Корм для кошек пуффинс: Корм для кошек Puffins: отзывы, разбор состава, цена

Корм для кошек и собак

Наши четвероногие любимцы – собаки являются полноценными членами семьи. Они нуждаются во внимании, заботе, уходе и хорошем питании. Наш интернет магазин для собак предлагает широкий выбор товаров, начиная от сухих кормов и заканчивая одеждой, спальными местами и аксессуарами для них. Вся предлагаемая в наших каталогах продукция отечественных и импортных производителей полностью соответствует мировым стандартам качества. Наши товары экологически чистые, надежные и абсолютно безопасные. У нас можно найти все, что нужно вашему домашнему любимцу. Купить товары для собак в нашем интернет магазине очень просто. Достаточно лишь зайти на наш сайт, оформить заявку и ждать обратного звонка для уточнения деталей и места доставки покупки.

Что представляют собой товары для собак?

Предлагаемые в нашем интернет магазине товары для собак удовлетворят пожелания даже самых требовательных клиентов. У нас есть широкий выбор:

  1. Сухих кормов, консерв и прочих лакомств;
  2. Средств по уходу за кожей, зубами, когтями;
  3. Собачьей косметики;
  4. Одежды и обуви;
  5. Игрушек;
  6. Спальных мест и переносок;
  7. Шлеек, ошейников, поводков, и пр.
При посещении нашего интернет магазина у вас будет уникальная возможность купить все необходимое для вашего четвероногого друга в одном месте. Если же вы затрудняетесь с выбором той или иной продукции, на помощь придет наш онлайн консультант, который подробно изложит вам всю информацию об интересующем товаре.

Тем, кого интересуют дешевые товары для собак, интернет магазин предлагает посетить отдельный его раздел, где представлены недорогие повседневные вещицы и базовый корм для собак. В других каталогах представлена брендовая продукция ведущих производителей, работающих на рынке зооиндустрии. Если вам нужны товары для собак, интернет магазин дешево предлагает их вам купить, не выходя из дома.


Puffins сухой корм для кошек, мясо, рис и овощи

Описание

Этот сухой корм для кошек является полнорационным и подходит в качестве основного рациона. В состав корма Пуффинс входят мясные ингредиенты¸ а также злаки. В нашем интернет магазине представлено несколько вариантов корма Пуффинс с разными вкусами.

Богатый выбор корма с разными вкусами позволяет владельцам вносить разнообразие в привычный рацион своих питомцев. Вы также можете подобрать из большого ассортимента тот вид корма, который не будет надоедать вашей кошке и она с удовольствием будет есть его.


Состав

Злаки, мука из мяса птицы, мука мясная, жир животный пищевой, пульпа сахарной свеклы, куриный печеночный экстракт, дрожжи, соевое масло, таурин, минеральные вещества (цинк, медь, кобальт, железо, йод, калий, кальций, фосфор селен, магний), антиоксиданты, комплекс витаминов А, D3, Е, К, холин В4, никотиновая кислота В3, пантотеновая кислота В5, рибофлавин В2, тиамин В1, цианокобаломин В12, фолиевая кислота В9, биотин.


Свойства

Производитель

Возраст

Взрослые (от 1 до 6 лет)

Пожилые (после 7 лет)

Вкус

Рис

Мясо

Овощи

Порода/размер

Для всех пород

Страна-производитель

Особенности

Полнорационный

Повседневный


Отзывы

Отзывов еще нет

Зоотовары оптом от производителя на индивидуальных условиях

Наполнители, пеленки и аксессуары

ЗооДом

Корма для кошек и собак

Proxвост, ProBalanсe, Lapka, Glance

Корма для кошек и собак

Ночной охотник, Herbax, Puffins, Puffins picnic, Верные друзья, Амурр

Корма для кошек и собак

Ем без проблем, Натуральная формула, Собачье счастье, Кошачье счастье, Дозор

Корма для кошек и собак

Зоогурман, BIG DOG, Smally dog, Большая миска, СпецМяс, МуррКисс

Корма для птиц и грызунов

Чика, Чика Био, Закрома

Товары для птиц, грызунов, морских обитаталей

Аквакулинар, Перрико, Мышильд

Товары для кошек и собак

ДОКТОР ZOO

Корма для птиц и грызунов

Верные друзья

Ошейники и аксессуары для кошек и собак

Наша ручная работа

Одежда и аксессуары для кошек и собак

Osso Fashion

Аксессуары для кошек и собак

Пижон

Корма и лакомства для кошек и собак

ВкусВилл

Продукты :: PUFFINS-FOOD.COM

Дом

Продукты

Взрослые тупики с бараниной и рисом

Здоровая и счастливая собака? Блестящая и роскошная шерсть, исключительный мышечный тонус, здоровая кожа, зубы, суставы, яркие ясные глаза, обильный стул, игривость и счастье. Питание способствует такому идеальному состоянию. Основная задача — поддержание оптимального веса и хорошей кондиции, стойкого иммунитета и правильного пищеварения. Высокая усвояемость снижает усталость, истощение пищеварительной системы и улучшает уборку за собакой.Состояние стройности является определяющим фактором для более долгой и здоровой жизни.


Тупики взрослые с куриным мясом

Здоровая и счастливая собака? Блестящая и роскошная шерсть, исключительный мышечный тонус, здоровая кожа, зубы, суставы, яркие ясные глаза, обильный стул, игривость и счастье. Питание способствует такому идеальному состоянию. Основная задача — поддержание оптимального веса и хорошей кондиции, стойкого иммунитета и правильного пищеварения. Высокая усвояемость снижает усталость, истощение пищеварительной системы и улучшает уборку за собакой.Состояние стройности является определяющим фактором для более долгой и здоровой жизни.


Тупики Взрослые Макси

Собаки крупных пород всегда превосходно помогали людям. Они стали незаменимыми помощниками во многих ситуациях (на работе) благодаря своей силе, стойкости, преданности, отличному обонянию и легкой обучаемости. Гармония их тел и благородная внешность очевидна с первого взгляда. Блестящая роскошная шерсть, исключительная структура мышц, здоровая кожа, зубы, суставы, яркие ясные глаза, здоровый стул, игривость и счастье — все это особенно выделяется для крупных пород.


Тупики Юниор

Щенки очень требовательны к питанию. В течение первых 6 месяцев собаки растут наиболее быстрыми темпами, развивается пищеварительная система, иммунитет, скелет и суставы, формируются кожа и шерсть. Вместе со всеми этими крайними изменениями развития щенки испытывают стресс из-за прерывания грудного вскармливания, смены хозяина, смены зубов и вакцинации. К тому же вместимость их желудка очень мала. Следовательно, пища должна быть питательной и в то же время безопасной с точки зрения питания, чтобы покрыть все эти изменения.


Тупики Юниор Макси

Щенки очень требовательны к питанию. В течение первых 6 месяцев собаки растут наиболее быстрыми темпами, развивается пищеварительная система, иммунитет, скелет и суставы, формируются кожа и шерсть. Вместе со всеми этими крайними изменениями развития щенки испытывают стресс из-за прерывания грудного вскармливания, смены хозяина, смены зубов и вакцинации. К тому же вместимость их желудка очень мала. Следовательно, пища должна быть питательной и в то же время безопасной с точки зрения питания, чтобы покрыть все эти изменения.


Тупики Старшие

Чем старше собака, т.е. чем дольше она живет с нами, тем более драгоценной и незаменимой она становится для нас. Сила молодости может смириться со многими вещами, но по мере взросления собак, как и людей, начинают появляться проблемы со здоровьем.
В зависимости от породы определенные физические изменения, которые влияют на использование определенных пищевых ингредиентов, происходят примерно в 7-летнем возрасте и приводят к тому, что ваша собака более чутко реагирует на недостаток или избыток определенного питательного вещества.Девиз кормов для пожилых собак — «профилактика». Следовательно, правильная диета для пожилых собак служит той же цели, что и защитная прививка. Он может улучшить текущие проблемы со здоровьем, уменьшить или избавиться от симптомов заболеваний, снизить риск новых заболеваний и, что не менее важно, поддерживать оптимальную массу тела и физическое состояние.


Тупики Йоркшир

Йоркширские тупики: здоровая и счастливая собака? Блестящая и роскошная шерсть, исключительный мышечный тонус, здоровая кожа, зубы, суставы, яркие ясные глаза, обильный стул, игривость и счастье.В таком идеальном состоянии очень много участвуют в питании. Основная задача — поддержание оптимального веса и хорошей кондиции, стойкого иммунитета и правильного пищеварения. Высокая усвояемость снижает усталость, истощение пищеварительной системы и улучшает уборку за собакой. Состояние стройности является определяющим фактором для более долгой и здоровой жизни.

фактов о птицах-тупиках | Fratercula arctica

Факты о тупиках

Prey
Sandeel, Herring, Sprat
Имя молодого
Цыпленок
Групповое поведение
Интересный факт
Может оставаться в воде до 2 минут!
Расчетная численность популяции
Уменьшение
Самая большая угроза
Охота и загрязнение
Наиболее характерная особенность
Яркий треугольный клюв
Другое имя (а)
Атлантический тупик, хохлатый тупик, рогатый тупик, конек носорога
Размах крыльев
47 см — 63 см (18.5 дюймов — 24,8 дюйма)
Инкубационный период
45 дней
Возраст птенцов
2 месяца
Среда обитания
Морские и прибрежные районы
Хищники
Чайки, поморники, лисы
Диета
Плотоядные
Образ жизни
Общее название
Тупик
Количество видов
4
Местоположение
Северное полушарие
Средний размер кладки
1
Слоган
Может оставаться в воде до 2 минут!
Группа
Птица

Физические характеристики тупика

Цвет
Тип кожи
Перья
Максимальная скорость
55 миль в час
Продолжительность жизни
15-30 лет
Вес
368.5 г — 481,9 г (13 унций — 17 унций)
Высота
28 см — 32 см (11 дюймов — 12,6 дюйма)
Возраст половой зрелости
4-5 лет

Изображения тупиков

Просмотрите все наши изображения тупиков в Галерея.

Посмотреть все изображения Puffin!



Классификация и эволюция тупиков

Тупики — это небольшой вид морских птиц, который тесно связан с другими птицами, такими как кайры. Существует четыре различных вида тупиков, обитающих в более холодных условиях северной Атлантики: атлантический тупик, тафтинговый тупик, рогатый тупик и конек-носорог, которые, несмотря на свое название и разный внешний вид, остаются одним из четырех видов тупиков в мире. существование сегодня.Тупики, наиболее известные своими ярко окрашенными треугольными клювами, являются одними из самых характерных среди всех морских птиц, и хотя они не считаются вымирающим видом, тупики вымерли во многих районах, где они когда-то были в изобилии. Несмотря на свою пингвиноподобную стойку и внешний вид, тупики могут очень хорошо летать и, как известно, за короткие периоды времени развивают скорость более 50 миль в час.

Анатомия и внешний вид тупиков

Тупики — это птицы небольшого размера с густым черно-белым оперением, которое помогает им согреться в холодных условиях самого северного, северного полушария.У них черные шеи, спина и крылья с белым низом и беловатыми перьями по бокам лица. Их ступни и ноги имеют тускло-желтый цвет в холодные зимние месяцы, а в период размножения становятся ярко-оранжевыми. Тупики — это птицы с широкими уплощенными клювами, большими и треугольными по форме, хорошо известными своими яркими отметинами. Красный цвет проходит по всей длине и поперек кончика, основание более сероватого цвета с промежуточными желтыми отметинами, и так же, как их ноги и ступни, клюв тупиков более ярко окрашен в теплый период размножения, становясь более ярким. скучнее, чем в более холодные зимние месяцы.Хотя и самцы, и самки почти идентичны по внешнему виду, самцы, как правило, немного больше по размеру, чем их коллеги-самки, и поэтому их легче идентифицировать, когда оба пола видны вместе.

Распространение и среда обитания тупиков

Тупики — это птицы, обитающие в море и прибрежных районах Северного полушария, чаще всего в Атлантическом, Тихом и некоторых частях Полярного круга. Точное местонахождение тупика в значительной степени зависит от вида: атлантический тупик населяет береговую линию по всей северной части Атлантического океана, от Дании на востоке до Канады на западе и от северной Норвегии до Канарских островов и Испании. на юге, но не в северной части Тихого океана.Тем не менее, хохлатый тупик и рогатый тупик отсутствуют в Северной Атлантике, а вместо этого могут быть найдены в больших колониях в северной части Тихого океана от западного побережья Канады до Японии и, возможно, даже Кореи, хотя их статус там не известен. Несмотря на то, что популяции во многих регионах по-прежнему остаются стабильными, тупики сегодня отсутствуют на большей части их некогда обширного естественного ареала, и им постоянно угрожает рост активности человека как на суше, так и в море, где им особенно угрожают экологические катастрофы. например, разливы нефти.

Поведение и образ жизни тупиков

Как и другие виды гагарок (и многие другие морские птицы), тупики — очень общительные животные, обитающие на травянистых вершинах скал обширными колониями, которые могут содержать до двух миллионов особей. Однако известно, что они держатся вместе не только на суше: когда они кормятся в море, тупики, как известно, образуют «плоты», чтобы обеспечить лучшую защиту от своих многочисленных хищников благодаря технике безопасности в числа.Тупики не только быстрые и эффективные в воздухе, но и невероятно искусные и ловкие пловцы, которые, как известно, ныряют на глубину до 60 метров на две минуты за раз (хотя в среднем погружение обычно длится около 20 минут. секунд), чтобы максимизировать свои шансы поймать много рыбы как для себя, так и для своего потомства. В зимние месяцы тупики проводят большую часть своего времени, охотясь в море, иногда за много миль от суши, прежде чем вернуться к скалам в теплые месяцы для размножения, что затрудняет для ученых полное понимание статуса вида.

Размножение и жизненные циклы тупиков

Тупики имеют ежегодный сезон размножения, который длится в теплые летние месяцы с апреля до середины августа, в больших колониях на мягких травянистых вершинах скал. Используя свои клювы как лопату и перепончатые лапы с острыми когтями для выкапывания нежелательной почвы, они могут вырывать в земле норы глубиной более метра и длиной более нескольких метров, чтобы сохранить свои ценные вещи. яйцо или детеныш надежно спрятаны от хищников, например чаек.Тупики спариваются на всю жизнь, и самка тупика откладывает одно белое яйцо, которое оба родителя инкубируют до тех пор, пока через шесть недель оно не вылупится в норе, покрытое коричневатыми перьями. За птенцом ухаживают и кормят оба родителя, которые приносят ему рыбу из моря в своих клювах, пока он не станет самостоятельным и не покинет гнездо в возрасте около двух месяцев. Тупики способны воспроизводить себя в возрасте от четырех до пяти лет и могут жить до 20 лет в дикой природе, хотя пожилые люди не являются чем-то необычным, а некоторые люди достигают возраста тридцати лет.

Диета тупиков и добыча

Несмотря на то, что тупики технически всеядны, их рацион исключительно плотоядный, в основном состоящий из мелких рыб и дополненный животным планктоном в холодные зимние месяцы. Тупики в основном охотятся на сандиля, мойву, сельдь и кильку, а также иногда на кальмаров, моллюсков или ракообразных, на которых они охотятся под водой во время погружений, которые в среднем составляют около 20 секунд за раз. Их клювы уникальной формы также идеально подходят для переноски рыбы благодаря слою шипов, которые находятся в верхней части клюва и на их языке.Тщательно вылавливая мелкую рыбу, расположенную от головы до хвоста по всей длине клюва, тупики могут продолжать ловить еще больше, не теряя ни одного улова, который они уже накопили, обычно собирая до 30 рыб, прежде чем вернуться обратно. землю, чтобы накормить своего голодного птенца.

