AN ARBOR-Asian carp is capable to survive and growth in the much larger portion of Lake Michigan than scientists previously believed and present high risk of becoming established, as a new modeling study from University of Michigan researchers and their colleagues.

いくつかの先行研究では、ミシガン湖の食物レベルが低いことが、通常藻類やその他の種類のプランクトンを食べるビッグヘッドやシルバーコイの定着の障害になる可能性があると示唆されていました。

しかし、以前の研究では、ビッグヘッドとシルバーコイが、デトリタスと呼ばれる死んだ有機物を含む幅広い食餌で生存することができる日和見的摂食者であるという事実は考慮されなかった。 ミシガン湖では、デトリタスには、湖底に無数に生息するクワガタ貝やゼブラ貝から再懸濁した糞便のかけらが含まれます。

さらに、以前の研究では、湖面から1メートル以上下にあるコイの生息可能性を評価していませんでした。

食餌の柔軟性と地下の生息地を考慮すると、ミシガン湖における適切なアジアコイの生息地の量は劇的に増加したと、U-M の環境および持続可能性のための学校の修士論文でこの研究を行った、研究主幹の Peter Alsip 氏は述べています。

現在 U-M にある Cooperative Institute for Great Lakes Research で働いている Alsip によると、ある時期には、表面積 22,000 平方マイル以上、平均水深 280 フィートのミシガン湖の全範囲に、水柱内のどこかに適切なビッグヘッド コイの生息地があることがモデルによって示されました。 ミシガン大学主導のモデリング研究によると、ビッグヘッドコイが可能な限り幅広い餌(植物プランクトン、PP、動物プランクトン、ZP、デトリタス、Det)を水柱全体で食べることができる場合、ミシガン湖全域で、ある時期、水柱のどこかにビッグヘッドコイの生息に適した場所があることを示しています。 色のついた部分は生息に適した場所であることを示す。 灰色の部分は生息に適さないことを示す。 Image credit: Peter Alsip.

シルバーコイの生息地は、近海の栄養豊富な地域に限られていた。 この研究は、8月12日にFreshwater Biology誌のオンライン版に掲載されました。

「地下の生息地と魚の食性の柔軟性は、これまでの研究では評価されていませんでしたが、今回の結果から、これらの考慮事項が我々の適性評価に顕著な影響を与えたことがわかりました」と、Alsipは述べています。 「ミシガン湖のプランクトンの供給量の少なさは、これまで考えられていたほど強い障壁ではないかもしれません」

研究はまた、次のことも明らかにしました:

  • 魚が水柱全体で最も幅広い餌(植物性プランクトン、動物性プランクトンとデトリタス)を食べるようにすると、適した生息地の量は 4.0 になりました。
  • ミシガン湖全体では、質の高いアジアコイの生息地の範囲は比較的小さいが、河口付近やグリーンベイの栄養豊富な部分では、局所的な定着のリスクが高いことが判明した。
  • チームのモデルによって作成された地図は、アジア鯉の定着のホットスポットと、「湖全体の移動を促進し加速する可能性がある」湖を横断する移動コリドーの可能性を特定したと、著者は記しています。
  • ミシガン湖の沖合に毎年夏に形成される、比較的プランクトンが豊富な「深いクロロフィル層」は、ビッグヘッドコイの成長を支えることができる。

ミシガン湖のプランクトンを支える栄養素のレベルは、主に湖に入るリンのレベルが低下したことと、外来種のクワガタガイやゼブラ貝が広がって、今では湖底を覆ってプランクトンを吸い上げ、バイオデポジットという糞塊に栄養素を封じ込めていることが原因で、数十年も減少し続けています。

ミシガン湖の水柱の栄養分が徐々に失われていく過程は貧栄養化と呼ばれ、一部の科学者の間では、アジア鯉の定着の可能性に懐疑的な見方がされています。

この研究では、Alsipたちは、ミシガン湖の3次元生物物理学的モデルから、餌の量と水温の値をシミュレーションして、ビッグヘッドとシルバーコイの成長率の可能性を研究しました。

