WikiDer > Преднерестовая смертность кижуча

Pre-spawn mortality in coho salmon

Преднерестовая смертность это явление, когда взрослый кижуч, Oncorhynchus кисач, умирают до нереста, когда возвращаются в пресноводные реки для нереста.[1][2] Он также известен как Синдром смертности от городских стоков в более поздних исследованиях.[3][4] Это явление наблюдалось в большинстве Пьюджет-Саунд регион Тихоокеанский Северо-Запад.[5] Во время осенней миграции лососевые (форель и лосось) проходят через городские водосборы, загрязненные ливневыми стоками.[2] Когда кижуч проходит через эти воды, у многих проявляются симптомы летаргии, потери равновесия и дезориентации, и они умирают в течение нескольких часов после появления этих симптомов.[2][5] Эти симптомы и поведение преобладают после дождя.[5] Смертность часто наступает до того, как лосось получает возможность порождать, который определяется путем разрезания открытых туш самок и наблюдения за неоплодотворенными яйцами.[5] Уровень преднерестовой смертности может повлиять на местные популяции лосося.[2] Согласно модельным прогнозам, если показатели сохранятся, популяции кижуча могут исчезнуть в течение следующих нескольких десятилетий.[2]

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что преднерестовая смертность кижуча связана с воздействием ливневый сток, хотя точное загрязнение или смесь, которые являются причиной этого, остаются неизвестными.[6] Существует отрицательная корреляция между уровнем преднерестовой смертности и использованием городских земель, особенно с непроницаемые поверхности, коммерческая недвижимость, дороги местного значения.[1][5] Воздействие на металлы и нефтяные углеводороды показали некоторую реакцию на преднерестовую смертность, в то время как воздействие пестицидов, болезней и переменных качества воды не вызывало этого эффекта.[6] Эта тенденция не наблюдалась ни на каком другом этапе жизненного цикла кижуча, ни у других видов лосося в районе Пьюджет-Саунд.[1]

История

Смертность до нереста впервые наблюдалась в Пьюджет-Саунд после того, как были предприняты усилия по восстановлению городских водосборов в надежде вернуть лосося в эти районы. Реставрация заключалась в удалении водопропускных труб, мусора и любых других препятствий.[7][8] Проекты восстановления были успешными в том случае, если лосось вернулся к этим пробегам, однако при первоначальных исследованиях успешности восстановления наблюдались симптомы преднерестовой смертности.[6] В настоящее время признано, что при восстановлении водосборов необходимо также учитывать качество воды и загрязнение для успешного нереста кижуча, если популяция сохранится.[6]

При проявлении конкретных симптомов (см. Ниже) смертность кижуча можно ожидать в течение нескольких часов. Смертность обычно наступает до того, как эти рыбы успевают нереститься. Фактически, при наблюдении за тушами самок кижуча, большая часть рыб удержала более 90 процентов своей икры.[6] Смертность до нереста наблюдается как у самцов, так и у самок, однако трудно определить, нерестились ли самцы лосося, поэтому преднерестовая смертность обычно выражается задержкой яиц самок.[6] Преднерестовая смертность также наблюдалась как у дикой, так и у заводской рыбы.[6]

Симптомы

Преднерестовая смертность лосося демонстрирует необычное поведение и симптомы, такие как плавание кругами или другие неустойчивые модели плавания.[2] Другие симптомы включают летаргию, дезориентацию, потерю равновесия, зияние и распускание плавников.[1][2] Смерть кижуча наступает через несколько часов после появления этих симптомов.[1][2]

Поведение рыб и модели плавания

Кижуч, подверженный преднерестовой смертности, демонстрирует поведенческие симптомы, которые легко идентифицировать. Рыбы демонстрировали такое поведение, как плавание у поверхности воды, плавание круговыми движениями или постоянное бегство по берегу реки.[2][6] Это может быть связано с потерей равновесия и ориентации рыбы.[6]

Зияющие

Этот симптом заключается в том, что лосось постоянно открывает и закрывает рот.[6] Это действие у некоторых видов рыб (например, угрей) используется для проталкивания воды через жабры для удовлетворения респираторных потребностей. Для кижуча это может быть признаком того, что рыба не получает достаточно растворенного кислорода, что свидетельствует о стрессе для дыхательной системы или о том, что была затронута мышечная система, и это зияние является вынужденным действием.[9]

Плавник

Раскрытие плавников происходит, когда Грудной плавник лосося является жестким и вытянутым перпендикулярно туловищу рыбы, а не прилегает к рыбе.[6][10] У других рыб, например ламинария окунь, это действие вызывает удивление.[10]

Загрязнение из неточечных источников

Городские и ливневые стоки

Многие из загрязняющих веществ, вызывающих деградацию городских водосборов, происходят из загрязнение из неточечных источников.[2] Он состоит из широкого спектра загрязнителей, поступающих из различных источников и мест.

