Las carpas asiáticas son capaces de sobrevivir y crecer en porciones mucho más grandes del lago Michigan de lo que los científicos creían anteriormente y presentan un alto riesgo de establecerse. según un nuevo estudio de modelado de investigadores de la Universidad de Michigan y sus colegas.

Algunos estudios previos sugirieron que los niveles bajos de alimentos en el lago Michigan podrían ser una barrera para el establecimiento de la carpa cabezona y la carpa plateada. que normalmente se alimentan de algas y otros tipos de plancton. La carpa cabezona y la carpa plateada son las dos especies de carpas asiáticas de mayor preocupación para los Grandes Lagos.

Pero estudios anteriores no consideraron el hecho de que la carpa cabezona y la carpa plateada son alimentadores oportunistas capaces de sobrevivir con una amplia variedad de dietas. incluida la materia orgánica muerta llamada detritus. En el lago Michigan, detritus incluye trozos de bolitas fecales resuspendidas de innumerables mejillones quagga y cebra en el fondo del lago.

Además, Los estudios anteriores no evaluaron el hábitat potencial de las carpas a más de un metro por debajo de la superficie del lago.

Cuando se tuvieron en cuenta la flexibilidad de la dieta y el hábitat subterráneo, la cantidad de hábitat adecuado para la carpa asiática en el lago Michigan aumentó drásticamente, según el autor principal del estudio, Peter Alsip, quien realizó la investigación para su tesis de maestría en la Escuela de Medio Ambiente y Sustentabilidad de la U-M.

En determinadas épocas del año, el modelo mostró que toda la extensión del lago Michigan, que tiene una superficie de más de 22, 000 millas cuadradas y una profundidad promedio de 280 pies, contiene un hábitat adecuado para la carpa cabezona en algún lugar de la columna de agua, según Alsip, que ahora trabaja en el Instituto Cooperativo de Investigación de los Grandes Lagos con sede en U-M.

El hábitat de la carpa plateada estaba confinado a la costa, áreas ricas en nutrientes. Los hallazgos del estudio están programados para su publicación el 12 de agosto en la revista Biología de agua dulce .

"El hábitat del subsuelo y la flexibilidad de la dieta de los peces no se evaluaron en estudios anteriores, y nuestros hallazgos indican que estas consideraciones tuvieron un efecto notable en nuestra evaluación de idoneidad, "El bajo suministro de plancton del lago Michigan puede no ser una barrera tan fuerte como se pensaba", dijo Alsip.

El estudio también encontró que:

Permitir que los peces se alimenten con la dieta más amplia posible (fitoplancton, zooplancton y detritus) a lo largo de la columna de agua dio como resultado volúmenes de hábitat adecuados que fueron 4,6 veces mayores que la dieta más estrecha (solo fitoplancton) para la carpa cabezona y 2,3 veces mayor para la carpa plateada.

Si bien la extensión del hábitat de la carpa asiática de alta calidad en el lago Michigan es relativamente pequeña, el riesgo de eventos de establecimiento localizados es alto cerca de las desembocaduras de los ríos y en las partes ricas en nutrientes de Green Bay. El modelo del equipo encontró un hábitat adecuado durante todo el año (que otros modelos sugieren que es capaz de soportar el desove y el desarrollo de huevos) cerca de las desembocaduras de varios ríos. incluyendo Milwaukee y St. Joseph.

Los mapas generados por el modelo del equipo identificaron los puntos críticos de establecimiento de carpas asiáticas y el potencial de corredores de migración a través de los lagos "que pueden facilitar y acelerar los movimientos de todo el lago, ", escribieron los autores. Esos mapas podrían ayudar en los esfuerzos de vigilancia al identificar áreas a las que la carpa cabezona y plateada podrían extenderse al ingresar al lago.

La "capa profunda de clorofila", relativamente rica en plancton, que se forma cada verano en las aguas de la costa del lago Michigan, es capaz de sustentar el crecimiento de la carpa cabezona. Los estudios previos de carpas no evaluaron el potencial de crecimiento en esta capa, que se forma a una profundidad promedio de unos 100 pies.

Los niveles de nutrientes que apoyan el plancton en el lago Michigan han estado disminuyendo durante décadas, en gran parte debido a los niveles reducidos de fósforo que ingresan al lago y la propagación de mejillones quagga y cebra invasores, que ahora cubren el fondo del lago, succionando plancton y secuestrando nutrientes en gránulos fecales llamados biodepósitos.

La pérdida progresiva de nutrientes en la columna de agua de Lakes Michigan, un proceso llamado oligotroficación, ha generado escepticismo entre algunos científicos sobre la probabilidad de que se establezcan carpas asiáticas allí. Pero los experimentos de laboratorio han demostrado que las carpas asiáticas son capaces de sobrevivir, e incluso aumentar de peso, mientras se alimentan únicamente de biodepósitos de mejillón quagga.

En su estudio, Alsip y sus colegas utilizaron valores simulados de abundancia de alimentos y temperatura del agua de un modelo biofísico tridimensional del lago Michigan para estudiar la tasa de crecimiento potencial de la carpa cabezona y plateada.

