ANN ARBOR – Le carpe asiatiche sono in grado di sopravvivere e crescere in porzioni molto più grandi del lago Michigan rispetto a quanto gli scienziati credevano in precedenza e presentano un alto rischio di stabilirsi, secondo un nuovo studio di modellazione dei ricercatori della University of Michigan e dei loro colleghi.

Alcuni studi precedenti hanno suggerito che i bassi livelli di cibo nel lago Michigan potrebbero essere una barriera per l’insediamento di carpe bighead e argento, che tipicamente si nutrono di alghe e altri tipi di plancton. La carpa bighead e la carpa argentata sono le due specie di carpa asiatica che destano maggiori preoccupazioni nei Grandi Laghi.

Ma gli studi precedenti non hanno considerato il fatto che la carpa bighead e la carpa argentata sono mangiatori opportunisti capaci di sopravvivere con un’ampia varietà di diete, compresa la materia organica morta chiamata detrito. Nel lago Michigan, il detrito include pezzi di pellet fecali risospesi da innumerevoli cozze quagga e zebra sul fondo del lago.

Inoltre, gli studi precedenti non hanno valutato il potenziale habitat della carpa più di un metro sotto la superficie del lago.

Quando la flessibilità della dieta e l’habitat sotto la superficie sono stati presi in considerazione, la quantità di habitat adatto alla carpa asiatica nel lago Michigan è aumentata drammaticamente, secondo l’autore principale dello studio Peter Alsip, che ha condotto la ricerca per la sua tesi di master alla U-M’s School for Environment and Sustainability.

In certi periodi dell’anno, il modello ha mostrato che l’intera estensione del lago Michigan, che ha una superficie di oltre 22.000 miglia quadrate e una profondità media di 280 piedi, contiene un habitat adatto alla carpa obesa da qualche parte nella colonna d’acqua, secondo Alsip, che ora lavora presso l’Istituto cooperativo per la ricerca sui grandi laghi con sede all’U-M.

Mappe di idoneità dell’habitat per la carpa obesa nel lago Michigan sotto tre scenari di alimentazione. Lo studio di modellazione condotto dall’Università del Michigan mostra che quando alle carpe testone è permesso di nutrirsi in tutta la colonna d’acqua con la dieta più ampia possibile (fitoplancton, PP, zooplancton, ZP, e detriti, Det), l’intera estensione del lago Michigan contiene un habitat adatto alle carpe testone da qualche parte nella colonna d’acqua, in certi periodi dell’anno. Le aree colorate indicano un habitat adatto. Le aree grigie indicano un habitat inadatto. Image credit: Peter Alsip.

L’habitat della carpa argentata è stato confinato alle aree vicine alla riva, ricche di nutrienti. Lo studio è stato pubblicato online il 12 agosto sulla rivista Freshwater Biology.

“L’habitat subsuperficiale e la flessibilità della dieta dei pesci non sono stati valutati negli studi precedenti, e i nostri risultati indicano che queste considerazioni hanno avuto un effetto notevole sulla nostra valutazione di idoneità”, ha detto Alsip. “La bassa fornitura di plancton del lago Michigan potrebbe non essere una barriera così forte come si pensava in precedenza.”

Lo studio ha anche scoperto che:

  • Consentire ai pesci di nutrirsi della dieta più ampia possibile (fitoplancton, zooplancton e detriti) in tutta la colonna d’acqua ha portato a volumi di habitat adatti che erano 4.6 volte maggiore rispetto alla dieta più ristretta (solo fitoplancton) per la carpa testa grossa e 2,3 volte maggiore per la carpa argentata.
  • Mentre l’estensione dell’habitat della carpa asiatica di alta qualità in tutto il lago Michigan è relativamente piccola, il rischio di eventi di insediamento localizzato è alto vicino alle foci dei fiumi e nelle parti ricche di nutrienti della Green Bay. Il modello del team ha trovato un habitat adatto tutto l’anno (che altri modelli suggeriscono essere in grado di sostenere la deposizione delle uova e lo sviluppo delle uova) vicino alle foci di diversi fiumi, tra cui il Milwaukee e il St. Joseph.
  • Le mappe generate dal modello del team hanno identificato i punti caldi di insediamento della carpa asiatica e il potenziale per i corridoi di migrazione tra i laghi “che possono facilitare e accelerare i movimenti in tutto il lago”, hanno scritto gli autori. Queste mappe potrebbero aiutare gli sforzi di sorveglianza identificando le aree in cui le carpe bighead e argentate potrebbero diffondersi dopo essere entrate nel lago.
  • Lo “strato di clorofilla profonda” relativamente ricco di plancton che si forma ogni estate nelle acque al largo del lago Michigan è in grado di sostenere la crescita delle carpe bighead. Precedenti studi sulla carpa non hanno valutato il potenziale di crescita in questo strato, che si forma ad una profondità media di circa 100 piedi.

I livelli di nutrienti che supportano il plancton nel lago Michigan sono stati in declino per decenni, in gran parte a causa dei ridotti livelli di fosforo che entrano nel lago e la diffusione di cozze quagga e zebra invasive, che ora coprono il fondo del lago, risucchiando il plancton e sequestrando i nutrienti in pellet fecali chiamati biodepositi.

La progressiva perdita di nutrienti nella colonna d’acqua dei laghi Michigan, un processo chiamato oligotrofizzazione, ha generato scetticismo tra alcuni scienziati circa la probabilità di stabilimento delle carpe asiatiche. Ma gli esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che le carpe asiatiche sono in grado di sopravvivere – e persino di aumentare di peso – mentre si nutrono solo di biodepositi di cozze quagga.

