As carpas asiáticas são capazes de sobreviver e crescer em porções muito maiores do Lago Michigan do que os cientistas acreditavam e apresentam um alto risco de se estabelecerem, de acordo com um novo estudo de modelagem de pesquisadores da Universidade de Michigan e seus colegas.

Alguns estudos anteriores sugeriram que os baixos níveis de alimentos no Lago Michigan podem ser uma barreira para o estabelecimento da carpa cabeça-gigante e prata, que normalmente se alimentam de algas e outros tipos de plâncton. A carpa cabeça-dura e a carpa prateada são as duas espécies de carpas asiáticas que mais preocupam os Grandes Lagos.

Mas estudos anteriores não consideraram o fato de que a carpa cabeça-dura e a carpa prateada são alimentadores oportunistas capazes de sobreviver com uma ampla variedade de dietas, incluindo matéria orgânica morta chamada detritos. No Lago Michigan, detritos incluem pedaços de pelotas fecais ressuspensas de incontáveis ​​mexilhões quagga e 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 a flexibilidade da dieta e o habitat subterrâneo foram considerados, a quantidade de habitat adequado para carpas asiáticas no Lago Michigan aumentou dramaticamente, de acordo com o autor principal do estudo, Peter Alsip, que conduziu a pesquisa para sua dissertação de mestrado na Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da U-M.

Em certas épocas do ano, o modelo mostrou que toda a extensão do Lago Michigan, que tem uma área de superfície de mais de 22, 000 milhas quadradas e uma profundidade média de 280 pés, contém habitat adequado para a carpa cabeça-dura em algum lugar da coluna de água, de acordo com Alsip, que agora trabalha no Instituto Cooperativo de Pesquisas dos Grandes Lagos, com sede em U-M.

O habitat da carpa prateada estava confinado à costa, áreas ricas em nutrientes. Os resultados do estudo estão programados para publicação em 12 de agosto na revista Biologia de Água Doce .

"O 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, "O baixo suprimento de plâncton do Lago Michigan pode não ser uma barreira tão forte quanto se pensava", disse Alsip.

O estudo também descobriu que:

Permitindo que os peixes se alimentem da 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 maiores do que a dieta mais restrita (fitoplâncton apenas) para a carpa cabeça-dura e 2,3 vezes maiores para a carpa prateada.

Embora a extensão do habitat da carpa asiática de alta qualidade no Lago Michigan seja relativamente pequena, o risco de eventos de estabelecimento localizado é alto perto da foz dos rios e em partes ricas em nutrientes da Baía Verde. O modelo da equipe 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 equipe identificaram pontos críticos de estabelecimento de carpas asiáticas e o potencial para corredores de migração através do lago "que podem facilitar e acelerar os movimentos de todo o lago, "escreveram os autores. Esses mapas podem ajudar nos esforços de vigilância, identificando áreas para as quais a carpa cabeça-de-cavalo e a carpa prateada podem se espalhar ao entrar no lago.

A "camada de clorofila profunda", relativamente rica em plâncton, que se forma a cada verão nas águas costeiras do Lago Michigan, é capaz de sustentar o crescimento da carpa cabeçuda. Estudos anteriores com carpas não avaliaram o potencial de crescimento nesta camada, que se forma a uma profundidade média de cerca de 30 metros.

Os níveis de nutrientes que sustentam o plâncton no Lago Michigan vêm diminuindo há décadas, em grande parte devido aos níveis reduzidos de fósforo entrando no lago e a propagação de quagga invasor e mexilhões zebra, que agora cobre o fundo do lago, sugar plâncton e sequestrar nutrientes em pelotas fecais chamadas de biodepositos.

A perda progressiva de nutrientes na coluna de água dos Lagos Michigan, um processo chamado oligotroficação, gerou ceticismo entre alguns cientistas sobre a probabilidade de estabelecimento da carpa asiática lá. Mas experimentos de laboratório demonstraram que as carpas asiáticas são capazes de sobreviver - e até ganhar peso - alimentando-se apenas de biodepositados de mexilhão quagga.

