Le poisson-chat à tête plate affamée change tout dans la Susquehanna
Le poisson-chat à tête plate, des prédateurs opportunistes originaires du bassin du fleuve Mississippi, a le potentiel de décimer les pêcheries indigènes et récréatives, perturbant les écosystèmes dans les rivières où ils s’établissent après leur introduction ou leur invasion à partir d’un drainage fluvial voisin. Cette préoccupation a conduit une équipe de chercheurs de Penn State, de l’US Geological Survey (USGS) et de la Pennsylvania Fish and Boat Commission pour évaluer comment les têtes Flathes affectent le flux du réseau alimentaire et de l’énergie dans la rivière Susquehanna en Pennsylvanie, où ils ont été détectés pour la première fois en 1991. Leur population s’est développée rapidement dans les décennies depuis.
« Les têtes des plaques se développent rapidement dans ce système fluvial, atteignent de grandes tailles de corps et peuvent manger une variété de proies », a déclaré la première auteur de l’étude, Olivia Hodgson, étudiante de maîtrise dans le programme de diplôme de graduation Intercollege de Penn State en écologie. « Parce que les têtes plates adultes ont peu de prédateurs naturels, le poisson-chat à tête plate peut exercer un fort contrôle sur l’écosystème. »
Hodgson travaille avec Tyler Wagner, un scientifique du USGS Pennsylvania Cooperative Fish and Wildlife Research Unit Program et un professeur affilié de Penn State d’écologie des pêches. Il est auteur principal de l’étude. Dans les résultats publiés le 4 septembre Écologie, Les chercheurs ont rapporté que le poisson-chat à tête plate est des prédateurs d’apex.
Flatheads avait la position trophique la plus élevée – le niveau qu’un organisme occupe dans une toile alimentaire, en fonction de ses relations d’alimentation – encore plus élevées que les prédateurs supérieurs résidents tels que l’achigan à petite bouche et le poisson-chat de canal. Le poisson-chat de canal avait une position trophique inférieure dans les zones avec du poisson-chat à tête plate. Cela signifie qu’ils mangent maintenant plus bas sur la chaîne alimentaire, probablement parce qu’ils sont surpassés par des têtes plates ou les évitant, ont expliqué les chercheurs. Dans les zones de poisson-chat à tête plate, ont-ils trouvé que toutes les espèces ont montré des régimes plus larges et qui se chevauchent.
« Cela suggère que les espèces résidentes changent ce qu’elles mangent pour éviter de rivaliser ou d’être mangé par l’envahisseur », a déclaré Hodgson. « Ces résultats soutiennent« l’hypothèse de perturbation trophique », qui dit que lorsqu’un nouveau prédateur entre dans un écosystème, il oblige les espèces existantes à modifier leur comportement, leurs régimes et leurs rôles dans le réseau alimentaire. Cela peut déstabiliser les écosystèmes au fil du temps. Notre étude met en évidence la façon dont une espèce envahissante peut faire plus que réduire les écosystèmes natifs – il peut résoudre les aliments entiers et changer la façon dont les espèces énergétiques se déplacent par le biais de produits écosyiques.
Bien que les effets prédateurs des poissons-chats envahissants sur les communautés de poissons indigènes aient été documentés – comme dans une étude récente sur la rivière Susquehanna dirigée par des chercheurs de Penn State – les impacts de l’invasion sur les réseaux alimentaires fluviaux sont mal compris, a noté Hodgson. Cette étude a quantifié les effets du poisson-chat invasif à tête plate sur le réseau alimentaire dans la Susquehanna en comparant les sections fluviales non invadrées aux sections envahies, en se concentrant sur plusieurs espèces clés: poisson-chat à tête plate – envahisseur, canal de chat et basse à petite bouche – prédateurs résidents et écrevisses et mineurs – prey.
En plus d’évaluer la position trophique, les chercheurs ont analysé la niche isotopique occupée par les espèces de poissons – la gamme de marqueurs de carbone et d’azote trouvés dans les tissus d’un organisme, reflétant son alimentation et son habitat, fournissant un aperçu de son rôle écologique.
Pour parvenir à leurs conclusions, les chercheurs ont utilisé une analyse isotopique stable, un outil largement utilisé qui peut expliquer les modèles dans un réseau alimentaire, mettant en évidence les liens entre les positions trophiques, ainsi que la largeur et le chevauchement des niches trophiques. L’analyse des isotopes stable est particulièrement utile pour étudier l’écologie d’invasion, comme l’étude de la réorganisation trophique et du chevauchement trophique entre les espèces introduites et résidentes.
Lorsque les poissons mangent, leur corps intègre la signature isotopique de leur nourriture. En échantillonnant leurs tissus, les scientifiques peuvent mesurer les isotopes d’azote et déterminer leur alimentation, les isotopes du carbone pour déterminer l’utilisation de l’habitat et comparer les signatures isotopiques d’une région pour déduire la migration des poissons ou les décalages d’habitat. Pour cette étude, le poisson-chat de canal, l’achigan à petite bouche, les ménés et les écrevisses ont été sélectionnés comme espèces focales parce qu’une analyse de régime antérieure menée en collaboration avec Penn State, USGS et Pennsylvania Fish and Boat Commission des chercheurs de la rivière Susquehanna, a montré que ces espèces sont des proies importantes pour les poissons-chats à plat.
Les chercheurs ont collecté un total de 279 poissons et 64 écrevisses pour une analyse isotopique stable, dont 79 poissons-chats à tête plate, 45 basses à petite bouche, 113 canaux de poisson-chat et 42 ménés comprenant neuf espèces. Tous les échantillons ont été séchés au four et broyés en poudre fine à l’aide d’un mortier et d’un pilon. Des échantillons d’isotopes stables ont été envoyés dans les principales installations de Penn State et les laboratoires isotopiques stables de l’Université du Michigan State pour la détermination des isotopes.
« L’analyse isotopique stable a expliqué les modèles dans le Web Susquehanna Food dans des habitats envahis et non envahis par le poisson-chat à tête plate, et cela nous a permis de comprendre les liens entre les différentes espèces du réseau de la rivière et la façon dont les espèces invasives peuvent conduire à des changements dans la façon dont les espèces indigènes interagissent et concourir, ce qu’elles mangent et la façon dont leur alimentation se manifeste, et si elles peuvent être soutenues à partir des habitats préférés des habitats par l’invasion, » Hodgon. « Nous avons pu déduire l’utilisation des ressources, nous aidant à mieux comprendre la concurrence potentielle pour les ressources et comment cela change lorsque le poisson-chat à tête plate s’établit. »
Contribution à la recherche était: Sydney Stark, récent diplômée de Penn State avec une maîtrise en sciences de la faune et des pêches; Megan Schall, professeur agrégé de biologie et de science à Penn State Hazleton; Geoffrey Smith, biologiste de la rivière Susquehanna pour la Pennsylvania Fish and Boat Commission; et Kelly Smalling, hydrologue de recherche avec Theu.S. Geological Survey, New Jersey Water Science Center.
Le financement de cette recherche a été fourni par la Pennsylvania Sea Grant et l’US Geological Survey.