Загрязняющие вещества, обнаруженные в ливневых стоках, включают металлы, такие как алюминий, барий, кобальт, утюг, мышьяк, кадмий, хром, медь, вести, никель, и цинк,[11] полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), нефтяные углеводороды (моторное масло и топливо) и пестициды (включая инсектициды).[6][12]

Антропогенные источники ответственны за многие загрязнители в ливневых стоках в городских районах. Эти антропогенные источники включают автомобили, которые содержат металлы, антифриз или охлаждающие жидкости, а также нефтяные углеводороды из тормозных колодок и протекающих жидкостей.[6][11] Многие из этих загрязнителей будут собираться на непроницаемых поверхностях (например, дорогах и автостоянках) и с дождем смываться в ручьи, реки и океан. Другие источники стока включают пестициды и удобрения используется в жилых и коммерческих помещениях, которые во время дождя можно смывать в ливневую канализацию.[12]

Влияние стока

Существует ряд возможных причин преднерестовой смертности. Не исключено, что эта смертность связана с острым кардиореспираторным заболеванием. токсичность к рыбе.[6] Симптомы (обсуждаемые выше) и высокая смертность соответствуют этому типу токсичности.[6] Точная химическая комбинация или смесь, ответственная за эту раннюю смертность, неизвестна. Однако несколько возможных объяснений обсуждаются ниже.

Наркотические эффекты

Наркоз - это явление, которое возникает, когда комбинация органических токсичных веществ, каждый в низких концентрациях, оказывает токсическое действие на организм.[13] Наркоз имеет неспецифический образ действий, где он не нацелен на один конкретный сайт действия, а вместо этого влияет на мембраны и протоплазма.[13] Эти отдельные органические токсиканты влияют на рыбу на сублетальном уровне, однако сочетание загрязнителей может привести к гибели организма. Однако, если устранить фактор стресса, наркотические эффекты могут быть обращены вспять.[13] Рыба под воздействием наркоза может проявлять вялые симптомы.[13] Наркоз также может вызывать респираторно-сердечно-сосудистую реакцию у рыб.[14]

Смеси

Смертность до нереста может быть связана со смесью загрязнителей. В стоках из неточечных источников часто присутствует более одного химического вещества, поэтому на организмы может влиять комбинация или смесь различных загрязнителей. Смеси химических веществ могут иметь один и тот же механизм действия, что может повысить токсичность из-за воздействия двух или более химических веществ на один и тот же участок организма.[15] Смесь двух или более загрязняющих веществ может оказывать на организм ряд различных эффектов, таких как аддитивные или синергетические эффекты. Аддитивная токсичность возникает, когда токсичность отдельных загрязнителей (с аналогичным механизмом действия) может быть суммирована для определения окончательной токсичности.[15] Синергизм возникает, когда сумма двух или более токсичных веществ превышает сумму отдельных компонентов.

Дополнительные комбинации эффектов могут быть результатом загрязнения и патогены[16] или загрязняющие вещества и физиологические эффекты.[6] По мере того как анадромные рыбы мигрируют из океана в пресноводные потоки, в системах осморегуляции и ионной регуляции происходят многие изменения из-за изменений в составе пресноводных и соленых вод.[6][17] Эти изменения в сочетании с химическими загрязнителями могут вызвать наблюдаемые симптомы и смерть кижуча. Однако эти специфические симптомы и связанная с ними преднерестовая смертность не наблюдаются у других проходная рыба, таким образом, кижуч может быть более чувствительным видом, чем другие лососевые.[6]

