एक ब्रूडिंग स्क्लेरैक्टिनियन कोरल, पोसिलोपोरा एकुटा के फीडिंग और एक्स सीटू कल्चर के लिए प्रभावी तकनीक
Summary
जलवायु परिवर्तन विश्व स्तर पर कोरल रीफ पारिस्थितिक तंत्र को प्रभावित कर रहा है। पूर्व सीटू जलीय कृषि प्रणालियों से प्राप्त कोरल बहाली और अनुसंधान प्रयासों का समर्थन करने में मदद कर सकते हैं। इसमें, फीडिंग और कोरल कल्चर तकनीकों का उपयोग स्क्लेरैक्टिनियन कोरल के दीर्घकालिक रखरखाव को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है ।
Abstract
जलवायु परिवर्तन विश्व स्तर पर कोरल के अस्तित्व, विकास और भर्ती को प्रभावित कर रहा है, अगले कई दशकों में रीफ पारिस्थितिक तंत्र में बहुतायत और सामुदायिक संरचना में बड़े पैमाने पर बदलाव की उम्मीद है। इस चट्टान के क्षरण की मान्यता ने नए अनुसंधान- और बहाली-आधारित सक्रिय हस्तक्षेपों की एक श्रृंखला को प्रेरित किया है। पूर्व सीटू जलीय कृषि मजबूत कोरल कल्चर प्रोटोकॉल की स्थापना के माध्यम से एक सहायक भूमिका निभा सकती है (उदाहरण के लिए, दीर्घकालिक प्रयोगों में स्वास्थ्य और प्रजनन में सुधार के लिए) और एक सुसंगत ब्रूडस्टॉक आपूर्ति के प्रावधान के माध्यम से (उदाहरण के लिए, बहाली परियोजनाओं में उपयोग के लिए)। यहां, एक उदाहरण के रूप में सामान्य और अच्छी तरह से अध्ययन किए गए कोरल, पोसिलोपोरा एकुटा का उपयोग करके ब्रूडिंग स्क्लेरैक्टिनियन कोरल के भोजन और पूर्व सीटू संस्कृति के लिए सरल तकनीकों को रेखांकित किया गया है। इस दृष्टिकोण को प्रदर्शित करने के लिए, कोरल कॉलोनियों को विभिन्न तापमानों (24 डिग्री सेल्सियस बनाम 28 डिग्री सेल्सियस) और खिलाने के उपचार (खिलाया बनाम अखिलाया) और प्रजनन उत्पादन और समय के साथ-साथ दोनों तापमानों पर कोरल को आर्टेमिया नौपली खिलाने की व्यवहार्यता की तुलना की गई थी। प्रजनन उत्पादन ने कॉलोनियों में उच्च भिन्नता दिखाई, तापमान उपचार के बीच अलग-अलग रुझान देखे गए; 24 डिग्री सेल्सियस पर, खिलाए गए उपनिवेशों ने अनफेड कॉलोनियों की तुलना में अधिक लार्वा का उत्पादन किया, लेकिन 28 डिग्री सेल्सियस पर सुसंस्कृत कॉलोनियों में विपरीत पाया गया। सभी उपनिवेशों को पूर्णिमा से पहले पुन: पेश किया गया था, और प्रजनन समय में अंतर केवल 28 डिग्री सेल्सियस उपचार में अपोषित कॉलोनियों और 24 डिग्री सेल्सियस उपचार में खिलाए गए उपनिवेशों के बीच पाया गया था (प्रजनन का औसत चंद्र दिन ± मानक विचलन: क्रमशः 6.5 ± 2.5 और 11.1 ± 2.6)। कोरल कॉलोनियों ने दोनों उपचार तापमानों पर आर्टेमिया नौपली पर कुशलता से भोजन किया। ये प्रस्तावित भोजन और संस्कृति तकनीक प्रवाल तनाव को कम करने और लागत प्रभावी और अनुकूलन योग्य तरीके से प्रजनन दीर्घायु को बढ़ावा देने पर ध्यान केंद्रित करती है, जिसमें प्रवाह-माध्यम और पुन: परिसंचारी जलीय कृषि प्रणालियों दोनों में बहुमुखी प्रयोज्यता होती है।
Introduction
