Les carpes asiatiques sont capables de survivre et de croître dans des portions beaucoup plus vastes du lac Michigan que les scientifiques ne le pensaient auparavant et présentent un risque élevé de s'établir, selon une nouvelle étude de modélisation menée par des chercheurs de l'Université du Michigan et leurs collègues.

Certaines études antérieures ont suggéré que les faibles niveaux de nourriture dans le lac Michigan pourraient être un obstacle à l'établissement de la carpe à grosse tête et argentée, qui se nourrissent généralement d'algues et d'autres types de plancton. La carpe à grosse tête et la carpe argentée sont les deux espèces de carpes asiatiques les plus préoccupantes pour les Grands Lacs.

Mais les études antérieures n'ont pas pris en compte le fait que la carpe à grosse tête et la carpe argentée sont des mangeurs opportunistes capables de survivre avec une grande variété de régimes alimentaires, y compris la matière organique morte appelée détritus. Dans le lac Michigan, les détritus comprennent des morceaux de boulettes fécales remises en suspension provenant d'innombrables moules quagga et zébrées au fond du lac.

En outre, les études précédentes n'avaient pas évalué l'habitat potentiel de la carpe à plus d'un mètre sous la surface du lac.

Lorsque la flexibilité du régime alimentaire et l'habitat souterrain ont été pris en compte, la quantité d'habitats convenables pour la carpe asiatique dans le lac Michigan a considérablement augmenté, selon l'auteur principal de l'étude, Peter Alsip, qui a mené les recherches pour sa thèse de maîtrise à l'École de l'environnement et de la durabilité de l'U-M.

A certaines périodes de l'année, le modèle a montré que toute l'étendue du lac Michigan, qui a une superficie de plus de 22, 000 milles carrés et une profondeur moyenne de 280 pieds, contient un habitat approprié pour la carpe à grosse tête quelque part dans la colonne d'eau, selon Alsip, qui travaille maintenant à l'Institut coopératif de recherche sur les Grands Lacs basé à U-M.

L'habitat de la carpe argentée était confiné au littoral, zones riches en nutriments. Les résultats de l'étude devraient être publiés le 12 août dans la revue Biologie d'eau douce .

"L'habitat souterrain et la flexibilité du régime alimentaire des poissons n'ont pas été évalués dans les études précédentes, et nos constatations indiquent que ces considérations ont eu un effet notable sur notre évaluation de l'adéquation, " Alsip a déclaré. "La faible offre de plancton du lac Michigan n'est peut-être pas une barrière aussi forte qu'on le pensait auparavant."

L'étude a également révélé que :

Permettre aux poissons de se nourrir du régime le plus large possible (phytoplancton, zooplancton et détritus) dans toute la colonne d'eau a donné lieu à des volumes d'habitat convenable qui étaient 4,6 fois plus élevés que le régime alimentaire le plus étroit (phytoplancton seulement) pour la carpe à grosse tête et 2,3 fois plus élevés pour la carpe argentée.

Bien que l'étendue de l'habitat de la carpe asiatique de haute qualité dans le lac Michigan soit relativement petite, le risque d'événements d'établissement localisés est élevé près des embouchures des rivières et dans les parties riches en nutriments de la baie Green. Le modèle de l'équipe a trouvé un habitat convenable toute l'année (dont d'autres modèles suggèrent qu'il est capable de soutenir le frai et le développement des œufs) près de l'embouchure de plusieurs rivières, y compris le Milwaukee et St. Joseph.

Les cartes générées par le modèle de l'équipe ont identifié les points chauds de l'établissement de la carpe asiatique et le potentiel de corridors de migration translacustre « qui peuvent faciliter et accélérer les mouvements à l'échelle du lac, ", ont écrit les auteurs. Ces cartes pourraient faciliter les efforts de surveillance en identifiant les zones dans lesquelles la carpe à grosse tête et la carpe argentée pourraient se propager en entrant dans le lac.

La « couche profonde de chlorophylle » relativement riche en plancton qui se forme chaque été dans les eaux au large du lac Michigan est capable de soutenir la croissance de la carpe à grosse tête. Les études précédentes sur la carpe n'ont pas évalué le potentiel de croissance dans cette couche, qui se forme à une profondeur moyenne d'environ 100 pieds.

Les niveaux de nutriments soutenant le plancton dans le lac Michigan sont en baisse depuis des décennies, en grande partie en raison des niveaux réduits de phosphore entrant dans le lac et de la propagation des moules quagga et zébrées envahissantes, qui recouvrent maintenant le fond du lac, aspirer le plancton et séquestrer les nutriments dans les boulettes fécales appelées biodépôts.

La perte progressive de nutriments dans la colonne d'eau des lacs Michigan, un processus appelé oligotrophisation, a suscité le scepticisme chez certains scientifiques quant à la probabilité d'établissement de la carpe asiatique là-bas. Mais des expériences en laboratoire ont démontré que les carpes asiatiques sont capables de survivre - et même de prendre du poids - tout en se nourrissant uniquement de biodépôts de moules quagga.

Dans leur étude, Alsip et ses collègues ont utilisé des valeurs simulées d'abondance de nourriture et de température de l'eau à partir d'un modèle biophysique tridimensionnel du lac Michigan pour étudier le potentiel de taux de croissance de la carpe à grosse tête et de la carpe argentée.

