Nuove scoperte sulla riproduzione del maccarello giapponese
Uno studio rivela che i metodi di eDNA migliorano la comprensione delle abitudini di riproduzione dei pesci.
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Indice
- Le Sfide nell'Identificare la Riproduzione dei Pesci
- Un Nuovo Metodo: Analisi del DNA Ambientale (EDNA)
- Limitazioni Attuali dell'Analisi eDNA negli Studi sui Pesci
- Il Merluzzo Giapponese: Un Caso Studio
- Obiettivi dello Studio
- Esperimento 1: Identificare la Stagione e i Siti di Riproduzione
- Esperimento 2: Esaminare i Tempi di Riproduzione
- Esperimento 3: Raccolta delle Uova di Pesce
- Risultati degli Esperimenti
- Discussione sui Risultati
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
Gli eventi riproduttivi sono fondamentali per le popolazioni di pesci. Quando i pesci riescono a riprodursi con successo, questo aiuta a garantire che la popolazione continui a crescere in futuro. Per questo motivo, sapere quando e dove i pesci si riproducono è super importante per gestire le loro popolazioni e per gli sforzi di conservazione.
Le Sfide nell'Identificare la Riproduzione dei Pesci
I pescatori, i ricercatori e i gestori delle riserve naturali di solito usano metodi tradizionali per scoprire informazioni sulla riproduzione dei pesci. Questi metodi possono includere la raccolta delle uova di pesce, il controllo degli organi riproduttivi dei pesci o l'uso di attrezzature speciali per tracciare i movimenti dei pesci nell'acqua. Tuttavia, queste tecniche possono richiedere molto tempo e impegno. Inoltre, possono essere influenzate da fattori come il meteo o le abilità della persona che conduce il sondaggio. Inoltre, raccogliere pesci e uova può causare ulteriori morti tra queste specie, il che non è l'ideale.
Un Nuovo Metodo: Analisi del DNA Ambientale (EDNA)
Recentemente, gli scienziati hanno iniziato a utilizzare l'analisi del DNA ambientale (eDNA) come modo per conoscere la Biodiversità. L'eDNA proviene da cose come cellule della pelle, rifiuti e muco lasciati dai pesci nel loro ambiente. Quando i pesci rilasciano uova e spermatozoi durante la riproduzione, anche questo contribuisce all'eDNA trovato nell'acqua. Misurando la concentrazione di eDNA, i ricercatori possono capire se e quando sta avvenendo la riproduzione senza dover catturare pesci o uova. Questo approccio può aiutare a ridurre le sfide legate ai metodi tradizionali ed è sempre più popolare per studiare la riproduzione.
Limitazioni Attuali dell'Analisi eDNA negli Studi sui Pesci
Anche se gli studi sull'eDNA sono avanzati rapidamente, si concentrano ancora principalmente sulle specie di acqua dolce. Ci sono stati risultati promettenti con i pesci di acqua salata in condizioni controllate, ma c'è ancora molto da fare nella ricerca negli ambienti marini naturali. Questo è particolarmente importante, poiché molte popolazioni di pesci in mare stanno diminuendo a causa della pesca eccessiva, della distruzione dell'habitat e dei cambiamenti climatici. È vitale trovare nuovi metodi che possano monitorare e gestire efficacemente queste popolazioni di pesci.
Il Merluzzo Giapponese: Un Caso Studio
Il merluzzo giapponese è un pesce importante nell'Est asiatico, in particolare in aree come la baia di Maizuru in Giappone. Questi pesci si riproducono principalmente in aree specifiche e in particolari periodi dell'anno. Le loro abitudini riproduttive possono cambiare a causa delle correnti oceaniche, rendendo difficile per i gestori della pesca tenere traccia delle loro popolazioni. Capire dove e quando si riproducono è essenziale per una gestione efficace e la conservazione.
Obiettivi dello Studio
In un recente studio, i ricercatori hanno cercato di scoprire di più sulla stagione, i tempi e i luoghi di riproduzione del merluzzo giapponese nella baia di Maizuru. Volevano esplorare l'utilità dell'analisi dell'eDNA a questo scopo. Poiché questi pesci si riproducono di notte, i ricercatori pensavano che la concentrazione di eDNA sarebbe stata più alta al mattino dopo la riproduzione.
Esperimento 1: Identificare la Stagione e i Siti di Riproduzione
Il primo esperimento ha coinvolto la raccolta di Campioni d'acqua una volta al mese nella baia di Maizuru per un anno. I campioni sono stati prelevati nei giorni di luna nuova, quando è più buio e si pensa che la riproduzione possa essere più probabile. I ricercatori hanno raccolto campioni d'acqua prima del tramonto e di nuovo all'alba per vedere se c'erano concentrazioni più elevate di eDNA al mattino. Hanno trattato i campioni per preservare l'eDNA e li hanno elaborati in laboratorio per misurare i livelli di DNA dei pesci.
