Bogdan Wziątek, Andrzej Martyniak, Katarzyna Mierzejewska,

Jacek Kozłowski, Michał Osewski

Możliwość wykorzystania barwników fluorescencyjnych w badaniach nad odżywianiem się ptaków rybożernych na przykładzie kormorana czarnego i sielawy w Wigierskim Parku Narodowym

Wstęp

Celowe znakowanie ofiar dla określania preferencji pokarmowych i żerowisk ptaków było do tej pory stosowane stosunkowo rzadko (Russell i in. 2003). Znacznie częściej znaczki znajdowane były w wypluwkach „przypadkowo”, przy okazji badań składu pokarmu ptaków. (Felthman i MacLean 1996, Pelczarski 1998, Collis i in. 2001, Ryan i in. 2001).

Znakowanie ryb przy użyciu barwników fluorescencyjnych jest metodą powszechnie stosowaną w określaniu efektów zarybień (Secor i in. 1995).

Metoda ta wykorzystuje właściwość niektórych związków chemicznych do tworzenia trwałych kompleksów z jonami. Związki te, wzbudzone światłem o określonej długości fali, emitują własne światło, które posiada charakterystyczną barwę i dzięki temu pozwala na wyodrębnienie w organizmie struktur zawierających dany pierwiastek. Do znakowania ryb stosuje się najczęściej barwniki łączące się z jonami wapnia: alizarynę red S, kalceinę lub antybiotyki z grupy tetracyklin. Tworzą one związki kompleksowe z jonami wapnia, a kompleksy te są następnie deponowane w szkielecie (Guilbaut 1973).

Budowa otolitu ryby powoduje, że wapń jest tam zdeponowany trwale i nawet w warunkach głodowania ryba nie może z niego korzystać. Stąd też kompleksy wapnia zdeponowane w otolicie larwy są możliwe do odnalezienia przez cały okres życia osobniczego (Pannella 1971, Secor i in. 1995). Dzięki temu możliwe jest określenie, czy odłowiony osobnik pochodził z tarła naturalnego, czy też znakowanych zarybień.

Ptaki rybożerne nie trawią całkowicie zjadanego pokarmu. Niestrawione elementy kostne są usuwane w postaci tak zwanych wypluwek, a ich charakterystyczne cechy pozwalają na określenie składu gatunkowego pokarmu drapieżnika oraz wielkości ofiar (Duffy i Jackson 1986).

Jednocześnie obserwacje prowadzone na kormoranach przetrzymywanych w niewoli wskazują, że część ofiar może ulegać całkowitemu strawieniu w żołądku ptaka nie pozostawiając po sobie żadnych pozostałości. Nadtrawieniu mogą ulegać także same elementy kostne, co powoduje, że obliczona długość i masa ofiar może być obarczona błędem (McKay i in. 2003).

Celem przeprowadzonych badań było określenie, czy możliwe będzie odnalezienie znaczka alizarynowego na otolicie sielawy, jeśli wcześniej ryba została zjedzona przez kormorana, czy też ulegnie on zniszczeniu na skutek działania enzymów trawiennych ptaka.

Teren badań i metody

Badania prowadzono w latach 2000–2003 w Wigierskim Parku Narodowym, gdzie znajduje się duże (około 1200–1400 szt.) noclegowisko kormoranów (Martyniak i in. 1997, Wziątek i in. 2005).

Znakowań wylęgu sielawy dokonano w latach 2000 (3 mln szt.) i 2001 (9 mln szt.). Zastosowano w tym celu alizarynę red S w dawce 250 mg dm^-3. Znakowania dokonano przez immersję w roztworze wodnym. Poznakowanym wylęgiem zarybiono jezioro Wigry.

Otolity sielawy pozyskiwano z wypluwek kormoranów zbieranych na terenie noclegowiska raz w miesiącu w latach 2000–2003 (tab.1.) (Wziątek i in. 2005).

Tabela 1. Charakterystyka materiału zebranego w latach 2000–2003

Znalezione otolity czyszczono roztworem wody z mydłem, następnie suszono i zatapiano w żywicy Entellan® (Merck). W dalszym etapie otolity były szlifowane wodnym papierem ściernym P1000C, dla określenia wieku ryby. Jeżeli dany osobnik należał do znakowanego rocznika, otolit doszlifowywano papierem P1200C, a następnie oglądano w świetle fluorescencyjnym o długości fali 510–560 nm, celem stwierdzenia obecności znaczka.

Wyniki

Łącznie, w latach 2000–2003 z wypluwek pozyskano 395 par otolitów. Spośród nich oszlifowano łącznie 493 otolity, które zakwalifikowano jako należące do roczników znakowanych.

W trakcie szlifowania zaobserwowano, że otolity pozyskane z wypluwek znacznie łatwiej ulegają uszkodzeniu (wypadnięcie centrum otolitu), niż pozyskane bezpośrednio od ryb (tab. 1.). Zdecydowanie mniej wyraźna była także struktura wewnętrzna otolitu.

