הערכת אוכלוסיות בין-סטידליות של הסרטן הירוק האירופי הפולשני
Summary
הבנת דפוסי spatiotemporal בדינמיקה של אוכלוסיית סרטנים ירוקים חיונית לחיזוי וניהול ההשפעות האקולוגיות והכלכליות של מין פולשני מזיק זה. פרוטוקול זה פותח במאמץ ליצור שיטה מתוקנת להערכת אוכלוסיות סרטנים ירוקים באזור הבין-תידים הסלעי של צפון מערב האוקיינוס האטלנטי.
Abstract
מינים פולשניים גרמו לשיבושים משמעותיים במערכות אקולוגיות ברחבי העולם. הסרטן הירוק האירופי פלש לצפון אמריקה בשנות ה-1800 ונחשב לאחד מ-100 הפולשים הגרועים בעולם על ידי ה-IUCN. תצפיות של דינמיקת אוכלוסיית הסרטנים הירוקים של spatiotemporal חיוניות לחיזוי וניהול ההשפעות האקולוגיות והכלכליות של מין פולשני מזיק זה. פרוטוקול זה פותח במאמץ ליצור שיטה מתוקנת להערכת דינמיקת אוכלוסיית הסרטנים הירוקים באזור הבין-תידים הסלעי של ניו אינגלנד ואטלנטיק קנדה. הפרוטוקול תוכנן להיות נגיש למשתמשים מרובים כולל חוקרים, מחנכים, סטודנטים, ומדענים אזרחיים. למרות שהוא תוכנן לסקר אוכלוסיות סרטנים, פרוטוקול זה קל להסתגל ותו לא יכול לשמש עבור כל מספר של מינים בין-סטידליים. לנתונים המתווברים הנאספים באמצעות פרוטוקול זה יש מגוון רחב של שימושים, לרבות כדי ליידע מחקר אקולוגי, מאמצי שימור, אסטרטגיות להפחתת הסיכון ופיתוח דיג, כמו גם למטרות סיוע חינוכיות.
Introduction
פלישות ביולוגיות עלולות לשבש את האינטראקציות בין מינים ותהליכים אקולוגיים, וייתכן שישלהן השלכות אקולוגיות מרחיקות לכת 1,,2,,3 והשלכות כלכליות 4. היכולת לחזות, למתן ולהסתגל בהצלחה לפלישות תלויה מאוד באיפיון דינמיקת האוכלוסייה5. בעוד מגוון של כלים קיימים (למשל, גנטיקה של האוכלוסייה, isotopes יציב) והם מתעוררים (למשל, eDNA) למעקב אחר מינים פולשניים, מסורתי בטכניקות ניטור situ ממשיכים להיות מנוצלים באופן נרחב להערכת הפצת מינים פולשניים ושפע.
הסרטן הירוק האירופי(Carcinus maenas) הואמין פולשני שזוהה לראשונה בצפון אמריקה בשנת 1817 ופלש בהצלחה למערכות אקולוגיות ברחבי העולם6,,7. לסרטנים ירוקים יש שפע של השפעות שליליות על המערכות האקולוגיות המקומיות, כולל צמצום אוכלוסיית הדו-שכולים המקומייםבאמצעות טריפת 8,9 , מתחרים עםסרטניםמקומיים עלמזון ומחסה 10 , 11,12והרסשל בית גידולעשב צלופחים ושינוייםהבאים במבנה קהילת הדגים 12,13,14. תרכובת סוגיות אלה היא הקשר בין הגדלת הטמפרטורה לבין הגדלת שפעהסרטנים הירוקים ו/או הרחבת טווח 15,16, שהיו לה השלכות אקולוגיות וסוציו-אקונומיות חמורות באזורים כמו מפרץ מיין, שם ההתחממות מתרחשת מהר יותר מ-99% מהאוקיינוסים האחרים בעולם17.
בחוף המזרחי של צפון אמריקה, סרטנים ירוקים נעים מווירג’יניה לניופאונדלנד. הם נמצאים בדרך כלל על קווי חוף מוגנים בגלים, שפך, וembayments במעמקים החל מרמת הגאות ועד 5-6 m18. נוכחותם באזור הבין-תידי הופכת אותם למין ימי אידיאלי לסקורי קו החוף. המאפיין הבולט ביותר המשמש לזיהוי סרטנים ירוקים הוא התבנית של חמישה קוצים או ‘שיניים’ בכל צד של העיניים ושלושה קוצים בין העיניים (ראה נספח 1). carapace שלהם (צד הגב) הוא בדרך כלל ירוק כהה מנודן וחום, אבל דפוסי צבע גחוני יכול להשתנות מאוד (ראה נספח 2).
