O aquecimento contínuo do Lago Michigan aumenta a sua susceptibilidade à carpa asiática, em parte reduzindo a capacidade do mexilhão de quagga de agir como uma barreira ecológica contra os peixes vorazes comedores de algas, de acordo com um novo estudo liderado pela Universidade de Michigan.
Carpa asiática e os triliões de mexilhões de quagga que alcatifam o fundo do Lago Michigan competiriam pelas mesmas algas alimentares e outros tipos de plâncton. Alguns pesquisadores dos Grandes Lagos sugeriram que os moluscos do tamanho de uma unha poderiam ajudar a evitar que os peixes invasivos ganhassem uma base.
Não contem com isso, os autores do novo estudo de modelagem em computador concluem. Mesmo na melhor das hipóteses, a capacidade dos mexilhões para ajudar a afastar a carpa asiática seria limitada no tempo e no espaço, e tanto o aquecimento do clima como a poluição por nutrientes poderiam diminuir qualquer papel protector que os mexilhões pudessem desempenhar, os investigadores determinaram.
O novo estudo foi conduzido por investigadores do Instituto Cooperativo de Investigação dos Grandes Lagos da U-M e do Laboratório de Investigação Ambiental dos Grandes Lagos da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica e está agendado para publicação a 7 de Julho na revista Biological Invasions. O novo artigo é sobre as duas espécies de carpas asiáticas, carpa cabeçuda e carpa prateada, de maior preocupação para os Grandes Lagos.
O novo artigo baseia-se numa mesma equipa publicada no ano passado em Biologia da Água Doce, que descobriu que a carpa cabeçuda e a carpa prateada seriam capazes de encontrar comida suficiente no Lago Michigan e que representam um alto risco de se estabelecerem lá.
Peter Alsip
“A nossa nova pesquisa demonstra que a presença de um competidor alimentar já entrincheirado – os mexilhões – tem uma capacidade limitada para agir como barreira a uma invasão de carpas cabeçudas e prateadas, e que o aquecimento do clima e o enriquecimento de nutrientes poderiam diminuir ainda mais a capacidade dos mexilhões de afectar o habitat das carpas asiáticas”, disse o autor principal do estudo, Peter Alsip, do Instituto Cooperativo de Investigação dos Grandes Lagos.
Alsip, que também foi o primeiro autor do trabalho de Biologia de Água Doce do ano passado, conduziu a pesquisa da carpa asiática para a sua tese de mestrado na Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da U-M.
O novo estudo analisa como três factores – mudança climática, gestão de nutrientes e a chegada da zebra e mexilhões quagga – afectaram a vulnerabilidade do Lago Michigan à carpa cabeçuda e prateada, que actualmente reside nas bacias hidrográficas adjacentes mas não no próprio lago.
Os quatro mapas mostram como os níveis do fósforo nutriente e a presença ou ausência de mexilhões quagga no Lago Michigan afetam a mudança de peso anual para a carpa cabeçuda e prateada. Os mapas comparam as condições no lago nos anos 70 e 80 – quando os mexilhões de quagga ainda não tinham estabelecido e antes dos esforços para reduzir os níveis de fósforo nutriente serem implementados e, portanto, eram muito mais elevados do que são hoje – às condições de 2010. Crédito da imagem: Peter Alsip. De Alsip et al. em Biological Invasions, July 2020,
https://doi.org/10.1007/s10530-020-02296-4.
As simulações da equipe de condições históricas mostraram que o Lago Michigan teria sido mais hospitaleiro para a carpa asiática nos anos 70 e 80, quando os níveis do fósforo nutriente eram muito mais elevados e os mexilhões de zebra e de quagga ainda não tinham sido estabelecidos. As simulações mostram que a carpa cabeçuda teria crescido cerca de duas a cinco vezes mais rápido nos anos 80, em comparação com as condições actuais, com níveis mais elevados de fósforo sendo mais influentes do que a ausência dos mexilhões.
Quando os investigadores simularam os níveis de aquecimento climático esperados nas próximas décadas, o habitat da carpa asiática melhorou de duas formas fundamentais.
Os peixes alimentados mais activamente em águas mais quentes durante a Primavera, e o período anual de “estratificação” do Verão – quando as águas do lago se separam em três camadas distintas devido às diferenças de temperatura e densidade começaram mais cedo e duraram mais tempo, limitando o tempo em que os mexilhões que se alimentam no topo e no fundo da coluna de água competiriam pela comida nas partes superiores da coluna de água.
As temperaturas de superfície dos grandes lagos já estão aquecendo mais rápido que o aumento médio global, com as águas de superfície do Lago Michigan aquecendo a uma taxa de aproximadamente meio grau Fahrenheit por década. A duração e extensão da cobertura de gelo no inverno nos Grandes Lagos também está diminuindo, e modelos climáticos sugerem que o período de estratificação de verão no Lago Michigan e outros lagos temperados do norte vai crescer mais e começar mais cedo nos próximos anos.
