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Potential for Electropositive Metal to Reduce the Interactions of Atlantic Sturgeon with Fishing Gear

Authors

  • IAN BOUYOUCOS,

    1. Virginia Institute of Marine Science, Gloucester Point, VA, U.S.A.
    2. Department of Ecology and Evolutionary Biology, The University of Michigan, 830 North University, Ann Arbor, MI, U.S.A.
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  • PETER BUSHNELL,

    1. Virginia Institute of Marine Science, Gloucester Point, VA, U.S.A.
    2. Department of Biology, Indiana University South Bend, 1700 Mishawaka Avenue, South Bend, IN, U.S.A.
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  • RICHARD BRILL

    Corresponding author
    1. Virginia Institute of Marine Science, Gloucester Point, VA, U.S.A.
    2. National Marine Fisheries Service, Northeast Fisheries Science Center, James J. Howard Marine Sciences Laboratory, 74 Magruder Road, Sandy Hook, Highlands, NJ, U.S.A.
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Abstract

Atlantic sturgeon (Acipenser oxyrhynchus) populations have been declared either endangered or threatened under the U.S. Endangered Species Act. Effective measures to repel sturgeon from fishing gear would be beneficial to both fish and fishers because they could reduce both fishery-associated mortality and the need for seasonal and area closures of specific fisheries. Some chondrostean fishes (e.g., sturgeons and paddlefishes) can detect weak electric field gradients (possibly as low as 5 Μv/cm) due to arrays of electroreceptors (ampullae of Lorenzini) on their snout and gill covers. Weak electric fields, such as those produced by electropositive metals (typically mixtures of the lanthanide elements), could therefore potentially be used as a deterrent. To test this idea, we recorded the behavioral responses of juvenile Atlantic sturgeon (31–43 cm fork length) to electropositive metal (primarily a mixture of the lanthanide elements neodymium and praseodymium) both in the presence and absence of food stimuli. Trials were conducted in an approximately 2.5 m diameter × 0.3 m deep tank, and fish behaviors were recorded with an overhead digital video camera. Video records were subsequently digitized (x, y coordinate system), the distance between the fish and the electropositive metal calculated, and data summarized by compiling frequency distributions with 5-cm bins. Juvenile sturgeon showed clear avoidance of electropositive metal but only when food was present. On the basis of our results, we conclude that the electropositive metals, or other sources of weak electric fields, may eventually be used to reduce the interactions of Atlantic sturgeon with fishing gear, but further investigation is needed.

El Potencial del Metal Electropositivo para Reducir las Interacciones del Esturión Atlántico con Instrumentos de Pesca Bouyoucos, Bushnell & Brill 13–003

Resumen

Las poblaciones del esturión atlántico (Acipenser oxyrhynchus) han sido declaradas como en peligro o amenazadas bajo el Acta de Especies en Peligro de los Estados Unidos. Las medidas efectivas para repeler a los esturiones de los instrumentos de pesca serían benéficas para los peces y los pescadores ya que podrían reducir la mortalidad asociada a la pesca y la necesidad de los cierres temporales y de área de pesquerías específicas. Algunos peces chondrosteos (p. ej.: esturiones y peces espátula) pueden detectar gradientes débiles de campos eléctricos (posiblemente tan bajos como 5 μV cm−1) debido a grupos de electroreceptores (ámpulas de Lorenzini) en su hocico y opérculos. Los campos eléctricos débiles, como aquellos producidos por metales electropositivos (comúnmente mezcla de elementos lantánidos), podrían entonces ser usados potencialmente como un disuasivo. Para probar esta idea, filmamos las respuestas conductuales de esturiones juveniles (31 – 43 cm de largo) a metales electropositivos (principalmente una mezcla de los elementos lantánidos neodimio y praseodimio) tanto en la presencia como en la ausencia de estímulos de alimento. Las pruebas se realizaron en un tanque de ≈ 2.5 metros de diámetro x 0.3 m de profundidad, y las conductas de los peces se filmaron con una cámara digital de video colocada sobre el tanque. Las filmaciones después se digitaron (sistema de coordenadas x, y), se calculó la distancia entre los peces y el metal electropositivo y se resumió la información al compilar las distribuciones de la frecuencia con contenedores de 5 cm. Los esturiones juveniles mostraron clara evitación del metal electropositivo pero sólo cuando el alimento estaba presente. Basándonos en nuestros resultados, concluimos que los metales electropositivos, u otras fuentes de campos eléctricos débiles, puede ser usada eventualmente para reducir las interacciones del esturión atlántico con los instrumentos de pesca, pero es necesario llevar a cabo más investigaciones.

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