Effek Dramatis Tag Pemancar Satelit Terhadap Pola Berenang Sidat

 Guido van den Thillart, kecepatan renang sidat

Perjalanan dari sidat Eropa ke daerah pemijahan di Laut Sargasso masih merupakan misteri. Beberapa percobaan telah dilakukan untuk mengikuti ruaya sidat dengan pop-up tag satelit (PSATs), tanpa banyak keberhasilan. Sepertinya sidat adalah perenang yang sangat efisien, tag mungkin mengganggu efisiensi berenang. Disini dilaporkan daya yang dibutuhkan untuk berenang meningkat lebih dari dua kali lipat, disebabkan oleh tag satelit kecil yang umum dipakai. Dampaknya diperoleh dari berbagai kecepatan renang dengan dan tanpa tag di uji dalam sebuah terowongan berenang sepanjang 2 meter. Hasil ini membantu menjelaskan mengapa penggunaan tag PSAT sebelumnya untuk mengidentifikasi situs pemijahan sidat di Laut Sargasso jauh dari berhasil.

Pendahuluan

Selama beberapa dekade, studi pelacakan sidat sidat telah dilakukan untuk mengungkap rute migrasi ke samudera raya, ke daerah pemijahan 6.000 km dari tepi pantai Eropa dengan menggunakan tag akustik dan pengarsipan (Tesch 2003). Baru-baru ini, penggunaan pop-up tag satelit (PSATs), dikembangkan untuk melacak hewan besar (> 50 kg), digunakan dalam beberapa penelitian untuk melacak sidat (Aarestrup dkk 2009;. Jellyman dan Tsukamoto 2002). Meskipun rute migrasi samudera sebagian diperoleh dengan cara ini, daerah pemijahan diasumsikan tidak pernah dicapai.

Hasil menunjukkan, kecepatan perjalanan jauh lebih rendah dari yang dibutuhkan untuk mencapai daerah pemijahan pada waktunya. Kecepatan minimal untuk sidat perak Eropa adalah 0,4 m/detik, ~ 6.000 km dalam waktu 6 bulan-waktu antara meninggalkan pantai dan terjadinya larva pertama (Tesch 2003). Sebaliknya, Aarestrup dkk. (2009) menemukan rata-rata kecepatan migrasi horisontal 13,8 km/ hari, yang sebanding dengan 0,16 m/detik, jelas terlalu lambat. Para penulis menyatakan bahwa ini kecepatan rendah yang tercermin dalam catatan PSAT tersebut.

Pengaruh PSATs pada efisiensi dan perilaku berenang sidat belum diuji sebelumnya. Sidat telah terbukti perenang sangat efisien, mereka adalah lima kali lebih efisien dari pada salmon sehubungan dengan pemanfaatan energi untuk berenang (van Ginneken dan van den Thillart 2000; van den Thillart et al 2004;. Palstra dan van den Thillart 2010 ). Khususnya efisiensi berenang yang sangat tinggi menjadi kekuatan menghadapi seleksi alam yang selama evolusi; sebagai konsekuensinya, setiap gangguan dengan pada bentuk dan gerakan memiliki dampak serius pada biaya transportasi (COT) dan dengan demikian mengganggu keberhasilan migrasi untuk memijah. PSATs saat ini berpenampang hampir sama dengan sidat 1 kg, karenanya daya tarik hidrodinamik hampir dua kali lipat. Tahanan PSAT tidak hanya pada gerak ke depan tapi juga gerak ke samping, yang pasti memiliki efek mengganggu tambahan pada gaya berenang sidat. Selain karena ada daya apung positif PSAT tersebut, akan ada tambahan tarikan ke atas yang konstan, yang juga merusak modus berenang. Dengan demikian, seseorang dapat memastikan ada pengaruh yang kuat dari PSAT dengan mode berenang, kapasitas berenang dan efisiensi berenang. Dalam studi ini kami menguji efek dari PSAT kecil pada efisiensi kolam sidat Eropa betina dengan berat sekitar 1 kg.