Esperimento 2: Esaminare i Tempi di Riproduzione
Nel secondo esperimento, i ricercatori hanno raccolto campioni d'acqua in diversi momenti della giornata durante la stagione di riproduzione stimata. Hanno raccolto campioni da mezzogiorno fino a poco prima dell'alba per vedere come cambiavano le concentrazioni di eDNA durante la giornata. Misurando questi cambiamenti, volevano individuare i momenti esatti in cui la riproduzione è più probabile.
Esperimento 3: Raccolta delle Uova di Pesce
Il terzo esperimento ha coinvolto la raccolta di uova di pesce dall'acqua per confermare i risultati dei primi due esperimenti. Hanno usato una rete per catturare uova di pesce in diversi siti all'interno della baia di Maizuru. Le uova raccolte sono state poi esaminate in laboratorio per verificare se appartenevano al merluzzo giapponese.
Risultati degli Esperimenti
I ricercatori hanno scoperto che le concentrazioni di eDNA del merluzzo giapponese erano più alte all'alba rispetto a prima del tramonto durante la stagione di riproduzione. Questo suggerisce che la riproduzione probabilmente avveniva di notte. Inoltre, hanno osservato cambiamenti significativi nei livelli di eDNA in vari momenti della giornata, indicando che il merluzzo giapponese potrebbe principalmente riprodursi tra le 21:00 e mezzanotte.
Nella raccolta delle uova, due uova sono state confermate come appartenenti al merluzzo giapponese tra molte altre specie di pesci identificate. Questo ha ulteriormente supportato l'idea che la riproduzione stesse avvenendo nell'area in quel momento.
Discussione sui Risultati
I risultati hanno dimostrato che l'analisi dell'eDNA potrebbe essere uno strumento efficace per monitorare la riproduzione dei pesci negli ambienti marini. Confermando la riproduzione tramite eDNA e recuperando uova, i ricercatori hanno potuto fornire prove dell'efficacia di questo nuovo metodo. Hanno notato che mentre i metodi tradizionali forniscono dettagli preziosi su dimensioni, età e sesso dei pesci, l'eDNA offre un modo più rapido e meno invasivo per valutare le attività riproduttive.
Lo studio ha anche evidenziato l'importanza ecologica del merluzzo giapponese e la necessità di ulteriori ricerche sulle loro abitudini di riproduzione in ambienti naturali. La biodiversità marina è minacciata, e comprendere i comportamenti riproduttivi dei pesci potrebbe aiutare nella gestione e nella conservazione di queste popolazioni vitali.
Conclusione
In conclusione, questo studio ha dimostrato che l'analisi dell'eDNA è un metodo promettente per studiare la riproduzione nei pesci di acqua salata come il merluzzo giapponese. Anche se è necessaria ulteriore ricerca, questo approccio potrebbe aiutare significativamente a comprendere le tempistiche, i luoghi e le attività di riproduzione. Man mano che i metodi eDNA diventano più avanzati, potrebbero aiutare la comunità scientifica marina a raccogliere dati importanti per proteggere le popolazioni di pesci e supportare efficacemente gli sforzi di conservazione. Questo studio apre opportunità per future ricerche per gestire e preservare meglio la biodiversità marina, comprendendo le abitudini riproduttive di varie specie ittiche.
Titolo: Identifying spawning timing and locations of jack mackerel in a semi-closed bay using environmental DNA analysis
Estratto: Understanding spawning ecology is vital for species/population management and conservation. However, conventional surveys are generally time- and labour-demanding and invasive. To overcome these challenges, environmental DNA (eDNA) analysis has emerged as a promising spawning survey method. This study aimed to identify the spawning season, times, and locations of Japanese jack mackerel (Trachurus japonicus) through eDNA analysis and to investigate the utility of eDNA analysis in spawning surveys. We expected that eDNA concentration and nuclear/mitochondrial DNA ratio should change overnight due to sperm-derived eDNA as this species is a nocturnal spawner. The eDNA concentrations at sunset and sunrise at three sites in Maizuru Bay were compared monthly for one year. Our results showed significant increases in eDNA concentrations and ratios at all sites in July, suggesting potential spawning occurrences. At the site with a particularly large increase in concentration, temporal monitoring showed a diurnal eDNA peak (9:00 PM-12:00 midnight), likely reflecting the jack mackerel spawning time window. Subsequently, our eDNA-based estimations were supported by the successful capture of their eggs using a plankton net. This is the first report providing evidence of saltwater fish spawning using eDNA analysis, underscoring the usefulness of this approach for spawning detection.
Autori: Satsuki Tsuji, H. Murakami, R. Masuda
Ultimo aggiornamento: 2024-04-08 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.10.557099
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.10.557099.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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