ANN ARBOR-Asian carp are capable of surviving and growing in much larger portions of Lake Michigan than scientists previously believed and present a high risk of becoming established, according to a new modeling study from University of Michigan researchers and their colleagues.

Niektóre wcześniejsze badania sugerowały, że niski poziom pożywienia w jeziorze Michigan może stanowić barierę w osiedlaniu się karpi wielkogłowych i srebrzystych, które zazwyczaj żywią się algami i innymi rodzajami planktonu. Karp wielki i karaś srebrzysty są dwoma gatunkami karpi azjatyckich, które stanowią największe zagrożenie dla Wielkich Jezior.

Wcześniejsze badania nie uwzględniały jednak faktu, że karp wielki i karaś srebrzysty są oportunistycznymi karmicielami zdolnymi do przeżycia na szerokiej gamie pokarmów, w tym na martwej materii organicznej zwanej detrytusem. W jeziorze Michigan, detrytus zawiera kawałki kału z niezliczonych małży quagga i zebra na dnie jeziora.

W dodatku, poprzednie badania nie oceniały potencjalnego siedliska karpia więcej niż metr pod powierzchnią jeziora.

W pewnych porach roku, model pokazał, że cały zakres jeziora Michigan, które ma powierzchnię ponad 22,000 mil kwadratowych i średnią głębokość 280 stóp, zawiera odpowiednie siedliska karpia gdzieś w słupie wody, według Alsipa, który teraz pracuje w U-M-based Cooperative Institute for Great Lakes Research.

Mapy przydatności siedlisk dla karpia w jeziorze Michigan pod trzema scenariuszami karmienia. Badania modelowe prowadzone przez Uniwersytet Michigan wykazały, że kiedy karpowi pozwolono żerować w całym słupie wody na najszerszej możliwej diecie (fitoplankton, PP, zooplankton, ZP, i detrytus, Det), cały obszar jeziora Michigan zawiera odpowiednie siedliska karpia gdzieś w słupie wody, w określonych porach roku. Kolorowe obszary oznaczają odpowiednie siedliska. Obszary szare wskazują na nieodpowiednie siedliska. Image credit: Peter Alsip.

Srebrne siedlisko karpia było ograniczone do obszarów przybrzeżnych, bogatych w składniki odżywcze. Badanie zostało opublikowane online 12 sierpnia w czasopiśmie Freshwater Biology.

„Siedlisko podpowierzchniowe i elastyczność diety ryb nie były oceniane w poprzednich badaniach, a nasze ustalenia wskazują, że te względy miały zauważalny wpływ na naszą ocenę przydatności”, powiedział Alsip. „Niska podaż planktonu w jeziorze Michigan może nie być tak silną barierą, jak wcześniej sądzono.”

Badania wykazały również, że:

  • Pozwolenie rybom na odżywianie się najszerszą możliwą dietą (fitoplankton, zooplankton i detrytus) w całym słupie wody spowodowało odpowiednie objętości siedlisk, które były 4.6 razy większa niż w przypadku najwęższej diety (tylko fitoplankton) dla karpia wielkogłowego i 2,3 razy większa dla karasia srebrzystego.
  • Pomimo, że zasięg wysokiej jakości siedlisk karpia azjatyckiego w całym jeziorze Michigan jest stosunkowo niewielki, ryzyko lokalnych zdarzeń związanych z osiedleniem jest wysokie w pobliżu ujść rzek i w bogatych w składniki odżywcze częściach zatoki Green Bay. Model zespołu znalazł odpowiednie siedliska całoroczne (które według innych modeli są w stanie wspierać tarło i rozwój ikry) w pobliżu ujść kilku rzek, w tym Milwaukee i St. Joseph.
  • Mapy wygenerowane przez model zespołu zidentyfikowały gorące miejsca osiedlenia się karpia azjatyckiego i potencjał korytarzy migracyjnych przez jezioro, „które mogą ułatwić i przyspieszyć przemieszczanie się po całym jeziorze”, napisali autorzy. Mapy te mogłyby wspomóc wysiłki nadzoru, identyfikując obszary, na które karpie wielkogłowe i srebrzyste mogłyby się rozprzestrzeniać po wpłynięciu do jeziora.
  • Stosunkowo bogata w plankton „głęboka warstwa chlorofilu”, która tworzy się każdego lata w przybrzeżnych wodach jeziora Michigan jest w stanie wspierać wzrost karpia wielkogłowego. Poprzednie badania nad karpiami nie oceniały potencjału wzrostu w tej warstwie, która tworzy się na średniej głębokości około 100 stóp.

Poziomy składników odżywczych wspierających plankton w jeziorze Michigan spadają od dziesięcioleci, głównie z powodu zmniejszonego poziomu fosforu wprowadzanego do jeziora i rozprzestrzeniania się inwazyjnych małży quagga i zebra, które obecnie pokrywają dno jeziora, wysysając plankton i sekwestrując składniki odżywcze w granulkach kałowych zwanych biodepozytami.

W swoich badaniach Alsip i jego koledzy wykorzystali symulację obfitości pokarmu i wartości temperatury wody z trójwymiarowego biofizycznego modelu jeziora Michigan do zbadania potencjału wzrostu karpi wielkogłowych i srebrzystych.

