Как усыпляют рыбу для подсчета лососевой вши

Обновлено: 28.03.2024

Море вшей (множественное число морских вшей , не следует путать с морскими блохами ), является членом Caligidae семейства рачков (мелкими ракообразными) в пределах порядка Siphonostomatoida . Примерно 559 видов из 37 родов включают около 162 видов Lepeophtheirus и 268 видов Caligus . Морские вши - это морские эктопаразиты (внешние паразиты), которые питаются слизью, эпидермальной тканью и кровью морской рыбы-хозяина.

Caligus rogercresseyi стал основным паразитом, вызывающим озабоченность на лососевых фермах в Чили , [3] и Британской Колумбии . [4] В настоящее время проводятся исследования для лучшего понимания паразита и взаимодействия паразита и хозяина. Также появляются недавние данные о том, что L. salmonis в Атлантике имеет достаточные генетические отличия от L. salmonis из Тихого океана, чтобы предположить, что атлантический и тихоокеанский L. salmonis могли независимо развиваться совместно с атлантическими и тихоокеанскими лососями соответственно. [5]

СОДЕРЖАНИЕ

По оценкам, семейство Caligidae включает около 559 видов 37 родов. [1] Самыми крупными из них являются Caligus , насчитывающий около 268 видов, [6] и Lepeophtheirus, насчитывающий около 162 видов. [7]

Большинство понимания биологии морских вшей, за исключением ранних морфологических исследований, основано на лабораторных исследованиях, разработанных для понимания проблем, связанных с заражением морскими вшами рыб на лососевых фермах. Информация о биологии морских вшей и взаимодействии с дикой рыбой скудна в большинстве районов с долгой историей развития открытых садков, поскольку понимание фоновых уровней морских вшей и механизмов переноса редко было условием получения лицензии на владение и пользования для владельцев ферм.

Многие виды морских вшей специфичны по отношению к родам-хозяевам, например L. salmonis , который имеет высокую специфичность для проходных рыб, включая колючку и лососевых, включая широко разводимого атлантического лосося ( Salmo salar ). Lepeophtheirus salmonis может в разной степени паразитировать на других лососевых, включая кумжу ( морская форель : Salmo trutta ), арктический голец ( Salvelinus alpinus ) и все виды тихоокеанских лососей. В случае тихоокеанского лосося, кижуча , кеты и горбуши ( Oncorhynchus kisutch , O. keta и O. gorbuscha соответственно) вызывают сильные тканевые реакции на прикрепление L. salmonis , что приводит к отторжению в течение первой недели заражения. [8] Pacific L. salmonis может также развиваться, но не полный, его полный жизненный цикл на три колюшки ( трехиглой Aculeatus ). [9] Этого не наблюдалось в отношении Atlantic L. salmonis .

Как планктонные стадии морских вшей распространяются и находят новых хозяев, до сих пор полностью не известно. Температура, свет и течения являются основными факторами, а выживание зависит от солености выше 25 ‰ . [10] [11] [12] [13] Копеподиды L. salmonis, мигрирующие вверх к свету, и смолты лосося, движущиеся вниз на рассвете, были выдвинуты для облегчения поиска хозяина. [14] Несколько полевых и модельных исследований L. salmonis изучали популяции копепод и показали, что планктонные стадии могут переноситься на десятки километров от их источника. [12] [15] [16]

Источник заражения L. salmonis при возвращении лосося из пресной воды всегда оставался загадкой. Морские вши умирают и падают с проходных рыб, таких как лососевые, когда они возвращаются в пресную воду. Атлантический лосось возвращается и осенью отправляется вверх по течению для размножения, в то время как смолты не возвращаются в соленую воду до следующей весны. Тихоокеанский лосось возвращается в прибрежные морские районы, начиная с июня, и заканчивается только в декабре, в зависимости от вида и времени бега, тогда как смолты обычно мигрируют, начиная с апреля и заканчивая в конце августа, в зависимости от вида и времени бега.

Возможно, морские вши выживают на рыбе, которая остается в устьях рек, или переходят к еще неизвестному альтернативному хозяину, чтобы провести зиму. Смолты заражаются личинками морских вшей или даже взрослыми особями, когда весной попадают в устья рек. Как морские вши распределяются между рыбами в дикой природе, также неизвестно. Взрослые стадии Lepeophtheirus spp. может переноситься в лабораторных условиях, но частота невысока. Caligus spp. довольно легко передаются между разными видами рыб и регулярно встречаются в планктоне. [12]

