Încălzirea continuă a lacului Michigan sporește susceptibilitatea acestuia la crapul asiatic, în parte prin reducerea capacității midiilor quagga de a acționa ca o barieră ecologică împotriva acestui pește vorace mâncător de alge, potrivit unui nou studiu condus de Universitatea din Michigan.
Carpul asiatic și trilioanele de midii quagga care acoperă fundul lacului Michigan ar concura pentru aceeași hrană – alge și alte tipuri de plancton. Unii cercetători din Marile Lacuri au sugerat că moluștele de mărimea unei unghii ar putea ajuta la împiedicarea peștilor invazivi să se impună.
Nu contați pe asta, concluzionează autorii noului studiu de modelare computerizată. Chiar și în cel mai optimist scenariu, capacitatea midiilor de a ajuta la respingerea crapului asiatic ar fi limitată în timp și spațiu, iar atât încălzirea climei, cât și poluarea cu nutrienți ar putea diminua orice rol de protecție pe care midiile l-ar putea juca, au stabilit cercetătorii.
Noul studiu a fost condus de cercetători de la Cooperative Institute for Great Lakes Research de la U-M și de la Great Lakes Environmental Research Laboratory al Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice (National Oceanic and Atmospheric Administration’s Great Lakes Environmental Research Laboratory) și este programat pentru publicare la 7 iulie în revista Biological Invasions. Acesta se concentrează pe cele două specii de crap asiatic, crapul cu cap mare și crapul argintiu, care reprezintă cea mai mare îngrijorare pentru Marile Lacuri.
Noul articol se bazează pe unul publicat de aceeași echipă anul trecut în Freshwater Biology, care a constatat că crapul cu cap mare și crapul argintiu ar putea găsi suficientă hrană în Lacul Michigan și că prezintă un risc ridicat de a se stabili acolo.
Peter Alsip
„Noua noastră cercetare demonstrează că prezența unui concurent alimentar deja înrădăcinat – midiile – are o capacitate limitată de a acționa ca o barieră pentru o invazie a crapului cap mare și a crapului argintiu și că încălzirea climei și îmbogățirea nutrienților ar putea diminua și mai mult capacitatea midiilor de a afecta habitatul crapului asiatic”, a declarat Peter Alsip, autorul principal al studiului, de la Cooperative Institute for Great Lakes Research.
Alsip, care a fost, de asemenea, primul autor al lucrării Freshwater Biology de anul trecut, a efectuat cercetările asupra crapului asiatic pentru teza sa de masterat la Școala pentru Mediu și Sustenabilitate a U-M.
Noul studiu analizează modul în care trei factori – schimbările climatice, gestionarea nutrienților și sosirea midiilor zebră și quagga – au afectat vulnerabilitatea lacului Michigan față de crapul cu cap mare și crapul argintiu, care în prezent locuiesc în bazinele hidrografice adiacente, dar nu în lacul propriu-zis.
Cele patru hărți arată modul în care nivelurile de fosfor al nutrienților și prezența sau absența midiilor quagga în lacul Michigan afectează schimbarea anuală a greutății crapului cu cap mare și a crapului argintiu. Hărțile compară condițiile din lac din anii 1970 și 1980 – când midiile quagga încă nu se stabiliseră și înainte ca eforturile de reducere a nivelurilor de fosfor nutritiv să fie puse în aplicare și, prin urmare, erau mult mai ridicate decât în prezent – cu condițiile din 2010. Credit imagine: Peter Alsip. Din Alsip et al. în Biological Invasions, iulie 2020,
https://doi.org/10.1007/s10530-020-02296-4.
Simularea de către echipă a condițiilor istorice a arătat că lacul Michigan ar fi fost mai ospitalier pentru crapul asiatic în anii 1970 și 1980, când nivelurile de fosfor al nutrientului fosfor erau mult mai ridicate, iar midiile zebră și quagga nu se stabiliseră încă. Simulările arată că crapul cu cap mare ar fi crescut de aproximativ două până la cinci ori mai repede în anii 1980, în comparație cu condițiile actuale, nivelurile mai ridicate de fosfor fiind mai influente decât absența midiilor.
