Bioindication בדיקות של התאמת הסביבה זרם עבור צעירים מים מתוקים פנינה מולים בשיטות בחשיפה באתרו
5 בספטמבר 2018
בחיי עיר bioindications מאפשרות קביעת ההתאמה של סביבת מאסל בסכנת הכחדה מינים. אנו מתארים שתי שיטות בהתבסס על החשיפה לנוער של צדפות פנינים מים מתוקים בתוך כלובים אל נהר oligotrophic בתי גידול. שתי השיטות מיושמות משתנים עבור מים פתוחים וסביבות מים hyporheic.
שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום שימור המערכת האקולוגית של הנהר כגון אינדיקציות לשלבים חיוביים עבור מולים צעירים שגדלים גם כן, כמו חיזוי לכך שאני מפיץ. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שאנו יכולים לבחון גדילה והישרדות של צעירים בתנאים היפוראיים המייצגים את סביבת הנעורים הטבעית. מי שידגים את הנהלים יהיו עמיתיי סימונה נמצ'יקובה, יאן סווניגה ווויטק ברק.
בעת הרכבת הכלובים, הכנס תמיד תחילה כיסוי פלסטיק אחד, לאחר מכן יריעה אחת של מסננת הפלסטיק ולבסוף את הגוף הראשי למעלה. הכניסו את הכלוב לצלחת הפלסטיק המכילה מי נהר בטמפרטורת האחסון של FWPM. ודא שהתאים מלאים למחצה.
לאחר מכן, טען את ה-FWPMs לצלחת פטרי. בעזרת בקבוק שפריץ ומסננת, מנפים את הצעירים כדי לנקות את הפסולת. לאחר מכן, הוציאו אדם אחד מהצלחת והעבירו אותו לצלחת מתחת למיקרוסקופ כדי לבדוק את התאמתו.
בחר רק FWPM של כושר טוב. צלם שני תצלומים של כל אחד מהם לאורכו בהגדלה של פי 80 במטרה למדוד את אורך המעטפת המקסימלי. המשך להעמיס את כל התאים המתאימים של הכלוב עם ה-FWPM שנבחר ומתועד.
לאחר מכן, הניחו את מסננת הפלסטיק על הכלוב ואחריה את מכסה הפלסטיק ואבטחו את כל החלקים בעזרת האגוזים. כדי להקים כלוב רשת להתקנת אזור היפוראי, העבירו את אחד מקצוות הצינור דרך אחד התאים וקבעו אותו במצב זה. לאחר מכן, קח את הרשת נגד סתימה וקשר אותה בקצה התחתון של הצינור.
אחסן באופן זמני את הכלובים העמוסים במי הנהר בתיבה התרמית. להכנת כלוב חולי, אספו חול נהר ונפו אותו דרך מסננת של שני מילימטרים. לאחר מכן מנפים אותו דרך מסננת של מילימטר אחד ושומרים על החלקיקים בין מילימטר לשני מילימטרים.
הניחו כלוב ריק בקופסת הפלסטיק ואז העמיסו את השליש התחתון של הכלוב בחול. לאחר מכן, הוסיפו מי נהר עד שהמים יהיו 10 מילימטרים מעל מפלס החול. טען את הכלוב החולי למיכל מים של 25 ליטר ותן לו להתייצב לטמפרטורת המים למשך 12 שעות לפני העמסת FWPM.
העבר את הצעירים FWPM לאתר בקופסה תרמית שדה. באתר השדה, טבלו תחילה את הקופסה התרמית בנהר והוציאו את הכלוב מהקופסה התרמית בשדה. כעת, התחל לתכנן את עמדות הכלוב.
בחר תנאים אופייניים ל-FWPMs כגון בקצה זרימת המים הראשית. אין למקם את הכלוב בזרימת מים ישירה, וגם לא במים עומדים. כדי להתקין כלובי רשת במים פתוחים השתמש בזוג דוקרני הפלדה.
קבע את הכלוב לקרקעית הנהר בצדו ובשורה עם קרקעית הנהר. זווית של 45 מעלות לזרימת הנהר במורד הזרם מול מרכז הנהר. הקצה האופקי התחתון צריך להיות 10 עד 15 סנטימטרים מעל קרקעית הנהר.
כדי להתקין כלוב חולי במים פתוחים, מהדקים אותו לאבן שטוחה בעזרת רשת ומניחים את הכלוב על קרקעית הנהר. זווית את הקצה הגדול יותר כנגד הזרימה בזווית של 45 מעלות. כדי להתקין כל אחד מסוגי הכלובים באזור ההיפוראי, חפור אותם בקרקעית הנהר בניצב לזרימת המים כך שהקצה האופקי העליון של הכלוב מקביל לפני השטח של קרקעית הנהר והתאים לעומק הבדיקה בקרקעית הנהר.