Puffin Predators and Threats

Несмотря на то, что тупики относительно невелики по размеру, у них меньше хищников, чем ожидалось, из-за того, что они гнездятся высоко на вершинах скал и в норах, расположенных более чем на 3 фута под землей, с чайками и ястребами , орлы и лисы — самые обычные наземные хищники взрослых тупиков и их детенышей.В районах, более близких к человеческому жилищу, тупики также становятся жертвами домашних кошек и собак, а крысы часто целятся в их ценные яйца, спрятанные в норах под землей. В море тупики становятся добычей крупных птиц, таких как поморники и большие чайки, которые соревнуются за ту же пищу, на которую охотятся тупики. Однако наибольшую угрозу для тупиков сегодня представляют люди и влияние, которое их активная деятельность оказывает на естественную среду обитания тупиков. Развитие прибрежных районов, туризм, разливы нефти и появление чужеродных хищников в их естественной среде обитания привело к резкому сокращению численности популяции во всем их исторически обширном естественном ареале.

Puffin Интересные факты и особенности

Puffin — отличные пловцы, но они также невероятно быстры в воздухе и могут очень быстро запускаться с земли или воды, когда это необходимо. Тупики настолько быстры, что могут летать со скоростью до 55 миль в час (88 км / ч) в течение коротких периодов времени, а их маленькие крылышки взмахивают до 300-400 раз в минуту. Тупиков часто можно увидеть с рядами маленьких рыбок, выстроенными в линию по длине их ярко окрашенных треугольных клювов, особенно во время сезона размножения, когда они ловят рыбу, чтобы накормить своих молодых птенцов.Посещение нерестилищ на расстоянии до 10 км часто может быть утомительным процессом для такой маленькой птицы, поэтому они обычно собирают столько рыбы, сколько могут за один присест. Хотя обычно известно, что они приносят от 4 до 30 мелких рыб, таких как песчаные угри, у одной особи было зарегистрировано целых 62 рыбы, запихнутых в клюв.

Отношения тупиков с людьми

С тех пор, как люди заселили самые северные регионы мира, они охотились на тупиков ради мяса и яиц, чтобы обеспечить людей легким источником белка в теплые летние месяцы, когда птицы гнездо на суше.Однако с ростом числа жителей популяции начали сильно страдать, что привело к исчезновению многих колоний тупиков по всему Северному полушарию. Люди также сыграли огромную роль в нарушении их естественной среды обитания в целом за счет увеличения объемов прибрежного освоения и чрезмерного туризма, который приносит меньше земли и больше мусора, с которым этим маленьким птицам приходится бороться. Другой серьезной проблемой было воздействие рыболовства, которое привело к серьезному сокращению естественной добычи видов тупиков, и это в сочетании с повышенной активностью океана и, что еще более разрушительно, разливами нефти привело к полному исчезновению тупиков во многих регионах, где они когда-то были найдены. избыток.

Состояние сохранения и жизнь тупиков сегодня

Сегодня считается, что все четыре вида тупиков в наименьшей степени опасаются исчезновения в ближайшем будущем из их естественной среды обитания, поскольку, хотя популяции все еще сокращаются, их численность остается относительно высокой, и они все еще занимают большой ареал по всему Северному полушарию, хотя им особенно угрожает загрязнение. Разливы нефти с больших танкеров являются одним из самых опасных загрязнителей для тупиков, поскольку они легко застревают в густой нефти и покрываются ею, и поэтому не могут летать или плавать.В 1800-х и 1900-х годах на тупиков обычно охотились из-за мяса и яиц, что привело к серьезному сокращению популяции тупиков в мире, даже полностью уничтожив некоторые колонии тупиков. Однако в 21-м и конце 20-го века тупики получили лучшую защиту, и ведутся работы по сохранению, особенно в Северной Америке, чтобы помочь спасти оставшиеся популяции тупиков.

Просмотреть все 64 животных, имя которых начинается с P

Часто задаваемые вопросы о тупиках (часто задаваемые вопросы)

Тупики являются травоядными, плотоядными или всеядными?

Тупики — хищники, то есть они едят других животных.

Какому королевству принадлежат тупики?

Тупики принадлежат Королевству Животных.

К какому классу принадлежат тупики?

Тупики относятся к классу Авес.

К какому типу принадлежат тупики?

Тупики относятся к типу Chordata.

К какому семейству принадлежат тупики?

Тупики принадлежат к семейству Alcidae.

К какому отряду принадлежат тупики?

Тупики относятся к отряду Charadriiformes.

Какое покрытие у тупиков?

Тупики покрыты перьями.

К какому роду принадлежат тупики?

Тупики относятся к роду Fratercula.

Где живут тупики?

Тупики обитают в Северном полушарии.

В какой среде обитания живут тупики?

Тупики обитают в морских и прибрежных районах.

Какие хищники тупики?

Хищники тупиков включают чаек, поморников и лисиц.

Сколько яиц откладывают тупики?

Тупики обычно откладывают 1 яйцо.

Что интересного в тупиках?

Тупики могут оставаться в воде до 2 минут!

Каково научное название тупика?

Научное название тупика — Fratercula arctica.

Какова продолжительность жизни тупика?

Тупики могут жить от 15 до 30 лет.

Как называют детеныша тупика?

Детёныша тупика называют птенцом.

Сколько существует видов тупиков?

Существует 4 вида тупиков.

Какая самая большая угроза для тупиков?

Самыми большими угрозами для тупиков являются охота и загрязнение окружающей среды.

Какой размах крыльев у тупика?

Размах крыльев тупика составляет от 47 до 63 см (от 18,5 до 24,8 дюйма).

Как еще зовут тупика?

Тупик также называют атлантическим тупиком, тупиком с хохолком, рогатым тупиком или коньком-носорогом.

Как быстро тупик?

Тупик может двигаться со скоростью до 55 миль в час.

Как рождаются тупики?

Тупики откладывают яйца.

Как сказать Puffin в …
BulgarianТъпоклюна кайра
CzechPapuchalk bělobradý
SpanishFratercula агсНса
EsperantoAtlantika fraterkulo
ItalianFratercula агсНса
японский Мнение Эксперта シ ツ ノ メ Немецкий リ
TurkishBayağı дениз papağanı
Источники
  1. Дэвид Burnie, Дорлинг Киндерсли (2011) Animal, The Definitive Визуальный Guide К дикой природе мира
  2. Том Джексон, Lorenz Books (2007) Всемирная энциклопедия животных
  3. Дэвид Берни, Зимородок (2011) Энциклопедия животных зимородка
  4. Ричард Маккей, University of California Press (2009) Атлас исчезающих видов
  5. Дэвид Берни, Дорлинг Киндерсли (2008) Иллюстрированная энциклопедия животных
  6. Дорлинг Киндерсли (2006) Энциклопедия животных Дорлинга Киндерсли
  7. Кристофер Перринс, Oxford University Press (2009) Энциклопедия птиц
  8. Информация об атлантическом тупике, доступна здесь : // www.iucnredlist.org/details/106003321/0
  9. Информация о хохлатом тупике, доступна здесь: http://www.iucnredlist.org/details/106003323/0
  10. Информация о рогатом тупике, доступна здесь: http://www.iucnredlist. org / details / 106003322/0
  11. Факты о тупиках, Доступно здесь: http://projectpuffin.audubon.org/puffin-faqs

Анализ пищевой цепи морских птиц в северной части залива Мэн на основе ДНК

Abstract

Взаимодействие хищник-жертва в пищевых цепочках используется как для характеристики, так и для понимания экосистем.Обычные методы построения пищевых цепочек на основе визуальной идентификации добычи в рационе хищников могут страдать от плохого таксономического разрешения, неправильной идентификации и предвзятости в отношении мелкой или полностью перевариваемой добычи. Технология секвенирования следующего поколения (NGS) стала мощным инструментом для реконструкции диеты посредством штрих-кодирования ДНК в содержимом желудка или образцах фекалий. Здесь мы используем мультилокусное (16S и CO1) секвенирование следующего поколения штрих-кодов ДНК в фекалиях атлантического тупика ( Fratercula arctica ) цыплят (n = 65) и взрослых (n = 64) и содержимого желудков их основных добыча, атлантическая сельдь ( Clupea harengus , n = 44) для исследования ранее изученной пищевой цепи.Мы сравнили обычную диету цыплят и диету, полученную из молекулярных источников, проверили сходство между диетами взрослых тупиков и цыплят и определили, можно ли обнаружить добычу сельди в образцах рациона тупиков. Между маркерами 16S и CO1 наблюдалась высокая вариабельность охвата групп добычи. Мы идентифицировали более уникальную жертву с помощью нашего 16S по сравнению с маркерами штрих-кодирования CO1 (51 и 39 таксонов соответственно), при этом только 12 таксонов были идентифицированы обоими генами. Мы не обнаружили существенной разницы между рационами взрослых тупиков (n = 17) и цыплят (n = 41), идентифицированных 16S.Наш молекулярный метод более систематизирован и обнаруживает добычу цыплят с большей частотой, чем обычные полевые наблюдения. Многие вероятные планктонные жертвы сельди были обнаружены в фекалиях взрослых тупиков и цыплят, что подчеркивает влияние вторичного потребления на интерпретацию молекулярного анализа питания. Это исследование представляет собой первое одновременное молекулярное исследование рациона нескольких компонентов пищевой цепи и подчеркивает полезность подхода с несколькими локусами для реконструкции рациона, который широко применим для анализа пищевых сетей.

Образец цитирования: Bowser AK, Diamond AW, Addison JA (2013) От тупиков до планктона: ДНК-анализ пищевой цепи морских птиц в северной части залива Мэн. PLoS ONE 8 (12): e83152. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152

Редактор: Адам Стоу, Университет Маккуори, Австралия

Поступило: 4 августа 2013 г .; Одобрена: 30 октября 2013 г .; Опубликовано: 16 декабря 2013 г.

Авторские права: © 2013 Bowser et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: Эта работа финансировалась NSERC, Министерством охраны окружающей среды Канады, Канадской службой дикой природы (Атлантический регион), Университетом Нью-Брансуика, Фондом инноваций Нью-Брансуика и Канадским фондом инноваций. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Экосистемы характеризуются и понимаются на основе фундаментальных отношений между хищником и жертвой. Когда они связаны вертикально и горизонтально, эти отношения образуют пищевые сети, которые показывают, как энергия течет через экосистемы, и демонстрируют, как взаимодействуют различные компоненты сети. Рассмотрение экосистемы в целом, а не просто совокупности независимых частей, является краеугольным камнем широко принятой парадигмы экосистемного управления [1,2,3,4,5,6,7], которая опирается на точные оценки пищевых сетей.Поскольку наше понимание функционирования экосистемы зависит от данных в пищевой цепи, устаревшие, предвзятые или неполные оценки рациона питания ослабляют нашу способность предсказывать, как и почему происходят изменения в экосистемах.

Традиционные методы построения пищевых цепочек основаны на исследованиях диеты, которые визуально идентифицируют добычу во время кормления или в желудках, гранулах или фекалиях. Эти методы часто страдают от неправильной идентификации похожей на вид добычи, недопредставленности мягкотелой (внутри содержимого желудка) или мелкой (при наблюдении в поле) добычи и низкого таксономического разрешения, когда добычу невозможно точно идентифицировать из-за расстояния (во время наблюдений ) или пищеварение (в содержимом желудка) [8].Биохимические методы, такие как жирные кислоты, стабильные изотопы и ДНК, приобрели популярность в исследованиях диет и могут использоваться как форма контроля качества для традиционных методов. Однако эти методы позволяют лучше понять диету в долгосрочной перспективе и не обязательно хорошо подходят для определения вида добычи, особенно когда имеется мало a priori знаний о диете. Использование ДНК в фекалиях или содержимом желудка дает представление о рационе хищника и, как было показано, не только дает более точную оценку рациона, чем традиционные методы [9,10,11,12], но также может обеспечить идентификацию добычи на уровне вида. за счет использования общедоступных справочных последовательностей.Методики, основанные на ДНК, выгодны тем, что их можно использовать либо для сравнительных целей для ранее известных диет, либо для описания диеты de novo .

Применение штрих-кодирования ДНК в исследованиях диеты значительно расширилось с появлением технологии секвенирования следующего поколения (NGS). Теперь возможно идентифицировать даже самую редкую жертву от нескольких хищников до уровня вида, рода или семейства за один цикл секвенирования, сохраняя при этом возможность проследить каждую жертву до образца, из которого она произошла.NGS использовался в исследованиях диет по штрих-кодированию для морских котиков [13], маленьких пингвинов [14,15], медленных червей [16], летучих мышей [17,18], леопардовых кошек [19] и тапиров [20]. Однако на идентификацию добычи по ДНК в образцах рациона могут сильно влиять технические проблемы, включая неопределенность в отношении таксономического разнообразия, ожидаемого в образце, и низкое качество геномной ДНК, особенно при извлечении из образцов фекалий. Большинство исследований диеты на основе ДНК разрабатывают несколько групповых праймеров, которые усиливают различные типы добычи в рационе хищников, но эти исследования могут не описать полный таксономический диапазон потребляемой добычи.Универсальные праймеры могут амплифицировать и разрешать виды в широком спектре таксонов, что делает их хорошей, экономичной и эффективной по времени альтернативой группоспецифичным праймерам. Использование нескольких маркеров также может обеспечить более широкое таксономическое разрешение диеты, поскольку разные маркеры не подходят для штрих-кодов для всех таксономических групп (например, 21). Кроме того, ПЦР-амплификация деградированной ДНК более надежна, когда целевые фрагменты малы [22]. Более того, до 90% последовательностей, полученных из NGS [19], могут быть менее деградированной ДНК хозяина.Включение праймеров для блокирования амплификации ДНК хозяина может значительно увеличить количество жертвенных последовательностей. Наконец, также возможно, что результаты могут вводить в заблуждение, если праймеры могут усиливать добычу внутри добычи, которой питаются хищники (т. Е. Вторичное потребление). Это может исказить интерпретацию того, как эти виды взаимодействуют с остальной экосистемой. Таким образом, сравнение рациона как хищника, так и жертвы является оправданным для оценки возможности обнаружения вторичного потребления методами, основанными на ДНК.На сегодняшний день ни в одном исследовании диеты с использованием NGS не было изучено несколько компонентов пищевой цепи.

