ANN ARBOR-Asian carp são capazes de sobreviver e crescer em porções muito maiores do Lago Michigan do que os cientistas anteriormente acreditavam e apresentam um alto risco de se estabelecerem, de acordo com um novo estudo de modelagem dos pesquisadores da Universidade de Michigan e seus colegas.

alguns estudos anteriores sugeriram que os baixos níveis de alimento no Lago Michigan poderiam ser uma barreira ao estabelecimento de carpas cabeçudas e prateadas, que tipicamente se alimentam de algas e outros tipos de plâncton. A carpa cabeçuda e a carpa prateada são as duas espécies asiáticas de maior preocupação para os Grandes Lagos.

Mas estudos anteriores não consideraram o facto da carpa cabeçuda e a carpa prateada serem alimentadoras oportunistas capazes de sobreviver numa grande variedade de dietas, incluindo matéria orgânica morta chamada detritos. No Lago Michigan, os detritos incluem pedaços de pellets fecais resuspensos de inúmeras quaggas e mexilhões zebra no fundo do lago.

Além disso, estudos anteriores não avaliaram o habitat potencial da carpa mais de um metro abaixo da superfície do lago.

Quando se considerou a flexibilidade da dieta e o habitat subterrâneo, a quantidade de habitat adequado de carpas asiáticas no Lago Michigan aumentou dramaticamente, de acordo com o autor principal do estudo Peter Alsip, que conduziu a pesquisa para a sua tese de mestrado na U-M’s School for Environment and Sustainability.

Em certas épocas do ano, o modelo mostrou que toda a extensão do Lago Michigan, que tem uma superfície de mais de 22.000 milhas quadradas e uma profundidade média de 280 pés, contém habitat adequado para carpas cabeçudas algures na coluna de água, de acordo com Alsip, que agora trabalha no Instituto Cooperativo para a Investigação dos Grandes Lagos baseado na U-M.

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Mapas de aptidão para carpas cabeçudas no Lago Michigan sob três cenários de alimentação. O estudo de modelagem da Universidade de Michigan mostra que quando a carpa cabeçuda é permitida a alimentar-se em toda a coluna de água com a dieta mais ampla possível (fitoplâncton, PP, zooplâncton, ZP, e detritos, Det), toda a extensão do Lago Michigan contém habitat adequado para carpas cabeçudas algures na coluna de água, em certas alturas do ano. As áreas coloridas indicam um habitat adequado. As áreas cinzentas indicam um habitat inadequado. Crédito da imagem: Peter Alsip.

O habitat da carpa prata estava confinado a áreas próximas à costa, ricas em nutrientes. O estudo foi publicado online em 12 de agosto na revista Freshwater Biology.

“Habitat subterrâneo e a flexibilidade da dieta dos peixes não foram avaliados em estudos anteriores, e nossas descobertas indicam que essas considerações tiveram um efeito perceptível em nossa avaliação de adequação”, disse Alsip. “O baixo fornecimento de plâncton do Lago Michigan pode não ser uma barreira tão forte como se pensava anteriormente”

O estudo também descobriu que:

  • Dando aos peixes a possibilidade de se alimentarem com a dieta mais ampla possível (fitoplâncton, zooplâncton e detritos) em toda a coluna de água resultou em volumes de habitat adequados que foram 4.6 vezes maior do que a dieta mais estreita (apenas fitoplâncton) para a carpa cabeçuda e 2,3 vezes maior para a carpa prateada.
  • Embora a extensão do habitat da carpa asiática de alta qualidade através do Lago Michigan seja relativamente pequena, o risco de eventos de estabelecimento localizados é elevado perto da foz do rio e em partes ricas em nutrientes da Baía Verde. O modelo da equipa encontrou habitat adequado durante todo o ano (que outros modelos sugerem ser capaz de suportar a desova e o desenvolvimento de ovos) perto da foz de vários rios, incluindo o Milwaukee e St. Joseph.
  • Mapas gerados pelo modelo da equipa identificaram hot spots de estabelecimento de carpas asiáticas e o potencial de corredores de migração entre flocos “que podem facilitar e acelerar os movimentos em todo o lago”, escreveram os autores. Esses mapas poderiam ajudar os esforços de vigilância identificando áreas para as quais as carpas cabeçudas e prateadas poderiam se espalhar ao entrar no lago.
  • A relativamente rica “camada de clorofila profunda”, rica em plâncton, que se forma a cada verão nas águas offshore do Lago Michigan é capaz de suportar o crescimento das carpas cabeçudas. Estudos anteriores não avaliaram o potencial de crescimento desta camada, que se forma a uma profundidade média de cerca de 100 pés.

Níveis de nutrientes que suportam o plâncton no Lago Michigan têm vindo a diminuir há décadas, em grande parte devido à redução dos níveis de fósforo que entram no lago e à propagação de quagga invasiva e mexilhões zebra, que agora cobrem o fundo do lago, sugando plâncton e sequestrando nutrientes em pellets fecais chamados biodepósitos.