जलवायुपरिवर्तन 1,2 द्वारा संचालित उच्च तापमान तनाव के परिणामस्वरूप विश्व स्तर पर कई कोरल रीफ पारिस्थितिक तंत्र खो रहे हैं और खराब हो रहे हैं। कोरल ब्लीचिंग (यानी, कोरल-अल्गल सिम्बायोसिस3 का टूटना) को पिछले4 में अपेक्षाकृत दुर्लभ माना जाता था, लेकिन अब यहअधिक बार हो रहा है, जिसमें वार्षिक विरंजन कई क्षेत्रों में 6,7 शताब्दी के मध्य तक होने की उम्मीद है। विरंजन घटनाओं के बीच अंतरिम अवधि का यह छोटा होना रीफ लचीलापनकी क्षमता को सीमित कर सकता है। प्रवाल कालोनियों पर उच्च तापमान तनाव के प्रत्यक्ष प्रभाव (जैसे, ऊतक क्षति9; ऊर्जा की कमी10) आंतरिक रूप से रीफ-स्केल स्तर पर अप्रत्यक्ष प्रभावों से जुड़े हुए हैं, जिनमें से प्रजनन / भर्ती क्षमता में कमीविशेष चिंता का विषय है। इसने कई अनुप्रयुक्त अनुसंधान खोजों को प्रेरित किया है, उदाहरण के लिए, भर्ती की स्वस्थाने वृद्धि में सक्रिय वृद्धि (जैसे, रीफ सीडिंग 12), कोरल बहाली13 को स्केल करने के लिए नई प्रौद्योगिकियां, और पूर्व सीटू सिस्टम14 में प्रजनन को प्रेरित करने के लिए प्रजनन संकेतों का सिमुलेशन। इन सक्रिय हस्तक्षेपों के पूरक उच्च तापमान तनाव15 के तहत कोरल में हेटरोट्रोफिक फीडिंग के फायदों की हालिया मान्यताऔर प्रजनन में खाद्य प्रावधान की भूमिका की खोज है।
हेटरोट्रोफिक फीडिंग को कोरल17 के प्रदर्शन को प्रभावित करने के लिए जाना जाता है और विशेष रूप से कोरल विकास18,19, साथ ही थर्मल प्रतिरोध और लचीलापन20,21 से जुड़ा हुआ है। फिर भी, हेटरोट्रॉफी के लाभ कोरल प्रजातियों22 के बीच सर्वव्यापी नहीं हैं और खाए जा रहे भोजन के प्रकार 23, साथ ही प्रकाश जोखिम24 के स्तर के आधार पर भिन्न हो सकते हैं। कोरल प्रजनन के संदर्भ में, हेटरोट्रोफिक फीडिंग ने परिवर्तनशील परिणाम दिखाए हैं, जिसमें हेटरोट्रोफिक फीडिंग के बाद उच्च25 के साथ-साथ कमप्रजनन क्षमता के अवलोकन भी बताए गए हैं। तापमान के एक स्पेक्ट्रम में कोरल प्रजनन पर हेटरोट्रोफिक फीडिंग के प्रभाव का शायद ही कभी मूल्यांकन किया जाता है, फिर भी समशीतोष्ण कोरल क्लैडोकोरा केस्पिटोसा में, कमतापमान की स्थिति में प्रजनन के लिए हेटरोट्रॉफी अधिक महत्वपूर्ण पाई गई। प्रजनन उत्पादन पर तापमान और भोजन की भूमिका की बेहतर समझ यह निर्धारित करने के लिए आवश्यक है कि क्या विशिष्ट भित्तियों (जैसे, उच्चखाद्य उपलब्धता से जुड़ी चट्टानें) में जलवायु परिवर्तन के तहत भर्ती के लिए उच्च क्षमता है।
प्रजनन उत्पादन के समान, कोरल में प्रजनन समय पर तापमान और भोजन का प्रभाव अपेक्षाकृत कम अध्ययन किया जाता है, इसके बावजूद कि अजैविक / जैविक स्थितियों के साथ प्रजनन का सिंक्रनाइज़ेशन गर्म महासागर में भर्ती की सफलता के लिए एक महत्वपूर्ण विचारहै। गर्म तापमान को प्रयोगशाला30 में आयोजित कोरल थर्मल कंडीशनिंग अध्ययनों में पहले प्रजनन के परिणामस्वरूप दिखाया गया है, और यह मौसम31 में प्राकृतिक चट्टानों से एकत्र किए गए कोरल में भी देखा गया है। फिर भी, दिलचस्प बात यह है कि विपरीत प्रवृत्ति हाल ही में एक पूर्व-सीटू प्रवाह-माध्यम प्रणाली में 1 वर्ष के दौरान संवर्धित कोरल में देखी गई थी (यानी, प्रजनन चंद्र चक्र में पहले ठंडे सर्दियों के तापमान पर और बाद में गर्म गर्मी के तापमान पर चंद्र चक्र में हुआ था)। इस विपरीत परिणाम से पता चलता है कि प्रजनन समय प्रचुर मात्रा में ऊर्जावान संसाधनों से जुड़ी स्थितियों के तहत विशिष्ट पैटर्न से भटक सकता है।