Dwa karpie srebrzyste na rzece Missisipi w Missouri. Image credit: Sara Tripp/Missouri Department of Conservation

„Stwierdziliśmy, że odpowiednie siedliska dla karpia wielkogłowego są szeroko rozpowszechnione w jeziorze Michigan, co ma fundamentalne znaczenie ekologiczne z wielu powodów” – powiedział współautor badania, Hongyan Zhang z Eureka Aquatic Research w Ann Arbor. Zhang, dawniej z U-M’s School for Environment and Sustainability i Cooperative Institute for Great Lakes Research, był doradcą Alsip’s thesis.

Phytoplankton to jednokomórkowe, fotosyntetyzujące glony i sinice. Zooplankton to maleńkie zwierzęta u podstawy łańcucha pokarmowego, które żywią się fitoplanktonem. Duże obawy związane z karpiami azjatyckimi dotyczą tego, że mogą one pokonać ryby żywiące się planktonem, w tym stadia larwalne większości gatunków ryb.

Nowe badania wykazały, że powszechna dostępność granulatu kałowego małży Quagga w jeziorze Michigan prawdopodobnie pomoże utrzymać karpie azjatyckie przy życiu, umożliwiając im migrację przez ubogie w plankton otwarte wody i ostatecznie rozprzestrzenianie się w całym jeziorze. Karp wielki i karaś srebrzysty są wspólnie znane naukowcom jako karp wielkogłowy, lub BHC.

„Zdolność BHC do elastycznego odżywiania się fitoplanktonem, zooplanktonem i detrytusem łagodzi ich ryzyko śmierci głodowej – nawet w wodach przybrzeżnych – a zatem zwiększa prawdopodobieństwo osiedlenia się”, według autorów. „Dlatego wydaje się prawdopodobne, że BHC mogły przetrwać, osiedlić się i rozprzestrzenić w korzystnych siedliskach w jeziorze Michigan i jego dopływach, mimo że musiały przemieszczać się przez rozległe obszary o minimalnej biomasie planktonu.”

Karpie wielkie i srebrzyste zostały sprowadzone do południowych Stanów Zjednoczonych w latach 70-tych w celu kontroli wzrostu glonów w zbiornikach i lagunach oczyszczalni ścieków. Uciekły i szybko rozprzestrzeniły się w całym dorzeczu rzeki Missisipi, tworząc gęste populacje w miejscach takich jak rzeka Illinois, gdzie obecnie stanowią 63% całkowitej masy wszystkich ryb w rzece.

Obecnie karpie wielkie i srebrzyste są zadomowione w działach wodnych w pobliżu Wielkich Jezior, ale nie w samych jeziorach.

Wpływ karpia azjatyckiego na już zaatakowane ekosystemy, jak również bliskość frontu inwazji do jeziora Michigan, zwiększyły obawy o potencjalną inwazję na Wielkie Jeziora poprzez Chicago Area Waterway System, stworzone przez człowieka połączenie między rzeką Illinois a jeziorem Michigan.

W maju szef Korpusu Inżynierów Armii Stanów Zjednoczonych wysłał do Kongresu plan o wartości 778 milionów dolarów na zainstalowanie zabezpieczeń przed karpiami w śluzie i tamie Brandon Road w pobliżu Joliet, Illinois, około 40 mil od jeziora Michigan. W lipcu ośmiu gubernatorów amerykańskich i dwóch premierów kanadyjskich poparło ten plan.

Badanie Freshwater Biology nosi tytuł „Lake Michigan’s Suitability for Bigheaded Carp: The Importance of Diet Flexibility and Subsurface Habitat.” DOI: 10.1111/fwb.13382.

W uzupełnieniu do Alsip i Zhang, inni autorzy są Mark Rowe, Doran Mason i Edward Rutherford z National Oceanic i Atmospheric Administration’s Great Lakes Environmental Research Laboratory; Catherine Riseng z U-M School for Environment and Sustainability i Michigan Sea Grant; i Zhenming Su z Michigan Department of Natural Resources.

Projekt został sfinansowany przez Michigan Sea Grant Graduate Research Fellowship, z funduszy dopasowania dostarczonych przez Instytut Badań Rybołówstwa w Michigan Departamentu Zasobów Naturalnych. Dodatkowe wsparcie zostało zapewnione przez Michigan Sea Grant, Instytut Badań Rybołówstwa, CIGLR, GLERL i System Informacji o Nierodzimych Gatunkach Wodnych Wielkich Jezior. CIGLR jest finansowanym z funduszy federalnych partnerstwem pomiędzy U-M i NOAA.

Używając tego samego podejścia opisanego powyżej, Alsip i jego koledzy badają obecnie, jak na przydatność siedlisk karpia azjatyckiego wpływają warunki meteorologiczne, ładunki fosforu w całym jeziorze oraz quagga i zebra. Ich wyniki mogą dać jaśniejszy obraz tego, jak ocieplający się klimat wpłynie na podatność jeziora Michigan na atak karpia azjatyckiego oraz w jaki sposób przydatność siedlisk zmieniała się w czasie w odpowiedzi na redukcję obciążenia składnikami pokarmowymi i inwazję małży.

.

Leave a comment

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.