L. salmonis, как правило, примерно в два раза больше, чем большинство видов Caligus . (например, C. elongatus , C. clemensi и т. д.). Корпус состоит из четырех областей: головогруди , четвертого сегмента (нога-подшипникового), генитального комплекса, и живота. [17] Головогрудь образует широкий щит, который включает в себя все сегменты тела вплоть до третьего сегмента, несущего ногу. Он действует как присоска, удерживая вошь на рыбе. Ротовые части всех видов имеют форму сифона или орального конуса (характерно для Siphonostomatoida). Вторая антенна а оральные придатки модифицированы, чтобы помочь удерживать паразита на рыбе. Вторая пара усиков также используется самцами для захвата самки во время совокупления. [18] Взрослые самки всегда значительно крупнее самцов и развивают очень большой генитальный комплекс, который у многих видов составляет большую часть массы тела. Две связки от 500 до 1000 яиц ( L. salmonis ), которые темнеют по мере созревания, примерно такой же длины, как тело самки. Одна самка может произвести 6-11 пар яичных нитей за 7 месяцев жизни. [12] [14] [19]

У морских вшей есть стадии свободного плавания (планктон) и паразиты, и все они разделены линькой. [17] [18] [20] [21] Скорость развития L. salmonis от яйца до взрослой особи колеблется от 17 до 72 дней в зависимости от температуры. Жизненный цикл L. salmonis показан на рисунке; зарисовки сцен взяты у Шрама. [20]

Из яиц вылупляются науплии I, которые линяют до второй науплиальной стадии; обе науплиальные стадии не питаются, в зависимости от запаса энергии желтка, и приспособлены к плаванию. Стадия копеподид - инфекционная стадия, и она ищет подходящего хозяина, вероятно, с помощью химио- и механосенсорных ключей. Течения, соленость, свет и другие факторы также помогают копеподидам найти хозяина. [12] Предпочтительное оседание рыбы происходит в районах с наименьшими гидродинамическими нарушениями, особенно на плавниках и других охраняемых территориях. [11] [22] Копеподиды однажды прикрепились к подходящему корму-хозяину на период времени до линьки на стадии халимуса I. Морские вши продолжают свое развитие через три дополнительных этапа халимуса, каждую из которых разделяет линька. Характерной особенностью всех четырех стадий халимуса является то, что они физически прикреплены к хозяину с помощью структуры, называемой лобной нитью. У разных видов морских вшей наблюдаются различия во времени, способе получения и физической структуре лобной нити. За исключением короткого периода во время линьки, предзрелые и взрослые стадии подвижны на рыбе, а в некоторых случаях могут перемещаться между рыбами-хозяевами. Взрослые самки, будучи крупнее, занимают относительно плоские поверхности тела на задней вентральной и дорсальной срединных линиях и могут фактически вытеснить пред-взрослых и самцов на этих участках. [23]

Стадии науплиаров и копеподид, пока они не обнаруживают хозяина, не питаются и живут за счет эндогенных запасов пищи. После присоединения к хозяину стадия копеподид начинает питаться и превращается в первую стадию халимуса. Стадии веслоногих ракообразных и халимуса имеют развитый желудочно-кишечный тракт и питаются слизью и тканями хозяина в пределах их прикрепления. Предултные и взрослые морские вши, особенно беременные самки, являются агрессивными кормильцами, в некоторых случаях питаясь не только тканями и слизью, но и кровью. Кровь часто обнаруживается в пищеварительном тракте, особенно у взрослых женщин. L. salmonis, как известно, выделяет большое количество трипсина в слизь своего хозяина, что может способствовать питанию и пищеварению. [8] [24] Другие соединения, такие как, простагландин E2 , также был идентифицирован в секретах L. salmonis и может способствовать кормлению и / или служить паразиту, избегая иммунного ответа хозяина, регулируя его в месте кормления. [8] [25] Являются ли морские вши переносчиками болезней, неизвестно, но они могут быть переносчиками бактерий и вирусов, вероятно, полученных в результате их прикрепления к тканям зараженной рыбы и поедания ими. [26]


Морские вши вызывают физическое и ферментативное повреждение в местах прикрепления и питания, что приводит к истиранию, различающимся по своей природе и степени тяжести в зависимости от ряда факторов, включая вид хозяина, возраст и общее состояние здоровья рыбы. Неясно, подвержены ли подверженные стрессу рыбы заражению паразитами. Инфекция морских вшей вызывает у рыб генерализованную хроническую стрессовую реакцию, поскольку кормление и привязанность вызывают изменения консистенции слизи и повреждают эпителий, что приводит к потере крови и жидкости, изменениям электролитов и высвобождению кортизола . Это может снизить иммунный ответ лосося и сделать его восприимчивым к другим заболеваниям, а также замедлить рост и продуктивность. [27] [28]

Степень повреждения также зависит от вида морских вшей, присутствующих стадий развития и количества морских вшей на рыбе. Существует мало данных об ответах тканей хозяина атлантического лосося в местах кормления и прикрепления, независимо от стадии развития. Напротив, кижуч и горбуша демонстрируют сильную тканевую реакцию на L. salmonis, характеризующуюся гиперплазией эпителия и воспалением . Это приводит к отторжению паразита в течение первой недели заражения у этих видов лососевых. [8] Тяжелое заражение выращиваемого атлантического лосося и дикой нерки ( Oncorhynchus nerka ) L. salmonis. может привести к глубоким повреждениям, особенно в области головы, даже обнажая череп.