Perangkat dan Metode

Test kinerja berenang sidat (percobaan 1-5) dilakukan di terowongan Blazka-jenis kolam 127-L (van den Thillart et al 2004.) Dengan menjalankan air laut alami (35 ppt) pada 18 ± 1 ° C di bawah sinar cahaya merah sesuai dengan protokol tes kecepatan Palstra dkk. (2008). Lima uji coba yang berbeda dilakukan pada masing-masing delapan sidat perak betina ( berat 1026 ± 31 g; panjang 76,5 ± 1,0 cm). Setiap percobaan termasuk 1-hari tes kinerja berenang (tes kecepatan) setelah pengkondisian yang sesuai. Uji coba dilakukan dengan urutan sebagai berikut: (1) tidak ada tag (kontrol), (2) tidak menggunakan tag, setelah dioperasikan (untuk memeriksa efek dari penggunaan); (3) tag dengan daya apung ke atas; (4) tag apung netral; (5) tidak ada tag, setelah pencopotan tag (untuk menguji efek penanganan dan pelatihan). Protokol dirangkum dalam Tabel 1. Tes kecepatan hari ke 1i dilakukan dalam lima langkah 0,4-0,8 m/detik dengan penambahan sebesar 0,1 m/detik pada interval 2-jam. Berenang yang optimal kecepatan-kecepatan terendah COT-berada dalam rentang kecepatan, seperti yang ditunjukkan dalam studi sebelumnya (Palstra et al. 2008). Konsumsi oksigen diukur selama 90 menit pertama dari setiap interval. Ini dihitung dari penurunan konsentrasi oksigen dalam terowongan renang tertutup. Tingkat oksigen yang disimpan antara 95% dan saturasi udara 75%. Untuk mengembalikan tingkat kejenuhan awal, terowongan berenang di isi dengan air yang menggandung udara jenuh selama min 30 terakhir dari setiap interval. Terowongan berenang dikalibrasi dengan teknik aliran Doppler untuk menentukan aliran air yang benar di dalam terowongan (van den Thillart et al. 2004).

Sidat dibiasakan 1 hari sebelum percobaan pada masing-masing terowongan, dan dibiarkan semalam saat berenang pada kecepatan di 0,4 m/detik. Setelah percobaan 1, 20 × 9-mm pelat Teflon (1,5 mm) ditempatkan di bawah kulit hewan percobaan sekitar 30 mm di depan sirip punggung, lokasi yang sama seperti yang digunakan oleh Jellyman dan Tsukamoto (2002). Sebuah penempelan yang sedikit berbeda, digunakan untuk mencegah tertusuknya otot berenang sidat. Sebuah tali sutra dilewatkan melalui pelat dan kulit di kedua sisi, tali ada di luar tubuh. Setelah operasi, sidat ditempatkan kembali ke dalam terowongan renang dan berenang selama 2 hari pada 0,4 ms-1. Percobaan 2 dilakukan 2 hari setelah operasi. Setelah sebuah PSAT dilekatkan pada plat teflon, ada jarak sekitar 20 mm antara ikan dan tag. Sidat ditempatkan kembali di terowongan air dan dibiarkan berenang semalaman pada kecepatan 0,3 m/detik. Kecepatan yang lebih rendah diperlukan, karena sidat tidak bisa berenang lebih cepat semalaman dengan PSAT terpasang. Pada akhir percobaan 3, logam kecil seberat (10,9 g) ditambahkan ke tag untuk menciptakan daya apung netral. Sidat ditempatkan kembali di terowongan dan dibiarkan berenang semalaman pada kecepatan 0,3 m/detik. Setelah percobaan 4 PSAT di lepas dan sidat dibiarkan berenang semalaman pada kecepatan 0,4 m/detik. Percobaan terakhir (5) dilakukan untuk mengontrol apakah penanganan dan tes berenang sebelumnya mengubah kinerja berenang. Pada akhir setiap percobaan, kecepatan diatur pada 0,1 m/detik selama 1,5 jam untuk mengukur kondisi istirahat. Kecepatan rendah ini diperlukan untuk menjaga air tercampur dengan baik, sementara cukup rendah untuk sidat tinggal beristirahat. Kecepatan berenang yang optimal (COT) dan kecepatan renang kritis dihitung menurut Brett (1964). Menurut metode ini, kecepatan renang meningkat pada interval> 30 menit, pada 8-10 peningkatan yang sama sampai maksimum, kecepatan kritis ini kemudian diinterpolasi dari dua kecepatan terakhir.

Hasil secara statistik diuji dengan menggunakan ANOVA pengukuran berulang. Dimensi PSAT adalah: panjang tubuh 115 mm, diameter bagian pertama 20 mm, diameter bagian kedua non-fungsional 40 mm, panjang antena 170 mm dan berat 53 g. di udara, Tag yang digunakan adalah difungsikan, tetapi berhubungan dalam ukuran dan daya apung dengan PAT mini dari Komputer Margasatwa. Percobaan dilakukan menurut hukum Belanda pada hewan percobaan dengan persetujuan # DEC-10089.
 