Металлы

Многие металлические загрязнители попадают в водораздел из-за транспортных средств и непроницаемых поверхностей возле рек и ручьев. Результаты экспериментов по анализу воздействия металлических загрязнителей на рыбу обнаружили увеличение содержания кадмия, свинца и никеля в жаберной ткани.[6] Исследования меди и других металлов демонстрируют токсичность для рыб из-за ее способности влиять на ионорегуляцию. Медь конкурирует с другими катионы для сайта связывания на жабрах рыб, и смертность может быть результатом достаточно высоких концентраций связывания меди с этими сайтами (см. Модель биотического лиганда).[18] Растворенная медь также может влиять на обонятельную нервную систему рыб, напрямую влияя на сенсорные нейроны обонятельного эпителия.[5] Это приводит к снижению обонятельный органов чувств, что увеличивает уязвимость рыб перед хищниками, поскольку они больше не могут использовать химические сигналы, чтобы определять местонахождение хищников и избегать их.[5] Эти обонятельные нейротоксические эффекты могут также влиять на способность лососей ориентироваться и находить подходящие ручьи для нереста.[5]

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

Непроницаемые поверхности и автомобили также вносят загрязнения, такие как ископаемое топливо или бензин, смазочные масла и химические герметики для парковок (например, герметики на основе каменноугольной смолы).[5][19] Эти загрязнители сгруппированы как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Воздействие ПАУ на рыбу показало, что эти загрязнители могут быть канцерогенный а также влияют на ранние этапы жизненного цикла рыб. Они также могут влиять на физиологию сердечно-сосудистой системы у рыб.[5] Для определения полного воздействия ПАУ на рыбу необходимы дополнительные исследования.[5]

Усилия по сокращению стока городских ливневых вод

Одним из подходов к уменьшению стока из ручьев и рек является реализация малозатратная разработка практики. Эти биоудержание Практика направлена ​​на фильтрацию воды и загрязняющих веществ в почве и растительности с целью уменьшения объема воды и загрязняющих веществ, попадающих в ручьи.[12] Практики биологической ретенции включают: дождевые сады, покрытый растительностью качки, уменьшить непроницаемые поверхности (вместо Проницаемый бетон), и зеленые крыши.[12]