Здесь мы используем атлантических тупиков ( Fratercula arctica ) с острова Макиас Сил и их главную добычу, атлантическую сельдь ( Clupea harengus ) в качестве модельной системы, чтобы исследовать, как можно использовать молекулярные методы для описания пищевых цепей, как эти два вида представляют простая пищевая сеть, в которой использовались два традиционных метода изучения диеты. Диета цыплят тупиков известна благодаря сотням часов наблюдений за взрослыми особями, которые кормят своих птенцов в рамках долгосрочной программы исследования морских птиц [23], которая позволит сравнить рацион цыплят, полученный на молекулярном уровне.Изучая рацион основной добычи тупиков (сельди), мы также можем рассмотреть потенциальный эффект вторичного потребления. Молекулярные методы также могут пролить свет на вопросы, на которые исторически было сложно или невозможно ответить. Например, поскольку взрослые тупики добывают корм в море и не оставляют идентифицируемых компонентов добычи в фекалиях или в форме гранул, рацион цыплят использовался в качестве наилучшей оценки рациона взрослых птиц в заливе Мэн, что подтверждается предположением. сходными уровнями изотопов азота в крови цыплят и взрослых (одинаковое трофическое положение) [24].Однако теория оптимального кормления предсказывает, что взрослые тупики, занимающиеся добычей кормов в центре, должны кормить своих птенцов менее разнообразным рационом из высококачественной пищи, в то время как они питаются более разнообразным ассортиментом потенциально более низкого качества добычи [25]. Анализ диетических образцов фекалий на основе ДНК дает возможность задокументировать диету взрослых тупиков в заливе Мэн и проверить сходство диеты взрослых особей и цыплят. Кроме того, диета основной добычи цыплят тупиков (молоди сельди) не очень хорошо известна и основана на пяти анализах содержимого желудков в возрасте старше 30 лет [26,27,28,29,30].Диета из сельди, полученная из молекулярных источников, позволяет одновременно оценивать обычный анализ содержания желудка в рационе, расширяя наши знания о важной экосистеме.

В этой статье мы применяем секвенирование следующего поколения штрих-кодов ДНК по двум генетическим маркерам на образцах фекалий взрослых тупиков и цыплят, а также содержимого желудков сельди для изучения рациона и описания пищевой цепи, в которой существуют эти виды. Мы сравниваем рацион цыплят тупиков, используя обычные полевые наблюдения и молекулярные методы, проверяем предположение об общем рационе взрослых тупиков и цыплят и проверяем влияние вторичного потребления, рассматривая рационы цыплят и сельди.Кроме того, мы используем виды добычи, обнаруженные каждым генетическим маркером в образцах рациона, для оценки эффективности метода нескольких локусов, а также для того, чтобы сделать выводы об экологии кормодобывания тупиков и сельди. Поскольку пищевые сети обеспечивают основу, на основе которой мы делаем выводы о том, как функционирует экосистема, крайне важно, чтобы исследования, используемые для построения пищевых сетей, обеспечивали наиболее точную, непредвзятую и повторяемую оценку диеты. В этой статье представлен первый анализ нескольких генетических маркеров для нескольких таксонов в морской трофической сети и продемонстрирована широкая применимость этого метода в качестве инструмента для реконструкции рациона рыб и птиц.

Методы

Заявление об этике

Это исследование было одобрено Комитетом по уходу за животными Университета Нью-Брансуика (разрешение на уход за животными № 09012), а также Канадской службой дикой природы (разрешение на научное исследование № ST2642 для работы с тупиками и MBS / MSI 09-6 для беспокойных птиц в охраняемый, находящийся в федеральной собственности заповедник перелетных птиц).

Отбор проб

Чтобы оценить эффективность традиционных полевых наблюдений в качестве подходящего метода для изучения рациона тупиков, мы сравнили диету, рассчитанную на основе 68 часов полевых наблюдений и по ДНК в образцах фекалий цыплят тупиков в период размножения 2009 г. (май-август) на Макиасе. Остров Сил (44 ° 30 ‘северной широты, 67 ° 6’ западной долготы), Нью-Брансуик, Канада.Полевые наблюдения проводились в течение трех часов в бинокль через смотровые шторы в соответствии с протоколами исследований острова Макиас Сил [23,31], где количество, длина и вид или категория (например, «криль») всей добычи регистрировались в каждой загрузке счета. доставка взрослого снабженца. В ходе регулярных исследовательских работ случайно был собран 91 образец фекалий цыплят. Чтобы проверить сходство рациона взрослых тупиков и цыплят, мы собирали 10 образцов фекалий взрослых особей в неделю (всего 146) в течение всего сезона.Образцы фекалий хранили в 70% этаноле. Чтобы оценить рацион сельди и изучить потенциальный эффект вторичного потребления, мы вскрыли желудки 77 собранных молодых особей сельди (~ 5-15 см), которые случайно выпали во время кормления взрослых морских птиц. Другая добыча, обнаруженная в колонии, а также несколько видов беспозвоночных и рыб, полученных из приливной зоны острова и из мусорных ведер, подаренных проходящими рыбаками, хранились в мешках Whirl-pak® (Nasco) при -20 ° C для создания последовательности база данных местной фауны, по которой можно идентифицировать фекальную и желудочную ДНК.Все образцы фекалий и содержимое желудка хранили в 5-10 мл 70% этанола при 4 ° C в течение трех месяцев, -20 ° C в течение четырех месяцев и затем -80 ° C в течение двух лет.

Дизайн грунтовки

Короткие ампликоны-мишени предпочтительны для анализа молекулярной диеты на основе ПЦР, потому что фекальная ДНК часто сильно разложена [22,32]. Мы использовали универсальные пары праймеров для нацеливания на небольшие (~ 130-300 п.н.) фрагменты митохондриальных генов 16S и субъединицы 1 оксидазы цитохрома c (CO1). Вырожденные праймеры 16S1F и 16S2R амплифицируют область 16S размером ~ 180-270 пар оснований и, как было показано, амплифицируют ДНК жертвы из фекалий пингвинов (например,г., рыба, эвфаузииды, кальмары [12]). Чтобы дополнить эти данные, мы использовали второй набор универсальных праймеров [33], которые успешно амплифицируют область CO1 длиной 130 пар оснований у более чем 600 видов млекопитающих, рыб, птиц и насекомых, что делает его хорошим кандидатом для обнаружения видов, не амплифицированных с помощью 16S (таблица 1).

Праймеры Последовательность 5′-3′ Ссылка
16S1F GACGAKAAGACCCTA GACGAKAAGACCCTA 90CCTG 484 GACGAKAAGACCCTA 9048 GACGA Это исследование
16S2R CGCTGTTATCCCTADRGTAACT [12]
Пуффин Блокатор CCCTGGGGTAGCT TGGTCCATTGATCC3 Это исследование
Uni-MinibarF1 TCCACTAATCACAARGATATTGGTAC [33]
Uni-MinibarR1 GAAAATCATAATGAAGGCATGAGC [33]

Таблица 1.Универсальные праймеры для генов 16S и CO1 с соответствующими блокирующими праймерами.

Мы использовали объединенный метод массового параллельного секвенирования (MPS), следуя протоколу Puritz et al. [34]. Чтобы обеспечить возможность восстановления идентификации образца из данных последовательности, мы включили тег мультиплексного идентификатора (MID) на 10 пар оснований между адаптером секвенирования Lib-L 454 (26 пар оснований плюс ключ калибровки сигнала 4 пар оснований) и универсальным праймером (16S или CO1) в нашу специально разработанную перспективу. и обратные праймеры (таблица 2).

AGACGCACTC 90 484 MID-12
Lib-L 454 Секвенирование Адаптеры и ключа (5′-3′ )
Форвард CCATCTCATCCCTGCGTGTCTCCGACtcag
Обратный CCTATCCCCTGTGTGCCTTGGCAGTCtcag
мультиплексной Идентификатор Теги ( 5′-3 ‘)
MID-1 ACGAGTGCGT
MID-2 ACGCTCGACA
MID-3 AGACGCACTC
AGACGCACTC 9047 MID-5 ATCAGACACG
MID-6 ATATCGCGAG
MID-7 CGTGTCTCTA
MID-8 CGT MID-10 TCTCTATGCG
MID-11 TGATACGTCT
TACTGAGCTA
MID-13 CATAGTAGTG
MID-14 CGAGAGATAC
MID-15 MID-15 ATACGAC 9048

Таблица 2.Адаптеры секвенирования нового поколения (454) и теги MID, используемые при разработке праймеров для секвенирования.

Образцы желудка и фекалий могут содержать значительное количество ДНК вида-хозяина из-за отторжения клеток пищеварительного тракта [19]. ДНК хозяина может составлять огромную долю от общего числа последовательностей, полученных в результате секвенирования, что снижает возможность обнаружения жертвы с помощью небольшого количества ДНК или ДНК, которую трудно амплифицировать [19]. Предварительное секвенирование клонированных продуктов ПЦР 16S показало высокую частоту последовательностей ДНК хозяина, извлеченных как из образцов желудка, так и из фекалий.Таким образом, мы сконструировали праймеры, блокирующие селедку и тупик, для 16S1F и 16S2R (соответственно), используя метод спейсера C3, описанный Вестхеймом и Ярманом [35] (Таблица 1). Эффективность блокирующего праймера тестировали с ДНК тупика и сельди по отдельности и в конкурентных условиях в реакциях ПЦР, состоящих из смесей ДНК жертвы (наши эталонные образцы) и ДНК хищника (тупик или сельдь). Хотя мы не выявили интерференции между блокирующими праймерами и какими-либо из наших контрольных образцов, возможно, что блокирующий праймер (перекрывающий высококонсервативную область ДНК) препятствовал идеальной амплификации типов жертв, которые мы не могли оценить.Блокирующие праймеры использовали с амплификациями 16S при соотношении блокирующих и универсальных праймеров 5: 1. Использование блокирующего праймера для обогащения образцов геномной ДНК для матриц редкой добычи снизило долю последовательностей сельди на 86% и удвоило количество идентифицированных таксонов (с 10 до 20 таксонов) в тесте восьми 16S-амплифицированного содержимого желудка сельди. (данные не показаны).

Экстракция и амплификация ДНК

ДНК

из содержимого желудка и контрольных образцов выделяли по протоколу CTAB [36].ДНК ресуспендировали в 20-100 мкл TE (Ambion pH 8,0), и концентрацию и чистоту оценивали с помощью Nanovue TM (General Electric Life Sciences). Образцы фекалий центрифугировали в течение 30 минут при 4 ° C и сливали этанол для хранения. ДНК экстрагировали с помощью мини-набора QiaAmp DNA Stool Mini (Qiagen). Образцы с небольшим количеством фекального материала элюировали 75-100 мкл буфера AE вместо рекомендованных 200 мкл. ДНК хранили в 2 мл микроцентрифужных пробирках при -20 ° C.

Амплификация фекальной ДНК с помощью праймеров для секвенирования, меченных 16S MID, была достигнута в 30 мкл реакций, содержащих 6 мкл неразбавленной матрицы, 0.2 мМ dNTP, 1X бычий сывороточный альбумин (BSA; New England Biolabs), 5 мМ MgSO4, 0,25 мкМ каждого праймера и 1,25 блокирующего праймера, 1X High Fidelity Buffer и 1,2 единицы Platinum® Taq DNA Polymerase High Fidelity (Life Technologies). ДНК из содержимого желудка рыб амплифицировали с помощью праймеров для секвенирования с 16S MID в 30 мкл реакций, содержащих 3 мкл неразбавленной матрицы, 0,2 мМ dNTP, 5 мМ MgSO4, 0,25 мкМ каждого праймера, 1,25 мкМ блокирующего праймера, 1X High Fidelity Buffer и 1,2 единицы платины ® Taq ДНК-полимераза высокой точности.ДНК из образцов, предназначенных для эталонной базы данных потенциальной жертвы, амплифицировали с 10 нг матрицы, 0,2 мМ dNTP, 0,5 мМ MgSO4, 0,25 мкМ каждого прямого и обратного праймера 16S, 0,04 единиц ДНК-полимеразы Taq и 1X буфером ThermoPol (Новая Англия). Биолаборатории). Протокол термоциклирования для 16S начинался при 94 ° C в течение 10 минут, затем следовали 35 циклов при 94 ° C в течение 15 секунд, 55 ° C в течение 15 секунд и 68 ° C в течение 30 секунд, с последующим продлением до 68 ° C в течение 5 минут (BioRad C -1000).

Амплификация с CO1 для обоих типов образцов проводилась с аналогичными компонентами и условиями цикла, что и для 16S, со следующими модификациями: использовалась 3 мкл неразбавленной матрицы, BSA не добавлялся, блокирующий праймер отсутствовал, а температура отжига была установлена ​​на 53 ° C.Все ампликоны визуализировали в УФ-свете в 2% агарозе с использованием SYBR Safe (Life Technologies), а амплифицированные ампликоны очищали с помощью Agencourt AMPure XP (Beckman Coulter) при соотношении 0,9 гранул к 1 продукту ПЦР. Концентрацию ДНК определяли с помощью анализов dsDNA BR на флуорометре Qubit 2.0 (Life Technologies). ПЦР повторяли для образцов с менее чем 20 нг 16S-амплифицированной ДНК, затем объединяли после очистки с помощью набора для экстракции геля QIAEX II в соответствии с инструкциями производителя.

Все пипетки выполнялись с помощью защитных наконечников, отрицательные контроли использовались в каждой ПЦР, использовались небольшие аликвоты реагентов, а лабораторные столы очищались между применениями.Образцы рациона взрослых особей, цыплят и сельди были экстрагированы в разные дни, за несколько недель до ПЦР-компонента этого проекта.

Мы приложили значительные усилия для получения достаточного количества и равномерного временного распределения выборок на протяжении всего периода выборки. Однако ограничивающим шагом в нашем протоколе было выделение ДНК высокого качества. Успешность амплификации содержимого желудков сельди и фекалий тупиков варьировала от 47% до 71%. Недостаточная гомогенизация во время экстракции ДНК и ингибиторы ПЦР — два возможных объяснения большого количества образцов, которые не удалось успешно амплифицировать с помощью ПЦР.Также наблюдались значительные различия в охвате выборкой. Хотя успешность секвенирования представленных образцов составляла более 94%, только 61–84% из этих образцов дали достаточное количество последовательностей для включения в расчеты частоты встречаемости (см. Следующий раздел). Эта вариация может быть результатом вызванной MID-меткой смещения амплификации и секвенирования [37], неточности в эквимолярном пуле ампликонов или вариабельности в качестве образца (поскольку образцы фекалий и желудков, вероятно, содержат много ингибиторов ПЦР).

Секвенирование, биоинформатика и анализ

образцов были количественно определены и объединены в единую эквимолярную библиотеку и секвенированы в Центре инноваций Génome Québec при университете Макгилла в Монреале, Квебек, Канада. Библиотеку секвенировали в одном направлении на половине планшета для пикотитра с использованием платформы Roche GS-FLX (454). Основания вызывались с помощью Pyrobayes [38], а последовательности фильтровались по длине (40-400 п.н.) и качеству (средний Q20 по фрагменту) с помощью Prinseq [39]. Затем последовательности были демультиплексированы на основе их комбинаций тегов MID (только точное совпадение) и разделены по типу ампликона (16S или CO1, только точные совпадения) с помощью jMHC [40].Программа jMOTU [41] использовалась для сборки последовательностей в молекулярные операционные таксономические единицы (MOTU) на различных уровнях различия пар оснований (отсечки). Последовательности были сгруппированы в MOTU с диапазонами отсечения от 1 до 30 пар оснований (и предложены параметры сбора 95% -ного фильтра с низкой идентичностью BLAST и настройки по умолчанию для перекрытия выравнивания последовательностей). При увеличении значений отсечки (количество пар оснований различается между последовательностями) количество MOTU, производимых jMOTU, уменьшается и в конечном итоге достигает асимптоты.Отсечения были выбраны в начале этой асимптоты, чтобы обеспечить высокую степень таксономического разнообразия за счет получения нескольких MOTU, принадлежащих к одному таксону. MOTU в выбранном отрезке времени были экспортированы в файл sql, который был загружен в программное обеспечение для управления реляционными базами данных PostgreSQL (hwww.postgresql.org). Репрезентативные последовательности были выбраны в качестве первой последовательности, появляющейся в выходных данных jMHC, принадлежащих уникальному MOTU. Все MOTU, представляющие CO1, были опрошены с использованием онлайн-инструмента идентификации Barcode of Life Database (BOLD) [42].Все репрезентативные MOTU, которые не были идентифицированы как виды с помощью онлайн-инструмента BOLD, были отнесены к таксономическому уровню, который включал все потенциальные совпадения с запрошенной последовательностью со 100% идентичностью. MEGAN [43] использовался для подтверждения присвоения таксонов на основе жирного шрифта, а также для присвоения таксономии репрезентативным MOTU без совпадения с жирным шрифтом. Файлы BLAST (BLASTn, запрошены 22 марта 2013 г. с параметрами алгоритма по умолчанию) были импортированы в MEGAN (минимальный балл = 75, минимальная поддержка = 2, верхний процент = 10, минимальная сложность = 0), и присвоения таксонов MEGAN были приняты или отклонены на основе на% идентичностей лучших совпадений каждого MOTU.MOTU присваивались лучшему совпадению, если оно было сходным на 96% или выше и являлось возможным компонентом этой системы исследования, в противном случае MOTU были назначены наиболее разрешенному таксономическому узлу, общему для всех значимых совпадений. Аналогичные критерии использовались для отнесения таксонов к 16S MOTU, за исключением того, что мы также включили последовательности, полученные из наших контрольных образцов, при рассмотрении отнесения таксонов.