עבור כלובי רשת באזור ההיפוראי משוך את צינור הגומי מתחת לפני השטח התחתון לדגימת מים במהלך הניסוי. לאחר תקופת החשיפה המתוכננת, הוציאו את הכלובים מהמים ונקו אותם ממשקעים עדינים, כמו גם מחומר נסחף. לאחר מכן, העמיסו אותם לקופסה תרמית שדה מלאה במי נהר.
לאחר שתחזור למעבדה, הערך את ה-FWPM על ידי תמונה המתעדת אותם כמו קודם. השיטות המתוארות שימשו לחקירת ההתאמה הסביבתית של FWPMs באגן נהר הוולטאבה העליון בצ'כיה בין השנים 2014-2015. פרופיל נהר אורכי יוצג על ידי יישובים מרכזיים באתרים A עד E.יובלים בשלבי זיהום שונים נבדקו באתרים R ו-V.יישובים אלה נבדקו באמצעות כלובי חול וכלובי רשת במים זורמים חופשיים.
בנוסף, נבדק אזור היפוראי של חצץ על ידי כלובי חול בתוך המיטה ביישובים B, C ו-D. ניתן היה להבחין בבירור בין היישובים על סמך קצב הגידול בכלובי רשת המים הפתוחים למרות השונות הגבוהה בתוך הכלוב גם בתקופות שונות של גידול. בחשיפה החיובית יותר לצמיחה בשנת 2015, קצב הגידול גדל במורד הזרם באמצעות כלובי הרשת. חשוב לציין, שיעור ההישרדות היה גבוה באותה מידה בשתי העונות.
לעומת זאת, קצב הגידול של כלובי חול במים פתוחים בשנת 2014 השתנה בהתאם למיקום. המיקום עם הצמיחה הגדולה ביותר, C, היה גם המיקום עם הצמיחה הגדולה ביותר בשנת 2015. בעוד שהצמיחה הכללית הייתה זהה בשתי השנים, התמותה הייתה גבוהה יותר ב-2014.
כלובי הרשת בתוך המיטה הראו השפעה משמעותית של הרכב המצע על התמותה. לקרקעית סלעית רוויה בחמצן היה שיעור הישרדות קרוב ל-100% ולחול מחומצן גרוע הייתה תמותה גבוהה. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להתקין צעירי מולים ניסיוניים על שפת הנהר כדי לבדוק את התנאים המקומיים ליום
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מציג שיטות להערכת התאמתן של סביבות נהרות עבור צמחים של צדפות פניני מים מתוקים בסכנת הכחדה, באמצעות חשיפה של פריטים צעירים. הטכניקות מתמקדות הן בתנאי מים פתוחים והן בתנאים היפוראיים (hyporheic), ומספקות תובנות לגבי הגדילה וההישרדות של הצדפות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי הסביבה
- ביולוגיה של שימור
- אקולוגיה של מים מתוקים
רקע
- חלזונות נהר פנינה הם מינים בסכנת הכחדה.
- הבנת דרישות בית הגידול שלהם היא קריטית לשימורם.
- חלזונות צעירים זקוקים לתנאים סביבתיים ספציפיים לצמיחה.
- אינדיקציות ביולוגיות in situ יכולות לספק נתונים בעלי ערך להערכת בית הגידול.
מטרת המחקר
- להערכת התאמתם של בתי גידול נהריים עבור מוסלים צעירים.
- לפיתוח שיטות להערכת צמיחת מוסלים בתנאים טבעיים.
- לתרום לשימורם של מיני מוסלים בסכנת הכחדה.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מussels צעירים הוכנסו לכלובים לצורך חשיפה.
- שתי שיטות נבחנו: אחת למים פתוחים ואחת לסביבות היפוראיות (hyporheic).
- שיעורי הגדילה וההישרדות נוטרו תחת תנאים מבוקרים.
- הפרוצדורות הודגמו על ידי חוקרים בשטח.
תוצאות עיקריות
- השיטות הצביעו ביעילות על התאמתם של בתי הגידול עבור צדפות צעירות.
- שיעורי הגדילה השתנו בין תנאי מים פתוחים לתנאים היפוראיים.
- שיעורי ההישרדות היו גבוהים יותר בסביבות שדימו תנאים טבעיים.
- המחקר מספק מסגרת למאמצי שימור עתידיים.
מסקנות
- ביואינדיקציות in situ הן בעלות ערך להערכת בתי גידול של מussels.
- מussels צעירים משגשגים בסביבות המדמות את תנאיהם הטבעיים.
