Вплив змін харчування та солоності на біологічні показники зеленої та білої осетри

Афілійований відділ науки про тварин, Каліфорнійський університет, Девіс, Девіс, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки

Афілійований відділ дикої природи, риби та біології збереження, Каліфорнійський університет, Девіс, Девіс, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки

Педро Г. Ваз,
Ерміас Кебреаб,
Сайлас С. О. Гунг,
Джеймс Г. Фадель,
Seunghyung Lee,
Nann A. Fangue

Цифри

Анотація

Цитування: Vaz PG, Kebreab E, Hung SSO, Fadel JG, Lee S, Fangue NA (2015) Вплив змін харчування та солоності на біологічні показники зеленого та білого осетра. PLoS ONE 10 (4): e0122029. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0122029

Академічний редактор: Майкл Л. Файн, Університет Співдружності штату Вірджинія, США

Отримано: 10 грудня 2014 р .; Прийнято: 10 лютого 2015 р .; Опубліковано: 1 квітня 2015 р

Наявність даних: Автори підтверджують, що всі дані, що лежать в основі висновків, є повністю доступними без обмежень. Дані передано на зберігання в цифровий репозитарій Dryad (http://dx.doi.org/10.5061/dryad.1d0f3).

Фінансування: Це дослідження фінансувалося Каліфорнійським департаментом риби та дикої природи, Програмою відновлення екосистем за контрактом під номером E1183017 (http://www.dfg.ca.gov/erp/). Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Прогнозуються значні зміни в солоності та особливостях харчування у районі поширення зеленого осетра (Мексика до Берингового моря) та білого осетра (Мексика до Аляскинської затоки), особливо в районах лиманів [15]. Дельта затоки Сан-Франциско (SFBD) особливо актуальна, оскільки обидва види осетрових є рідними і, ймовірно, найбільше вплинуть на глобальні зміни. На SFBD сильно впливають зміни в океанічних умовах з безліччю добре задокументованих абіотичних та біотичних змін, що відбуваються протягом різних часових масштабів [16–17]. Ефекти глобальних змін клімату в SFBD включають збільшення солоності в результаті підвищення рівня моря та проникнення морської води в дельту, зміни режиму випадання опадів та менший сніговий покрив, що сприяє зниженню весняного стоку прісної води та поживних речовин. Особливе значення для осетрових риб передбачається зміна солоності за величиною, часом та простором у СФБД [18–21].

Крім того, харчові мережі змінюються глобально та локально. Підвищена температура води зменшує глобальне виробництво фітопланктону за прогнозованою швидкістю 1% на рік [22], порушуючи синхрон між фітопланктоном і зоопланктоном [23]. Динаміка харчової мережі в Тихому океані та SFBD зазнали значних змін протягом останніх кількох десятиліть через зміни у спільнотах фітопланктону та зоопланктону, а також збільшення домінування екзотичних видів. Поки харчові мережі в системі SFBD змінюються [24–26], раціон харчування для осетрових риб може змінюватися відповідно до наявності та чисельності здобичі. Прикладом цього є нещодавня тенденція споживання білими осетрами переважно видів молюсків, занесених на західне узбережжя США [27].

Зміна клімату може мати фізіологічний та біохімічний вплив на осетра через проблеми харчування та солоності, що, в свою чергу, знижує ефективність росту чи придатність [28]. Оцінка діапазонів і порогових значень фізіологічної толерантності до стресорів може визначити, чи мають осетри достатню стійкість для реагування на кліматичні зміни [29]. Слід зробити акцент на ранніх стадіях життя тварин, які можуть бути більш чутливими до стресових факторів навколишнього середовища, ніж дорослі [30]. Стадії молодих осетрових є недостатньо вивченими, і успіх молодих риб при їх переміщенні через SFBD, ймовірно, залежить від їх поживного статусу та часу розвитку фізіологічних механізмів, що відповідають міграційним середовищам їх проживання.

Попередні дослідження вивчали вплив стану харчування на деякі змінні осморегуляції у риб. Наприклад, атлантичний лосось (Salmo salar) виявляв збільшення іонів плазми та зниження ферментативної активності після шести- та восьмитижневих періодів дефіциту їжі [31–32], тоді як лосось кижуч (Oncorhynchus kisutch) та лосось чинук (O. tshawytscha ) на осморегуляцію не впливало після 16 тижнів позбавлення їжі [33]. Реакції осморегуляції також досліджувались у видів осетрових [34–44], припускаючи, що метаболічні витрати на осморегуляцію можуть змінюватися залежно від солоності, особливо під час ювенільних стадій [45–47]. Нещодавно оцінювали вплив харчового статусу на кілька змінних осморегуляції у ювенільного зеленого осетра [48]. На сьогоднішній день досягнуто значного прогресу у визначенні поодиноких реакцій фізіологічних змінних на харчовий статус та солоність.

Матеріали і методи

Джерело риби

Неповнолітніх зелених осетрових риб отримували з птахів-плідників класу F1, вирощували з виловленої дикої річки Кламат, і їх породжували у 1999–2000 рр. [50] та тримали в Центрі водної біології та аквакультури Каліфорнійського університету, Девіс, США. Самку (клас 1999 року) породили танки з двома самцями класу 2000 року [51]. Неповнолітнього осетра подарував місцевий рибовод, який породив їх від однієї одомашненої самки (

46 кг, 12 років) та чотири одомашнених самці (

28 кг, 8 років). Нащадків цих двох видів вирощували двома потоками через системи дегазованих ґрунтових вод та годували тим самим комерційним раціоном лососевих заквасок, що включає різноманітні корми з лососем, поки вони не досягли бажаних розмірів для експерименту. Два види годували за моделлю оптимальної норми годівлі (OFR) для зеленого [52] та білого [53] осетра.

Перша фаза - проблема харчування

Цей етап експерименту був розпочатий через 214 та 189 днів після вилуплення у зеленого та білого осетра, відповідно, і був повторений аналогічно для двох видів. Для кожного виду було випадковим чином обрано 840 неповнолітніх осетрових (зелені: 174,0 ± 0,4 г, білі: 173,2 ± 0,6 г; середнє значення ± SE) і випущені в 12 кругових, що протікають через склопластик