Când cercetătorii au simulat nivelurile de încălzire a climei așteptate în următoarele decenii, habitatul crapului asiatic s-a îmbunătățit în două moduri fundamentale.
Peștii s-au hrănit mai activ în apele mai calde în timpul primăverii, iar „perioada de stratificare” anuală de vară – când apele lacului se separă în trei straturi distincte din cauza diferențelor de temperatură și densitate – a început mai devreme și a durat mai mult, limitând timpul în care crapul asiatic care se hrănește la suprafață și midiile care locuiesc pe fundul apei ar concura pentru hrană în părțile superioare ale coloanei de apă.
Temperaturile de suprafață ale Marilor Lacuri se încălzesc deja mai repede decât creșterea medie globală, apele de suprafață ale lacului Michigan încălzindu-se cu o rată de aproximativ o jumătate de grad Fahrenheit pe deceniu. Durata și întinderea stratului de gheață din timpul iernii în Marile Lacuri este, de asemenea, în scădere, iar modelele climatice sugerează că perioada de stratificare de vară în Lacul Michigan și în alte lacuri temperate nordice va fi mai lungă și va începe mai devreme în anii următori.
Stratificarea mai timpurie ar fi în beneficiul crapului asiatic prin blocarea accesului midiilor la hrană în apele de suprafață și, de asemenea, ar deschide pentru pești, mai devreme în cursul anului, un habitat de larg care anterior era nepotrivit, potrivit noului studiu de modelare. În simulările efectuate de echipa condusă de U-M, anii calzi au dublat aproximativ volumul de habitat adecvat disponibil pentru crapul cu cap mare primăvara și au crescut cu aproape o treime volumul de habitat adecvat primăvara pentru crapul argintiu.
Una dintre constatările noastre cheie este că primăvara este cel mai afectat anotimp și că este momentul în care majoritatea speciilor de pești din Lacul Michigan au stadiile larvare care se hrănesc cu plancton
„Una dintre constatările noastre cheie este că primăvara este cel mai afectat anotimp și că este momentul în care majoritatea speciilor de pești din Lacul Michigan au stadiile larvare care se hrănesc cu plancton”, a declarat co-autorul studiului Hongyan Zhang, ecologist acvatic la Eureka Aquatic Research din Ann Arbor.
„Astfel, schimbările climatice și nivelurile de nutrienți care favorizează stabilirea crapului asiatic pot, de asemenea, spori efectele negative ale crapului asiatic asupra altor specii de pești”, a spus ea. Zhang, care a lucrat anterior la Școala pentru Mediu și Sustenabilitate de la U-M și la Institutul Cooperativ pentru Cercetarea Marilor Lacuri, a fost îndrumătorul tezei lui Alsip.
Nivelurile de fosfor au apărut ca fiind cei mai influenți dintre cei trei factori analizați în noul studiu al adecvării habitatului crapului asiatic în tot Lacul Michigan. Scenariile „High P” ale studiului au avut ca rezultat cele mai lungi sezoane de creștere pentru crapul asiatic, cea mai mare cantitate de habitat adecvat și cele mai mari greutăți finale ale peștilor.
Scenariile cu conținut ridicat de fosfor se bazează pe încărcăturile de fosfor ale lacului Michigan din anii 1970 și 1980, când au început eforturile de reducere a nivelurilor de nutrienți care favorizează apariția algelor în toate Marile Lacuri. Cantitatea de fosfor care intră în Lacul Michigan de la afluenții săi a scăzut brusc de atunci și s-a menținut la un nivel constant din anii 1990.