Это было рассмотрено Пайком и Уодсвортом [21], Маквикар [42] и Костелло. [12] Комплексные программы борьбы с морскими вшами введены или рекомендованы в ряде стран, включая Канаду [43] [44] Норвегию, [40] Шотландию [45] и Ирландию. [46] Выявление эпидемиологических факторов как потенциальных факторов риска численности морских вшей [47] с помощью эффективных программ мониторинга морских вшей, как было показано, эффективно снижает их уровень на лососевых фермах. [48]

Более чистая рыба , включая пять видов губанов (Labridae), используется на рыбных фермах в Норвегии и в меньшей степени в Шотландии, Шетландских островах и Ирландии. [49] Их потенциал не исследовался в других регионах рыбоводства, таких как Тихоокеанский и Атлантический океан, Канада или Чили.

Хорошие методы разведения включают парование, удаление мертвой и больной рыбы, предотвращение обрастания сетей и т. Д. В большинстве районов рыбоводства существуют планы управления заливом, чтобы держать морских вшей ниже уровня, который может вызвать проблемы со здоровьем на ферме или повлиять на диких животных. ловить рыбу в окружающих водах. К ним относятся разделение на классы по годам, подсчет и регистрация морских вшей на установленной основе, использование паразитицидов при увеличении количества морских вшей и мониторинг устойчивости к паразитицидам.

Ранние результаты предполагали генетические вариации восприимчивости атлантического лосося к Caligus elongatus . [50] Затем начались исследования по выявлению маркеров признаков, [51] и недавние исследования показали, что восприимчивость атлантического лосося к L. salmonis может быть определена для конкретных семейств и что существует связь между MHC Class II и восприимчивостью к вшам. [52]

В октябре 2012 года продуктовая сеть Sobeys забрала целиком атлантического лосося из 84 магазинов в Приморье Канады после того, как возникли опасения по поводу морских вшей. [53]

В 2017 году цены на лосося в Норвегии выросли на 15% за трехмесячный период из-за вспышки морских вшей. [54]

Иногда пресной воды достаточно, чтобы убить морских вшей, и, поскольку лосось в конечном итоге плавает в пресной воде, он не пострадает. [55]

Диапазон терапевтических средств для выращиваемой рыбы был ограничен, часто из-за нормативных ограничений обработки. Все используемые препараты прошли оценку воздействия на окружающую среду и рисков. [56] [57] Паразитициды подразделяются на обработку в ванне и кормление следующим образом:

У использования банных процедур есть как преимущества, так и недостатки. Процедуры в ванне сложнее, и для их проведения требуется больше рабочей силы, для чего необходимо накинуть юбки или брезент вокруг клеток, чтобы удержать лекарство. Предотвращение повторного заражения является сложной задачей, поскольку практически невозможно вылечить всю бухту за короткий период времени. Поскольку объем воды указан неточно, требуемая концентрация не гарантируется. Переполнение рыбок для уменьшения количества препарата также может вызвать стресс у рыб. Недавнее использование лодок-колодцев, содержащих лекарства, снизило как концентрацию, так и проблемы с окружающей средой, хотя перенос рыбы в лодку-колодец и обратно в клетку может вызвать стресс. Основным преимуществом ванн является то, что ко всем рыбам обращаются одинаково.в отличие от процедур кормления, когда количество проглоченного лекарства может варьироваться по ряду причин.

Органофосфаты являются ингибиторами ацетилхолинэстеразы и вызывают возбуждающий паралич, приводящий к гибели морских вшей при применении в виде ванн. Дихлофос использовался в течение многих лет в Европе, а затем был заменен азаметифосом , активным ингредиентом Сальмосана, с которым операторы более безопасно обращаться. [58] Азаметифос растворим в воде и относительно быстро разрушается в окружающей среде. Устойчивость к органофосфатам начала развиваться в Норвегии в середине 1990-х годов, по-видимому, из-за изменения ацетилхолинэстераз в результате мутации. [59] Использование препарата значительно сократилось с появлением SLICE, бензоата эмамектина .