研究者らは、ミシガン湖において、さまざまな水深で3種類の餌(植物プランクトン、動物プランクトン、デトリタス)のさまざまな組み合わせを食べたときに、2種のコイの個々の成魚がどの程度成長できるかを調べました。 9578>

ミズーリ州のミシシッピ川で泳ぐ2匹のハクレン。 Image credit: Sara Tripp/Missouri Department of Conservation

「私たちは、ミシガン湖にオオクチバスの生息に適した場所が広く存在することを発見しましたが、これは多くの理由から、基本的に生態学的に重要な結果です」と、アナーバーのEureka Aquatic Research社の研究共著者Hongyan Zhang氏は述べました。 Zhang 氏は、U-M School for Environment and Sustainability と Cooperative Institute for Great Lakes Research の元教授で、Alsip 氏の論文指導者でした。

植物プランクトンは単細胞の光合成藻類とシアノバクテリアのことです。 動物プランクトンは、植物プランクトンを餌とする食物連鎖の底辺に位置する小さな動物です。

今回の研究では、ミシガン湖に広く存在するクワガタガイの糞便が、アジアコイの生存を助け、プランクトンが減少した開水域を移動し、最終的に湖全体に広がる可能性があることが示されました。 ビッグヘッドとシルバーコイを総称して、科学者はビッグヘッドコイ(BHC)と呼んでいます。

「BHC が植物プランクトン、動物プランクトン、デトリタスなどを柔軟に捕食できるため、沖合でも飢餓のリスクを軽減し、したがって定着の可能性を高める」と、著者らは述べています。 「したがって、BHCは、プランクトンのバイオマスが最小の広大な地域を移動しなければならないにもかかわらず、ミシガン湖とその支流の好ましい生息地で生き残り、定着し、広がる可能性が高いようです」

ビッグヘッドとシルバーコイは、貯水池や下水処理ラグーンでの藻類の増殖を抑制するために、1970年代に米国南部に輸入された。 現在では、ビッグヘッドとシルバーコイは五大湖に近い流域に定着しているが、湖自体には生息していない。

すでに侵入した生態系に対するアジア鯉の影響、および侵入前線がミシガン湖に近いことから、イリノイ川とミシガン湖を結ぶ人工の接続部であるシカゴ地域水路システムを経由した五大湖への侵入の可能性に対する懸念が高まった。

5月、米国陸軍工兵隊のトップは、ミシガン湖から約40マイル離れたイリノイ州ジョリエット近くのブランドンロード・ロック&ダムに鯉防御を設置する7億7800万ドルの計画を議会に送付した。 7月には、この地域の8人の米国知事と2人のカナダ首相がこの計画を支持しました。

淡水生物学の研究のタイトルは「Lake Michigan’s Suitability for Bigheaded Carp」です。 The Importance of Diet Flexibility and Subsurface Habitat “というものです。 DOI:10.1111/fwb.13382.

アルシップとチャンに加え、他の著者は、国立海洋大気庁五大湖環境研究所のマーク・ロウ、ドラン・メイソン、エドワード・ラザフォード、U-M School for Environment and Sustainability and Michigan Sea Grantのキャサリン・リセン、ミシガン州天然資源省のジンミン・スーの各氏。

このプロジェクトはミシガンシーグラント大学院研究奨学金により行われ、ミシガン州天然資源省の水産研究所からマッチング資金が提供されました。 また、ミシガンシーグラント、Institute for Fisheries Research、CIGLR、GLERL、Great Lakes Aquatic Non-indigenous Species Information Systemからも追加支援があった。 CIGLRは、U-MとNOAAの連邦政府出資のパートナーシップです。

上記と同じアプローチで、Alsipと同僚は現在、アジア鯉の生息適性が、気象、湖全体のリン負荷、クワガやゼブラ貝によってどのように影響されるかを研究しているところです。 彼らの発見は、温暖化した気候がミシガン湖のアジアコイに対する脆弱性にどのような影響を与えるか、また、栄養負荷の削減とムール貝の侵入に対応して生息地の適性が時間とともにどのように変化したかを明確にすることができるだろう

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