ANN ARBOR-Aziatische karpers kunnen in veel grotere delen van het Michiganmeer overleven en groeien dan wetenschappers eerder dachten en vormen een groot risico om zich te vestigen, zo blijkt uit een nieuwe modelstudie van onderzoekers van de University of Michigan en hun collega’s.

Enkele eerdere studies suggereerden dat lage voedselniveaus in Lake Michigan een belemmering zouden kunnen vormen voor de vestiging van grootkop- en zilverkarpers, die zich gewoonlijk voeden met algen en andere soorten plankton. Grootkop- en zilverkarpers zijn de twee Aziatische karpersoorten die de grootste zorgen baren voor de Grote Meren.

Maar eerdere studies hielden geen rekening met het feit dat grootkop- en zilverkarpers opportunistische eters zijn die in staat zijn te overleven op een grote verscheidenheid aan diëten, waaronder dood organisch materiaal dat detritus wordt genoemd. In Lake Michigan, detritus omvat stukjes resuspendeerde fecale pellets van talloze quagga en zebra mosselen op de bodem van het meer.

Bovendien, eerdere studies niet geëvalueerd potentiële karper habitat meer dan een meter onder het oppervlak van het meer.

Wanneer dieetflexibiliteit en habitat onder de oppervlakte in aanmerking werden genomen, nam de hoeveelheid geschikte Aziatische karperhabitat in Lake Michigan dramatisch toe, volgens hoofdauteur Peter Alsip van de studie, die het onderzoek uitvoerde voor zijn masterscriptie aan de U-M’s School for Environment and Sustainability.

Op bepaalde tijden van het jaar toonde het model aan dat de gehele omvang van Lake Michigan, dat een oppervlakte heeft van meer dan 22.000 vierkante mijl en een gemiddelde diepte van 280 voet, geschikte grootkopkarper habitat bevat ergens in de waterkolom, volgens Alsip, die nu werkt bij het in U-M gevestigde Cooperative Institute for Great Lakes Research.

Habitatgeschiktheidskaarten voor grootkopkarper in Lake Michigan onder drie voederscenario’s. Uit de door de Universiteit van Michigan uitgevoerde modelstudie blijkt dat wanneer de grootkopkarper zich in de gehele waterkolom mag voeden met het breedst mogelijke dieet (fytoplankton, PP, zoöplankton, ZP, en detritus, Det), het gehele Michiganmeer op bepaalde tijdstippen van het jaar ergens in de waterkolom geschikte habitats voor grootkopkarpers bevat. Gekleurde gebieden geven geschikt habitat aan. Grijze gebieden duiden op ongeschikte habitat. Image credit: Peter Alsip.

Zilverkarper habitat was beperkt tot de kust, voedselrijke gebieden. De studie werd online gepubliceerd 12 augustus in het tijdschrift Freshwater Biology.

“Ondergrondse habitat en de dieetflexibiliteit van de vissen werden niet geëvalueerd in eerdere studies, en onze bevindingen geven aan dat deze overwegingen een merkbaar effect hadden op onze geschiktheidsbeoordeling,” zei Alsip. “Lake Michigan’s lage voorraad plankton is misschien niet zo’n sterke barrière als eerder gedacht.”

De studie vond ook dat:

  • Het toelaten van de vissen om zich te voeden met het breedst mogelijke dieet (fytoplankton, zoöplankton en detritus) in de hele waterkolom resulteerde in geschikte habitatvolumes die 4.6 keer groter dan het smalste dieet (alleen fytoplankton) voor grote karper en 2,3 keer groter voor zilverkarper.
  • Hoewel de omvang van hoogwaardige Aziatische karperhabitat in het hele Michiganmeer relatief klein is, is het risico van lokale vestiging groot in de buurt van riviermondingen en in voedselrijke delen van Green Bay. Het model van het team vond het hele jaar door geschikte habitat (die volgens andere modellen geschikt is om te paaien en eieren te ontwikkelen) in de buurt van de mondingen van verschillende rivieren, waaronder de Milwaukee en de St. Joseph.
  • De kaarten die door het model van het team werden gegenereerd, identificeerden Aziatische karper vestigingshaarden en het potentieel voor migratiecorridors over het meer “die migratiebewegingen over het hele meer kunnen vergemakkelijken en versnellen”, schreven de auteurs. Deze kaarten kunnen helpen bij het toezicht door gebieden te identificeren waar grote en zilverkarpers zich zouden kunnen verspreiden na het binnenkomen van het meer.
  • De relatief planktonrijke “diepe chlorofyllaag” die zich elke zomer vormt in de offshore wateren van Lake Michigan is in staat om de groei van grote karpers te ondersteunen. Eerdere karperstudies hebben het groeipotentieel in deze laag, die zich op een gemiddelde diepte van ongeveer 100 voet vormt, niet geëvalueerd.

De niveaus van plankton-ondersteunende voedingsstoffen in Lake Michigan nemen al tientallen jaren af, grotendeels als gevolg van verminderde fosforniveaus die het meer binnenkomen en de verspreiding van invasieve quagga- en zebramosselen, die nu de bodem van het meer bedekken, plankton opzuigen en voedingsstoffen vastleggen in fecale pellets, biodeposito’s genaamd.

Het geleidelijke verlies van voedingsstoffen in de waterkolom van het Michiganmeer, een proces dat oligotrofiëring wordt genoemd, heeft bij sommige wetenschappers scepsis gewekt over de waarschijnlijkheid van vestiging van Aziatische karpers aldaar. Maar laboratoriumexperimenten hebben aangetoond dat Aziatische karpers in staat zijn om te overleven en zelfs in gewicht toe te nemen, terwijl ze zich alleen voeden met quagga mossel biodeposits.