ישנם ארגונים רבים, חוקרים, קבוצות מדענים אזרחיים, ומחנכים כיום מנהלים ניטור אוכלוסיית סרטנים ירוקים. עם זאת, היעדר פרוטוקול מתוקן מקשה על השוואת ערכות נתונים ובסופו של דבר להבין אוכלוסיות סרטנים ירוקים הן בקנה מידה מקומי והן בקנה מידה אזורי. פרוטוקול זה נועד לכמת את דינמיקת האוכלוסייה spatiotemporal של סרטנים ירוקים באזור intertidal סלעי בניו אינגלנד ואטלנטיק קנדה. באופן אידיאלי, פיתוח של סקר מתוקן, זול, וניתן להתאמה בקלות יקדם מאמצי ניטור ארוכי טווח על ידי מגוון רחב של משתמשים, כולל חוקרים, מדענים אזרחיים, מחנכים, וסטודנטים.
למרות סרטנים ירוקים הם מין היעד של עניין בפרוטוקול זה, הנתונים נאספים גם עבור יונה יליד סרטנים סלע (סרטן borealis וסרטן irroratus), כמו גם סרטן החוף האסייתי פולשני (Hemigrapsus sanguineus). מדובר בזני סרטנים הנפוצים באזור הבין-תידים הסלעי בצפון ניו אינגלנד, ולמגמות בהתפלגות האוכלוסייה ובשפע שלהם יש משמעות אקולוגית וכלכלית. מדריך שדה סרטנים Intertidal פותח לצד פרוטוקול זה כדי לסייע בזיהוי סרטנים (נספח 1) ספציפי לצפון ניו אינגלנד. כמו כן, פותחה פלטפורמת הזנת נתונים ואחסון בשם “פרויקט הסרטן הירוק של Intertidal” עבור פרוטוקול זה באמצעות Anecdata19. אנקדוטה היא פלטפורמה מדעית אזרחית מקוונת ללא תשלום המספקת פתרונות מבוססי אינטרנט ונייד לאיסוף וגישה לתצפיות, ומספקת פלטפורמה ידידותית למשתמש לאיסוף, ניהול ושיתוף נתונים בקלות.
Protocol
Representative Results
Discussion
פרוטוקול זה מתאר שיטת סקר להערכת מגמות מרחביות וזמניות של אוכלוסיות סרטנים באזור הבין-טידים הסלעי הנגיש למשתמשים מרובים, כולל חוקרים, מחנכים, סטודנטים ומדענים אזרחיים. היתרונות של פרוטוקול זה כוללים את הדברים הבאים: הוא אינו דורש ציוד מיוחד או יקר, המתודולוגיה נגישה למגוון רחב של רמות מיו…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אני רוצה להכיר ,החוקרים הרבים תלמידים, מורים ומדענים אזרחיים שבדקו ועזרו לי לשפר את הפרוטוקול הזה בשנים האחרונות: ד”ר גבריאלה בראדט, ד”ר רוברט סטנק, אריקה פרלי, אתל וילקרסון, סוזן איירס ובית הספר המרכזי של ג’ורג’טאון3 תלמידי כיתה ד’ ו-ד’, ג’ולי אפהאם ובית הספר היסודי ווסטבאת’ ד’, צוות הסימנים החיוניים של GMRI ומתנדבי השירות הקהילתי של מעבדות אידקס.th אני מודה לאן היידן, קייטלין קליבר וחנה וובר על שסיפקו הערות והצעות על כתב היד הזה. אני מודה למקורות המימון הבאים על תמיכה בפיתוח וביצוע של פרוטוקול זה: NOAA Saltonstall-Kennedy גרנט תוכנית (גרנט #NA18NMF4270194), מיין ים גרנט, רוברט ופטרישיה שוויץ קרן, וקרן החינוך של האי ג’ורג’טאון. לבסוף, כתב יד זה שופרה מאוד הודות להערות ועערוך שסיפקו שלושה סוקרים אנונימיים.
Materials
| 1 m2 PVC quadrat (1/2" PVC) | Any hardware/home improvement store | PVC can be sourced at any hardware/home improvement store and cut into 1m lengths to form quadrat (4 1/2" PVC elbows will also be needed to connect 1 m lengths into square) | |
| 1/2" rebar | Home depot | 5152 | *optional (for marking low intertidal area) |
| 40 m Fiberglass Transect Tape | Grainger | 3LJX1 | |
| 5 gal bucket | Home depot | 05GLHD2 | |
| Ade Advanced Optics Salinity Refractometer | Amazon | *optional | |
| Clip board | Any office supply store or Amazon | ||
| Uei Waterproof Digital Thermometer | Amazon | *optional | |
| Vernier calipers | Bel-Art | Many companies make calipers, however our preferred brand is Bel-Art which can be sourced on Amazon |
References
- Barnosky, A. D., et al. Approaching a state shift in Earth’s biosphere. Nature. 486, 52-58 (2012).