विभिन्न तापमान परिदृश्यों के तहत दीर्घकालिक नियंत्रित प्रयोग स्क्लेरैक्टिनियन कोरल में प्रजनन पर हेटरोट्रॉफी के प्रभाव की बेहतर समझ में योगदान कर सकते हैं। हालांकि, कई प्रजनन चक्रों के लिए पूर्व सीटू स्थितियों के तहत प्रजनन प्रवाल कालोनियों को बनाए रखना चुनौतीपूर्ण हो सकता है (लेकिन पिछले शोध32,33 देखें)। यहां, सक्रिय भोजन (खाद्य स्रोत: आर्टेमिया नौपली) के लिए सरल और प्रभावी तकनीकों और प्रवाह-माध्यम जलीय कृषि प्रणाली में एक ब्रूडिंग कोरल (पोसिलोपोरा एकुटा) की दीर्घकालिक संस्कृति का वर्णन किया गया है; फिर भी, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वर्णित सभी तकनीकों का उपयोग जलीय कृषि प्रणालियों को पुन: प्रसारित करने में भी किया जा सकता है। इन तकनीकों को प्रदर्शित करने के लिए, “खिलाया” और “अनफेड” उपचार के तहत 24 डिग्री सेल्सियस और 28 डिग्री सेल्सियस पर आयोजित कोरल कॉलोनियों के प्रजनन उत्पादन और समय की प्रारंभिक तुलना आयोजित की गई थी। इन तापमानों को दक्षिणी ताइवान मेंक्रमशः सर्दियों और गर्मियों में समुद्री जल के तापमान को अनुमानित करने के लिए चुना गया था। एक उच्च तापमान नहीं चुना गया था क्योंकि थर्मल तनाव के लिए कोरल प्रतिक्रिया का परीक्षण करने के बजाय दीर्घकालिक पूर्व सीटू संस्कृति को बढ़ावा देना, इस प्रयोग का एक प्राथमिक लक्ष्य था। इसके अलावा, दोनों तापमान उपचारों पर हेटरोट्रोफिक फीडिंग की व्यवहार्यता की तुलना करने के लिए फीडिंग सत्रों से पहले और बाद में आर्टेमिया नौपली के घनत्व को निर्धारित किया गया था।
विशेष रूप से, पी. अकुटा की 24 कॉलोनियों (मानक विचलन ± कुल रैखिक विस्तार: 21.3 सेमी ± 2.8 सेमी) को दक्षिणी ताइवान के नेशनल म्यूजियम ऑफ मरीन बायोलॉजी एंड एक्वैरियम की अनुसंधान सुविधाओं में फ्लो-थ्रू टैंक से प्राप्त किया गया था। पोसिलोपोरा एकुटा एक आम प्रवाल प्रजाति है जिसमें प्रसारण स्पॉनिंग दोनों होते हैं, लेकिन आमतौर पर प्रजनन रणनीति35,36 होती है। इन कोरल की मूल कॉलोनियों को मूल रूप से आउटलेट रीफ (21.931 डिग्री ई, 120.745 डिग्री एन) से लगभग 2 साल पहले एक और प्रयोग32 के लिए एकत्र किया गया था। नतीजतन, वर्तमान प्रयोग में उपयोग की जाने वाली प्रवाल कालोनियों को पूर्व सीटू संस्कृति स्थितियों के तहत अपने पूरे जीवन के लिए पाला गया था; विशेष रूप से, कॉलोनियों को परिवेश के तापमान और 12 घंटे: 12 घंटे प्रकाश: अंधेरे चक्र 250 μmol quanta m-2.s-1 पर उजागर किया गया था और प्रति सप्ताह दो बार आर्टेमिया नौपली खिलाया गया था। हम मानते हैं कि यह दीर्घकालिक पूर्व सीटू संस्कृति प्रभावित कर सकती थी कि उपनिवेशों ने इस प्रयोग में उपचार की स्थितियों का जवाब कैसे दिया। इसलिए, हम इस बात पर जोर देना चाहते हैं कि यहां प्राथमिक उद्देश्य यह स्पष्ट करना है कि वर्णित तकनीकों का उपयोग एक लागू उदाहरण का प्रदर्शन करके कोरल को कल्चर करने के लिए प्रभावी ढंग से कैसे किया जा सकता है, जिसमें कोरल प्रजनन पर तापमान और भोजन के प्रभावों का आकलन किया गया था।
कोरल कॉलोनियों को छह फ्लो-थ्रू सिस्टम कल्चर टैंकों में समान रूप से वितरित किया गया था (टैंक आंतरिक लंबाई x चौड़ाई x ऊंचाई: 175 सेमी x 62 सेमी x 72 सेमी; टैंक लाइट रिजीम: 12 एच: 12 एच प्रकाश: 250 μmol क्वांटा m-2.s-1 पर अंधेरा चक्र) (चित्रा 1 ए)। तीन टैंकों में तापमान 28 डिग्री सेल्सियस पर सेट किया गया था, और अन्य तीन टैंकों में तापमान 24 डिग्री सेल्सियस पर सेट किया गया था; प्रत्येक टैंक में एक लॉगर था जो हर 10 मिनट में तापमान दर्ज करता था (सामग्री की तालिका देखें)। चिलर और हीटर का उपयोग करके प्रत्येक