Определение возраста у рыб

Удаление отолита с красного луциана для определения его возраста

Знание возрастных характеристик рыб необходимо для оценки запасов, а также для разработки планов управления или сохранения. Размер обычно связан с возрастом; однако размер большинства видов рыб в каждом конкретном возрасте варьируется, что затрудняет точную оценку одного по другому. ^[1] Таким образом, исследователи, заинтересованные в определении возраста рыб, ищут структуры, которые постепенно увеличиваются с возрастом. Наиболее часто используемые методы включают подсчет естественных колец роста на чешуе , отолитах , позвоночных , шипах плавников , линзах глаза , зубах или костях челюсти , грудного пояса и глазных яблок .^[1] Даже надежные методы старения могут различаться у разных видов; часто сравнивают несколько различных костных структур среди населения, чтобы определить наиболее точный метод. ^{[2] [3]}

История [ править ]

Отолит рыбы на отрезной пиле

Аристотель (ок. 340 г. до н. Э.), Возможно, был первым ученым, который размышлял об использовании твердых частей рыб для определения возраста, заявив в Historica Animalium, что «возраст чешуйчатой ​​рыбы можно определить по размеру и твердости ее чешуи. . » ^[4] Однако только после разработки микроскопа были проведены более подробные исследования структуры чешуек. ^[5] Антони ван Левенгук разработал улучшенные линзы, которые он использовал при создании микроскопов. У него был широкий круг интересов, в том числе строение чешуи европейского угря ( Anguilla anguilla ) и налима ( Lota lota), виды, которые ранее считались не имеющими чешуи. ^[5] Он заметил, что на чешуе есть «круговые линии», и что на каждой шкале было одинаковое количество этих линий, и правильно сделал вывод, что количество линий коррелирует с возрастом рыбы. Он также правильно связал более темные области роста чешуи с сезоном замедленного роста, что он ранее наблюдал у стволов деревьев. Работа Левенгука осталась незамеченной исследователями рыболовства, и открытие структур старения рыб широко приписывают Гансу Хедерстрёму (например, Ricker 1975). Хедерстрём исследовал позвонки щуки ( Esox lucius ) и пришел к выводу, что каждый из них содержит кольца роста, которые затем можно использовать для определения возраста рыбы. ^[5]В 1859 году Роберт Белл сообщил, что можно использовать эти годичные кольца для надежного определения возраста всех рыб после исследования позвонков присоски ( Catastomus sp. ) И чешуи желтого окуня ( Perca flavescens ), которые он выращивал в пруду в течение двух лет, « два кольца или круга ».

В 1898 году, более чем через 200 лет после того, как Левенгук впервые сделал выводы о масштабной возрастной структуре, К. Хоффбауэр подробно рассмотрел этот вопрос. ^[5] Хоффбауэр изучал закономерности роста чешуек у коммерчески выращиваемых карпов в течение года. Он отметил, что в период роста концентрические кольца были легко различимы и широко расставлены; однако, когда рост замедлился и прекратился в зимние месяцы, кольца стали очень компактными, а затем возобновили нормальный интервал, когда сезон роста снова начался. Его работа убедила других исследователей в том, что эти методы старения можно использовать для морских видов. Вскоре после того, как результаты Хоффбауэра были опубликованы, другие структуры, кроме чешуи, были исследованы на предмет пригодности стареющих рыб. Йоханнес Райбиш, работающий в Комиссии по научным исследованиям немецких морей в Киле, попытался использовать методы Хоффбауэра для старения камбалы ( Plueronectes platessa), но трудно было точно различить кольца. Он решил изучить другую структуру и в 1899 году опубликовал первые процедуры с использованием отолитов в качестве структуры старения. ^[5] Другой ученый, также работавший в Немецкой комиссии в Киле, Фридрих Хайнке, тоже разочарованный сложными чешуйчатыми кольцами, продолжил изучение других структур для старения рыбы. Он обнаружил кольца в позвонках, крышечках и грудном поясе и опубликовал свои выводы в Heicke 1905.

Работы Хоффбауэра, Рейбиша и Хейнке чаще всего упоминаются как установление чешуек, отолитов и костных структур как жизнеспособных стареющих структур. Кроме того, Терещенко (1913) считается первым, кто применил методы старения клейтры на плотвах ; и Holtzmeyer (1924) с использованием плавниковых лучей для выращивания осетровых рыб .