Мы использовали PRIMER 6 (PRIMER-E Ltd) [44] для многомерного статистического анализа. Мы использовали анализ сходства (ANOSIM) для сравнения рациона цыплят с типом метода (полевое наблюдение или ДНК) в качестве фиксированного фактора.Мы также провели ANOSIM, чтобы проверить разницу между диетой тупиков и возрастом (цыпленок или взрослый) в качестве фиксированного фактора. Данные были преобразованы в двоичные (наличие / отсутствие для образцов фекалий или для доставки припасов для полевых наблюдений). Матрицы сходства были построены на основе подобия Брея-Кертиса, из которого была запущена ANOSIM с 999 перестановками. Мы использовали неметрическое многомерное масштабирование (MDS, 100 перезапусков) с наложенными векторами, представляющими корреляции (коэффициенты корреляции Пирсона,> 0.35 для сравнения цыплят / взрослых, все для диеты по методам (ДНК / поле)), чтобы визуализировать различия между диетами или цыплятами и взрослыми, а также между методами изучения диеты. На всех графиках MDS значения напряжения были ниже 0,2 [45].

Мы использовали частоту, с которой жертва была обнаружена в выборках, частоту встречаемости (FOO), для количественной оценки рациона, потому что доля последовательностей добычи, обнаруженная в выборке, не обязательно количественно коррелирует с пропорциями потребленной добычи [14]. Мы ограничили расчеты FOO выборками, содержащими не менее 50 последовательностей на маркер для каждого из трех типов выборок, полученных в течение общего периода выборки (временные рамки, когда все типы выборок были доступны для сбора, с 13 июня по 29 июля).Когда таксон был идентифицирован как с 16S, так и с CO1, мы использовали все образцы (которые соответствовали вышеуказанным критериям) для оценки FOO, в противном случае FOO рассчитывали на основе количества образцов, амплифицированных соответствующим геном. Таблица S4 описывает размер выборки для конкретного гена и успешность секвенирования, а также данные, которые используются при создании различных рисунков и таблиц.

Результаты

После начальной фильтрации по качеству и длине 104 313 (16S) и 49 218 (CO1) считываний были демультиплексированы с более чем 98% (16S) и 96% (CO1) последовательностей, успешно сопоставленных с образцами содержимого желудка сельди (n = 44). ) или пробы фекалий взрослых тупиков (n = 64) и цыплят (n = 65).Мы собрали 5759 уникальных ампликонов CO1> 80 п.н. в 132 MOTU с порогом 11 п.н. и 16 710 уникальных ампликонов 16S> 75 п.н. были собраны в 273 MOTU с порогом 12 п.н. MOTU были идентифицированы для 78 уникальных таксонов добычи из царства Animalia, а также одной зеленой водоросли, одной бурой водоросли, трех диатомовых водорослей, двух водных плесневых грибов, трех бактерий, простейших и нескольких таксонов-загрязнителей (чайка, человек и т. Д.). Все таксоны, не содержащие загрязнителей, перечислены в Таблице S1. Последовательности, которые не могли быть отнесены к таксономическому царству или не имели совпадений при запросе с помощью BLAST, были опущены (25% и 20% от 16S и CO1 MOTU).

Мы идентифицировали более уникальную жертву с маркерами штрих-кодирования 16S, чем CO1 (51 и 39 таксонов, таблица S1). Только 12 таксонов были идентифицированы обоими маркерами, но часто наблюдались большие расхождения как в охвате, так и в FOO (Таблица 3). У сельди было наибольшее количество считываний секвенирования в пределах двадцати образцов, дающих не менее 50 последовательностей каждого маркера, за ней следует акадский морской окунь ( Sebastes fasciatus, ). Дополнительные 46 образцов содержали по крайней мере один ампликон из каждого локуса.В этих 66 пробах охват криля, креветок, крабов и омаров, насекомых, брюхоногих моллюсков, кольчатых червей и немертин был выше с 16S (рис. 1). И наоборот, CO1 имел более высокий охват рыб, копепод, кладоцер, амфипод, коловраток и книдарий. Все таксоны, обнаруженные в образцах рациона трех наших хищников (независимо от охвата или периода времени), показаны на Рисунке 2. Образцы желудка сельди имели больше всего разнообразный комплекс таксонов. Предполагается, что многие таксоны в рационе сельди являются планктонными стадиями морских беспозвоночных, за исключением полихеты без фазы планктонной личинки [46] (Ragworm, Hediste diversicolor ) и, возможно, улитки из рода Lacuna . который имеет одного известного представителя залива Мэн с прямым развитием [47].Копеподы и декаподы — преобладающие типы добычи; однако сельдь, по-видимому, также является хищником иглокожих, книдарий, двустворчатых моллюсков, брюхоногих моллюсков и по крайней мере восьми видов рыб.

9048 Атлантический 25
Взрослый (n = 8) Цыпленок (n = 9) Сельдь (n = 3)
907 907 CO1 16S CO1 16S CO1
Ammodytes sp. FOO (%) 37,5 25 44,4 22,2
# Seqs 60 12
Balanus sp. FOO (%) 12,5 0 66,7 33,3
# Seqs 2 0 0 0 0 0
Calanoida FOO (%) 0 22.2 0 33,3
# Seqs 0 0 0 66 0 1
33,3 33,3
# Seqs 0 0 0 0 4 2 Атлантический 100 100 100 100 100 100
# Секв. FOO (%) 33.3 33,3
# Seqs 0 0 0 0 1 27
Evadne nordmanni 4 0 44,4 66,7 66,7
# Seqs 0 6 0 34 290 197 290 197 0 22.2 22,2 0 0
# Seqs 12 0 2 4 0 0
0 33,3
# Seqs 0 0 0 0 0 ) 0 62.5 0 33,3 0 33,3
# Seqs 0 2810 0 5306 0 80 %) 0 22,2 66,7 66,7
# Seqs 0 0 0 11 9048 хек FOO (%) 25 37.5 22,2 33,3 0 66,7
# Seqs 2 18 2 16 0 80 Таблица сравнения 3. Последовательность 3. и частота встречаемости (FOO) общих таксонов в образцах взрослых тупиков, цыплят тупиков и сельди, амплифицированных с обоими маркерами.

Рис. 1. Сравнение охвата маркерами штрих-кодирования 16S и CO1 на группах жертв.

Число (справа, логарифмическая шкала) и пропорция (слева) последовательностей, принадлежащих различным типам идентифицированных таксонов добычи из 16 взрослых особей тупиков, 22 птенцов тупиков и 28 образцов сельди. Все образцы давали по крайней мере одну последовательность для каждого гена. Только 20 (8 взрослых, 9 цыплят, 3 сельди) из 66 образцов дали более 50 последовательностей на маркер (Таблица 3).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.g001

Рис. 2. Сводка таксонов, идентифицированных по всем секвенированным образцам фекалий взрослых тупиков и цыплят, а также по всему секвенированному содержимому желудков сельди.

Перекрывающиеся области представляют таксоны, встречающиеся в нескольких типах выборок (например: центральная область содержит таксоны, обнаруженные во всех трех образцах рациона хищников). Неживотные и неинформативные таксоны указаны серым текстом в квадратных скобках.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.g002

Многие виды беспозвоночных, обнаруженные в образцах фекалий взрослых тупиков и цыплят, также наблюдались в сельди (рис. 2). В обоих типах образцов тупиков были обнаружены четыре вида рыб и полихета, тонкая полынь ( Nereis pelagica ).Только образцы фекалий взрослых тупиков содержали представителей класса кольчатых червей Clitellata и двух неидентифицированных таксонов рыб (Elopocephala, Perciformes), а также ряд таксонов беспозвоночных. Набор добычи, обнаруживаемой исключительно в рационе цыплят, был менее разнообразным, чем у взрослых особей, включая три вида рыб и муху, которую птенцы предположительно едят, находясь в норе своего гнезда (Brachycera).

Количественное описание рациона тупиков и сельди основывалось на частоте встречаемости таксонов в образцах с по меньшей мере 50 последовательностями, полученными в течение обычного периода отбора проб (с 13 июня по 29 июля, таблица S1).Таксоны, наблюдаемые в более чем 20% всех образцов сельди, включают: креветки (Hippolytidae 92%), кладоцеры ( Evadne spinifera 100% и E. nordmanni 43%), крабов (большой краб-паук, Hyas araneus 84% и Paguridae 24%), веслоногие рачки ( Temora longicornis 87% и Mertridia lucens 28%), ракушки ( Balanus sp. 46%), насекомые (Neoptera, 56%), атлантический складной моллюск ( Ensis directus 22%) и северного криля ( Meganyctiphanes norvegica 20%) (рис. 3).Сельдь присутствовала во всех пробах взрослых тупиков и цыплят (рис. 4). Следующая наиболее часто наблюдаемая рыба была обнаружена в чуть более чем одной трети выборок тупиков ( Ammodytes sp. 33% для взрослых особей, 37% для цыплят). Акадийский морской окунь присутствовал примерно в одной трети всех выборок взрослых особей, но только в 4% выборок цыплят. Ползучие черви чаще обнаруживались в рационе взрослых особей (взрослые — 71%, цыплята — 51%), в то время как ползучие черви обнаруживались только в 12% взрослых выборок, но в 34% выборок цыплят. Креветки и криль были гораздо более распространены в рационе взрослых особей, чем цыплят (Hippolytidae: взрослые особи — 53%, цыплята — 22%; северный криль: взрослые особи — 35%, цыплята — 2%).Мы также обнаружили таксоны (более 20% всех образцов), которые являются маловероятной или невозможной целевой добычей для взрослых тупиков и цыплят (большой краб-паук, копепода Temora longicornis и кладоцера E. spinifera , см. Рисунок 2).

Рис. 3. Графическое изображение пищевой цепи атлантического тупика ( Fratercula arctica ) и атлантической сельди ( Clupea harengus ) с острова Макиас.

Увеличение толщины линии связано с более высокой частотой встречаемости в рационе взрослых особей (синий), цыплят (зеленый) и сельди (фиолетовый).Все данные получены из образцов в рамках общего периода выборки (13 июня — 29 июля).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.g003

Рацион взрослых тупиков (n = 17, 12 выборок исключено из-за отсутствия таксонов, информативных для питания) и птенцов тупиков (n = 41) статистически отличить не удалось (ANOSIM, Global R = 0,079, p = 0,058). Анализ ограничивался только 16S-идентифицированными таксонами животных (n = 40) и образцами фекалий тупиков, собранными в течение обычного периода отбора проб (13 июня — 29 июля), из которых было получено минимум 50 последовательностей (Рисунок 4).Сходство между диетами взрослых особей и цыплят было подтверждено, когда 14 таксонов вряд ли могли стать добычей тупиков ( Acartia longiremis , Balanus sp., Calanoida, Calanus finmarchicus , Calanus glacialis 9039,

7 Cancer ., Evadne nordmanni , Homarus americanus , Большой краб-паук, Metridia longa , Mytilus sp., Ophiopholis aculeata , Paguridae, Semibalanus balanoides, были удалены.07, p = 0,085, рисунок 5).

Рис. 5. Неметрические графики многомерной шкалы (MDS), отображающие различия в составе кормов в рационе взрослых особей и цыплят тупиков.

Анализ был ограничен образцами 16S с> 50 последовательностями на образец фекалий и таксонов, которые можно было считать целевой добычей тупиков. Каждый символ представляет образец фекалий, а расстояние между различными символами представляет разницу в составе таксонов между образцами фекалий. Образцы фекалий взрослых особей и цыплят во многом пересекаются, что свидетельствует о пересечении диеты.Векторы — это корреляции> 0,35 между таксоном жертвы и осями MDS, где длина и направление вектора отражают частоту таксона; большой кружок указывает максимальную длину вектора.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.g005

Добыча цыплят были визуально идентифицированы в 12 различных категориях добычи для полевых наблюдений: масляная рыба, эвфаузиид, хек, хек или сельдь, сельдь, минтай, полихета, песчанка , бычок, кальмар, неопознанная рыба и неопознанные беспозвоночные (описание см. в Таблице S2).Категории добычи «неопознанная рыба» и «неопознанная», которые наблюдались в 27,8% и 0,2% поставок, были исключены из анализа, поскольку в наших данных ДНК не было сопоставимой категории. Мы также не включили данные по «хеку или сельди», поскольку это неоднозначная категория, на которую приходится всего 10 поставок (1,75%). «Минтай» (0,2%) и «кальмар» (0,5%) не были идентифицированы в рационе на основе ДНК, поэтому они также были исключены. Это привело к 433 независимым доставкам добычи цыплятам взрослыми особями. Из 65 образцов фекалий цыплят 54 содержали таксоны, которые можно было отнести к одной из семи доступных категорий кормовых объектов наблюдения (10 ДНК-идентифицированных таксонов, рисунок 6; таблица S2).Два метода оценки привели к значительным различиям в составе рациона цыплят (ANOSIM, Global R 0,398, p <0,001, рис. 7). Наш молекулярный анализ не выявил кальмаров или минтая в рационе цыплят, хотя оба они были замечены в полевых наблюдениях 2009 года. Однако мы обнаружили ДНК двух видов рыб (Bluefish, Pomatomus saltatrix и Rock gunnel, Pholis gunnellus ), которые были обнаружены в рационе цыплят в предыдущие годы полевых наблюдений на острове Макиас Сил-Айленд, но не в 2009 году. как виды рыб, ранее не идентифицированные в ходе полевых наблюдений (Гигантский кривоус ( Cryptacanthodes maculatus ), Рогатый роклинг ( Gaidropsarus ensis ), атлантическая треска ( Gadus, morhua ), морской гребешок ( Liparis inquilinus), Melanogrammus aeglefinus ) и акадский морской окунь ( S.fasciatus ) (Таблица S2)).

Рис. 6. Частота появления добычи цыплят по данным полевых наблюдений и секвенирования ДНК.

Цветные полосы представляют таксоны, идентифицированные по ДНК, которые отнесены к одной из 7 категорий жертв полевых наблюдений (черные полосы).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.g006

Рис. 7. Неметрические графики многомерного масштабирования (MDS), отображающие различия в составе кормов в рационе цыплят на основе ДНК и полевых наблюдений.