A perda progressiva de nutrientes na coluna de água do Lago Michigan, um processo chamado oligotrofização, tem gerado ceticismo entre alguns cientistas em torno da probabilidade de estabelecimento de carpas asiáticas lá. Mas experiências de laboratório demonstraram que a carpa asiática é capaz de sobreviver – e até mesmo ganhar peso – enquanto se alimenta apenas de bioepositos de mexilhões de quagga.

No seu estudo, Alsip e os seus colegas usaram valores simulados de abundância alimentar e temperatura da água de um modelo biofísico tridimensional do Lago Michigan para estudar o potencial de taxa de crescimento da carpa cabeçuda e prateada.

Viram como os adultos individuais das duas espécies de carpas podiam crescer no Lago Michigan quando se alimentavam de várias combinações dos três tipos de alimento – fitoplâncton, zooplâncton e detritos – a várias profundidades. As áreas onde as carpas cabeçudas e prateadas podiam manter ou aumentar o seu peso corporal foram classificadas como habitat adequado.

Duas carpas prateadas no Rio Mississippi no Missouri. Crédito da imagem: Sara Tripp/Missouri Departamento de Conservação

“Descobrimos que o habitat adequado para a carpa cabeçuda é comum no Lago Michigan, e isso é um resultado de importância ecológica fundamental por muitas razões”, disse o co-autor do estudo Hongyan Zhang da Eureka Aquatic Research em Ann Arbor. Zhang, anteriormente da U-M’s School for Environment and Sustainability e do Cooperative Institute for Great Lakes Research, foi orientador de tese da Alsip.

Phytoplankton são unicelulares, algas fotossintéticas e cianobactérias. O zooplâncton são pequenos animais na base da cadeia alimentar que se alimentam de fitoplâncton. Uma grande preocupação sobre as carpas asiáticas é que elas podem competir com os peixes comedores de plâncton residentes, incluindo as fases larvares da maioria das espécies de peixes.

O novo estudo mostrou que a disponibilidade generalizada de pellets fecais de mexilhão quagga no Lago Michigan provavelmente ajudaria a manter as carpas asiáticas vivas, permitindo-lhes migrar através de águas abertas com plâncton e eventualmente espalhando-se por todo o lago. As carpas cabeçudas e prateadas são colectivamente conhecidas pelos cientistas como carpas cabeçudas, ou BHC.

“A capacidade das BHC de se alimentarem de fitoplâncton, zooplâncton e detritos de forma flexível atenua o seu risco de fome – mesmo em águas offshore – e, portanto, aumenta a sua probabilidade de estabelecimento”, de acordo com os autores. “Portanto, parece provável que BHC possa sobreviver, estabelecer-se e propagar-se para um habitat favorável no Lago Michigan e seus afluentes, apesar de ter que viajar por áreas expansivas com biomassa mínima de plâncton”

Carpas cabeçudas e prateadas foram importadas para o sul dos Estados Unidos nos anos 70 para controlar o crescimento de algas em reservatórios e lagoas de tratamento de esgoto. Elas escaparam e espalharam-se rapidamente pela bacia do rio Mississippi, estabelecendo populações densas em locais como o rio Illinois, onde agora compreendem 63% do peso total de todos os peixes do rio.

Correntemente, as carpas cabeçudas e prateadas são estabelecidas em bacias próximas aos Grandes Lagos, mas não nos próprios lagos.

O impacto da carpa asiática nos ecossistemas já invadidos, bem como a proximidade da frente de invasão do Lago Michigan, tem levantado preocupações sobre a potencial invasão dos Grandes Lagos através do Sistema de Canal da Área de Chicago, a ligação feita pelo homem entre o Rio Illinois e o Lago Michigan.

Em maio, o chefe do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA enviou ao Congresso um plano de 778 milhões de dólares para instalar defesas de carpas na Eclusa e Barragem de Brandon Road, perto de Joliet, Illinois, a cerca de 40 milhas do Lago Michigan. Em julho, os oito governadores dos EUA da região e dois premiers canadenses aprovaram o plano.

O estudo de Biologia de Água Doce é intitulado “Lake Michigan’s Suitability for Bigheaded Carp” (Adequação do Lago Michigan para Carpa Cabeça Grande): A Importância da Flexibilidade da Dieta e do Habitat Sub-superficial”. DOI: 10.1111/fwb.13382.

Além de Alsip e Zhang, outros autores são Mark Rowe, Doran Mason e Edward Rutherford do Laboratório de Pesquisa Ambiental dos Grandes Lagos da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica; Catherine Riseng da U-M School for Environment and Sustainability e Michigan Sea Grant; e Zhenming Su do Departamento de Recursos Naturais de Michigan.

Usando a mesma abordagem descrita acima, Alsip e colegas estão atualmente estudando como a adequação do habitat da carpa asiática é afetada pela meteorologia, cargas de fósforo de lakewide e mexilhões de quagga e zebra. Os seus resultados podem fornecer uma imagem mais clara de como um clima de aquecimento afectará a vulnerabilidade do Lago Michigan à carpa asiática e como a adequação do habitat mudou ao longo do tempo em resposta à redução da carga de nutrientes e à invasão do mexilhão.

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