Em seu estudo, Alsip e seus colegas usaram a abundância alimentar simulada e os valores da temperatura da água de um modelo biofísico tridimensional do Lago Michigan para estudar o potencial de taxa de crescimento da carpa cabeça-dura e prata.

Eles observaram como os adultos individuais das duas espécies de carpas podem crescer no Lago Michigan ao se alimentar de várias combinações dos três tipos de alimentos - fitoplâncton, zooplâncton e detritos - em várias profundidades. As áreas onde a carpa cabeça-dura e a carpa prateada podiam manter ou aumentar o peso corporal foram classificadas como habitats adequados.

"Descobrimos que o habitat adequado para a carpa cabeça-dura 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, ex-U-M's School for Environment and Sustainability e o Cooperative Institute for Great Lakes Research, foi o conselheiro da tese de Alsip.

O fitoplâncton é unicelular, algas fotossintéticas e cianobactérias. O zooplâncton são pequenos animais na base da cadeia alimentar que se alimentam de fitoplâncton. Uma grande preocupação com a carpa asiática é que ela pode superar os peixes comedores de plâncton residentes, incluindo os estágios larvais da maioria das espécies de peixes.

O novo estudo mostrou que a ampla disponibilidade de pelotas fecais de mexilhão quagga no Lago Michigan provavelmente ajudaria a manter as carpas asiáticas vivas, permitindo-lhes migrar através de águas abertas empobrecidas pelo plâncton e, eventualmente, espalhar-se por todo o lago. A carpa cabeça-dura e a carpa prateada são conhecidas coletivamente pelos cientistas como carpa cabeça-dura, ou BHC.

"A capacidade do BHC de se alimentar de forma flexível com o fitoplâncton, zooplâncton e detritos mitigam o risco de fome - mesmo em águas offshore - e, Portanto, aumenta sua probabilidade de estabelecimento, "de acordo com os autores." Portanto, parece provável que BHC poderia sobreviver, estabelecer, e se espalhou para habitats favoráveis ​​no Lago Michigan e seus afluentes, apesar de ter que viajar por áreas extensas com biomassa de plâncton mínima. "

A carpa cabeça-dura e a carpa prateada foram importadas para o sul dos Estados Unidos na década de 1970 para controlar o crescimento de algas em reservatórios e lagoas de tratamento de esgoto. Eles escaparam e rapidamente se espalharam pela Bacia do Rio Mississippi, estabelecendo densas populações em lugares como o rio Illinois, onde agora representam 63% do peso total de todos os peixes do rio.

Atualmente, A carpa cabeça-gigante e a carpa prateada são estabelecidas em bacias hidrográficas 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, levantaram preocupações sobre a potencial invasão dos Grandes Lagos por meio do Sistema Hidroviário da Área de Chicago, a conexão artificial 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 US $ 778 milhões para instalar defesas contra carpas na Brandon Road Lock and Dam perto de Joliet, Illinois, cerca de 40 milhas do Lago Michigan. Em julho, os oito governadores dos EUA e dois premiers canadenses endossaram o plano.

o Biologia de Água Doce O estudo é intitulado "Adequação do Lago Michigan para a carpa cabeça-dura:a importância da flexibilidade da dieta e do habitat subterrâneo." 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 Oceânica e Atmosférica Nacional em Ann Arbor; Catherine Riseng da Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da U-M e Michigan Sea Grant; e Zhenming Su, do Departamento de Recursos Naturais de Michigan.

O projeto foi financiado pelo Michigan Sea Grant Graduate Research Fellowship, com fundos de contrapartida fornecidos pelo Instituto de Pesquisa Pesqueira do Departamento de Recursos Naturais de Michigan. Apoio adicional foi fornecido pelo Michigan Sea Grant, o Instituto de Pesquisa Pesqueira, CIGLR, GLERL e o Sistema de Informação de Espécies Não Indígenas Aquáticas dos Grandes Lagos.

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 em todo o lago, e mexilhões quagga e zebra. Suas descobertas podem fornecer uma imagem mais clara de como o aquecimento do clima afetará a vulnerabilidade do Lago Michigan à carpa asiática e como a adequação do habitat mudou ao longo do tempo em resposta às reduções da carga de nutrientes e à invasão do mexilhão.