Пиретроиды являются прямыми стимуляторами натриевых каналов в нейрональных клетках, вызывая быструю деполяризацию и спастический паралич, ведущий к смерти. Эффект специфичен для паразита, так как используемые лекарства только медленно всасываются хозяином и быстро метаболизируются после всасывания. Циперметрин (Excis, Betamax) и дельтаметрин (Alphamax) - два пиретроида, обычно используемые для борьбы с морскими вшами. В Норвегии сообщалось о резистентности к пиретроидам, по всей видимости, из-за мутации, приводящей к структурным изменениям натриевого канала, которые не позволяют пиретроидам активировать канал. [60] Использование дельтаметрина в качестве альтернативного лечения увеличивается с ростом резистентности, наблюдаемой при применении бензоата эмамектина.

Купание рыб с перекисью водорода (350–500 мг / л в течение 20 мин) избавит рыбу от подвижных морских вшей. Он безвреден для окружающей среды, поскольку H 2 O 2 диссоциирует на воду и кислород, но может быть токсичным для рыб, в зависимости от температуры воды, а также для операторов. [61] Похоже, что он сбивает морских вшей с рыб, оставляя их способными присоединиться к другим рыбам и повторно инициировать инфекцию.

Кормовые процедуры легче применять и представляют меньший риск для окружающей среды, чем ванны. Корм обычно покрыт лекарственным средством, и распределение лекарства среди паразитов зависит от фармакокинетики лекарства, попадающего паразиту в достаточном количестве. Лекарства обладают высокой избирательной токсичностью для паразитов, достаточно растворимы в жирах, так что лекарственного средства достаточно, чтобы действовать в течение примерно 2 месяцев, а любое неметаболизированное лекарственное средство выводится из организма так медленно, что практически не вызывает проблем с окружающей средой.

Авермектины принадлежат к семейству макроциклических лактонов и являются основными лекарствами, используемыми в кормлении для уничтожения морских вшей. Первым использованным авермектином был ивермектин в дозах, близких к терапевтическому уровню, и его производитель не представил на юридическое разрешение для применения на рыбе. Ивермектин был токсичен для некоторых рыб, вызывая седативный эффект и угнетение центральной нервной системы из-за способности препарата преодолевать гематоэнцефалический барьер . Бензоат эмамектина, который является активным агентом в составе SLICE, [62] используется с 1999 года и имеет больший запас прочности для рыб. Он вводится в дозе 50 мкг / кг / день в течение 7 дней и эффективен в течение двух месяцев, убивая как халимус, так и подвижную стадию. Время вывода варьируются в зависимости от юрисдикции от 68 дней в Канаде [63] до 175 градусных дней в Норвегии. Авермектины действуют, открывая глутаматные хлоридные каналы в нервно-мышечных тканях членистоногих, вызывая гиперполяризацию и вялый паралич, ведущий к смерти. Устойчивость была отмечена у Chalimus rogercresseyi в Чили и L. salmonis на рыбных фермах в Северной Атлантике. Устойчивость, вероятно, связана с длительным применением препарата, приводящим к усилению регуляции Р-гликопротеина [64], аналогично тому, что наблюдается при устойчивости нематод к макроциклическим лактонам. [65]

Тефлубензурон, активный агент в составе препарата Калицид [66], является ингибитором синтеза хитина и предотвращает линьку. Таким образом, он предотвращает дальнейшее развитие личиночных стадий морских вшей, но не влияет на взрослых особей. Он редко использовался для борьбы с морскими вшами, в основном из-за опасений, что он может повлиять на цикл линьки нецелевых ракообразных , хотя в рекомендуемых концентрациях это не было показано. [56]

В настоящее время проводится ряд исследований по изучению различных антигенов, особенно из желудочно-кишечного тракта и репродуктивных эндокринных путей, в качестве мишеней для вакцины, но на сегодняшний день о вакцине против морских вшей не сообщалось. В двух опубликованных исследованиях тестировались антигены-кандидаты в вакцины против лососевых вшей, что привело к снижению уровня инфицирования (Grayson et al. 1995; [67] Carpio et al. 2011 [68] ).

Более недавним достижением в стратегии удаления лазера является использование для удаления лазера импульсных лазеров, работающих на длине волны 550 нм. [69]

Бранчиуры , семейство Argulidae, отряд Arguloida известны как рыбьи вши и паразитируют на рыбах в пресной воде.