टैंक में तापमान को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया गया था, और प्रवाह मोटर्स का उपयोग करके जल परिसंचरण को बनाए रखा गया था (सामग्री की तालिका देखें)। प्रत्येक टैंक (एन = 2 कॉलोनियों / टैंक) में आधी कॉलोनियों को प्रति सप्ताह दो बार आर्टेमिया नौपली खिलाया गया था, जबकि अन्य कॉलोनियों को खिलाया नहीं गया था। प्रत्येक फीडिंग सत्र अवधि में 4 घंटे था और दो स्वतंत्र तापमान-विशिष्ट फीडिंग टैंक में आयोजित किया गया था। भोजन के दौरान, टैंकों के बीच कॉलोनियों को स्थानांतरित करने के संभावित तनाव प्रभाव को मानकीकृत करने के लिए, सभी कॉलोनियों को फीडिंग टैंक ों में ले जाया गया, जिसमें अनफेड कॉलोनियां भी शामिल थीं। फेड और अनफेड उपचार में कॉलोनियों को तापमान-विशिष्ट फीडिंग टैंक के भीतर एक जालीदार फ्रेम का उपयोग करके अपने स्वयं के डिब्बे में तैनात किया गया था ताकि केवल खिलाए गए स्थिति में कॉलोनियों को भोजन प्राप्त हो। कोरल प्रजनन उत्पादन और समय का आकलन प्रत्येक कॉलोनी के लिए प्रतिदिन 09:00 बजे लार्वा की संख्या की गणना करके किया गया था जो रात भर लार्वा संग्रह कंटेनरों में जारी किए गए थे।
Protocol
Representative Results
Discussion
कोरल प्रजनन पर तापमान और भोजन के प्रभाव के इस प्रारंभिक मूल्यांकन से अलग-अलग उपचार स्थितियों के तहत सुसंस्कृत कॉलोनियों के बीच प्रजनन उत्पादन और समय में अंतर का पता चला। इसके अलावा, यह पाया गया कि कोरल …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध को विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय (ताइवान), अनुदान संख्या MOST 111-2611-M-291-005 और MOST 111-2811-M-291-001 द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
Materials
| Artemia cysts | Supreme plus | NA | Food source |
| Chiller | Resun | CL650 | To cool down water temperature if needed |
| Conductivity portable meter | WTW | Cond 3110 | To measure salinity |
| Enrichment diets | Omega | NA | Used in Artemia cultivation |
| Fishing line | Super | Nylon monofilament | To hang the coral colonies |
| Flow motors | Maxspect | GP03 | To create water flow |
| Heater 350 W | ISTA | NA | Heaters used in tanks |
| HOBO pendant temperature logger | Onset Computer | UA-002-08 | To record water temperature |
| LED lights | Mean Well | FTS: HLG-185H-36B | NA |
| Light portable meter | LI-COR | LI-250A | Device used with light sensor to measure light intensity in PAR |
| Light sensor | LI-COR | LI-193SA | NA |
| Plankton net 100 µm mesh size | Omega | NA | To collect larvae and artemia |
| Primary pump 6000 L/H | Mr. Aqua | BP6000 | To draw water from tanks into chiller |
| Propeller-type current meter | KENEK | GR20 | Device used with propeller-type detector to measure flow rate |
| Propeller-type detector | KENEK | GR3T-2-20N | NA |
| Stereo microscope | Zeiss | Stemi 2000-C | To count the number of artemia |
| Temperature controller 1000 W | Rep Park | O-RP-SDP-1 | To set and maintain water temperature |
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