Dar cercetările anterioare sugerează că schimbările în utilizarea terenurilor și în hidrologia râurilor ca urmare a expansiunii urbane și agricole și a schimbărilor climatice ar putea crește nivelurile de fosfor din Lacul Michigan în următoarele decenii. Regiunea Marilor Lacuri se confruntă deja cu ploi de primăvară mai frecvente și mai intense, care pot spăla fosforul de pe suprafețele terestre și îl pot duce în râuri și fluvii.
Care hartă arată schimbările simulate în numărul de zile de creștere a crapului cap-de-mare în Lacul Michigan atunci când se compară două climate diferite. Harta din stânga compară un an cald (1998, care a avut temperaturi ale apei în intervalul de valori așteptat în perioada 2030-2090, conform modelelor climatice) cu un an rece (1997, un an cu o perioadă de iarnă-primăvară mai rece decât media, a fost folosit în simulări). Harta din mijloc compară un an cald simulat cu condițiile actuale ale lacului Michigan (în scopul acestui studiu, anul 2010 reprezintă condițiile actuale). Harta din dreapta compară condițiile actuale cu un an rece. Credit imagine: Peter Alsip. Din Alsip et al. în Biological Invasions, iulie 2020,
https://doi.org/10.1007/s10530-020-02296-4.
Toată creșterea viitoare a nivelurilor de fosfor din Lacul Michigan „nu ar face decât să creeze un mediu mai ospitalier” pentru crapul asiatic, concluzionează noul studiu.
„Cel mai interesant aspect al acestui studiu, pentru mine, este că, dintre cei trei factori de stres pe care i-am luat în considerare, reducerea nutrienților din lac – impusă de Acordul privind calitatea apei din Marile Lacuri – a scăzut cel mai mult gradul de adecvare a habitatului pentru crapul cu cap mare și crapul argintiu invaziv”, a declarat coautorul studiului, Ed Rutherford, biolog de cercetare în domeniul pescuitului la Laboratorul de cercetare a mediului din Marile Lacuri al NOAA.
Impactul crapului asiatic asupra ecosistemelor deja invadate, precum și apropierea frontului de invazie de lacul Michigan, au sporit îngrijorarea cu privire la potențiala invazie a Marilor Lacuri prin intermediul Chicago Area Waterway System, legătura artificială dintre râul Illinois și lacul Michigan. O mare îngrijorare este aceea că crapul asiatic ar putea depăși concurența peștilor din Marile Lacuri care se hrănesc cu plancton – care include stadiile larvare ale majorității speciilor de pești – și să devasteze industria de pescuit a regiunii, în valoare de 7 miliarde de dolari.
Anul trecut, Corpul Inginerilor Armatei SUA a trimis Congresului un plan de instalare a unor sisteme de apărare împotriva crapului la ecluza și barajul Brandon Road Lock and Dam de lângă Joliet, Illinois, la aproximativ 65 km de lacul Michigan. Cei opt guvernatori americani din regiune și doi premieri canadieni au aprobat planul. Dar proiectul, care ar putea costa peste 800 de milioane de dolari, așteaptă aprobarea Congresului.
Ceilalți coautori ai lucrării Biological Invasions sunt Mark Rowe și Doran Mason de la Laboratorul de Cercetare a Mediului din Marile Lacuri al NOAA, Catherine Riseng de la Școala pentru Mediu și Sustenabilitate a U-M și Zhenming Su de la Institutul pentru Cercetare în Pescuit, o unitate de cooperare a Departamentului de Resurse Naturale din Michigan și a Universității din Michigan.
Studiul a fost finanțat de Michigan Sea Grant Graduate Research Fellowship, iar Institutul pentru Cercetare în Pescuit a furnizat fonduri de contrapartidă. Un sprijin suplimentar a fost oferit de Michigan Sea Grant, Institutul pentru Cercetare în Pescuit, Institutul Cooperativ pentru Cercetarea Marilor Lacuri și Laboratorul de Cercetare a Mediului din Marile Lacuri al NOAA.
.