede marine reserver kan opretholde fiskeri ud over deres grænser."

Galleri

Coregonus maraena æg cirka en måned efter befrugtning
Ragfish æg
Laksæg i forskellige udviklingstrin.
Mandlige guldfisk tilskynder en gydende hun og udledningssæd til eksternt at befrugte hendes æg
Inden for få dage udklækkes de sårbare guldfiskæg til larver og udvikler sig hurtigt til yngel