Znaczki fluorescencyjne (rys.1.) stwierdzono łącznie na pięciu otolitach: jednym w roku 2001 i czterech w roku 2002. Na podstawie odczytów stref przyrostu, wiek ryb, od których pochodziły otolity, określono na 1+. W latach 2000 i 2003 w próbach nie stwierdzono otolitów znakowanych.

Rys. 1. Znaczek fluorescencyjny znaleziony na otolicie sielawy

pochodzącym z wypluwki kormorana

Podsumowanie

Zebrane materiały wskazują, że znaczki fluorescencyjne zachowują się przynajmniej przez rok na otolitach sielawy pozyskanych z wypluwek kormoranów. Wydaje się więc, że taka metoda znakowania ryb-ofiar może być z powodzeniem stosowana w badaniach nad odżywianiem się ptaków rybożernych, podobnie jak znaczki zewnętrzne użyte przez Russella i in. (2003).

Ponieważ znakowania dokonuje się na larwach ryb, które potencjalnymi ofiarami ptaków stają się dopiero po kilku miesiącach lub nawet latach, samo znakowanie nie wpływa w bezpośredni sposób na podatność ofiary na złowienie, zwłaszcza że znaczki są ukryte wewnątrz organizmu i niewidoczne na zewnątrz. Stanowi to dużą zaletę, w porównaniu do znaczków zewnętrznych, których wielkość i kolor może wręcz prowokować ptaka do ataku (Pelczarski 1998), a tym samym zwiększać podatność ryb na schwytanie.

Za niewątpliwą zaletę metody należy uznać także fakt, że poznakować można cały wprowadzany do zbiornika materiał zarybieniowy, a nie tylko próbę reprezentatywną. Może to pozwolić na dokładne określenie, jaki jest udział w pokarmie kormoranów ryb pochodzących z zarybień i tarła naturalnego. Jest to niezwykle ważne w odniesieniu do gatunków objętych ochroną czynną, jak ma to miejsce w przypadku sielawy w Wigierskim Parku Narodowym.

Za wadę metody należy uznać niemożność uzyskania indywidualnych informacji dotyczących poszczególnych ryb. Znaczki wszystkich osobników są bowiem identyczne, w przeciwieństwie do znaczków kodowanych (Russell i in. 2003). Stąd też uzyskanie danych dotyczących wieku czy wielkości ryby-ofiary wymaga dodatkowych procedur, wykorzystujących inne elementy.

Literatura

Collis K.D., Roby D.D., Craig D.P., Ryan B.A., Ledgerwood R.D., 2001: Colonial waterbird predation on juvenile salmonids tagged with passive integrated transponders in the Columbia River estuary: vulnerability of different salmonids species, stock and rearing types. Trans. Am. Fish. Soc. 130: 385–396.

Duffy D.C, Jackson S., 1986: Diet studies of seabirds: a revive of method. Colonial Waterbirds 9: 1–17.

Felthman M.J., MacLean J.C., 1996: Carlin tag recoveries as an indicator of predation on Salmon Salmo salar L. smolts by Goosanders Mergus merganser L. and Red-breasted Mergansers M. serrator. J. Fish Biol. 48: 270–282.

Guilbault G.G. (red)., 1973: Practical Fluorescence. Theory, methods and techniques. Marcel Dekker INC. New York.

Martyniak A., Gabrys B., Boron S., Hliwa P., Szymanska U., Terlecki J., Romaniewicz A., 1997: Diet composition of cormorants Phalacrocorax carbo sinensis from pellets collected in the post-breeding season at Wigry National Park (NE Poland). Suppl. Ric. Boil. Selvaggina XXVI: 499–504.

McKay H.V., Robinson K.A., Carss D.N., Parrott D., (2003): The limitation of pellet ananlysis in the study of cormorant Phahalacrocorax spp.diet. Vogelwelt 124, Suppl: 227–236.

Pelczarski W., 1998: Kormoran zagrożenie dla zarybień trocią. Wiad. Ryb. 9 (94): 11.

Pannella G., 1971: Fish otoliths: daily growth layers and periodical patterns. Science 173: 1124–1127.

Russell I.C., Kinsman D.A., Ives J.M., Finney J., Murrell M., 2003: The use of coded-wire microtags to assess prey selectivity and foraging behaviour in Great Cormorants Phalacrocorax carbo. Vogewelt. 123: 245–253.

Ryan B.A., Ferguson R.D., Ledgerwood R.D., Nunnallee E.P., 2001: Detection of passive integrated transponder tags from juvenile salmonids on piscivorous bird colonies in the Columbia River basin. N. Am. J. Fish. Mgmt. 21: 417–421.

Secor D.H., Dean J.M., Campana S.E. (red.), 1995: Recent developments in fish otolith research. Marine Science 19, University of South Carolina Press.

Wziątek B., Martyniak A., Hliwa P., Kozłowski J., Krzywosz T., Osewski M., Sobocki M., Szymańska W., Gomułka P., 2005: Great Cormorant predation on coregonid fishes at seven sites in Poland. Arch. Hydrobiol. Advenc. Limnol. 60: 285–297.