- Butchart, S. H. M., et al. Global biodiversity: indicators of recent declines. Science. 328, 1164-1168 (2010).
- Grosholz, E. Ecological and evolutionary consequences of coastal invasions. Trends in Ecology and Evolution. 17, 22-27 (2002).
- Marbuah, G., Gren, I. M., McKie, B. Economics of harmful invasive species: A review. Diversity. 6, 500-523 (2014).
- Kamenova, S., et al. Invasions toolkit: current methods for tracking the spread and impact of invasive species. Advances in Ecological Research 2017. 56, 85-182 (2017).
- Carlton, J. T., Cohen, A. N. Episodic global dispersal in shallow water marine organisms: The case history of the European shore crabs Carcinus maenas and C. aestuarii. Journal of Biogeography. 30, 1809-1820 (2003).
- Klassen, G. J., Locke, A. A biological synopsis of the European green crab, Carcinus maenas. Fisheries and Oceans Canada. Canadian Manuscript Report of Fisheries and Aquatic Sciences. 2818, (2007).
- Baeta, A., Cabral, H. N., Marques, J. C., Pardal, M. A. Feeding ecology of the green crab, Carcinus maenas (L. 1758) in a temperate estuary, Portugal. Crustaceana. 79, 1181-1193 (2006).
- Pickering, T., Quijón, P. A. Potential effects of a non-indigenous predator in its expanded range: assessing green crab, Carcinus maenas, prey preference in a productive coastal area of Canada. Marine Biology. 158, 2065-2078 (2011).
- Rossong, M. A., Williams, P. J., Comeau, M., Mitchell, S. C., Apaloo, J. Agonistic interactions between the invasive green crab, Carcinus maenas (Linnaeus) and juvenile American lobster, Homarus americanus (Milne Edwards). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 329, 281-288 (2006).
- Rossong, M. A., Quijon, P. A., Williams, P. J., Snelgrove, P. V. R. Foraging and shelter behavior of juvenile American lobster (Homarus americanus): the influence of a non-indigenous crab. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 403, 75-80 (2011).
- Matheson, K., Gagnon, P. Effects of temperature, body size, and chela loss on competition for a limited food resource between indigenous rock crab (Cancer irroratus Say) and recently introduced green crab (Carcinus maenas L). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 428, 49-56 (2012).
- Davis, R. C., Short, F. T., Burdick, D. M. Quantifying the effects of green crab damage to eelgrass transplants. Restoration Ecology. 6, 297-302 (1998).
- Garbary, D. J., Miller, A. G., Williams, J., Seymour, N. R. Drastic decline of an extensive eelgrass bed in Nova Scotia due to the activity of the invasive green crab (Carcinus maenas). Marine Biology. 161, 3-15 (2014).
- Congleton, W. R., et al. Trends in Maine softshell clam landings. Journal of Shellfish Research. 25, 475-480 (2006).
- Pershing, A. J., et al. Slow adaptation in the face of rapid warming leads to collapse of the Gulf of Maine cod fishery. Science. 350, 809-812 (2015).
- Young, A. M., Elliott, J. A. Life history and population dynamics of green crabs (Carcinus maenas). Fishes. 5, (2019).
- Young, A. M., Elliott, J. A., Incatasciato, J. M., Taylor, M. L. Seasonal catch, size, color, and assessment of trapping variables for the European green crab Carcinus maenas (Brachyura: Portunoidea: Carcinidae), a nonindigenous species in Massachusetts, USA. Journal of Crustacean Biology. 37, 556-570 (2017).
- St-Hilaire, S., Krause, J., Wright, K., Poirier, L., Singh, K. Break-even analysis for a green crab fishery in PEI, Canada. Management of Biological Invasions. 7, 297-303 (2016).
- Poirier, L. A., et al. Moulting synchrony in green crabs (Carcinus maenas) from Prince Edward Island, Canada. Marine Biology Research. 12, 969-977 (2016).
- Peters, G. P., et al. The challenge to keep global warming below 2 C. Nature Climate Change. 3, 4-6 (2013).
- Masson-Delmotte, V., et al. IPCC. Summary for Policymakers. Global Warming of 1.5 °C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. 32, (2018).