Серые кружки обозначают однократное кормление цыпленка тупика. Звездочки представляют отдельные образцы фекалий цыплят. Векторы — это корреляции между типами добычи (сельдь, песчанка, полихета, бычок, хек, масляная рыба и криль) и осями MDS, где длина и направление вектора отражают частоту таксона. См. Подпись на рисунке 5 для получения дополнительных объяснений относительно графиков MDS и векторных наложений.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.g007

Обсуждение

Использование нами мультилокусного пиросеквенирования для реконструкции рациона тупиков и одного из их основных источников пищи позволило получить более полную пищевую цепочку тупиков, чем это известно на сегодняшний день (рис. 3).Количество и разнообразие таксонов, выявленных в результате нашей молекулярной оценки рациона, намного больше, чем в традиционных исследованиях рациона сельди (Таблица S3) и тупиков (Рисунок 6; Таблица S2), хотя они все еще согласуются с ними. Многие таксоны беспозвоночных с планктонными стадиями жизни, обнаруженные в рационе сельди, также были обнаружены в рационе тупиков. Мы также обнаружили, что у цыплят и взрослых тупиков похожий рацион, хотя взрослые образцы, как правило, имеют более высокую долю таксонов беспозвоночных. Это исследование демонстрирует общую полезность секвенирования следующего поколения с несколькими маркерами и подчеркивает использование этого мощного инструмента для пищевой сети реконструкция.

Сравнение методов диеты

Рацион цыплят при оценке молекулярными методами более четко определен с таксономической точки зрения, чем при оценке с помощью обычных полевых наблюдений (рис. 6, таблица S2). Диета цыплят тупиков в заливе Мэн известна благодаря многолетним наблюдениям за взрослыми особями, которые переносят добычу крест-накрест в клюве и доставляют ее птенцам в норах [23]. Типы добычи часто описываются в виде широких категорий, таких как «полихета» или «волчонок». С помощью анализа фекалий мы можем отнести к «полихетам» тряпичного червя и тонкого тряпичного червя, «кудрявку» — морского ворона ( Hemitripterus americanus, ) и Grubby ( Myoxocephalus aenaeus, ) и добавить Thysanoessa sp.в категорию «криль», которая ранее считалась включающей только северный криль.

Мы увидели аналогичное улучшение таксономического разрешения добычи сельди при использовании подхода, основанного на ДНК, по сравнению с анализом содержимого желудка. В опубликованных исследованиях рациона молоди сельди (Таблица S3) кормовые объекты также классифицируются по широким категориям, например: кладоцеры; яйца рыб, ракообразных или десятиногих ракообразных; личинки усоногих или десятиногих; класс оболочников; семейство простейших; и криль, за исключением одного вида криля ( Thysanoessa raschii ) и 12 видов и родов веслоногих ракообразных.Посредством секвенирования ДНК содержимого желудка мы идентифицировали три вида кладоцер, восемь видов / родов рыб, три вида / рода крабов, один вид креветок, а также вид и род, как ракушек, так и криля.

Наш молекулярный метод идентифицировал добычу, не обнаруженную или неточно идентифицированную обычными методами. ДНК насекомых, иглокожих, амфипод, двустворчатых моллюсков, брюхоногих моллюсков, полихет и книдарий присутствовала в содержимом желудков сельди. Ни одна из этих групп не наблюдалась в предыдущих исследованиях, что может быть частично связано с изменением рациона сельди за 30 лет, прошедших с момента проведения последнего опубликованного исследования, или отражать повышенное разрешение диеты на основе ДНК.Однако некоторые таксоны, такие как медуза обыкновенная ( Aurelia aurita ), никогда не были бы обнаружены в рационе сельди, поскольку эта добыча полностью переваривалась, не оставляя ничего для идентификации. Мы также обнаружили несколько таксонов, которые были визуально ошибочно идентифицированы как обычная добыча или отсутствовали в рационе за 15 лет полевых наблюдений за тупиками (гигантский кривоус, качающийся тупик, атлантическая треска, Hippolytidae (креветки), морской гребешок, пикша и акадский морской окунь) . Поскольку многие рыбы, пойманные тупиками, имеют небольшой размер (~ 5-15 см), точная идентификация в полевых условиях может быть затруднена.Креветки из семейства Hippolytidae, например, могут быть легко приняты за криль, обычную добычу. В то время как креветки не регистрировались в рационе цыплят во время полевых наблюдений 2009 г., один вид ( Pandalus montagui , Pandalidae) был обнаружен в качестве брошенной добычи в колонии в том году (личное наблюдение), что является дополнительным доказательством того, что полевые наблюдения страдают ошибочной идентификацией. .

Неспособность обнаружить или неверно идентифицировать жертву в рационе хищника может быть существенным препятствием для нашего понимания того, как взаимодействуют компоненты экосистемы.Например, определение коммерчески выловленных видов, потребляемых тупиками (треска, пикша и морской окунь), важно для эффективного управления этими запасами, поскольку влияние хищников, кроме человека, на рыбу исторически сильно недооценивалось [3]. Например, коэффициент естественной смертности сельди, использованный в моделях оценки запаса, составлял менее 25% от расчетного потребления млекопитающими, рыбоядными рыбами и морскими птицами [3]. Явное рассмотрение связей между эксплуатируемыми видами и остальной частью экосистемы, называемое управлением на основе экосистемы, заменило историческое управление ресурсами на основе запасов [1,2,4,5,6,7].Как хищники, тупики могут играть определенную роль в динамике популяций своей добычи, поэтому предпочтение отдается исследованиям рациона, не допускающим ошибочной идентификации жертвы, и их роль необходимо учитывать в моделях функционирования экосистемы.

Эффект вторичного потребления

Хотя полевые наблюдения не позволили точно идентифицировать или количественно оценить рацион цыплят, они предоставили необходимую основу для интерпретации наших молекулярных данных о рационе. Виды рыб и креветок, встречающиеся в рационе цыплят, но не наблюдаемые в полевых условиях, скорее всего, были ошибочно идентифицированы как одна из наиболее распространенных добываемых рыб или как криль в случае креветок.Однако идентифицированные ДНК таксоны без визуальных эквивалентов, которые не были идентифицированы в ходе полевых наблюдений, являются либо результатом вторичного потребления, либо недавно идентифицированной добычей тупиков. Взрослые тупики ловят и удерживают добычу в своих клювах, когда они продвигаются под водой, а по возвращении в колонию они бросают неповрежденную добычу в нору своего гнезда, что делает очень маловероятным передачу нецелевой добычи своим птенцам. Копепода A. longiremis , а также личиночные стадии краба Crevice brittlestar ( Ophiopholis aculeata ) и крабов Paguridae являются компонентами планктона, которые слишком малы, чтобы быть целевой добычей для тупиков.Взрослые формы этих видов никогда не встречались в рационе цыплят, и они не выглядят достаточно похожими на таксоны, которые были идентифицированы в полевых условиях, чтобы их можно было ошибочно принять («визуальные эквиваленты»). Кроме того, эти три таксона также были обнаружены в выборках сельди, что объясняет вторичное потребление в качестве объяснения этих записей.

Имея данные о вторичном потреблении пищи, разделяемой только цыплятами и сельдью, мы можем рассмотреть возможность удаления ракушек ( Balanus sp., Semibalanus balanoides ), веслоногие рачки (Calanoida, Temora longicornis , Acartia longiremis ), кладоцеры ( Evadne nordmanni , E. spinifera ), крабы brittlestar) из нашего изображения рациона цыплят (рисунок 2). Остальные виды добычи — птенцы (рыба, криль, полихеты и креветки) — известны как жертвы или имеют визуальные эквиваленты и поэтому могут быть предложены в качестве истинных общих ресурсов между сельдью и тупиками (рис. 3).Если бы корма, обнаруженные в фекалиях цыплят, рассматривались отдельно от кормовых, содержащихся в рационе сельди, мы бы сделали ошибочные выводы о биологии кормления и рационе цыплят тупиков. Включение сельдевой диеты в наше исследование имело решающее значение для понимания диеты цыплят-тупиков из-за смешивающего эффекта вторичного потребления.

Сравнение рациона цыплят и взрослых

Анализ ДНК фекалий показал, что сообщество таксонов в образцах взрослых тупиков неотличимо от таксонов цыплят (Рисунок 4, Рисунок 5), подтверждая результаты исследования анализа стабильных изотопов 2006 года той же популяции тупиков [24].Теория кормодобывания в центральных местах приводит к предположению, что рационы взрослых особей и цыплят должны различаться, что наблюдается у других морских птиц [48,49,50,51,52]. Несмотря на то, что они поддерживаются данными о стабильных изотопах, мы сомневаемся, что нашим данным не хватило мощности для окончательной проверки этой идеи. В будущих исследованиях следует учитывать сложность амплификации фекальной ДНК и собирать много образцов в соответствующие периоды времени.

Взрослые тупики добывают корм в море и не оставляют идентифицируемых компонентов добычи в фекалиях или в виде гранул.В то время как анализ содержимого желудков мертвых или умерщвленных птиц проводился в европейских популяциях, ни одно исследование еще не идентифицировало добычу взрослых тупиков залива Мэн [53]. В результате диета цыплят была использована в качестве наилучшей оценки диеты взрослого человека. Наши результаты представляют собой первую в истории оценку взрослых особей тупиков в заливе Мэн и, в дополнение к данным о стабильных изотопах, поддерживают использование рациона цыплят в качестве приемлемого заменителя рациона взрослых особей.

Собирательная среда

Этот метод, основанный на ДНК, идентифицировал многие жертвы сельди на уровне видов или рода, что позволило нам сделать выводы о среде обитания и поведении сельди в поисках пищи на основе биологии и выбора добычи, которой они питаются, что, в свою очередь, может быть использовано для понимания того, как меняются в основе пищевой цепочки может повлиять на тупиков.

Молодь сельди считается «кормушками планктона» (Таблица S3 и ссылки в ней) и компонентами пелагической пищевой сети. В летние месяцы стаи молоди сельди занимают отдельные небольшие жилые участки внутри и вокруг заливов и заливов на побережье залива Мэн [29]. Наши данные подтверждают предыдущие наблюдения молоди сельди, населяющей прибрежные местообитания, поскольку мы идентифицировали прибрежные и «мелководные» веслоногие рачки Acartia longiremis [54] и T. longicornis [55], а также пресноводные или солоноватоводные кладоцеры . Pleopsis polyphemoides [56] в наших образцах рациона сельди.Мы также идентифицировали пелагическую добычу, поскольку оба вида криля (северный криль и Thysanoessa inermis ), обнаруженные в рационе сельди, отсутствовали в районах, где глубина дна была менее 45 метров [57]. Однако наши данные показывают, что сельдь поедает непланктонную добычу из непелагических местообитаний. Например, Corophium volutator (рис. 2), представляет собой плоско-грязевое амфипод [58], Lacuna sp. имеет одного регионального представителя эпифауны [47], а Ragworm — обитатель мелководных отложений [46].

Считается, что молодь сельди активно захватывает добычу, а не пассивно глотает все, что попадает в их открытый рот [29]. Было показано, что размер годового класса не связан с первичной продукцией [59], а количество пищи в желудках сельди не коррелирует с численностью зоопланктона в воде [30]. Таким образом, состав рациона сельди является вопросом выбора, а не случайной выборкой видов, имеющихся в окружающей среде. Кроме того, молодь сельди остается в одном и том же месте в течение основного вегетационного периода (с июня по август), и состояние тела этих отдельных косяков сельди остается неизменным в разные годы [29].Мы предлагаем два возможных объяснения того, как мы можем наблюдать добычу сельди в различных средах обитания (прибрежные и бентические, планктонные и пелагические), в то время как сама сельдь занимает небольшие и отдельные ареалы обитания. Полное разнообразие таксонов добычи может быть доступно в каждом месте, если топография дна достаточно изменчива в пределах такого короткого расстояния, чтобы поддерживать пищевые цепи, основанные как на бентической, так и на пелагической продукции. В качестве альтернативы, если каждое место, используемое молодью сельди, обеспечивает различный диапазон добычи, тупики должны использовать разные участки молоди сельди для производства разнообразного кормового сообщества, которое мы обнаружили в содержимом их желудков.Эти альтернативные интерпретации обеспечивают конкурирующие прогнозы как относительно пространственной экологии молоди сельди, так и поведения кормящихся тупиков, которые должны быть подвергнуты тестированию в полевых условиях.

Таксоны, обнаруженные в рационе взрослого тупика, также могут свидетельствовать о кормовой среде обитания. Несколько таксонов, присутствующих в рационе взрослых особей, занимают пресноводные (коловратка (Bdelloidea), диатомовые водоросли ( Pinnularia sp.), Олигохеты ( Nais elinguis )) и литоральные (амфипода ( Gammarellus angulosus ) и Rockweed nodosum )) местообитания.Присутствие этих таксонов может отражать прибрежную среду обитания взрослых тупиков или вторичное потребление, которое не было подтверждено из-за недостаточного совпадения образцов рациона взрослых тупиков и сельди. Мы рекомендуем, чтобы будущие исследования рациона на основе ДНК были направлены на то, чтобы не допустить искажения вторичного потребления путем изучения рациона добычи, а также путем обеспечения достаточного количества и перекрытия образцов рациона хищников в течение периода отбора проб, чтобы временные различия в доступности добычи не путались с вторичным потреблением. .

Методы

Мы хотели охватить как можно больше таксономического разнообразия в этом исследовании пищевой цепи, поэтому мы выбрали два локуса с опубликованными вырожденными праймерами, которые производят маленькие ампликоны. Комбинация универсальных праймеров (выбранных в областях неизменяемой ДНК) и коротких ампликонов (необходимых для эффективного функционирования на деградированной ДНК) действительно создала некоторые проблемы, разрешающие несколько таксонов. И для 16S, и для CO1 фрагмент, полученный из универсальных праймеров, не был достаточно полиморфным, чтобы определить, какой из двух видов Gulf of Maine Ammodytes ( dubius или americanus ) присутствовал в наших образцах рациона.Кроме того, было много случаев, когда добычу нельзя было разделить на уровень вида или рода, потому что эти виды ранее не были секвенированы в интересующих нас локусах. В некоторых случаях присвоение таксонов было настолько общим, что оно было бесполезным для описания рациона вообще (например: первые записи в таблице S1) или не могло быть выполнено, что могло быть связано либо со значительными недостатками в справочной базе данных ( GenBank) или ошибка секвенирования. Существовали резкие различия в типе, количестве и охвате таксонов, идентифицированных каждым маркером.Выбор маркера оказывает значительное влияние на то, как оценивается рацион, поскольку только 20% всех таксонов животных были обнаружены обоими маркерами. Диетические данные и интерпретация того, как организм относится к большей пищевой сети, искажены эффективностью маркера для усиления различных групп организмов. Вариабельность охвата таксонов добычи между локусами (рис. 1) является методологической ошибкой, которая решительно поддерживает подход с несколькими локусами.

Хотя наш метод выявил гораздо больше таксонов, чем полевые наблюдения, по оценкам, 6 видов присутствуют, но не обнаруживаются в наших выборках (экстраполятор PRIMER Choa2 S, рис. 8).Наши данные убедительно подтверждают использование нескольких маркеров штрих-кодирования, особенно при отсутствии a priori знаний о диете, чтобы повысить вероятность захвата истинного сообщества добычи, присутствующей в рационе хищника, и повысить вероятность точного описания трофических характеристик. взаимодействия в пищевой сети.

