A vadon élő Octopus vulgaris és Alloteuthis media (Cephalopoda) paralarvae étrend-összetétele és változékonysága: metagenomikus megközelítés

Lorena Olmos-Pérez

1 Instituto de Investigaciones Marinas, Ecobiomar, CSIC, Vigo, Spanyolország

Álvaro Roura

1 Instituto de Investigaciones Marinas, Ecobiomar, CSIC, Vigo, Spanyolország

2 La Trobe Egyetem, Melbourne, VIC, Ausztrália

Graham J. Pierce

1 Instituto de Investigaciones Marinas, Ecobiomar, CSIC, Vigo, Spanyolország

3 CESAM és Departamento de Biologia, Universidade de Aveiro, Aveiro, Portugália

Stéphane Boyer

4 Alkalmazott molekuláris megoldások kutatócsoport, Környezet- és állattudomány, Unitec Institute of Technology, Auckland, Új-Zéland

Ángel F. González

1 Instituto de Investigaciones Marinas, Ecobiomar, CSIC, Vigo, Spanyolország

Társított adatok

Absztrakt

Bevezetés

Történelmileg az európai vizeken lévő lábasfejűeket mindig kisebb halászati erőforrásnak tekintették (Pierce et al., 2010). Ezek azonban jelentős helyi gazdasági jelentőséggel bírhatnak, különösen Dél-Európa kézműves halászatában. A galíciai vizek (Spanyolország északnyugati része) támogatják az Octopus vulgaris (Otero et al., 2006; Pita et al., 2016) és a loliginid tintahal, főleg a Loligo vulgaris, de az Alloteuthis media és az Alloteuthis subulata (Jereb et al., 2015), olyan fajok, amelyeket külső karaktereik hasonlósága miatt nem lehet könnyen megkülönböztetni (Jereb et al., 2010). A rövid életciklust és a gyors egyéni növekedési rátákat tükrözve a lábasfejűek populációi érzékenyek a környezeti változások reprodukcióra és toborzásra gyakorolt hatásaira (Boyle, 1990; Boyle és Rodhouse, 2005; Pierce és mtsai, 2008; Hastie és mtsai, 2009; Rodhouse és mtsai., 2014), ami a felvételek széles évenkénti ingadozását eredményezi. 2000 és 2013 között a jelentett lábasfejűek Európában történő kirakodása a 2009. évi minimum 38 600 tonnáról a 2004-es maximum 55 500 tonnára változott (ICES, 2014).

Az utóbbi években egyre nagyobb az érdeklődés az elsősorban emberi fogyasztásra szánt lábasfejűek kultúrája iránt, magas növekedési ütemük, magas fehérjetartalmuk, valamint az élelmiszer-átalakítás és a rövid életciklus magas aránya miatt (Segawa, 1990; Lee, 1995; Villanueva és Bustamante, 2006). A vad lábasfejűek erőforrásainak változékonyságát szem előtt tartva stabil és megbízható fejlábúakra van szükség. A fogságban történő nevelés további lendületet ad a fejlábúak mint modellorganizmusok használatából az orvosbiológiai tudományokban (Bullock, 1948; Hanlon, 1990; Fiorito és Scotto, 1992; Calisti et al., 2011) és díszítési célokra (Dunstan et al., 2010).; Rodhouse et al., 2014). A fejlábúak tenyésztési módszereiben elért eredmények (pl. Iglesias és mtsai, 2014) ellenére a planktoni stádiumú lábasfejű fajok fogvatartott körülmények között nagyon alacsony túlélési arányú paralárvákat mutatnak be (Villanueva és Norman, 2008). Ezért a nevelés vadon befogott fiatalkorúakra, szubadultokra és felnőttekre támaszkodik, megakadályozva a kereskedelmi életképességet (Hernández Moresino et al., 2014; Xavier et al., 2015).