Норвежские биологи пришли к выводу, что избавление рыб на фермах от кровососущих паразитов Lepeophtheirus salmonis с помощью фосфорорганических пестицидов и пиретроидов, привело к широкому распространению резистентных вшей в северо-восточной части Атлантического океана. В работе, опубликованной в журнале Royal Society Open Science, ученые проанализировали около 2000 вшей, собранных у диких и фермерских лососевых Северной Атлантики. Биологи обнаружили паразитов, устойчивых к двум популярным пестицидам, у дикого лосося и морской форели, а также у рыб, выращиваемых на фермах, где вообще не применялись химикаты.

Паразит Lepeophtheirus salmonis, больше известный как лососевая вошь — это вид веслоногих рачков, взрослые особи которого достигают около сантиметра в размере. Вошь вцепляется в кожу рыбы, вызывая язвы, и зачастую приводит к смерти своего хозяина. В Северной Атлантике эти рачки паразитируют в основном на атлантическом лососе, морской форели и арктическом гольце.

Лососевая вошь — частая причина гибели диких лососей и рыб, выращенных на фермах. До появления рыбных ферм дикие лососевые подвергались нападкам паразитов в осенние, весенние и летние месяцы. Зимой большинство лососевых обитает в океанах и пресной воде, где вшам трудно выжить. Однако с началом разведения рыб в прибрежных фермах, для лососевых вшей открылись новые возможности.

Сначала для борьбы с лососевой вошью на фермах применяли фосфорорганические пестициды, но вскоре, как и в сельском хозяйстве, их эффективность снизилась. Потом стали использовать пиретроиды, следом за ними — перекись водорода, затем — бензоат эмамектина и дифлубензурон. К пиретроидам паразиты выработали устойчивость уже через 6 лет. С 2000 года самым эффективным пестицидом был бензоат эмамектина, но когда с ним возникли проблемы, новых доступных химикатов не было. Поэтому на аквафермах снова начали применять фосфорорганические пестициды и пиретроиды. Сначала они хорошо справлялись с паразитами, но это продлилось недолго.

Исследователи под руководством Хелен Берретцен (Helene Bоrretzen) из Норвежского технологического университета решили оценить масштабное влияние применения фосфорорганических пестицидов и пиретроидов. Для этого биологи провели генетический анализ 1988 лососевых вшей, собранных у фермерских и диких рыб северной части Атлантического океана в период с 2000 по 2017 год.

Вшей (399 штук) собрали на рыбных фермах в Ирландии, Шотландии, Фарерских островах и Атлантической Канаде. Также образцы взяли у дикого атлантического лосося с западного побережья Гренландии. В Норвегии было проанализировано в общей сложности 532 особи, полученные от дикой морской форели, и 304 особи, взятые у дикого лосося. Также был проведен анализ 753 паразитов из Канады, Шотландии, Ирландии, Шетландских островов, Фарерских островов, Норвегии и России, образцы которых брали в период с 2000 по 2009 год и ранее использовали в исследованиях. Эти образцы были получены с разрешения рыбоводных хозяйств, за исключением образца из России, который был взят у возвращающегося дикого лосося, пойманного местными рыбаками.

Все 1988 образцов были генотипированы норвежской лабораторией PatoGen AS с использованием их запатентованных тестов на устойчивость к пиретроиду и фосфорорганическим пестицидам. Тест на устойчивость к пиретроидам ищет мутацию C14065T в митохондриальном гене cytB, а тест на резистентность к органофосфатам — мутацию Phe362Tyr в гене ace1a.

Оказалось, что более 50 процентов вшей, собранных в районах, где разводят рыбу, были устойчивы к обоим химикатам. Биологам практически не встретились паразиты, которые не имели бы резистентность хотя бы к одному пестициду. Также мультирезистентные вши были обнаружены в аквафермах Исландии, где ни один из этих пестицидов не применялся. По словам биологов, мутирующие особи появляются на фермах через несколько лет после использования пестицидов, а затем постепенно распространяются в океане.

В прошлом месяце американские исследователи предположили, что применение таких пестицидов, как пиретроиды и неоникотиноиды, может стать одним из главных факторов утраты биоразнообразия членистоногих во всем мире. Используемые сейчас химикаты стали менее токсичными для рыб, млекопитающих и птиц, но более токсичными для водных и наземных беспозвоночных, включая опылителей.