A estratificação mais cedo beneficiaria a carpa asiática, bloqueando o acesso dos mexilhões à comida nas águas superficiais e também abriria o habitat offshore anteriormente inadequado para os peixes no início do ano, de acordo com o novo estudo de modelagem. Nas simulações da equipa liderada pela U-M, os anos quentes aproximadamente duplicaram o volume de habitat adequado disponível para as carpas cabeçudas na Primavera e aumentaram o volume de habitat adequado para as carpas prateadas em quase um terço.
Uma das nossas principais descobertas é que a Primavera é a estação mais afectada, e é quando a maioria das espécies de peixes do Lago Michigan têm os seus estádios larvares comedores de plâncton
“Uma das nossas principais descobertas é que a Primavera é a estação mais afectada, e é quando a maioria das espécies de peixes do Lago Michigan têm os seus estádios larvares comedores de plâncton”, disse Hongyan Zhang, co-autora do estudo, uma ecologista aquática da Eureka Aquatic Research em Ann Arbor.
“Assim, as mudanças climáticas e os níveis de nutrientes que favorecem o estabelecimento da carpa asiática também podem aumentar os efeitos negativos da carpa asiática sobre outras espécies de peixes”, disse ela. Zhang, anteriormente da U-M’s School for Environment and Sustainability e do Cooperative Institute for Great Lakes Research, foi conselheira de tese da Alsip.
Níveis de fósforo surgiram como o mais influente dos três factores analisados no novo estudo da adequação do habitat da carpa asiática através do Lago Michigan. Os cenários “High P” do estudo resultaram nas mais longas estações de crescimento da carpa asiática, na maior quantidade de habitat adequado e no maior peso final dos peixes.
Os cenários de alto fósforo são baseados nas cargas de fósforo do Lago Michigan nos anos 70 e 80, quando os esforços começaram a reduzir os níveis de nutrientes promotores de algas através dos Grandes Lagos. A quantidade de fósforo que entra no Lago Michigan proveniente de seus tributários diminuiu drasticamente desde então e tem mantido um nível estável desde os anos 90.
Mas pesquisas anteriores sugerem que mudanças no uso da terra e hidrologia fluvial como resultado da expansão urbana e agrícola e mudanças climáticas poderiam aumentar os níveis de fósforo do Lago Michigan nas próximas décadas. A região dos Grandes Lagos já está experimentando mais freqüentemente chuvas intensas na primavera que podem lavar o fósforo da superfície da terra e em córregos e rios.
Cada mapa mostra mudanças simuladas no número de dias de crescimento de carpas cabeçudas no Lago Michigan ao comparar dois climas diferentes. O mapa da esquerda compara um ano quente (1998, que teve temperaturas da água dentro da gama de valores esperados no período 2030-2090, segundo modelos climáticos) com um ano frio (1997, um ano com um período de primavera de inverno mais frio que a média, foi usado nas simulações). O mapa do meio compara um ano quente simulado com as condições actuais do Lago Michigan (para efeitos deste estudo, o ano 2010 representa as condições actuais). O mapa da direita compara as condições atuais com um ano frio. Crédito da imagem: Peter Alsip. De Alsip et al. em Biological Invasions, July 2020,
https://doi.org/10.1007/s10530-020-02296-4.
Any future increases in Lake Michigan phosphorus levels “would only create a more hospitalitable environment” for Asian carp, o novo estudo conclui.
“O aspecto mais interessante deste estudo, para mim, é o dos três factores de stress que considerámos, a redução de nutrientes para o lago – imposta pelo Acordo de Qualidade da Água dos Grandes Lagos – reduziu ao máximo a adequação do habitat para carpas invasoras de cabeça grande e prateadas”, disse o co-autor do estudo Ed Rutherford, um biólogo de investigação pesqueira do Laboratório de Investigação Ambiental dos Grandes Lagos da NOAA.
O impacto da carpa asiática nos ecossistemas já invadidos, bem como a proximidade da frente de invasão ao Lago Michigan, tem elevado as 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. Uma grande preocupação é que a carpa asiática possa competir com os peixes comedores de plâncton dos Grandes Lagos – que incluem os estágios larvais da maioria das espécies de peixes – e devastar a indústria pesqueira de 7 bilhões de dólares da região.
No ano passado, o Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos enviou ao Congresso um plano para instalar defesas de carpas na Eclusa e Barragem de Brandon Road, perto de Joliet, Illinois, a cerca de 40 milhas do Lago Michigan. Os oito governadores dos EUA da região e dois primeiros-ministros canadenses apoiaram o plano. Mas o projeto, que pode custar mais de US$ 800 milhões, está aguardando aprovação do Congresso.
Os outros co-autores do documento Biological Invasions são Mark Rowe e Doran Mason do Laboratório de Pesquisa Ambiental Great Lakes da NOAA, Catherine Riseng da U-M School for Environment and Sustainability e Zhenming Su do Institute for Fisheries Research, uma unidade cooperativa do Departamento de Recursos Naturais de Michigan e da Universidade de Michigan.
O estudo foi financiado pela Michigan Sea Grant Graduate Research Fellowship, e o Institute for Fisheries Research forneceu fundos correspondentes. Apoio adicional foi fornecido pelo Michigan Sea Grant, Institute for Fisheries Research, Cooperative Institute for Great Lakes Research e NOAA’s Great Lakes Environmental Research Laboratory.