A fiatalkorúak és a felnőtteknél levő lábasfejűeket főleg élő zsákmányokkal, köztük rákfélékkel, halakkal és puhatestűekkel táplálják (Domingues et al., 2004; García García és Cerezo Valverde, 2006; Sykes et al., 2013), a halászati visszadobásokkal (Socorro et al. ., 2005; Estefanell et al., 2011), fagyasztott zsákmány (Ferreira és mtsai, 2010; Sykes és mtsai, 2013), vagy mesterséges takarmányok (Garcia és mtsai, 2011; Estefanell és mtsai, 2013). A fogságban lévő paravárákat hagyományosan dúsított Artemia-val etették (Iglesias et al., 2006), vagy kiegészítették decapod zoeae, copepods, mysids, garnélarák vagy hal lárvákkal, ami növeli a túlélést és a növekedési sebességet (Hernández-García et al., 2000; Iglesias és mtsai, 2004, 2006; Ikeda és mtsai, 2005; Carrasco és mtsai, 2006; Kurihara és mtsai, 2006; Martínez és mtsai, 2014; Farías és mtsai, 2015). Minden korábbi próbálkozás ellenére a lábasfejűek paralarval halálozása fogságban még mindig megközelíti a 100% -ot.

Feltételezték, hogy a fogvatartásban élő paralarva magas mortalitása a paralarva fiziológiájával és táplálkozásával kapcsolatos ismeretek hiányának tudható be (Domingues et al., 2003; Villanueva et al., 2009; Garrido et al., 2016a) vagy az összes mikroelemigényt kielégítő megfelelő étrend hiánya (Iglesias et al., 2007). Számos kísérlet kimutatta, hogy az újszülött paralárvák eltérő táplálkozással történő táplálása befolyásolhatja annak túlélését (Villanueva, 1994; Iglesias et al., 2004; Farías et al., 2015). Ezenkívül az emésztőmirigy lipidösszetételének fiziológiai változásait (Garcia és mtsai, 2011) és magasabb proteolitikus aktivitást figyeltek meg az egyéb zooplankton organizmusokkal táplált paralárvákban, nem pedig Artemiaban (Pereda et al., 2009).

Sőt, laboratóriumi kísérletek azt mutatták, hogy a kikelt állatok korlátozott úszóképességet és zsákmányvadász képességet mutatnak. Fokozatosan fejlesztik a különféle zooplankton zsákmányok befogásának képességét (Hanlon, 1990; Chen és mtsai, 1996), ami arra utal, hogy étrendjüket különféle szakaszaikban kell átalakítani. Így a vad lábasfejűek és az ontogenetikus étrend változásainak ismereteinek bővítése korai fejlődésük során hozzájárulhat a fogságban történő neveléshez megfelelő étrend megtervezéséhez.

Néhány vizsgálat elemezte a vad paralarva táplálékát a gyomortartalom vizuális azonosításával, feltárva, hogy főként copepodákkal (Illex argentinus, Vidal és Haimovici, 1998), amfipodákkal (Ommastrephes bartramii, Uchikawa et al., 2009) és másokkal táplálkoztak. rákfélék (Abralia trigonura és Sthenoteuthis oualaniensis; Vecchione, 1991). A gyomortartalom nagy része azonban felismerhetetlen puha anyagot (Roura és mtsai, 2012; Camarillo-Coop és mtsai, 2013) vagy kis darab exoskeletont tartalmaz (Passarella és Hopkins, 1991; Vecchione, 1991; Vidal és Haimovici, 1999 ). Alternatív megközelítéseket is megkíséreltek: A Loligo reynaudii specifikus ragadozó fajait immunvizsgálatok alkalmazásával detektálták (Venter et al., 1999), az O. vulgaris paralarvaákban pedig akár 20 különböző zsákmányt is kimutattak, klónozva a PCR termékeket csoport-specifikus primerekkel (Roura et. al., 2012). Ezek a módszerek azonban költségesek és időigényesek, ezért csak korlátozott számú, szekvenált mintára és klónra alkalmazhatók.