Лосося вошь ( Lepeophtheirus salmonis ) представляет собой вид из копеподы в роду Lepeophtheirus . Это морская вошь , паразит, обитающий в основном на лососе , особенно на тихоокеанском и атлантическом лососе и морской форели , но также иногда встречается на трехиглой колюше . [2] Питается слизью , кожей и кровью рыб. [3] [4] После отделения их можно разнести ветром по поверхности моря, как планктон. Когда они сталкиваются с подходящей морской рыбой-хозяином, они прилипают к коже, плавникам или жабрам рыбы и питаются слизью или кожей. Морские вши поражают только рыб и не опасны для человека. [4]

Лососевые вши - это эктопаразиты лосося. В 1980-х годах высокие уровни вшей наблюдались на смолтах горбуши. Лососевые вши водятся в Тихом и Атлантическом океанах; они заражают горбушу, атлантический лосось и кету. [5]

Содержание

Были проведены некоторые исследования проблем, вызываемых этим видом в аквакультуре , но мало что известно о жизни лососевых вшей в природе. Однако заражение лососевыми вошами в рыбоводных хозяйствах может вызывать эпизоотии у дикой рыбы. [6] Когда аквакультуралисты помещают свои почтовые смолты в морскую воду, они, как известно, свободны от эктопаразитов, и это может длиться много месяцев.

L. salmonis имеет прямой жизненный цикл (т. Е. Один хозяин) с восемью стадиями жизни [7] с шелушением между ними. Эти планктонные науплии не могут направленно плыть против течения воды, но пассивно дрейфуют и могут регулировать свою глубину в толще воды. Они почти полупрозрачные по цвету и имеют длину около 0,5-0,6 мм.

При 5 ° C (41 ° F) стадия науплиуса 1 длится около 52 часов и около 9 часов при 15 ° C (59 ° F). Науплиус 2 занимает 170 часов и 36 часов при этих температурах соответственно. Они чувствительны к свету и солености. Низкая соленость оказывает большее влияние на планктонную стадию, чем на паразитическую. Только что вылупившиеся личинки не выживают при солености ниже 15 ‰, а плохое развитие инфекционных копеподид происходит между 20 и 25. Науплии и копеподиды обладают положительной фототактикой и демонстрируют ежедневную вертикальную миграцию, поднимаясь днем ​​и опускаясь ночью. Способность находить своих хозяев не зависит от света. Они реагируют на низкочастотные ускорения воды, например, возникающие у плавающей рыбы. Поиск их мигрирующих хозяев на бескрайних просторах океана все еще остается загадкой для ученых.но этому виду удавалось эффективно это делать на протяжении тысячелетий. [8]

Третья стадия - стадия копеподид, длина которой составляет около 0,7 мм и может занять от 2 до 14 дней в зависимости от температуры воды, и вошь лосося прикрепляется к рыбе.

Четвертый и пятый этапы - это этапы халимуса . Лососевая вошь становится подвижной и может перемещаться по поверхности рыбы, а также плавать в толще воды и вырастает до 5 мм у самцов и 10 мм у самок.

Продолжительность составляет примерно 10 дней для копеподид, 10 дней для халимуса I, 15 дней для халимуса 2, 10 дней для самок предподросткового возраста 1 и 12 дней для самок предподросткового возраста 2 при температуре 10 ° C (50 ° F). Самцы развиваются быстрее, проводя около 8 дней в подростковом возрасте 1 и 9 дней в возрасте до 2 лет при температуре 10 ° C (50 ° F). Ступени халимуса имеют длину от 1,1 мм на стадии 1 до 2,3 мм на стадии 2.

Развитие до половой зрелости после прикрепления к рыбе-хозяину зависит от температуры воды и времени генерации, от яйца до взрослой особи, и колеблется от 32 дней при 15 ° C (59 ° F) до 106 дней при 7,5 ° C (45,5 ° C). F). Яичные нити обычно длиннее, плодовитость выше при более низких температурах, но факторы, влияющие на яйценоскость, недостаточно изучены. [8]

Время образования морских вшей составляет около 8–9 недель при 6 ° C (43 ° F), 6 недель при 9 ° C (48 ° F) и 4 недели при 18 ° C (64 ° F). Продолжительность жизни взрослой особи в естественных условиях не определена, но в лабораторных условиях самки живут до 210 дней. [8]

Грудная клетка широкая и щит формы. Живота является более узким, и у самок, наполненные яйцами . У самок к брюшку также прикреплены две длинные яичные нити. Лососевая вошь использует свои ноги, чтобы перемещаться по хозяину или переплывать от одного хозяина к другому.