Анализ возраста [ править ]

Вскоре после публикации результатов Хоффбауэра и Рейбиша старение использовалось в оценках промысла в начале 1900-х годов. Одним из первых, кто обратил внимание на применение старения рыбы, был норвежский ученый- рыболов Йохан Хьорт . Сосредоточившись на рыбьей чешуе, Хьорт разработал обширную программу старения, собирающую статистические данные о рождаемости, возрастном составе и миграции. ^[6] Исследование Хьорта вызвало споры у биоматематика Д'Арси Вентворта Томпсона , который позже отказался от своей критики. В остальном его исследования получили горячую похвалу и приведут к фундаментальным изменениям в способах изучения популяций рыб и управления ими. ^[5]

Структуры и методы старения [ править ]

Весы [ править ]

Весы представляют собой наиболее широко используемую структуру для старения в Северной Америке из-за их несмертельной простоты сбора. ^[7] Подсчет количества колец (колец) на шкале позволяет определить возраст рыбы, а расстояние между кольцами пропорционально росту рыбы. Чтобы ознакомиться с некоторыми примерами и использованием старения чешуи, вы можете перейти к статье «Рыбья чешуя рассказывают историю ...» Отдела рыбы и дикой природы штата Делавэр. Простота сбора этой структуры старения не лишена компромиссов, поскольку основной ошибкой шкал, используемых в качестве структуры оценки возраста, является их тенденция недооценивать возраст более старых рыб. ^[8]

Отолиты [ править ]

Отолиты рыб являются ушными костями костистых рыб и встречаются парами; Рыбы имеют три пары: лапилли, стрелец, астерши. Эти три пары отолитов костистых рыб различаются по форме, функциям, размеру, форме и ультраструктуре. Отолиты влияют на слух, равновесие и ускорение рыб. Микроструктурные исследования отолитов существуют для 50 семейств и 135 видов рыб и кальмаров. ^[9] Размер и форма отолитов сильно различаются в зависимости от вида. Без предварительного опыта трудно предсказать точный размер, форму и положение данного вида. ^[9]Существует также межвидовая изменчивость, особенно онтогенетические изменения по мере роста рыбы. Отолиты, как правило, легче читать, чем весы, и они более точны, поскольку они являются внутренними и никогда не поглощаются повторно, как весы. Часто стрелец анализируется на предмет роста, поскольку они являются самыми большими из трех отолитов и поэтому их легче всего удалить. При подготовке к анализу отолитов, как правило, если размер отолита <300 мм, он может быть проанализирован неповрежденным, когда отолиты размером более 300 мм содержат слишком много трехмерного материала и должны быть разрезаны для более четкого анализа. ^[9] Шаги по подготовке отолитов: 1. Вставить или закрепить отолит 2. Разделить и отполировать 3. Надежно хранить разрез отолита.

Кальцинированные или костные структуры [ править ]

Выбор кальцифицированных или костных структур для старения варьируется у разных видов, структура, используемая у одного вида, может отличаться от структуры, используемой у другого. Не все костные структуры формируют годичные кольца одинаково. К таким костным структурам, используемым для оценки возраста, относятся , среди прочего , позвонки , покрышки , лучи плавников , грудные шипы. Костные структуры по точности часто сравнивают с отолитами. Некоторые костные структуры, такие как лучи плавников и грудные шипы, могут быть извлечены без ущерба для образца, в отличие от отолитов. ^[10] Подготовка к костным частям включает в себя первую очистку путем замачивания конструкции в отбеливателе или кипячения для удаления мягких тканей. В зависимости от размера, формы и структуры кальцинированной стареющей части ее можно исследовать целиком или, что более вероятно, разрезать. Оценка колец аналогична оценке отолитов.

Анализ структуры возрастных классов [ править ]

Возраст рыб часто исследуется вместе с измерениями длины и веса, которые в совокупности могут предоставить информацию о составе стада, возрасте половозрелости, продолжительности жизни, смертности и продуктивности. Другими целями проведения анализа возрастной структуры являются анализ роста, оценка динамики населения и управление ресурсами. Данные конкретного исследования позволяют разделить людей на определенные возрастные классы. У эксплуатируемых видов часто из популяции удаляются более старые и крупные особи, поскольку они первыми удаляются рыбаками, оставляя более молодых, более мелких особей. Этот эффект может иметь серьезные последствия для этой популяции. Выполняя исследования по возрастному анализу, мы можем идентифицировать эти типы эффектов, а также их влияние на статус населения.

Анализ возрастной структуры может быть выполнен с помощью описанных выше методов, которые являются наиболее прямыми, путем оценки длины и веса, или их комбинации. После того, как данные получены и люди распределены по соответствующим возрастным классам, можно попытаться приписать тенденции возрастному распределению. Например, в работе Jaurequizar and Guerrero (2009) исследователи изучали возрастную структуру населения как функцию периода в четыре года, в течение которых находились в различных условиях окружающей среды (два средних года до Эль-Ниньо и Ла-Нинья). На преобладающие возрастные классы влияли условия окружающей среды.

Хотя возрастной анализ в той или иной форме существует уже более 250 лет, только недавно произошел быстрый прогресс в методах и использовании этой информации. По-прежнему требуются усилия для дальнейшей проверки этих методов старения и определения новых методов. Поскольку популяция рыбы в мире продолжает сокращаться из-за анализа возрастной структуры эксплуатации, данные анализа возрастной структуры будут становиться только более важными, поскольку мы пытаемся понять множественное влияние на динамику популяции.

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]