- שיטות אלו יכולות לסייע בשימור של מינים בסכנת הכחדה.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
פרוטוקול זה מאפשר בדיקת התאמה סביבתית של מערכות אקולוגיות במים מתוקים באמצעות שימוש במussels פניני מים מתוקים צעירים כביואינדיקטורים, ובכך תומך בהסרה מכניסטית של סיכונים בתהליכי הערכת סיכונים אקולוגיים. השיטה מספקת נתונים כמותיים על גדילה והישרדות תחת תנאי in situ מבוקרים, ומעניקה ערך חיזוי להערכות התאמת בתי גידול בתוכניות שימור וניטור סביבתי. באמצעות הבחנה בין התאמות ספציפיות לאתרים דרך ניסויי חשיפה חוזרים, הפרוטוקול מספק בסיס להחלטות של go/no-go בניהול סביבתי ובתכנון שיקום.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות סביבתיות הנוגעות להתאמת בית החיות עבור מיני מדד רגישים.
- ערך תפעולי: תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי בדיקת גדילה והישרדות של צעירים בתנאים היפוראיים המדמים סביבות טבעיות של צעירים.
סריקה ופיתוח בדיקות
- ערך מדעי: מספק מערכות סטנדרטיות מבוססות כלובים למדידה כמותית של גדילה והישרדות של מוסלים במספר אתרים.
- ערך תפעולי: מציע התאמות ניתנות להרחבה (כלוב חולי, כלוב רשת, מים פתוחים, בתוך המצע) שניתן להתאימן למטריצות סביבתיות שונות ולמטרות בדיקה שונות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: מספק תובנות על מערכות הרלוונטיות למחלה על ידי קישור בין הרכב התשתית והחמצנה לבין תוצאות הישרדות במיתחונים צעירים.
- ערך תפעולי: מבטיח המשכיות תרגומית משלב הגילוי ועד לשלב התיקוף, על ידי תחזוקת האורגניזמים בתנאים קרובים למצב טבעי במהלך החשיפה.
שילוב תהליכי עבודה ופייפליין
השיטה משתלבת בתהליכי עבודה להערכה סביבתית, החל מסריקה ראשונית של בתי גידול, דרך תיקוף מכניסטי ועד לקבלת החלטות מותאמות סיכון, ובמיוחד ביישומים של שימור מים מתוקים ורעילות סביבתית (ecotoxicology).
- ביולוגיה של גילוי (Discovery Biology): תומכת בבדיקת השערות לגבי התאמה סביבתית באמצעות בידוד משתנים כגון תנאי זרימה, סוג המצע ורמות חמצן.
- סריקה (Screening): מאפשרת מוכנות לבדיקה באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים של פריסת ושחזור כלובים, עם נקודות סיום מדידות של אורך הקונכייה והישרדות.
- אנליטיקה (Analytics): מייצרת מדידות כמותיות של משתנים תלויים (קצב גדילה, קצב הישרדות) המאפשרות השוואה בין אתרים וניתוח סטטיסטי של התאמה סביבתית.
- מחקר תרגומי (Translational Research): מקשרת בין ממצאים מכניסטיים (למשל, קרקעות סלעריות מחומצנות לעומת חול בעל חמצון נמוך) לבין ביטחון ניבוי בתוצאות שיקום בתי גידול.
- שימוש חוזר ארגוני (Enterprise Reuse): מבססת פלטפורמה לשימוש חוזר לצורך ניטור ארוך טווח לאורך עונות ומדרגי זיהום, כפי שהודגם במחקר באגן נהר ה-Vltava.
השפעה תפעולית ועסקית
- ערך מדעי: ביטחון תחזיות בנוגע להתאמת בית גידול, הפחתת עמימות מכניסטית באינטראקציות בין צמחים של מוסים לסביבה.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה, שחזוריות ויכולת הרחבה על פני סוגי כלובים ושינויי חשיפה שונים.
- ערך אסטרטגי: קבלת החלטות "המשך/עצור" (go/no-go) משופרת בתכנון שימור, יעילות הון בתוכניות ניטור, והפחתת הסיכון להקצאה שגויה של מאמצי שיקום.
- השפעה על הפורטפוליו: תיעדוף מותאם סיכונים של אתרים להגנה או להתערבות, המבוסס על נתוני ביו-אינדיקציה אמפיריים.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות באקולוגיה של מים מתוקים, גידול צדפות וטכניקות פריסה בשטח.
- דרישות הציוד כוללות כלובים, נפות, תיבות תרמיות, מיקרוסקופים למדידה וכלים לניטור איכות המים.
- סטנדרטיזציה בין צוותים מחייבת פרוטוקולים עקביים לבחירת צאצאים, התקנת כלובים, שליפה ואנליזה לאחר החשיפה.
- שיקולי התאמה כוללים התאמות למורפולוגיות שונות של נהרות, קצבי זרימה ושונות עונתית באזורים היפוראיים.
- מגבלות מעשיות כוללות עומס עבודה גבוה עבור שינויים בתוך קרקעית הנחל וצורך בהגברת מספר החזרות בשל השונות הסביבתית באזורים היפוראיים.