Лососевая вошь в настоящее время поражает почти половину лососевых ферм Шотландии. [10] В 2016 году Guardian News сообщила, что вши убили тысячи тонн выращиваемой рыбы, вызвали поражения кожи и вторичные инфекции еще у миллионов людей и стоили шотландской лососевой промышленности около 300 миллионов фунтов стерлингов на борьбу. [10]

В небольших количествах лососевые вши наносят незначительный урон рыбе, хотя увеличение их численности может привести к смерти. Паразиты могут вызвать физическое повреждение плавников рыбы, эрозию кожи, постоянное кровотечение и открытые раны, создавая пути для других патогенов. [9] Морские вши также могут быть переносчиками болезней между диким и выращиваемым лососем. [9] Эти копеподы-переносчики вызвали инфекционную анемию лосося (ISA) вдоль Атлантического побережья. [11] [12] Вспышка ISA произошла в Чили в 2007 году, где она быстро распространилась с одной фермы на другую, уничтожив лососевые фермы. [9]

Инфекция лососевых вшей у горбуши ослабляет ионный гомеостаз у смолтов горбуши. Гомеостаз необходим для внутренней регуляции температуры тела и уровня pH; этот процесс позволяет рыбе перемещаться из пресной воды в морскую. Нарушение ионного гомеостаза на преждевременных стадиях смолта может привести к снижению скорости роста, ограничению плавательных способностей и даже смерти. Нарушение гидро-минерального баланса может привести к негативным последствиям на клеточном, тканевом и организменном уровнях. Высокий уровень заражения лососевыми вшами приводит к ослаблению системы ионной регуляции. [13]

Способность активировать воспалительную реакцию - это способ борьбы с инфекцией лососевых вшей. Интенсивность воспалительной реакции определяет, насколько быстро паразиты выводятся из организма. Интенсивность определяется распознаванием и регулированием секреторных / выделительных продуктов лососевых вшей (SEP), которые включают протеазы и простагландин E2. Морской паразит выделяет SEP в поврежденную кожу лосося, что подавляет протеолитическую активность. Протеолитическая активность увеличивает количество пептидов и аминокислот хозяина, которые можно использовать в качестве источника питания, и снижает интенсивность воспалительных реакций. [14]

Фото: Shutterstock

Технологии ИИ пока в основном используют в экспериментальных хозяйствах. Несмотря на возможности точного земледелия, раннего обнаружения вредителей и болезней, для большинства фермеров они остаются дороги и избыточны

Сельское хозяйство ― довольно консервативная и инертная отрасль. В выращивании зерновых мало что менялось веками после нововведений с гужевым плугом и трехпольем. Например, в виноградарстве все сохраняется примерно так, как было 4–6 тыс. лет назад.

Кардинальные инновации случились относительно недавно, в XX веке: внедрение аграрных химикатов (гербицидов и пестицидов), появление гибридных сортов зерновых (прежде всего кукурузы, которая в том или ином виде присутствует почти в каждом продукте глубокой переработки в США), электрификация, искусственное оплодотворение, сельхозтехника.

В начале 2000-х годов, казалось, потенциал этих инноваций для дальнейшего увеличения производительности труда в сельском хозяйстве исчерпан, прогресс замедлился. Когда на производстве постоянно работает несколько человек, времени на эксперименты не остается. С тех пор фермеров, которые производят до 80% всей сельхозпродукции в мире, настойчиво пытаются подружить с передовыми технологиями: нано, био, смарт и ИИ.

На что способен ИИ в сельском хозяйстве

Аргумент в пользу массового внедрения ИИ-технологий в сельском хозяйстве часто формулируется так: человеческая популяция к 2050 году достигнет 10 млрд человек, радикально увеличить обрабатываемые площади невозможно, необходимо повысить интенсивность их использования. Навязывать аграриям задачу накормить все население земного шара ― равно что требовать от средних и малых технологических компаний решить проблему глобального потепления.

В моменте производители и потребители сходятся в одном ― в желании сделать качественную сельскохозяйственную продукцию более доступной. Способны ли современные технологии решать эти чисто утилитарные вопросы?

Под технологиями ИИ, хотя в строгом смысле искусственный интеллект вряд ли появится в обозримом будущем, мы будем подразумевать для удобства классификации набор решений в области машинного обучения и обработки Big Data, нейросети, машинное зрение и так далее.

В контексте применения ИИ в выращивании зерновых, овощей и фруктов, животноводстве можно выделить три ключевых направления того, как это в принципе может работать в теории:

Раннее обнаружение вредителей, болезней и сорняков

Решение. Дрон, оснащенный компьютерным зрением, который регулярно проводит мониторинг участка (сигналом может служить изменение цвета листа или колоса) или стада (можно отслеживать изменения в весе).

Пример: Лососевые фермы в Норвегии используют стереоскопические камеры для раннего выявления заболевания рыбы морскими вшами. Болезнь ежегодно приводит к убыткам в сотни миллионов долларов. Правительство Норвегии планирует сделать технологию стандартом для отрасли.

Точное земледелие

Проблема. Аграрии вносят удобрения и осуществляют полив сплошным ковром, хотя участки одного поля могут иметь разные условия, рельеф, состав грунта: то есть где-то будет дефицит ресурсов, а где-то переизбыток.

