Плоскоголовые сомы (Pylodictis olivaris) могут выглядеть так, будто они постоянно улыбаются, но эти пятифутовые рыбы — не предмет для шуток в регионах, где они не водятся. Эти хищники-оппортунисты стали одними из главных хищников в реке Саскуэханна в Пенсильвании, создавая серьёзную угрозу для местной пищевой сети. Из-за отсутствия естественных хищников, контролирующих их численность, эти огромные рыбы могут изменить речную систему всего за несколько лет.
Для этого исследования учёные собрали в общей сложности 279 рыб и 64 раков для анализа стабильных изотопов, включая 79 плоскоголовых сомов, 45 малоротого окуня, 113 канальных сомов и 42 гольянов, представляющих девять видов. Источник: Penn State.
Знакомьтесь: плоскоголовый сом
Плоскоголовые сомы обитают в нескольких частях Соединённых Штатов, включая бассейны рек Миссури, Миссисипи, Огайо и Рио-Гранде. Их легко узнать по широкой плоской голове (как следует из названия) и нижней челюсти. У них также есть отличительный квадратный или слегка зазубренный контур хвостового плавника.
Они действительно большие. Они могут вырасти до 60 дюймов в длину и весить в среднем около 30 фунтов. Некоторые из них, как известно, весят более 100 фунтов. По данным Pennsylvania Sea Grant, их окраска может быть разной, но у большинства взрослых особей спина и бока оливкового цвета с тёмными коричневыми или жёлто-коричневыми пятнами.
То, что отличает их от других видов сомов, — это их рацион. Они считаются облигатными хищниками и в основном охотятся на живую рыбу.
Когда плоскоголовые сомы были завезены в реку Альтамаха в Джорджии, они уничтожили сома-бычка и привели к сокращению численности краснопёрки на 80%. Плоскоголовые сомы также уничтожили популяции местных сомов в нескольких реках Северной Каролины.
Гиганты в Кейстоун-стейт
Хотя плоскоголовые сомы обитают в западной Пенсильвании, первое сообщение о появлении этого вида в бассейне реки Делавэр дальше на восток было получено из водохранилища Блю-Марш, а в Саскуэханне — в 1990-х годах. С тех пор они распространились по регионам рек Делавэр, Шуйлкилл и Саскуэханна.
«Плоскоголовые быстро растут в этой речной системе, достигают больших размеров и могут питаться разнообразной добычей», — заявила в заявлении Оливия Ходжсон, магистрантка Университета штата Пенсильвания. «Поскольку у взрослых плоскоголовых сомов мало естественных хищников, они могут оказывать сильное влияние на экосистему».
Ходжсон — соавтор исследования, недавно опубликованного в журнале Ecology, в котором установлено, что плоскоголовые сомы теперь считаются вершиной пищевой пирамиды. Они находятся выше в пищевой сети, чем местные хищники, такие как канальный сом и малоротый окунь. Поскольку канальный сом теперь занимает более низкое положение в районах, где присутствуют плоскоголовые сомы, им приходится питаться ниже в пищевой сети. Согласно исследованию, в районах с плоскоголовыми сомами все виды показали более широкие и перекрывающиеся рационы.
«Это говорит о том, что местные виды меняют свой рацион, чтобы избежать конкуренции с захватчиком или быть съеденными им», — сказала Ходжсон.
Эти выводы подтверждают гипотезу о нарушении трофических связей. Когда в экосистему попадает новый хищник, существующие виды должны изменить своё поведение, рацион и роль в уже сформированной пищевой сети.
«Это может дестабилизировать экосистемы с течением времени. Наше исследование показывает, как инвазивные виды могут не только сокращать численность местных популяций, но и перестраивать целые пищевые сети и изменять пути движения энергии в экосистемах», — объяснила Ходжсон.
Большие рыбы, маленькие частицы
Команда также более подробно изучила экологическую роль, которую играют различные виды в реке Саскуэханна, изучив их изотопные ниши. Изотопная ниша — это диапазон маркеров углерода и азота, которые обнаруживаются в тканях организма.
Когда рыбы едят, их тела усваивают изотопную сигнатуру пищи. При анализе их тканей учёные могут измерить изотопы азота, чтобы определить, что они едят. Изотопы углерода указывают на то, как они используют среду обитания. Сравнение изотопных сигнатур в разных регионах может указывать как на сдвиги среды обитания, так и на миграцию рыб.
Они собрали в общей сложности 279 рыб (79 плоскоголовых сомов, 45 малоротого окуня, 113 канальных сомов и 42 гольянов, представляющих девять видов) и 64 рака для анализа стабильных изотопов. Все образцы были высушены в печи и измельчены в мелкий порошок с помощью ступки и пестика для процесса, называемого анализом стабильных изотопов. Этот широко используемый научный инструмент может помочь объяснить закономерности в пищевой сети, подчёркивая связи между тем, где животные расположены в пищевой сети.
Анализ стабильных изотопов объяснил закономерности в пищевой сети Саскуэханны в местах обитания, которые уже заселены плоскоголовыми сомами, и в тех, где их нет.
«Это позволило нам понять связи между различными видами в речной пищевой сети и то, как инвазивные виды могут привести к изменениям в том, как местные виды взаимодействуют и конкурируют, что они едят и как перекрываются их рационы, и могут ли они быть вытеснены из предпочтительных местообитаний захватчиком», — сказала Ходжсон.
Понимая, как эти ресурсы используются рыбами, команда может лучше понять потенциальную конкуренцию за ресурсы и то, как плоскоголовые сомы влияют на места обитания, которые они захватывают.
По данным Pennsylvania Sea Grant, предотвращение появления и распространения плоскоголовых сомов в настоящее время является лучшим способом защиты природных местообитаний от вреда. Агентство рекомендует несколько советов по профилактике и борьбе, включая умение определять плоскоголовых сомов и сообщать о них, не выпускать пойманных особей и правильно утилизировать неиспользованную наживку.