Рис. 8. Кривая накопления видов для рациона цыплят на основе ДНК.

Были включены только образцы с> 50 последовательностями из царства Animalia.Крестики с полосами ошибок стандартного отклонения представляют собой экстраполятор Chao2 S для предсказания истинного общего числа таксонов, присутствующих в образцах.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.g008

В выборках цыплят и сельди было достаточное совпадение, чтобы достоверно определить вторичное потребление у цыплят тупиков, однако это не относится к рациону взрослых тупиков. Нам не удалось обнаружить полный набор добычи для всех компонентов этой пищевой цепи (рис. 8).Также важно отметить, что тупики питаются не сельдью, а другими видами рыб, что может способствовать вторичному потреблению. Тем не менее, мы прогнозируем, что влияние вторичного потребления добычей, не относящейся к сельди, ограничено, поскольку как полевые наблюдения, так и молекулярные данные (рис. 6) показывают, что сельдь является преобладающей пищей тупиков в этот период отбора проб.

Выводы

Это исследование представляет собой первое одновременное молекулярное исследование рациона нескольких компонентов пищевой цепи.Диета тупиков и сельди была описана с большим разнообразием при более высоком таксономическом разрешении с нашим молекулярным подходом по сравнению с традиционными методами, что расширило наши знания о биологии и взаимодействиях между этими животными. Чувствительность этих методов для обнаружения жертвы является важным фактором для молекулярной копрологии, особенно когда речь идет о сборке рациона de novo с универсальными праймерами. Мы предлагаем рассматривать результаты исследований диеты на основе ДНК с точки зрения пищевой цепи, а не просто диеты из-за эффекта вторичного потребления.Кроме того, из-за значительных различий в типах, охвате и частоте встречаемости таксонов добычи между маркерами мы рекомендуем использовать несколько маркеров штрих-кодирования для идентификации таксонов.

Широкое значение нашего исследования состоит в том, что и сельдь, и тупики, которые ранее считались частью только планктонной пищевой сети, оказались частью прибрежной или приливной пищевой сети, в которой бентическая продукция также играет роль. Нельзя больше предполагать, что вторичные потребители в этой сети получают свою энергию и питательные вещества только от производства планктона.При исследованиях загрязняющих веществ необходимо будет принять во внимание, возможно, более значительную роль бентосных и приливных путей, ведущих к более высоким трофическим уровням пищевой сети залива Мэн.

То, что ест хищник, — это, пожалуй, самая важная с экологической точки зрения информация, которую мы можем узнать о животном. Эти отношения хищник-жертва используются для описания пищевых цепочек, которые обеспечивают основу, на основе которой мы понимаем, как энергия течет через экосистему. Чтобы улучшить нашу способность эффективно управлять морскими экосистемами и сохранять их, мы предлагаем мульти-трофический, мультилокусный подход пиросеквенирования для всестороннего описания пищевой сети, на основе которого мы можем интерпретировать функционирование экосистемы.

Дополнительная информация

Таблица S1.

Все идентифицированные таксоны на основе ДНК-секвенирования содержимого желудка сельди и проб фекалий цыплят и взрослых тупиков, собранных в течение обычного периода отбора проб (с 13 июня по 29 июля). Частота встречаемости (FOO) указана для таксонов, обнаруженных в образцах, содержащих не менее 50 последовательностей на маркер на образец. Таксоны, идентифицированные в образцах, которые дали менее 50 последовательностей, получают NF (без FOO). Когда таксон был идентифицирован (как MOTU) с обоими маркерами, для расчета FOO использовалось общее количество образцов (взрослые n = 39, цыплята n = 46, сельдь n = 37), в противном случае размер выборки для расчета FOO зависит от маркера. из которого был идентифицирован таксон.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.s001

(DOCX)

Таблица S2.

Описание категорий жертв, использованных в полевых наблюдениях за рационом цыплят-тупиков, проведенным MSI в 2009 году, и соответствующие таксоны ДНК. Количество объектов добычи, идентифицированных в ходе полевых наблюдений за взрослыми кормящимися на острове Макиас Сил в 1995-2010 гг. (СЛЕВА, [23]). Описание категорий жертв, выявленных в ходе полевых наблюдений 2009 г., и связанных с ними ДНК-идентифицированных таксонов (СПРАВА). Жирным шрифтом добыча: наблюдается только одним методом.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083152.s002

(DOCX)

Благодарности

Эмили Томпкинс и Джин Хонг Ким за их помощь в полевых условиях и в лаборатории. John Sowles, Paul Bentzen, Geneviève Parent, Jack Fife и Gary Melvin за организацию получения или предоставление эталонных образцов и последовательностей. Джеки Лайтен за помощь в биоинформатике. Лу Ван Гёльпен и Герхард Похле за обучение идентификации рыб и беспозвоночных. Рику Кунжаку, Мириам Барбо и Линли Джессон за конструктивную критику и комментарии.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: AKB AWD JAA. Проведены эксперименты: АКБ. Проанализированы данные: АКБ. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: AWD JAA. Написал рукопись: AKB JAA.

Ссылки

  1. 1. Оверхольц В.Дж., Линк Дж.С., Суслович Л.Е. (2000) Потребление хищными рыбами важной пелагической рыбы и кальмаров в экосистеме северо-восточного шельфа США с некоторыми сравнениями промыслов. Журнал морских наук ICES 57: 1147-1159.DOI: https: //doi.org/10.1006/jmsc.2000.0802.
  2. 2. Поли Д., Кристенсен В., Генетт С., Питчер Т. Дж., Сумаила У. Р. и др. (2002) На пути к устойчивости мирового рыболовства. Nature 418: 689-695. DOI: https: //doi.org/10.1038/nature01017. PubMed: 12167876.
  3. 3. Прочтите AJ, Brownstein CR (2003). Рассмотрение других потребителей: рыболовство, хищники и атлантическая сельдь в заливе Мэн. Экология сохранения 7: 2-2.
  4. 4. Гарсия С.М., Кокрейн К.Л. (2005) Экосистемный подход к рыболовству: обзор руководящих принципов реализации.ICEs Journal of Marine Science: Journal du Conseil 62: 311-318. DOI: https: //doi.org/10.1016/j.icesjms.2004.12.003.
  5. 5. Оверхольц В.Дж., Линк Дж.С. (2007) Воздействие на потребление морскими млекопитающими, рыбами и морскими птицами на комплекс атлантической сельди ( Clupea harengus ) в заливе Мэн-Джорджес Бэнк в период с 1977 по 2002 год. Журнал морских наук ICES 64: 83-96.
  6. 6. Cury PM, Boyd IL, Bonhommeau S, Anker-Nilssen T., Crawford RJM et al.(2011) Глобальная реакция морских птиц на истощение кормовых рыб — одна треть для птиц. Наука 334: 1703-1706. DOI: https: //doi.org/10.1126/science.1212928. PubMed: 22194577.
  7. 7. Cury PM, Shin Y-J, Planque B, Durant JM, Fromentin J-M и др. (2008) Экосистемная океанография для глобальных изменений в рыболовстве. Тенденции Ecol Evol 23: 338-346. DOI: https: //doi.org/10.1016/j.tree.2008.02.005. PubMed: 18436333.
  8. 8. Barrett RT, Camphuysen K, Anker-Nilssen T., Chardine JW, Furness RW et al.(2007) Исследования рациона морских птиц: обзор и рекомендации. Журнал ICES по морским наукам 64: 1675-1691. DOI: https: //doi.org/10.1093/icesjms/fsm152.
  9. 9. Braley M, Goldsworthy SD, Page B, Steer M, Austin JJ (2010) Оценка методов морфологического и ДНК-анализа рациона у универсального хищника, кальмара-стрелы Nototodarus gouldi . Мол Экол Ресур 10: 466-474. DOI: https: //doi.org/10.1111/j.1755-0998.2009.02767.x. PubMed: 21565046.
  10. 10.Каспер Р.М., Джарман С.Н., Гейлс Н.Дж., Хинделл М.А. (2007) Объединение ДНК и морфологического анализа образцов фекалий улучшает понимание трофических взаимодействий: тематическое исследование с использованием универсального хищника. Морская биология 152: 815-825. DOI: https://doi.org/10.1007/s00227-007-0732-y.
  11. 11. Barnett A, Redd KS, Frusher SD, Stevens JD, Semmens JM (2010) Несмертельный метод получения образцов желудка крупного морского хищника и использование анализа ДНК для улучшения диетической информации.Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 393: 188-192. DOI: https: //doi.org/10.1016/j.jembe.2010.07.022.
  12. 12. Дигл Б. Э., Гейлс Н. Дж., Эванс К., Джарман С. Н., Робинсон С. и др. (2007) Изучение рациона морских птиц с помощью генетического анализа фекалий: тематическое исследование макаронных пингвинов ( Eudyptes chrysolophus ). PLOS ONE 2: 831. doi: https: //doi.org/10.1371/journal.pone.0000831. PubMed: 17786203.
  13. 13. Deagle BE, Kirkwood R, Jarman SN (2009) Анализ рациона австралийского морского котика путем пиросеквенирования ДНК добычи в фекалиях.Мол Экол 18: 2022-2038. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2009.04158.x. PubMed: 19317847.
  14. 14. Deagle BE, Chiaradia A, McInnes J, Jarman SN (2010) Пиросеквенирование фекальной ДНК для определения диеты маленьких пингвинов: что входит, что выходит? Сохранение генетики 11: 2039-2048. DOI: https: //doi.org/10.1007/s10592-010-0096-6.
  15. 15. Мюррей Д.К., Банс М., Каннелл Б.Л., Оливер Р., Хьюстон Дж. И др. (2011) Анализ фекалий на основе ДНК: сравнение методов количественной ПЦР и высокопроизводительного секвенирования.PLOS ONE 6: e25776. PubMed: 21998697.
  16. 16. Brown DS, Jarman SN, Symondson WOC (2012) Пиросеквенирование ДНК жертвы в фекалиях рептилий: анализ потребления дождевых червей медленными червями. Мол Экол Ресур 12: 259-266. DOI: https: //doi.org/10.1111/j.1755-0998.2011.03098.x. PubMed: 22176947.
  17. 17. Bohmann K, Monadjem A, Lehmkuhl Noer C, Rasmussen M, Zeale MRK et al. (2011) Молекулярный анализ диеты двух африканских летучих мышей со свободным хвостом (Molossidae) с использованием высокопроизводительного секвенирования.PLOS ONE 6: e21441. DOI: https: //doi.org/10.1371/journal.pone.0021441. PubMed: 21731749.
  18. 18. Razgour O, Clare EL, Zeale MRK, Hanmer J, Schnell IB et al. (2011) Высокопроизводительное секвенирование позволяет понять механизмы разделения ресурсов у загадочных видов летучих мышей. Ecol Evol 1: 15–25. DOI: https: //doi.org/10.1002/ece3.2. PubMed: 22393479.
  19. 19. Шехзад В., Риаз Т., Наваз М.А., Микель С., Пойо С. и др. (2012) Анализ рациона хищников на основе секвенирования следующего поколения: применение к леопардовому коту ( Prionailurus bengalensis ) в Пакистане.Мол Экол 21: 1951-1965. DOI: https: //doi.org/10.1111/j.1365-294X.2011.05424.x. PubMed: 22250784.
  20. 20. Hibert F, Taberlet P, Chave J, Scotti-Saintagne C, Sabatier D et al. (2013) Обнародование диеты неуловимых травоядных тропических лесов в эпоху секвенирования следующего поколения? Тапир как пример. PLOS ONE 8: 11.
  21. 21. Чейз М.В., Саламин Н., Уилкинсон М., Данвелл Дж. М., Кесанакурти Р.П. и др. (2005) Наземные растения и штрих-коды ДНК: краткосрочные и долгосрочные цели. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 360: 1889-1895.DOI: https: //doi.org/10.1098/rstb.2005.1720. PubMed: 16214746.
  22. 22. Deagle BE, Eveson JP, Jarman SN (2006) Количественная оценка повреждений ДНК, извлеченных из сильно деградированных образцов — тематическое исследование ДНК в фекалиях. Front Zool 3: 11. DOI: https: //doi.org/10.1186/1742-9994-3-11. PubMed: 16

    7.

  23. 23. Diamond AW, Devlin CM (2003) Морские птицы как индикаторы изменений в морских экосистемах: экологический мониторинг на острове Макиас Сил. Оценка окружающей среды 88: 153-175.DOI: https: //doi.org/10.1023/A: 1025560805788. PubMed: 14570414.
  24. 24. Бонд А.Л. (2007) Характер содержания ртути в сообществе морских птиц острова Макиас Сил, Нью-Брансуик [диссертация на степень магистра наук. ]. Фредериктон: Университет Нью-Брансуика. 124 стр.
  25. 25. Ydenberg RC (1994) Поведенческая экология кормления птиц. EcoScience 1: 1-14.
  26. 26. Шерман К., Хани К.А. (1971) Сезонные колебания в питании личинок сельди в прибрежных водах центрального штата Мэн.В: А. Сэвилл. Слот Шарлоттенлун, Дания. Международный совет по исследованию мира. С. 121-124.
  27. 27. Шерман К., Перкинс Х.С. (1971) Сезонные колебания в питании молоди сельди в прибрежных водах штата Мэн. Труды Американского рыболовного общества 100: 121- &.
  28. 28. Bowman RE, Stillwell CE, Michaels WL, Grosslein MD (2000) Корм ​​для северо-западных атлантических рыб и двух распространенных видов кальмаров. Вудс-Хоул, Массачусетс: Национальное управление океанов и атмосферы.149pp.
  29. 29. Battle HI, Huntsman AG, Jeffers AM, Jeffers GW, Johnson WH и др. (1936) Жирность, пищеварение и питание молодой сельди пассамакводди. Журнал Биологического совета Канады 2: 401-429.
  30. 30. Legaré JEH, Maclellan DC (1960) Качественное и количественное исследование планктона региона Куодди в 1957 и 1958 годах с особым упором на питание сельди. Журнал Совета по исследованиям рыболовства Канады 17: 409-448. doi: https: // doi.org / 10.1139 / f60-030.
  31. 31. Diamond AW (2013) Протокол исследований и мониторинга морских птиц на острове Сил-Макиас. Сайт Атлантической лаборатории исследований птиц. Имеется в наличии: . http://www.unb.ca/research/alar/_resources/pdf/msi-protocol-april-2013.pdf. По состоянию на 1 мая 2013 г.
  32. 32. Кон М.Х., Уэйн Р.К. (1997) Повторение фактов из фекалий. Тенденции Ecol Evol 12: 223-227. DOI: https: //doi.org/10.1016/S0169-5347 (97) 01050-1. PubMed: 21238046.
  33. ,
  34. , 33. Meusnier I, Singer GA, Landry J-F, Hickey DA, Hebert PD et al.(2008) Универсальный мини-штрих-код ДНК для анализа биоразнообразия. BMC Genomics 9: 214. DOI: https: //doi.org/10.1186/1471-2164-9-214. PubMed: 18474098.
  35. 34. Puritz JB, Addison JA, Toonen RJ (2012) Филогеография следующего поколения: целевой подход к мультилокусному секвенированию немодельных организмов. PLOS ONE 7: e34241. DOI: https: //doi.org/10.1371/journal.pone.0034241. PubMed: 22470543.
  36. 35. Вестхейм Х., Джарман С.Н. (2008) Блокирующие праймеры для усиления ПЦР-амплификации редких последовательностей в смешанных образцах — тематическое исследование ДНК жертвы в желудках антарктического криля.Front Zool 5:12. Doi: https: //doi.org/10.1186/1742-9994-5-12. PubMed: 18638418.
  37. ,
  38. , 36. Grosberg RK, Levitan DR, Cameron BB (1996) Характеристика генетической структуры и генеалогии с использованием маркеров RAPD-PCR: случайный праймер для новичков и нервных; Феррарис Дж. Д., Палумби С. Р., редакторы. 67-100 с.
  39. 37. Берри Д., Бен Махфуд К., Вагнер М., Лой А. (2011) Праймеры со штрих-кодом, используемые в мультиплексном пиросеквенировании амплификации смещения амплификации. Appl Environ Microbiol 77: 7846-7849.DOI: https: //doi.org/10.1128/AEM.05220-11. PubMed: 218

    .