Решение. Датчики, объединенные в сеть интернета вещей (IoT), отслеживают основные показатели: влажность почвы, температуру, освещенность участка, необходимые для оптимального ведения хозяйства. Алгоритм выдает рекомендации для каждого квадратного метра поля, что ведет к экономии воды, семян и химикатов.

Расчет урожайности

Проблема. Фермерам крайне сложно год к году предсказывать результат своих усилий по выращиванию зерна, овощей или фруктов, особенно если речь идет о введении новых сортов, пестицидов и так далее. В целом, на урожайность влияет множество факторов.

Решение. Информация, собранная сенсорами или дронами, анализируется алгоритмами с машинным обучением, которые оперируют в том числе историческими данными об изменении климата, создаются карты полей, выявляются паттерны. В итоге фермер может рассчитать урожайность с каждого участка и даже изменение цены на свою продукцию, оптимизировать расход ресурсов.

Пример. Цифровая платформа для точного земледелия в Аргентине. Система использует машинное обучение, геоданные дронов и спутников, облачные вычисления для разработки рекомендаций фермерам в реальном времени.

Цифровая платформа для сельского хозяйства ACA Mi Campo

Как отдельный пример можно выделить городское фермерство. Израильская технологическая компания использовала алгоритмы ИИ для подбора оптимальных условий по освещению и влажности, чтобы выращивать сельскохозяйственные продукты в небольших домашних контейнерах.

Где еще доказательства, что это внедрено и работает?

Кейсов применения аграриями технологий ИИ в открытых источниках крайне мало. Почти вся информация исходит от разработчиков подобных решений в контексте их потенциальных возможностей.

Сделаем шаг назад: от алгоритмов ИИ к простой автоматизации. Полностью автоматизированная, с минимальным участием человека распашка полей и уборка урожая зерновых не кажется сложным решением. Траектория движения здесь проста и понятна. Все, что делает водитель техники при подготовке поля, ― разворот. Здесь нет препятствий в виде другого транспорта или людей.

Первый концепт полностью автономного трактора (без оператора в кабине) выпустила компания CNH Industrial в 2016 году сразу в двух версиях. До настоящего времени информации о запуске производства и массовом внедрении модели в агрокомплексах нет.

Крупнейший производитель сельхозтехники в США John Deere, также уже представлявший на одной из выставок концепт трактора с автопилотом, только в августе 2021 года заявил о создании стартапа Bear Flag Robotics, который собирается довести технологию до ума. По сути, в компании признали, что сейчас на рынке ничего подобного нет.

В плане развития в сельском хозяйстве ИИ-технологий речь идет о точечном использовании датчиков и дронов в экспериментальных хозяйствах. В масштабе всей индустрии это единичные примеры. О широком внедрении подобных решений фермерами пока говорить рано.

Фото:Jens Schlueter / Getty Images, Maël BALLAND / Pexels

Объективные препятствия

Интерес фермеров к новейшим техническим решениям в сельском хозяйстве все же есть. Например, крупные агрокомплексы в Китае в период распространения африканской чумы свиней попытались внедрить машинное зрение для выявления и изоляции больных особей. Проблема в том, что небольшие фермерские хозяйства, которых большинство, просто не могут пока себе это позволить.

Фото:The New York Times

Технологии ИИ для массового сельхозпроизводителя дороги и избыточны. В сельской местности есть дешевая рабочая сила. Плюс к тому имеется и социальный контекст: высвободить даже тех немногих работников, заменив их роботизированной техникой, ― социальная проблема.

Кроме того, как мы знаем на примере российских хозяйств, рост урожайности не делает фермеров и агрокомплексы богаче, он просто приводит к обвалу закупочных цен у посредников. В такой ситуации сложно найти стимул к внедрению дорогостоящих инноваций. При том что свободных средств, которые можно было бы вложить в масштабное техническое переоснащение, у фермера, как правило, нет.

Объективное препятствие состоит в том, что в сельском хозяйстве действительно долгий цикл проверки гипотезы и отработки новых технологий. На экспериментальном предприятии, в полевой лаборатории сложно смоделировать условия, которые бы подходили для других регионов, с другим климатом, влажностью, рельефом, составом грунта.

Внедрение решений на основе ИИ требует базовой технической и цифровой оснащенности. Для подключения сенсоров в сеть IoT банально необходимо устойчивое высокоскоростное интернет-покрытие. Данные должны где-то обрабатываться и храниться. Значит, нужно искать вычислительные мощности или строить свои локальные центры обработки данных. Для БПЛА (дронов) законодательством установлены ограничения на использование.

Фото:Pexels

Читайте также: