密歇根州立大学的bob体育登录新研究详细说明了湖鳟鱼对海七鳃鳗寄生的生殖反应

最近发表的两篇论文研究了生活史如何决定密歇根湖鳟鱼对海七鳃鳗攻击的繁殖反应,以及确定一种生物标志物,以更准确地量化寄生率。

谢丽尔·墨菲2022
密歇根州立大学渔业和野生动物系的谢丽尔·墨菲教授说。

密歇根州东兰辛密歇根州立大学科学家最新发表的研究详bob体育登录细描述了在苏必利尔湖发现的两BOB体育种密歇根湖鳟鱼——西科韦特和斜鳟——对海洋七鳃鳗寄生的繁殖反应,结果与长期以来的进化理论相吻合。

生命史理论发展于20世纪50年代,旨在解释自然选择如何塑造生物体的行为、寿命和繁殖。

密歇根州立大学的博士生泰勒·弗克斯说渔业和野生动物部他说,虽然该理论预测了生物体对寄生的反应,但很少有研究提供了经验证据。

弗克斯在教授的实验室工作谢丽尔·墨菲,两人都是一项研究的共同作者他最近在《综合与比较生物学》杂志上发表了一篇论文

在开始实验室试验之前,该团队根据已知的关于siscowets和倾斜的信息开发了一个生活史概念模型,这是同一物种的两种湖鳟生态形态。

斜鲈喜欢在较浅、较温暖的水域中生长,比斜鲈生长得更快,后者生活在较深、较冷的水域中,比斜鲈活得更久。bob体育登录研究人员假设,由于海七鳃鳗的寿命较短,斜纹海鳗会加大繁殖力度,以应对海七鳃鳗的寄生,而海七鳃海鳗则倾向于能量储存和长期成功繁殖的方法。

Firkus说:“在野外,siscowets显示出更高的被海七鳃鳗寄生率,这表明它们中有更多的人在这次经历中幸存下来。”“Siscowets也没有表现出由于海七鳃鳗寄生而改变的生长轨迹,这表明它们能够更好地应对。”

刷还是不刷?

在这项研究中,研究人员使用了从bob体育登录苏必利尔湖野生成年企鹅的卵中饲养的11至12岁的雌天鹅和雌天鹅。海七鳃鳗是由苏必利尔湖和休伦湖的商业捕鱼作业收集的,积极地附着在宿主上。

科学家们将每只茜草雀放入装有一只海七鳃鳗的水箱中,并记录它们附着的时间。海七鳃鳗被允许进食不超过四天,这防止了致命事件的发生。其他个体鱼被放置在没有海七鳃鳗的鱼缸中作为对照。

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Tyler Firkus是密歇根州立大学渔业和野生动物系的博士生。

每次试验完成后,测量湖鳟鱼的脂肪含量、长度和重量,并根据伤口的严重程度对附着部位进行分级。然后,这些湖鳟鱼被移回正常的水箱中愈合。

由于斜尾鱼和斜尾鱼通常在10月初产卵,研究人员从9月中旬到11月初监测了每条鱼。bob体育登录测量了每条湖鳟鱼的卵或浆(含精子的液体)的体积,那些不产生卵或浆的被认为已经跳过了产卵。

墨菲说:“不管是否寄生,每克体重的斜拉蜂比斜拉蜂产卵更多。”“所有的雌性都产卵,这告诉我们,它们的反应之一是繁殖以确保下一代。”

相反,超过一半的siscowets完全避免产卵,而那些受伤更严重的siscowets跳过产卵的比例甚至更高——78%。墨菲说,因为它们的寿命更长,siscowet有更多的繁殖机会。寄生后,它们的反应集中在能量储存和生存上,提高了未来成功繁殖的可能性。

对于精瘦雄虫,寄生对米尔浓度没有影响。但在雄性茜草雀中,米尔特浓度下降了,正如研究人员所预期的那样。bob体育登录

“这是我们所知道的第一项研究,为海七鳃鳗寄生的生活史权衡提供了经验证据,”Firkus说。

除了Firkus和Murphy,该项目的合作伙伴还有威斯康辛大学密尔沃基分校和五大湖水研究所的研究生理学家Rick Goetz,以及威斯康辛大学史蒂文斯点bob体育登录北部水产养殖示范设施的设施经理Gregory Fischer。

有咬痕的湖鳟
海七鳃鳗咬在湖鳟鱼上的咬痕。标签上,“L”代表瘦,15是样本编号,“P”代表被寄生。图片由Cheryl Murphy提供。

更精确的海七鳃鳗管理

第二篇论文,发表在《五大湖研究杂志》上bob体育登录,扩展了最初的项目,以检查海七鳃鳗寄生在湖鳟鱼上的比率。

Firkus指出,目前用于记录海七鳃鳗伤口的视觉检查程序是不可靠的。随着时间的推移,依恋印记会愈合,因此很难高精度地识别和分类它们。此外,海七鳃鳗有时会附着在不留下明显痕迹的地方,如鳍或鳃。

为了更清楚地描述这个问题,研究人员需要一种寄生所特有的生物标记,墨菲的团队已经在血液中bob体育登录找到了它。

在第一次实验中,从寄生蜂身上采集了血液样本和伤害描述,两次都是在寄生后立即进行的,七个月后再次进行。这与未被寄生的对照鱼进行了比较。

对于被寄生的湖鳟鱼,科学家们发现三种功能蛋白质受到影响,包括血液凝固、免疫反应和脂质运输。研究小组在经历了严重创伤的鱼类中发现了抗凝血反应,一些蛋白质在7个月的时间内没有完全恢复。伤势较轻的湖鳟鱼表现出中等反应。

这些结果表明,血液凝固可能是海七鳃鳗攻击及其严重程度的可靠指标,并且可以在寄生后持续很长时间,直到愈合已经进行。

Murphy说,当与伤口观察相结合时,量化血液凝固反应可能是评估寄生率的一种经济有效的方法。下一步是在各种潜在的环境场景下进行测试,进一步验证这些发现。

墨菲说:“这可以帮助渔业管理者做出重要的海七鳃鳗管理决策,因为这让他们对寄生率有了更准确的了解。”“伤口识别和评估是一个重要的工具,但我们认为使用这些生物标记物可以补充这些数据。”

该项目的合作伙伴包括Murphy、Firkus和Goetz,以及来自加拿大安大略省圭尔夫大学综合生物系的Sarah Alderman和Oliver Bullingham。这项工作由五大湖渔业委员会资助,并得到密歇根州立大学AgBioResearch的额外支持。bob体育登录

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