  40. 38. Quinlan AR, Stewart DA, Strömberg MP, Marth GT (2008) Pyrobayes: улучшенный базовый вызывающий объект для обнаружения SNP в пиросеквенциях. Нат Методы 5: 179-181. DOI: https: //doi.org/10.1038/nmeth.1172. PubMed: 18193056.
  41. 39. Schmieder R, Edwards R (2011) Контроль качества и предварительная обработка наборов метагеномных данных. Биоинформатика 27: 863-864. DOI: https: //doi.org/10.1093/bioinformatics/btr026. PubMed: 21278185.
  42. 40. Stuglik MT, Radwan J, Babik W (2011) jMHC: программный помощник для мультилокусного генотипирования семейств генов с использованием секвенирования ампликонов следующего поколения. Мол Экол Ресур 11: 739-742. DOI: https: //doi.org/10.1111/j.1755-0998.2011.02997.x. PubMed: 21676201.
  43. 41. Jones M, Ghoorah A, Blaxter M (2011) jMOTU и Taxonerator: превращение последовательностей штрих-кода ДНК в аннотированную оперативную таксономию. Единицы — PLOS ONE 6: e19259. DOI: https: //doi.org/10.1371/journal.pone.0019259.
  44. 42. Ratnasingham S, Hebert PDN (2007) ЖИРНЫЙ: Система данных «Штрих-код жизни» (Доступно: www.barcodinglife.org, дата обращения 22 марта 2013 г.). Примечания по молекулярной экологии 7: 355-364 DOI: 10.1111 / j.1471-8286.2007.01678.x. PubMed: 18784790.
  45. 43. Huson DH, Auch AF, Qi J, Schuster SC (2007) МЕГАН-анализ метагеномных данных. Genome Res 17: 377-386. DOI: https: //doi.org/10.1101/gr.5969107. PubMed: 17255551.
  46. 44. Кларк К.Р., Горли Р.Н. (2006) PRIMER v6: Руководство пользователя / Учебное пособие.ПРАЙМЕР-Э. Плимут.
  47. 45. Кларк KR (1993) Непараметрический многомерный анализ изменений в структуре сообщества. Австралийский экологический журнал 18: 117-143. DOI: https: //doi.org/10.1111/j.1442-9993.1993.tb00438.x.
  48. 46. Scaps P (2002) Обзор биологии, экологии и потенциального использования обыкновенного тарельчатого червя Hediste diversicolor (OF Muller) (Annelida: Polychaeta). Hydrobiologia 470: 203-218. DOI: https: //doi.org/10.1023/A: 1015681605656.
  49. 47. Грэхем Дж. (1977) Репродуктивные усилия и R-отбор и K-отбор у 2 видов из Lacuna (Gastropoda-Prosobranchia). Морская биология 40: 217-224. DOI: https: //doi.org/10.1007/BF003
.
  • 48. Wilson LJ, Daunt F, Wanless S (2004) Самокормление и питание цыплят различаются по Common Guillemot Uria aalge . Ардеа 92: 197-207.
  • 49. Алонсо Х., Гранадейро Дж. П., Пайва В. Х., Диас А. С., Рамос Дж. А. и др.(2012) Разделение рациона родителей и потомков буревестников Кори, размножающихся в контрастных средах. Морская биология 159: 1197-1207. DOI: https: //doi.org/10.1007/s00227-012-1900-2.
  • 50. Багге Дж., Барретт Р.Т., Педерсен Т. (2011) Оптимальная добыча корма в птенцах обыкновенных кайр ( Uria aalge ). Журнал орнитологии 152: 253-259. DOI: https: //doi.org/10.1007/s10336-010-0578-9.
  • 51. Даворен Г.К., Бургер А.Е. (1999) Различия в выборе добычи и поведении во время самостоятельного кормления и кормления птенцов у коней носорогов.Анимационное поведение 58: 853-863. DOI: https: //doi.org/10.1006/anbe.1999.1209. PubMed: 10512659.
  • 52. Бэрд PH (1991) Оптимальный поиск пищи и внутривидовая конкуренция у хохлатого тупика. Кондор 93: 503-515. DOI: https://doi.org/10.2307/1368182.
  • 53. Lowther P, Diamond AW, Kress SW, Robertson GJ, Russell K (2002) Atlantic Puffin ( Fratercula arctica ). Птицы Северной Америки в Интернете.
  • 54. Lee WY, McAlice BJ (1979) Сезонные сукцессии и циклы размножения 3 видов Acartia (Copepoda, Calanoida) в устье реки Мэн.Эстуарии 2: 228-235. DOI: https: //doi.org/10.2307/1351569.
  • 55. Johnson CL, Runge JA, Curtis KA, Durbin EG, Hare JA et al. (2011) Биоразнообразие и функции экосистем в заливе Мэн: структура и роль зоопланктона и пелагических нектонов. PLOS ONE 6: e16491. PubMed: 21304990.
  • 56. Põllupüü M, Simm M, Ojaveer H (2010) История жизни и динамика популяций морского кладоцера Pleopis polyphemoides (Leuckart) (Cladocera, Crustacea) в мелководном Пярнуском заливе с умеренным климатом (Балтийское море).Журнал исследований планктона.
  • 57. Кулька Д.В., Кори С., Ильес Т.Д. (1982) Структура сообщества и биомасса эвфаузиид в заливе Фанди. Канадский журнал рыболовства и водных наук 39: 326-334. DOI: https: //doi.org/10.1139/f82-045.
  • 58. Drolet D, Bringloe TT, Coffin MRS, Barbeau MA, Hamilton DJ (2012) Потенциал движения между отмелями и динамика метапопуляции у амфипод, роющих в приливной зоне. Серия «Прогресс морской экологии» 449: 197-209.DOI: https: //doi.org/10.3354/meps09495.
  • 59. Айлс Т.Д., Синклер М. (1982) Атлантическая сельдь — дискретность и изобилие запасов. Наука 215: 627-633. DOI: https: //doi.org/10.1126/science.215.4533.627. PubMed: 17842372.
  • ADW: Fratercula arctica: ИНФОРМАЦИЯ

    Географический ареал

    Гренландия и Северная Канада, залив Св. Лаврентия, Новая Шотландия, Исландия, Северная Скандинавия, Северная Россия, Ирландия и северо-западное побережье Франции.

    Среда обитания

    Летом тупики обитают на скалистых утесах Северной Атлантики и Северной Европы. Зимуют они далеко в море, на глубокой ледяной воде, и их редко можно увидеть до марта.

    Физическое описание

    Полы одинаковы — длина от 11 1/2 до 13 1/2 дюймов с размахом крыльев 21-24 дюймов. Эти тупики короткие, коренастые, с черным верхом и белым снизу.Их щеки белые. У них большие, похожие на попугаев, клювы треугольной формы, которые в период размножения ярко-оранжевые с пятном синего цвета с желтой каймой на задней половине. После сезона размножения они теряют часть роговых клювов и также линяют. Зимнее оперение похоже, но лица в основном темные.

    • Средняя масса
      490,5 г
      17.29 унций
      Возраст

    Репродукция

    Во время ухаживания товарищи дерутся на воде, пары клюют и дракой привлекают другие пары, пока вся церемония не прекратится. Они совокупляются на воде. Тупики гнездятся колониями и строят гнезда, зарываясь в рыхлую почву на глубину 2-4 фута на вершинах скал или на островах.Самцы роют норы, используя клювы и перепончатые лапы. Самцы остаются с самками в течение сезона размножения, а пары часто сидят вне норы. Яйца откладываются в период с июня по июль, и обычно на пару откладывается только одно яйцо. Яйца круглые, белые, часто с коричневыми пятнами. Оба родителя инкубируют, засовывая яйцо под одно крыло и опираясь на него всем телом. Инкубация длится около 42 дней. Вылупившихся особей кормят очень мелкой рыбкой. Примерно через 40 дней после вылупления птенцов родители бросают их и уходят в море; птенцы голодают в течение недели, а затем прыгают в море в сумерках или ночью, ныряя в поисках пищи, пока не смогут летать примерно в 49 дней.

    • Среднее количество яиц за сезон
      1
      Возраст
    • Среднее время до вылупления
      42 дня
      Возраст

    Срок службы / Долговечность

    Поведение

    Тупики ходят прямо, живут колониями, очень любопытны и ручны.На них часто нападают и убивают большие чайки с черными спинами, крысы, кошки, собаки и лисы, и их легко застрелить за еду; таким образом, вскоре исчезают популяции, близкие к цивилизации. Они издают тихие мурлыкающие звуки в полете, тихие ворчания и стоны во время гнездования. Они летают высоко по воде, как утки, и должны бегать по поверхности воды, чтобы подняться в воздух.

    Коммуникация и восприятие

    Привычки к еде

    Тупики ныряют с воздуха или с поверхности и используют свои крылья, чтобы плавать под водой, где ловят мелкую рыбу, моллюсков и ракообразных.Они глотают свой улов под водой, если только не кормят своих детенышей, в это время они могут нести до 30 рыб за раз в своих счетах.

    Экономическое значение для людей: положительный результат

    Ежегодно в Исландии и на Фарерских островах полмиллиона тупиков вылавливают сетью для пропитания и их перьев.

    Статус сохранения

    —.

    Авторы

    Робин-стрит (автор), Мичиганский университет в Анн-Арборе, Энн Эмили (автор).

    Глоссарий

    Неарктика

    проживает в Неарктической биогеографической провинции, северной части Нового Света. Это включает Гренландию, канадские арктические острова и всю Северную Америку вплоть до юга до высокогорья центральной Мексики.

    Палеарктика

    проживает в северной части Старого Света.Другими словами, Европа и Азия и Северная Африка.

    акустический

    использует звук для общения

    бентос

    Обозначает животное, которое живет на дне водоема или рядом с ним.Также водный биом, состоящий из дна океана ниже пелагических и прибрежных зон. Донные места обитания в самых глубоких океанах (ниже 9000 м) иногда называют абиссальной зоной. см. также океанический выход.

    двусторонняя симметрия

    , имеющий такую ​​симметрию тела, что животное можно разделить в одной плоскости на две зеркальные половины.У животных с двусторонней симметрией есть спинная и вентральная стороны, а также передний и задний концы. Синапоморфия билатериев.

    химическая

    использует запахи или другие химические вещества для общения

    прибрежный

    прибрежные водные местообитания вблизи побережья или береговой линии.

    эндотермический

    животных, которые используют выделяемое метаболическим путем тепло для регулирования температуры тела независимо от температуры окружающей среды. Эндотермия — это синапоморфия млекопитающих, хотя она могла возникнуть у (ныне вымершего) предка синапсидов; летопись окаменелостей не различает эти возможности. Сходится у птиц.

    итеропарозный

    потомков производятся более чем в одной группе (пометы, кладки и т. Д.) И в течение нескольких сезонов (или других периодов, благоприятных для воспроизводства). По определению, итеропородящие животные должны выживать в течение нескольких сезонов (или периодических изменений состояния).

    подвижный

    , имеющий возможность перемещаться с одного места на другое.

    родной диапазон

    район, в котором животное обитает в природе, регион, в котором оно является эндемиком.

    яйцекладущие

    размножение, при котором яйца выпускает самка; развитие потомства происходит вне организма матери.

    половой

    воспроизводство, включающее сочетание генетического вклада двух особей, мужчины и женщины

    тактильный

    использует прикосновение для связи

    визуальный

    использует зрение для связи

    Список литературы

    Энциклопедия североамериканских птиц Общества Одюбона; Террес; Альфред Кнопф: Нью-Йорк 1980.

    атлантических тупиков | Красавица птиц

    Ауки … Тупики

    Атлантический тупик ( Fratercula arctica ) — морская птица из семейства гусиных. Это пелагический вид, который питается в основном нырянием за рыбой, но также питается другими морскими существами, такими как кальмары и ракообразные. Его наиболее очевидная особенность — ярко окрашенный клюв в период размножения. Также известный как тупик обыкновенный , это единственный вид тупиков, обитающий в Атлантическом океане.Любопытный вид птицы с ее разноцветным огромным клювом и ярким пегим оперением породил такие прозвища, как «клоун океана» и «морской попугай» .


    Описание

    Атлантический тупик имеет длину 28–34 см (11–13,5 дюйма) и размах крыльев 50–60 см (20–24 дюйма).

    Самец обычно немного крупнее самки, но имеет одинаковый окрас. Эта птица в основном черная сверху и белая снизу, с серыми или белыми щеками и красно-оранжевыми ногами.Клюв большой и треугольный, в период размножения ярко-оранжевый с пятном синего цвета, окаймленного желтым сзади. Характерные ярко-оранжевые пластинки клюва растут перед периодом размножения и опадают после размножения. Клюшки используются в ритуалах ухаживания, например, когда пара соединяет свои клювы вместе.

    Во время полета у него серые круглые подкрылья и белое тело; у него есть прямой полет над водой. Родственный рогатый тупик ( Fratercula corniculata ) из северной части Тихого океана выглядит очень похоже, но имеет немного другие украшения на голове.

    Атлантический тупик в море обычно молчит, за исключением тихого мурлыканья, которое он иногда издает в полете. У гнездовых колоний птицы издают глубокое рычание.

    Ареал и распространение

    Этот вид гнездится на побережьях Северной Европы, Фарерских островов, Исландии и восточной части Северной Америки, от Полярного круга до северной Франции и штата Мэн. Зимние месяцы проводят в море вдали от суши — в Европе на юге до Средиземного моря и в Северной Америке до Северной Каролины.

    Около 95% атлантических тупиков в Северной Америке гнездятся вокруг берегов Ньюфаундленда. Самая большая колония тупиков в западной части Атлантического океана (насчитывающая более 260 000 пар) находится в экологическом заповеднике Уитлесс-Бэй, к югу от Сент-Джонс, Ньюфаундленд и Лабрадор.

    Наблюдение за тупиками также стало популярным в Эллистоне, Ньюфаундленд, ранее называвшемся Бухтой Берд-Айленда, расположенном недалеко от Тринити. Здесь тупики, как известно, достаточно приручены, чтобы отойти от них даже на 2 или 3 фута.

    Хищники атлантического тупика включают большую черноспинную чайку ( Larus marinus ), большого поморника ( Stercorarius skua ) и виды аналогичного размера, которые могут поймать тупика в полете или отобрать одного отдельно взятого. из колонии. Более мелкие виды чаек, такие как серебристая чайка ( L. argentatus ), вряд ли способны сбить здорового взрослого тупика, взять икру или недавно вылупившихся птенцов, а также воруют рыбу.

    Репродуктивная биология

    Атлантические тупики — колониальные гнездовья, использующие норы на травянистых скалах.Они могут столкнуться с конкуренцией со стороны других животных, гнездящихся в норах, таких как кролики, мэнские буревестники и, иногда, бритвенные. Они также будут гнездиться среди скал и осыпей.