Ils ont examiné dans quelle mesure les adultes individuels des deux espèces de carpes pouvaient se développer dans le lac Michigan lorsqu'ils se nourrissaient de diverses combinaisons des trois types de nourriture :phytoplancton, zooplancton et détritus—à diverses profondeurs. Les zones où la carpe à grosse tête et la carpe argentée pouvaient maintenir ou augmenter leur poids corporel ont été classées comme habitat convenable.

"Nous avons constaté que l'habitat convenable pour la carpe à grosse tête est répandu dans le lac Michigan, et c'est le résultat d'une importance écologique fondamentale pour de nombreuses raisons, " a déclaré le co-auteur de l'étude Hongyan Zhang de Eureka Aquatic Research à Ann Arbor. Zhang, anciennement de l'École pour l'environnement et la durabilité de l'U-M et de l'Institut coopératif pour la recherche sur les Grands Lacs, était le directeur de thèse d'Alsip.

Le phytoplancton est unicellulaire, algues photosynthétiques et cyanobactéries. Le zooplancton est un petit animal à la base de la chaîne alimentaire qui se nourrit de phytoplancton. Une grande préoccupation concernant les carpes asiatiques est qu'elles pourraient supplanter les poissons résidents mangeurs de plancton, y compris les stades larvaires de la plupart des espèces de poissons.

La nouvelle étude a montré que la disponibilité généralisée de boulettes fécales de moules quagga dans le lac Michigan aiderait probablement à maintenir la carpe asiatique en vie, leur permettant de migrer à travers des eaux libres appauvries en plancton et de se répandre finalement dans tout le lac. La carpe à grosse tête et la carpe argentée sont collectivement connues des scientifiques sous le nom de carpe à grosse tête, ou BHC.

"La capacité du BHC à se nourrir de manière flexible de phytoplancton, le zooplancton et les détritus atténuent leur risque de famine, même dans les eaux du large, et, donc, augmente leur probabilité d'établissement, " selon les auteurs. " Par conséquent, il semble probable que BHC pourrait survivre, établir, et s'est propagé à un habitat favorable dans le lac Michigan et ses affluents malgré le fait de devoir traverser de vastes zones avec une biomasse de plancton minimale. »

La carpe à grosse tête et la carpe argentée ont été importées dans le sud des États-Unis dans les années 1970 pour contrôler la croissance des algues dans les réservoirs et les lagunes de traitement des eaux usées. Ils se sont échappés et se sont rapidement propagés dans tout le bassin du fleuve Mississippi, établir des populations denses dans des endroits comme la rivière Illinois, où ils représentent maintenant 63 % du poids total de tous les poissons de la rivière.

Actuellement, La carpe à grosse tête et la carpe argentée sont établies dans les bassins hydrographiques à proximité des Grands Lacs, mais pas dans les lacs eux-mêmes.

L'impact de la carpe asiatique sur les écosystèmes déjà envahis, ainsi que la proximité du front d'invasion du lac Michigan, ont des préoccupations élevées au sujet de l'invasion potentielle des Grands Lacs via le système de voies navigables de la région de Chicago, la connexion artificielle entre la rivière Illinois et le lac Michigan.

En mai, le chef de l'US Army Corps of Engineers a envoyé au Congrès un plan de 778 millions de dollars pour installer des défenses contre les carpes à l'écluse et au barrage de Brandon Road près de Joliet, Illinois, à environ 40 milles du lac Michigan. En juillet, les huit gouverneurs américains de la région et les deux premiers ministres canadiens ont approuvé le plan.

Les Biologie d'eau douce L'étude est intitulée « L'aptitude du lac Michigan à la carpe à grosse tête :l'importance de la flexibilité du régime alimentaire et de l'habitat souterrain ». DOI :10.1111/fwb.13382.

En plus d'Alsip et Zhang, les autres auteurs sont Mark Rowe, Doran Mason et Edward Rutherford du Laboratoire de recherche environnementale des Grands Lacs de la National Oceanic and Atmospheric Administration à Ann Arbor; Catherine Riseng de la U-M School for Environment and Sustainability et Michigan Sea Grant; et Zhenming Su du Département des ressources naturelles du Michigan.

Le projet a été financé par le Michigan Sea Grant Graduate Research Fellowship, avec des fonds de contrepartie fournis par l'Institute for Fisheries Research du Michigan Department of Natural Resources. Un soutien supplémentaire a été fourni par Michigan Sea Grant, l'Institut de recherche halieutique, CIGLR, GLERL et le Système d'information sur les espèces aquatiques non indigènes des Grands Lacs.

En utilisant la même approche décrite ci-dessus, Alsip et ses collègues étudient actuellement comment la qualité de l'habitat de la carpe asiatique est affectée par la météorologie, charges de phosphore à l'échelle du lac, et les moules quagga et zébrées. Leurs résultats pourraient fournir une image plus claire de la façon dont un réchauffement climatique affectera la vulnérabilité du lac Michigan à la carpe asiatique et comment la qualité de l'habitat a changé au fil du temps en réponse aux réductions de la charge en nutriments et à l'invasion des moules.