In hun studie gebruikten Alsip en zijn collega’s gesimuleerde voedselrijkdom en watertemperatuurwaarden uit een driedimensionaal biofysisch model van Lake Michigan om het groeipotentieel van grootkop- en zilverkarpers te bestuderen.

Zij bekeken hoe goed individuele volwassenen van de twee karpersoorten konden groeien in Lake Michigan wanneer zij zich voedden met verschillende combinaties van de drie voedseltypen – fytoplankton, zoöplankton en detritus – op verschillende dieptes. Gebieden waar de grote karper en de zilverkarper hun lichaamsgewicht konden behouden of vermeerderen, werden geclassificeerd als geschikte habitat.

Twee zilverkarpers op de Mississippi rivier in Missouri. Image credit: Sara Tripp/Missouri Department of Conservation

“We ontdekten dat geschikte habitat voor grootkopkarpers wijdverspreid is in Lake Michigan, en dat is een resultaat van fundamenteel ecologisch belang om vele redenen,” zei studie co-auteur Hongyan Zhang van Eureka Aquatic Research in Ann Arbor. Zhang, voorheen van U-M’s School for Environment and Sustainability en het Cooperative Institute for Great Lakes Research, was Alsip’s scriptie-adviseur.

Phytoplankton zijn eencellige, fotosynthetische algen en cyanobacteriën. Zoöplankton zijn kleine diertjes aan de basis van de voedselketen die zich voeden met fytoplankton. Een grote zorg over Aziatische karpers is dat ze inwonende planktonetende vissen, waaronder de larvale stadia van de meeste vissoorten, zouden kunnen verdringen.

De nieuwe studie toonde aan dat de wijdverspreide beschikbaarheid van quagga mossel fecale pellets in Lake Michigan waarschijnlijk zou helpen om Aziatische karpers in leven te houden, waardoor ze door plankton-arme open wateren zouden kunnen migreren en zich uiteindelijk over het hele meer zouden kunnen verspreiden. Grootkop- en zilverkarpers zijn bij wetenschappers bekend als grootkopkarpers, of BHC.

“Het vermogen van BHC om zich flexibel te voeden met fytoplankton, zoöplankton en detritus vermindert hun risico op verhongering – zelfs in offshore wateren – en verhoogt daarom hun vestigingskans,” aldus de auteurs. “Daarom lijkt het waarschijnlijk dat BHC kan overleven, zich vestigen en zich verspreiden naar gunstige habitats in Lake Michigan en zijn zijrivieren, ondanks het feit dat ze door uitgestrekte gebieden met minimale planktonbiomassa moeten reizen.”

Gighead- en zilverkarpers werden in de jaren zeventig naar het zuiden van de Verenigde Staten geïmporteerd om de algengroei in reservoirs en rioolwaterzuiveringsbekkens onder controle te houden. Ze ontsnapten en verspreidden zich snel over het stroomgebied van de Mississippi, waar ze dichte populaties vestigden op plaatsen als de Illinois River, waar ze nu 63% van het totale gewicht van alle vis in de rivier uitmaken.

Huidig zijn grootkop- en zilverkarpers ingeburgerd in stroomgebieden dicht bij de Grote Meren, maar niet in de meren zelf.

De impact van de Aziatische karper op reeds binnengedrongen ecosystemen, alsmede de nabijheid van het invasiefront bij Lake Michigan, hebben de bezorgdheid over de mogelijke invasie van de Grote Meren via het Chicago Area Waterway System, de door de mens aangelegde verbinding tussen de Illinois River en Lake Michigan, doen toenemen.

In mei stuurde het hoofd van het U.S. Army Corps of Engineers het Congres een plan van $778 miljoen om karperverdediging te installeren bij de Brandon Road Lock and Dam in de buurt van Joliet, Illinois, ongeveer 40 mijl van Lake Michigan. In juli keurden de acht Amerikaanse gouverneurs en twee Canadese premiers het plan goed.

De studie Freshwater Biology is getiteld “Lake Michigan’s Suitability for Bigheaded Carp: The Importance of Diet Flexibility and Subsurface Habitat.” DOI: 10.1111/fwb.13382

Naast Alsip en Zhang zijn de andere auteurs Mark Rowe, Doran Mason en Edward Rutherford van het Great Lakes Environmental Research Laboratory van de National Oceanic and Atmospheric Administration; Catherine Riseng van de U-M School for Environment and Sustainability en Michigan Sea Grant; en Zhenming Su van het Michigan Department of Natural Resources.

Het project werd gefinancierd door de Michigan Sea Grant Graduate Research Fellowship, met bijpassende fondsen verstrekt door het Instituut voor Visserijonderzoek van het Michigan Department of Natural Resources. Aanvullende steun werd verleend door Michigan Sea Grant, het Institute for Fisheries Research, CIGLR, GLERL en het Great Lakes Aquatic Non-indigenous Species Information System. CIGLR is een federaal gefinancierd samenwerkingsverband tussen U-M en NOAA.

Met dezelfde aanpak als hierboven beschreven, bestuderen Alsip en collega’s momenteel hoe de habitatgeschiktheid voor Aziatische karpers wordt beïnvloed door meteorologie, fosforbelasting over het hele meer, en quagga en zebra mosselen. Hun bevindingen kunnen een duidelijker beeld geven van hoe een opwarmend klimaat de kwetsbaarheid van Lake Michigan voor Aziatische karpers zal beïnvloeden en hoe de habitatgeschiktheid in de loop der tijd is veranderd als reactie op de vermindering van de nutriëntenbelasting en de mosselinvasie.

Reageren

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.