Observaron qué tan bien los adultos individuales de las dos especies de carpas podían crecer en el lago Michigan cuando se alimentaban de varias combinaciones de los tres tipos de alimentos:fitoplancton, zooplancton y detritus, a distintas profundidades. Las áreas donde la carpa cabezona y la carpa plateada podían mantener o aumentar su peso corporal se clasificaron como hábitat adecuado.

"Descubrimos que el hábitat adecuado para la carpa cabezona está muy extendido en el lago Michigan, y eso es el resultado de una importancia ecológica fundamental por muchas razones, ", dijo el coautor del estudio Hongyan Zhang de Eureka Aquatic Research en Ann Arbor. Zhang, anteriormente de la Escuela de Medio Ambiente y Sostenibilidad de la U-M y del Instituto Cooperativo para la Investigación de los Grandes Lagos, fue asesor de tesis de Alsip.

El fitoplancton es unicelular, algas fotosintéticas y cianobacterias. El zooplancton son animales diminutos en la base de la cadena alimentaria que se alimentan de fitoplancton. Una gran preocupación acerca de la carpa asiática es que podrían superar a los peces residentes que comen plancton, incluidas las etapas larvarias de la mayoría de las especies de peces.

El nuevo estudio mostró que la disponibilidad generalizada de gránulos fecales de mejillón quagga en el lago Michigan probablemente ayudaría a mantener viva la carpa asiática. permitiéndoles migrar a través de aguas abiertas empobrecidas en plancton y eventualmente extenderse por todo el lago. Los científicos conocen colectivamente la carpa cabezona y la carpa plateada como carpa cabezona, o BHC.

"La capacidad de BHC para alimentarse de forma flexible de fitoplancton, el zooplancton y los detritos mitigan su riesgo de inanición, incluso en aguas marinas, y por lo tanto, aumenta su probabilidad de establecimiento, "según los autores". Por lo tanto, parece probable que BHC pueda sobrevivir, establecer, y se extendió a un hábitat favorable en el lago Michigan y sus afluentes a pesar de tener que viajar a través de áreas expansivas con mínima biomasa de plancton ".

La carpa cabezona y plateada se importaron al sur de los Estados Unidos en la década de 1970 para controlar el crecimiento de algas en embalses y lagunas de tratamiento de aguas residuales. Se escaparon y se extendieron rápidamente por la cuenca del río Mississippi, el establecimiento de densas poblaciones en lugares como el río Illinois, donde ahora comprenden el 63% del peso total de todos los peces en el río.

En la actualidad, La carpa cabezona y la carpa plateada se establecen en las cuencas hidrográficas cercanas a los Grandes Lagos, pero no en los lagos mismos.

El impacto de la carpa asiática en ecosistemas ya invadidos, así como la proximidad del frente de invasión al lago Michigan, tienen una gran preocupación sobre la posible invasión de los Grandes Lagos a través del sistema de vías navegables del área de Chicago, la conexión hecha por el hombre entre el río Illinois y el lago Michigan.

En Mayo, el jefe del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos envió al Congreso un plan de $ 778 millones para instalar defensas contra las carpas en Brandon Road Lock and Dam cerca de Joliet, Illinois, a unas 40 millas del lago Michigan. En julio, Los ocho gobernadores estadounidenses de la región y dos primeros ministros canadienses respaldaron el plan.

los Biología de agua dulce El estudio se titula "Idoneidad del lago Michigan para la carpa cabezona:la importancia de la flexibilidad de la dieta y el hábitat subterráneo". DOI:10.1111 / fwb.13382.

Además de Alsip y Zhang, otros autores son Mark Rowe, Doran Mason y Edward Rutherford del Laboratorio de Investigación Ambiental de los Grandes Lagos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica en Ann Arbor; Catherine Riseng de la Escuela de Medio Ambiente y Sostenibilidad de la U-M y Michigan Sea Grant; y Zhenming Su del Departamento de Recursos Naturales de Michigan.

El proyecto fue financiado por Michigan Sea Grant Graduate Research Fellowship, con fondos de contrapartida proporcionados por el Instituto de Investigación Pesquera del Departamento de Recursos Naturales de Michigan. Michigan Sea Grant proporcionó apoyo adicional, el Instituto de Investigaciones Pesqueras, CIGLR, GLERL y el Sistema de información sobre especies acuáticas no autóctonas de los Grandes Lagos.

Usando el mismo enfoque descrito anteriormente, Alsip y sus colegas están estudiando actualmente cómo la meteorología afecta la idoneidad del hábitat de la carpa asiática, cargas de fósforo en todo el lago, y mejillones quagga y cebra. Sus hallazgos podrían proporcionar una imagen más clara de cómo un clima cálido afectará la vulnerabilidad del lago Michigan a la carpa asiática y cómo la idoneidad del hábitat ha cambiado con el tiempo en respuesta a las reducciones de la carga de nutrientes y la invasión del mejillón.