Hasil Pengamatan dan Diskusi
 

Dalam studi ini, sidat perak betina berenang pada kecepatan 0,1-0,8 m/detik, dengan dan tanpa PSAT. Kinerja berenang diuji dengan tes kecepatan 1-hari di lima kondisi yang berbeda (Tabel 1). Tidak ada perbedaan signifikan dalam tingkat konsumsi oksigen (pada semua kecepatan) antara kondisi tanpa tag, yaitu percobaan 1, 2, 5 (Gambar 1a, P> 0,05). Oleh karena itu, kita dapat menyimpulkan bahwa tidak ada efek negatif dari operasi pada efisiensi berenang dari sidat. Demikian hasil percobaan 1, 2 dan 5 dapat dianggap sebagai kontrol. Sebaliknya, ketika sebuah PSAT melekat pada sidat (percobaan 3 dan 4), konsumsi oksigen selama berenang lebih dari dua kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol (P <0,001, Gambar. 1a). Bahkan ketika PSAT itu dibuat netral apung (trial 4), konsumsi oksigen selama berenang masih dua kali lipat lebih tinggi daripada kontrol (P <0,001). Karena tidak ada perbedaan yang signifikan ditemukan antara vs positif PSAT apung netral (P> 0,05), hasil menunjukkan bahwa tahan dibanding daya angkat PSAT adalah faktor yang paling penting merusak kinerja berenang. Meskipun, migrasi vertikal seperti yang diamati untuk sidat di alam liar (et al Aarestrup. 2009) tidak dapat disimulasikan selama penelitian ini.
 

Juga COT secara signifikan lebih tinggi saat sidat berenang dengan PSAT (P <0,001, Gambar. 1b), yaitu perubahan dari 25 ke 75 mg/ kg O2 h-1. Sidat dengan PSAT yang menunjukkan berenang tidak teratur pada 0,5 m/detik dan lelah setelah beberapa menit ketika kecepatan dinaikkan menjadi 0,6 ms-1. Sepertinya sidat memiliki modus berenang yang sangat teratur dengan frekuensi gelombang hampir konstan, berenang tidak teratur akan segera terlihat. Perhitungan kecepatan berenang kritikal dengan sebuah PSAT secara signifikan lebih rendah dibandingkan dengan kelompok kontrol; yaitu 0,48 ± 0,02 dan 0,73 ± 0,02 ms-1 masing-masing (P <0,001). Sebaliknya, selama percobaan tanpa PSAT, semua sidat mampu berenang sampai 0,8 ms-1. Hasil uji coba 1, 2, dan 5 (tanpa PSAT) sebanding dengan hasil ilmiah yang diterbitkan baru-baru ini (Palstra et al 2008.). Dalam penelitian terbaru, Steinhausen dkk (2006) mengamati bahwa tag eksternal meningkatkan konsumsi oksigen ikan cod pada kecepatan berenang tinggi, sementara kecepatan berenang yang optimal dan kritikal menurun secara signifikan. Dalam penelitian kami, dengan PSAT yang lebih besar, kami mengamati pola berenang sudah sangat terganggu pada kecepatan rendah. Perbedaan antara dua telaah mungkin karena mode yang berbeda dari kolam, yaitu subcarangiform vs anguilliform, tetapi lebih mungkin karena perbedaan agak besar di tahanan tambahan (sesuai dengan permukaan penampang dari tag, yaitu ~ 2 vs ~ 13 cm2 masing-masing). Meskipun teknologi maju tag, tag menunjukkan efek negatif dalam beberapa penelitian tentang berenang, kelangsungan hidup perilaku kinerja, dan tingkat pertumbuhan (Bridger dan Booth 2003; Makiguchi dan Ueda 2009). Efek negatif tag eksternal terhadap kinerja renang juga ditemukan pada hewan lain seperti penguin (Saraux et al. 2011) dan segel (Hazekamp et al. 2010). Ini jelas memerlukan perbaikan lebih lanjut dari tag saat ini. Sebagai kesimpulan, hasil kami menunjukkan efek dramatis dari PSAT terkecil yang ada pada efisiensi berenang sidat Eropa: lebih dari dua kali lipat, lebih tinggi mengkonsumsi oksigen pada semua kecepatan jelajah yang diuji dan kinerja berenang sangat berkurang. Oleh karena itu, PSATs lebih kecil lagi dibutuhka untuk mengurangi gangguan kinerja berenang diperlukan untuk mengungkap perjalanan sidat Eropa yang masih misterius ke daerah pemijahan. 

Guido E. E. J. M. van den Thillart (Dari Jurnal Springer), di terjemahkan oleh Ariya Hendrawan (moderator forum diskusi sidat di http://groups.yahoo.com/group/sidat