A Ría de Vigo (Észak-Nyugat-Ibériai-félsziget) zooplankton közösségei rendkívül dinamikusak, a fajok összetételében és bőségében a környezeti feltételeknek megfelelően gyors változásokat mutatnak be (Roura et al., 2013; Buttay et al., 2015). Korábbi kutatások arra utalnak, hogy az O. vulgaris paralarvae speciális ragadozó, amely tízlábúakat eszik az általuk lakott zooplankton közösségektől függetlenül (Roura et al., 2016). Az alacsony bőségű zsákmányra összpontosító speciális étrend azonban éhezéshez és halálhoz vezethet. Ezért várható, hogy a fejlábúak paralarvajainak bizonyos fokú plaszticitása van az általuk elfogható különböző zsákmányok tekintetében, vadászati képességeik alapján, és olyan zsákmányfajokat is fogyasztanak, amelyeket még nem fedeztek fel étrendjükben.

A következő generációs szekvenálás (NGS) kifejlesztése számos állatfaj étrendjének tisztázását tette lehetővé, beleértve a gerinceseket és a gerincteleneket is (King és mtsai, 2008; Boyer és mtsai, 2013; Leray és mtsai, 2013b). Ezek a technikák az idő és a zsákmányfajok felbontása szempontjából hatékonyabbak és sok esetben olcsóbbak, mint a hagyományos étrend-elemzések (Pompanon et al., 2012). Így az NGS alkalmazható a fejlábúak paralarvajainak korábban nem észlelt zsákmányfajainak feltárására és az étrendi elemzés kiterjesztésére nagyobb számú paralarva-ra.

Ezért ennek a tanulmánynak a célja egy NGS-megközelítés kidolgozása volt, amely részletes elemzést szolgáltat az ÉNY-i Ibériai-félszigeten található planktonban legelterjedtebb két lábasfejű faj paravarainak étrendjéről. Először ismertetjük először az Alloteuthis media paralarvajainak étrendjét, másodszor pedig új információkat mutatunk be az O. vulgaris paralarva diétás preferenciáiról a part menti környezetben. Felmérik a környezeti feltételeket (például az évszak és az etetési terület) is, amelyek befolyásolják a paralarval zsákmány preferenciáit. Úgy gondolják, hogy a diéta a fő tényező, amely befolyásolja a paralarvalis túlélést, és az étrend meghatározása elengedhetetlen lépés az egészséges paralarva fiziológiai állapotának, a tudás megértése felé, amelyet aztán át lehet vinni a túlélésük növelésére fogságban.

Anyagok és metódusok

Ezt a vizsgálatot az állatkísérletekre vonatkozó meglévő spanyol irányelvek és előírások szerint végezték (Ley 32/2007, november 7.), következésképpen mentesítették az etikai felülvizsgálati eljárás alól.

Minta kollekció

A zooplankton mintákat a Ría de Vigo (Észak-Spanyolország) spanyolországi RV “Mytilus” fedélzetén gyűjtötték össze 2012-ben és 2014-ben. A mintavétel időzítése a maximálisan paralarvalis bőség korábban meghatározott periódusain alapult (Rocha et al., 1999; González et al., 2005) 2012-ben és 2014-ben: évente tíz éjszakai felmérést végeztünk, négyet nyáron (júliusban), hatot pedig kora ősszel (szeptember és október). Ezenkívül 2012 nyarán és ősszel naponta végzett felméréseket (szezononként egyet). A mintavételi felméréseket négy transzekt mentén végeztük (ábra (1A ábra). 1A). Minden transzektushoz egy 250 μm-es szembőségű Multinet® Hydrobios mamutot, amely két elektronikus áramlásmérővel van felszerelve, 2,5 csomóval leeresztették a tengerfenékre, és fokozatosan emelték fel a felszínre. Hét mélységi réteget határoztunk meg: 105–85 m, Z7; 85-55 m, Z6; 55-35 m, Z5; 35-20 m, Z4; 20-10 m, Z3; 10-5 m, Z2; és 5 m a felszínig, Z1; ábra: ábra 1B). 1B). Az egyes rétegeken belül a Multinet® 200 m 3 tengervizet szűrt le (minden egyes réteghez hozzávetőlegesen 5–10 perc, így összesen 20–70 perc), és független mintákat gyűjtött. Az összegyűjtött zooplanktont a fedélzeten rögzítettük 96% -os etanolban, és válogatásig -20 ° C-on fagyasztottuk. A laboratóriumban az összes fejlábú paralárvát elválasztották és egyenként 70% -os etanolban tartósították és -20 ° C-on tárolták.