Дополнительные примеры

Преднерестовая смертность наблюдалась у других видов рыб, включая чавычу и нерка и Steelhead.[6] Причина преднерестовой смертности этих рыб в Река Фрейзер (нерка) и Река Кламат (Чавычи лосось и стальная форель) отличаются от того, что наблюдается у кижуча. Причина преднерестовой смертности нерки в реке Фрейзер, Британская Колумбия, и Бристольский залив, Аляска, можно объяснить такими факторами, как слишком раннее возвращение рыбы на нерест, повышение температуры воды, низкий уровень растворенного кислорода и болезни или паразиты.[17][20] В реке Кламат смертность до нереста была вызвана болезнями, тепловым стрессом, низким расходом воды и увеличением числа мигрирующих лососей за тот же период времени.[21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Feist BE, Buhle ER, Arnold P, Davis JW и Scholz NL. 2011. Ландшафтная экотоксикология смертности производителей кижуча в городских водотоках. PLOS ONE 6(8): 1-11.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j Spromberg JA и Scholz NL. 2011. Оценка будущего сокращения популяций дикого лосося кижуча в результате преждевременной гибели производителей в урбанизированных водоразделах северо-запада Тихого океана, США. Комплексная экологическая оценка и управление 9999: 1-9.
  3. ^ Чоу, М. И., Лундин, Дж. И., Митчелл, К. Дж., Дэвис, Дж. У., Янг, Г., Шольц, Н. Л., и Макинтайр, Дж. К. (2019). Синдром смертности от городских ливневых стоков молоди кижуча. Водная токсикология, 214, 105231.
  4. ^ Питер, К. Т., Тиан, З., Ву, К., Лин, П., Уайт, С., Ду, Б., ... и Колодзей, Э. П. (2018). Использование масс-спектрометрии высокого разрешения для определения органических загрязнителей, связанных с синдромом смертности городских ливневых вод у кижуча. Экология и технологии, 52 (18), 10317-10327.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j k Маккарти С.Г., Инкардона Дж. П. и Шольц Н. Л.. 2008. Прибрежные штормы, токсичные стоки и устойчивое сохранение рыбы и рыболовства. Симпозиум Американского рыболовного общества 64: 1-21.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т Scholz NL, Myers MS, McCarthy SG, Labenia JS, McIntyre JK, Ylitalo GM, Rhodes LD, Laetz CA, Stehr CM, French BL, McMillan B, Wilson D, Reed L, Lynch KD, Damm S, Davis JW и Collier ТЗ. 2011 г. Периодическая гибель взрослых особей кижуча, возвращающихся на нерест в городских реках на низменности Пьюджет-Саунд. PLOS ONE 6(12): 1-12.
  7. ^ Программы NOAA по прибрежным штормам. Доступно в Интернете по адресу: Ливневая вода и лосось - преднерестовая смертность кижуча в восстановленных городских ручьях Доступ 4 мая 2013 г.
  8. ^ Кац С.Л., Барнас К., Хикс Р., Коуэн Дж. И Дженкинсон Р. 2007. Действия по восстановлению пресноводной среды обитания на северо-западе Тихого океана: десятилетние инвестиции в улучшение среды обитания. Реставрация экологии 15(3): 494-505.
  9. ^ Балебона М.С., Кровачек К., Мориниго М.А., Манссон И., Фарис А. и Боррего Дж. Дж. 1998. Нейротоксическое действие на два вида рыб и клеточную линию PC12 супернатанта Вибрион альгинолитический и Vibrio anguillarum. Ветеринарная микробиология 63: 61-69.
  10. ^ а б Eaton RC, Bombardieri RA и Meyer DL. 1977 г. Инициированная Маутнером реакция испуга у костистых рыб. Журнал экспериментальной биологии 66: 65-81.
  11. ^ а б Lough GC, Schauer JJ, Park JS, Shafer MM, Deminter JT и Weinstein JP. 2005. Выбросы металлов от автомобильных дорог. Экологические науки и технологии 39: 826-836.
  12. ^ а б c d Дэвис А.П. 2005. Зеленая инженерия способствует низкому уровню: применение принципов зеленой инженерии может способствовать более устойчивому развитию. Экологические науки и технологии 338-344.
  13. ^ а б c d Veith GD и Broderius SJ. 1990. Правила различения токсикантов, вызывающих наркозные синдромы типа I и типа II. Перспективы гигиены окружающей среды 87: 207-211.
  14. ^ Макким Дж. М., Шмидер П. К., Карлсон Р. В., Хант Дж. Дж., Ниеми Дж. Дж. 1987. Использование респираторно-сердечно-сосудистой реакции радужной форели (Сальмо гайрднери) в выявлении синдромов острой токсичности у рыб: Часть 1. Пентахлорфенол, 2,4-динитрофенол, трикаинметансульфонат и 1-октанол. Экологическая токсикология и химия 6: 295-312.
  15. ^ а б Лаец CA, Болдуин Д.Х., Кольер Т.К., Герберт V, Старк Д.Д. и Шольц Н.Л. 2009. Синергетическая токсичность смесей пестицидов: последствия для оценки риска и разговора о исчезающем тихоокеанском лососе. Перспективы гигиены окружающей среды 117(3): 348-353.
  16. ^ Клиффорд М.А., Эдер К.Дж., Ингеборг Э., Хедрик Р.П. 2005. Синергетические эффекты эсфенвалерата и вируса инфекционного гемопоэтического некроза на смертность молоди чавычи. Экологическая токсикология и химия 24(7): 1766-1772.
  17. ^ а б Cooke SJ, Hinch SG, Farrell AP, Lapointe MF, Jones SRM, Macdonald JS, Patterson DA, Healey MC и Van Der Kraak G. 2004. Аномальные сроки миграции и высокая смертность нерки в реке Фрейзер, Британская Колумбия. . Рыболовство 29(2): 22-33.
  18. ^ Niyogi S и Wood CM. 2004. Модель биотического лиганда, гибкий инструмент для разработки рекомендаций по качеству воды для металлов для конкретных участков. Экологические науки и технологии 38(23): 6177-6192.
  19. ^ Малер Б.Дж., Ван Метер ПК, Башара Т.Дж., Уилсон Д.Т. и Джонс Д.А. 2005. Герметик для парковки: непризнанный источник городских полициклических ароматических углеводородов. Экологические науки и технологии 39: 5560-5566.
  20. ^ Куинн Т.П., Эггерс Д.М., Кларк Дж. Х. и Рич, младший HB. 2007. Плотность, климат и процессы преднерестовой смертности и задержки яиц тихоокеанских лососей (Oncorhynchus spp.). Канадский журнал рыболовства и водных наук 64: 574-582.
  21. ^ Калифорнийский департамент рыбы и дичи (2004 г.) сентябрь 2002 г. Убийство рыбы на реке Кламат: окончательный анализ факторов и воздействий. Штат Калифорния, регион Северная Калифорния - Северное побережье, Агентство ресурсов, Сакраменто, Калифорния.