Nel loro studio, Alsip e i suoi colleghi hanno utilizzato valori simulati di abbondanza di cibo e di temperatura dell’acqua da un modello biofisico tridimensionale del lago Michigan per studiare il potenziale di crescita delle carpe bighead e argento.

Hanno esaminato quanto bene i singoli adulti delle due specie di carpa potevano crescere nel lago Michigan quando si nutrivano di varie combinazioni dei tre tipi di cibo – fitoplancton, zooplancton e detriti – a varie profondità. Le aree in cui le carpe bighead e argentate potevano mantenere o aumentare il loro peso corporeo sono state classificate come habitat adatto.

Due carpe argentate sul fiume Mississippi nel Missouri. Image credit: Sara Tripp/Missouri Department of Conservation

“Abbiamo scoperto che l’habitat adatto alla carpa testa grossa è diffuso nel lago Michigan, e questo è un risultato di fondamentale importanza ecologica per molte ragioni”, ha detto il co-autore dello studio Hongyan Zhang di Eureka Aquatic Research ad Ann Arbor. Zhang, già della U-M’s School for Environment and Sustainability e del Cooperative Institute for Great Lakes Research, era il consulente di tesi di Alsip.

Il fitoplancton sono alghe unicellulari e fotosintetiche e cianobatteri. Lo zooplancton è un piccolo animale alla base della catena alimentare che si nutre di fitoplancton. Una grande preoccupazione per le carpe asiatiche è che potrebbero superare i pesci residenti che si nutrono di plancton, comprese le fasi larvali della maggior parte delle specie di pesci.

Il nuovo studio ha dimostrato che la diffusa disponibilità di pellet fecali di cozze quagga nel lago Michigan probabilmente aiuterebbe a mantenere in vita le carpe asiatiche, permettendo loro di migrare attraverso le acque aperte impoverite di plancton e alla fine diffondersi in tutto il lago. Le carpe a testa grossa e le carpe argentate sono note agli scienziati come carpe dalla testa grossa, o BHC.

“La capacità delle BHC di nutrirsi in modo flessibile di fitoplancton, zooplancton e detriti mitiga il loro rischio di morire di fame – anche in acque al largo – e, quindi, aumenta la loro probabilità di stabilirsi”, secondo gli autori. “Pertanto, sembra probabile che le BHC possano sopravvivere, stabilirsi e diffondersi in un habitat favorevole nel lago Michigan e nei suoi affluenti, nonostante debbano attraversare aree estese con una biomassa di plancton minima.”

Le carpe giganti e argentate furono importate negli Stati Uniti meridionali negli anni ’70 per controllare la crescita delle alghe nei bacini e nelle lagune di trattamento delle acque reflue. Sono fuggite e si sono diffuse rapidamente in tutto il bacino del fiume Mississippi, stabilendo popolazioni dense in luoghi come il fiume Illinois, dove ora comprendono il 63% del peso totale di tutti i pesci del fiume.

Oggi, le carpe bighead e argentate sono stabilite in bacini idrici vicini ai Grandi Laghi ma non nei laghi stessi.

L’impatto delle carpe asiatiche sugli ecosistemi già invasi, così come la vicinanza del fronte d’invasione al lago Michigan, hanno aumentato le preoccupazioni sulla potenziale invasione dei Grandi Laghi attraverso il Chicago Area Waterway System, il collegamento artificiale tra il fiume Illinois e il lago Michigan.

In maggio, il capo dell’U.S. Army Corps of Engineers ha inviato al Congresso un piano da 778 milioni di dollari per installare difese contro le carpe alla Brandon Road Lock and Dam vicino a Joliet, Illinois, a circa 40 miglia dal lago Michigan. A luglio, gli otto governatori statunitensi della regione e due premier canadesi hanno approvato il piano.

Lo studio di biologia delle acque dolci si intitola “Lake Michigan’s Suitability for Bigheaded Carp: The Importance of Diet Flexibility and Subsurface Habitat”. DOI: 10.1111/fwb.13382Oltre ad Alsip e Zhang, gli altri autori sono Mark Rowe, Doran Mason e Edward Rutherford del National Oceanic and Atmospheric Administration’s Great Lakes Environmental Research Laboratory; Catherine Riseng della U-M School for Environment and Sustainability e Michigan Sea Grant; e Zhenming Su del Michigan Department of Natural Resources.

Il progetto è stato finanziato dal Michigan Sea Grant Graduate Research Fellowship, con fondi corrispondenti forniti dall’Istituto per la ricerca sulla pesca presso il Dipartimento delle risorse naturali del Michigan. Un ulteriore supporto è stato fornito dal Michigan Sea Grant, dall’Istituto per la ricerca sulla pesca, dal CIGLR, dal GLERL e dal Great Lakes Aquatic Non-indigenous Species Information System. CIGLR è una partnership finanziata a livello federale tra U-M e NOAA.

Utilizzando lo stesso approccio descritto sopra, Alsip e colleghi stanno attualmente studiando come l’idoneità dell’habitat della carpa asiatica sia influenzata dalla meteorologia, dai carichi di fosforo a livello di lago e dalle cozze quagga e zebra. I loro risultati potrebbero fornire un quadro più chiaro di come il riscaldamento del clima influenzerà la vulnerabilità del lago Michigan alle carpe asiatiche e di come l’idoneità dell’habitat sia cambiata nel tempo in risposta alla riduzione del carico di nutrienti e all’invasione delle cozze.

Leave a comment

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.