    Самцы тупиков выполняют большую часть работы по расчистке территории гнезда, которая иногда выстлана травой, перьями или водорослями. Единственное время, проведенное на суше, — это гнездование. Самцов находят до прибытия в колонии, и спаривание происходит в море.

    Атлантический тупик достигает половой зрелости в возрасте 4–5 лет.Вид моногамен и имеет двух родителей.

    Кладка из одного яйца производится каждый год, и обязанности по инкубации распределяются между обоими родителями. Общее время инкубации составляет около 39–45 дней, а цыпленку требуется около 49 дней, чтобы опереться.

    На окрылении птенец покидает нору и улетает / выплывает в море, обычно вечером. Вопреки распространенному мнению, молодые тупики не бросаются своими родителями (хотя это случается и с некоторыми другими морскими птицами, например, буревестниками).Синхронная кладка яиц встречается у атлантических тупиков в соседних норах.

    Диета

    Районы нагула часто расположены в 100 км (60 миль) от берега от гнезда или более, хотя при кормлении птенцов птицы отваживаются выбраться только на половину этого расстояния.

    Атлантические тупики могут нырять на расстояние до 70 м (200 футов) и двигаются за счет своих мощных крыльев, приспособленных для плавания. Они используют свои перепончатые лапы в качестве руля в подводном положении. Во время охоты тупики собирают несколько мелких рыб, таких как сельдь, шпроты, зоопланктон, рыба (моллюски), песчаные угри.Они используют язык, чтобы прижимать рыбу к шипам на нёбе, оставляя клюв свободными, чтобы открыть и поймать больше рыбы. Тупики обычно выстраивают рыбу в клюве головами в разные стороны.

    Дополнительными компонентами их рациона являются ракообразные и моллюски. Иногда в клюве тупика бывает сразу несколько рыб.

    Охота

    Популяция этих птиц сильно сократилась в девятнадцатом веке, когда на них охотились ради мяса и яиц.На атлантических тупиков по-прежнему охотятся и едят, но это не влияет на популяции по сравнению с другими угрозами. На Фарерских островах, например, на птиц можно охотиться для местного потребления после завершения размножения, когда появляется избыток птицы.


    Статус и сохранение рыболовные сети, сокращение запасов продовольствия и изменение климата.

    На острове Ланди численность резко сократилась в последние годы (размножающаяся популяция в 2005 г. оценивалась всего в две или три пары) в результате нападений черных крыс (недавно уничтоженных) и, возможно, также в результате коммерческого промысла. ловля песчаных угрей — основной добычи тупиков.

    С другой стороны, численность тупиков значительно увеличилась в конце двадцатого века в Северном море, в том числе на острове Мэй и островах Фарн.В последние годы их число увеличивается примерно на 10% в год. В период размножения 2006 г. на Майском острове насчитывалось около 68 000 пар. Однако в Исландии во много раз больше гнездящихся пар с тупиками — lundi по-исландски — самая густонаселенная птица на острове. В 2008 году сообщалось о сокращении численности в колониях на островах Фарн и на острове Май.

    Проекты реинтродукции были реализованы на нескольких островах, в том числе на одном из островов штата Мэн под названием Project Puffin , и они дали местный толчок некоторым популяциям Puffin.

    Поскольку атлантический тупик проводит зимы в открытом океане, он уязвим для антропогенных воздействий, например, разливов нефти. Если происходит случайный разлив нефти и подвергаются воздействию пелагические птицы, токсины вдыхаются или проглатываются, что приводит к повреждению почек и печени. Это повреждение может способствовать потере репродуктивного успеха и повреждению развивающихся эмбрионов.

    Разливы нефти также могут иметь косвенное воздействие. Атлантический тупик и другие пелагические птицы являются отличными биоиндикаторами окружающей среды, поскольку они находятся на вершине пищевой цепи в океане.Поскольку основным источником пищи атлантических тупиков является рыба, существует большой потенциал для биоаккумуляции тяжелых металлов из окружающей среды. Тяжелые металлы попадают в окружающую среду через разливы нефти, такие как разлив нефти Prestige на галисийском побережье, или из других природных или антропогенных источников. Чтобы определить воздействие на пелагических птиц, таких как атлантический тупик, необходимо провести количественные измерения. В полевых условиях ученые измеряют уровень загрязнения в яйцах, перьях или внутренних органах.

    Поскольку атлантический тупик получает большую часть своей еды от ныряния, важно, чтобы у него было достаточно ресурсов и еды.

    Различные условия окружающей среды, такие как приливный цикл, апвеллинги и даунвеллинги, способствуют этому распространению.

    В исследовании, опубликованном в 2005 году, было замечено, что атлантические тупики были связаны с участками хорошо перемешанной воды под поверхностью. Это исследование подразумевает последствия для вида, если воздействие глобального потепления приведет к изменению приливных циклов.Если эти циклы будут изменены слишком сильно, вероятно, что атлантическому тупику будет трудно найти пищевые ресурсы.

    Еще одним следствием повышения температуры может быть сокращение ареала атлантического тупика, поскольку он может жить только в прохладных условиях и не очень хорошо себя чувствует, если ему приходится гнездиться в бесплодных, каменистых местах и Таким образом, повышение температуры может сузить зону пригодной для тупиков среды обитания, поскольку более теплые биотопы расширяются от экватора, но полярные регионы остаются бесплодными из-за отсутствия исторического накопления верхнего слоя почвы.

    В популярной культуре

    • Атлантический тупик — провинциальная птица Ньюфаундленда и Лабрадора.
    • На гербе норвежского муниципалитета Вэрёй изображен атлантический тупик.
    • Название острова Ланди происходит от норвежского lunde, обозначающего тупиков, которые гнездятся на острове. Тупики также появлялись на монетах и ​​марках острова, а их стоимость выражалась в «тупиках».
    • В августе 2007 года атлантический тупик был предложен в качестве официального символа Либеральной партии Канады ее заместителем Майклом Игнатьевым после того, как он наблюдал за колонией этих птиц и был очарован их поведением.
    • SOS Puffin — это проект по сохранению тупиков на островах в заливе Ферт-оф-Форт, созданный Шотландским центром морских птиц в Северном Бервике. Численность тупиков на острове Крейглит, когда-то одной из самых крупных колоний в Шотландии, насчитывавшей 28000 пар, упала до нескольких тысяч из-за вторжения гигантского инопланетного растения Tree Mallow, которое захватило остров и помешало тупикам проникнуть в него. доступ к их норкам и размножению. Проект пользуется поддержкой более 450 волонтеров, и в этом году наблюдается прогресс в том, что тупики вернулись в большом количестве для размножения.

    Авторские права: Wikipedia . Эта статья находится под лицензией GNU Free Documentation License. Он использует материалы с Wikipedia.org … Дополнительная информация и фотографии добавлены Avianweb.


    Обратите внимание: Статьи или изображения на этой странице являются исключительной собственностью авторов или фотографов. Пожалуйста, свяжитесь с ними напрямую, если у вас возникнут вопросы об авторских правах или лицензировании. Спасибо.

    Давайте поговорим о тупиках — Atlas Obscura

    PUFFIN! (Фото: Ричард Бартц / CC BY-SA 3.0)

    Прямо сейчас экологические группы лоббируют определение коралловых каньонов и подводных гор Новой Англии, морского района примерно в 200 милях к юго-востоку от Кейп-Код, в качестве национального водного памятника. Эти усилия по сохранению очень важны по ряду экологических причин, но одна из них выделяется как самая привлекательная: она может спасти тупиков штата Мэн, которые проводят там свои зимы.

    Поговорим о тупиках. Это милые, любопытные маленькие морские птички, которые всю жизнь пытаются есть вкусную рыбу и размножаться среди прибрежных скал.К сожалению, человечество угрожает их вымиранием. К счастью, есть несколько патрулей тупиков и спасательных обществ, которые пытаются помочь.

    Тупики происходят из семейства птиц, известных как глюки. Они живут в прибрежных районах и их можно сразу узнать по черно-белой окраске, толстым клювам, которые весной становятся оранжевыми, и округлой форме. Очаровательных птиц, также известных как «морской попугай» или «клоун океана», можно встретить в нескольких местах по всему миру, в том числе вдоль побережья Северной Атлантики и Северной части Тихого океана.

    Лети, толстый маленький герой! (Фото: Трент МакБрайд / CC BY 2.0)

    Их красочные клювы и пухлый рост делают их привлекательными, где бы они ни находились, и их дружелюбие тоже не повредит. Кроме того, они полнейшие болваны. «Они довольно непостоянны, взлетают, когда люди подходят слишком близко на лодках, и они также очень неуклюжи на суше (особенно при посадке и взлете), что может быть забавно», — говорит Клэр Торп, сотрудник по вопросам людей и дикой природы Фонда дикой природы Олдерни. , которая ухаживает за гнездовой колонией на островке Бурху в Ла-Манше.«В целом у них довольно спокойный характер — их брачные ритуалы не такие агрессивные, как у других морских птиц, и они кажутся более любопытными к людям, чем к чему-либо еще».

    Но, несмотря на всю свою милую игру, тупики во всем мире сталкиваются с некоторыми серьезными экологическими проблемами.

    Защитники тупиков, такие как Торп и Кресс, директор программы Audobon Project Puffin Seabird Restoration Program, которая управляет 95 процентами тупиков штата Мэн, хорошо осведомлены об опасностях, с которыми сталкивается мировая популяция тупиков.«Основными проблемами для тупиков в наши дни являются последствия изменения климата для их кормления, — говорит Кресс. «Изменение климата влияет на пищевую цепочку снизу вверх. От планктона до добываемой рыбы, которой питаются тупики ».

    По мере того как мировые океаны нагреваются, рыба умирает или перемещается в разные части океана, из-за чего тупикам становится трудно добыть достаточно пищи, чтобы вырастить птенца. Как сказал нам Кресс, для того, чтобы тупики получали достаточно пищи, правильный вид рыбы должен быть доступен в нужное время года и в изобилии.Даже телосложение пищевой рыбы может вызвать проблемы. «Он должен быть правильной формы, иначе они даже не смогут его проглотить», — говорит Кресс.

    AAAAAHHHHHHH. (Фото: Джейкоб Спинкс / CC BY 2.0)

    Хотя изменение глобального климата является самым разрушительным фактором, влияющим на тупиков, это далеко не единственное, что подвергает их риску. По данным организации Witless Bay Puffin and Petrel Patrol, которая стремится защитить самую большую колонию атлантических тупиков в мире, вторжение цивилизации представляет собой совершенно другую проблему.На своем веб-сайте они заявляют, что по мере того, как люди приближаются к среде обитания тупиков, цыплята путают искусственное освещение домов и предприятий со звездами, которые обычно направляют их в море.

    «Подавляющее большинство морских птиц ориентируются по горизонту, который всегда светится», — говорит Торп. «[Морские птицы] в основном (включая тупиков) оперяются ночью без родителей, поскольку в это время они защищены от хищников. Таким образом, искусственное освещение может мешать и сбивать с толку птиц, заставляя их лететь к городам.«Хотя тупики не летают, покидая гнездо — они обычно ходят или плавают, — проблема для них столь же очевидна.

    И, конечно же, хищники. Несмотря на свои внушительные клювы, тупики являются легкой добычей для ряда хищников. Колония, которую Торп помогает защитить, видела, как грызуны истребляли местную популяцию тупиков, поедая беспомощных птенцов прямо в их подземных гнездах. Опасностью могут быть и более крупные чайки. Даже люди исторически охотились на тупиков ради их перьев и мяса.Хотя практика поедания тупиков вышла из употребления во многих странах мира, жители Фарерских островов по-прежнему считают тупиков едой.

    Несмотря на все проблемы, с которыми сталкиваются птицы-клоуны, наши усилия по их спасению и сохранению оказываются весьма эффективными. В проектах по сохранению тупиков использовался ряд различных методов, чтобы попытаться помочь тупикам увеличить их численность. Среди методов, которые использовали Кресс и Project Puffin, — использование деревянных приманок для тупиков, чтобы возвращающиеся птицы чувствовали себя как дома, и создание защитных ящиков для гнезд, которые обеспечивают убежище и надежное место для размножения, в которое можно вернуться.Используя эти методы, им удалось восстановить исторические колонии тупиков, которые вымерли, путем переселения тупиков из Ньюфаундленда в Мэн.

    «Наша стратегия состоит в том, чтобы обеспечить подходящие условия для гнездования», — говорит Кресс. «Это не большая проблема, если они не выращивают цыпленка каждый год, потому что они долгожители, они могут прожить 20 лет и более. Но если они год за годом не добиваются успеха, это сокращает популяцию, и, похоже, именно это происходит сейчас в Исландии, где живет большинство тупиков.”

    Назад в море. (Фото: Анита Ритенур / CC BY 2.0)

    Камеры для живых тупиков также стали популярным и эффективным методом повышения осведомленности общественности о птицах. «Думаю, одни из лучших воспоминаний о работе с тупиками у меня были, когда они действительно начали появляться на наших камерах», — говорит Торп. «Я веду образовательный проект, и его неотъемлемая часть — это то, что тупики какое-то время присутствуют, чтобы их могли видеть дети, поэтому, когда сезон размножения действительно начался, у них было много активности.«И у Project Puffin, и у Alderney Wildlife Trust есть прямые трансляции своих тупиков (пожалуйста).

    Один человек, на которого, как надеется Кресс, смотрит эти трансляции, — это президент Обама. Project Puffin в настоящее время проводит кампанию за президента, чтобы защитить птиц, объявив Коралловые каньоны и подводные горы национальным памятником. Подобные усилия по сохранению и программы по усыновлению тупиков помогают обеспечить будущее этих маленьких чудаковатых птиц столь же яркое, как и их клювы.

    атлантических тупиков — факты, диета, среда обитания и изображения на Animalia.биография

    Население

    Угрозы населению

    Основные причины сокращения популяции атлантических тупиков связаны с возросшим хищничеством чаек и поморников, проникновением крыс, кошек, собак и лис на некоторые острова, используемые для гнездования, заражением токсичными остатками, утоплением в рыболовных сетях, сокращением количества пищи. припасы, охота и изменение климата. Поскольку тупики проводят зимы в открытом океане, они подвержены действиям человека и катастрофам, таким как разливы нефти.Промасленное оперение делает птиц более уязвимыми к колебаниям температуры и снижает плавучесть в воде. Многие птицы умирают, а другие умирают, пытаясь удалить жир, прихорашиваясь, проглатывая и вдыхая токсины. На тупиков с незапамятных времен охотились и люди. Их ловили и ели в свежем виде, солили в рассоле или коптили и сушили. Их перья использовали в качестве подстилки, а яйца ели. Даже в настоящее время этих красивых птиц все еще ловят и едят в Исландии и на Фарерских островах. Изменения климата также влияют на популяции атлантического тупика.В штате Мэн изменение популяций рыб из-за изменений температуры моря приводит к тому, что сельдь, которая является основным продуктом питания тупиков в этом районе, становится недоступной. В результате некоторые взрослые птицы истощаются и умирают, а птенцы умирают от голода.

    Численность населения

    Согласно Красному списку МСОП, размер глобальной популяции атлантического тупика составляет 12-14 миллионов взрослых особей.Европейская популяция состоит из 4,770,000-5,780,000 пар, что составляет 9,550,000-11,600,000 половозрелых особей.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *