L'impatto delle specie esotiche sull'evoluzione dei pesci spada

Le specie esotiche sono animali o piante che vengono da un altro posto e possono danneggiare la fauna locale. Spesso rappresentano seri rischi per gli ecosistemi locali e le specie autoctone. Mentre si parla spesso della scomparsa delle specie, queste specie introdotte possono anche cambiare il modo in cui le specie native evolvono nel tempo. È importante perché i cambiamenti possono rendere più difficile la sopravvivenza delle specie autoctone. In alcuni casi, gli impatti delle specie esotiche non sono facili da vedere, specialmente visto che non abbiamo abbastanza studi a lungo termine per seguire questi cambiamenti.

Per esempio, in Australia, alcuni serpenti autoctoni che mangiano un rospo invasivo e tossico sono cambiati gradualmente diventando più grandi e con bocche più piccole in 80 anni. Questo cambiamento li aiuta a gestire meglio le tossine dei rospi. Cambiamenti simili sono stati osservati in altri casi in cui Predatori esotici minacciano prede native.

Quando le specie esotiche invadono, possono causare il declino delle popolazioni native. Questo declino può portare a meno opportunità di riproduzione e a una minore diversità genetica tra coloro che restano. Col tempo, questo può influenzare il modo in cui le specie native evolvono in risposta alle pressioni dei predatori esotici, il che potrebbe aiutarle a sopravvivere nel lungo periodo.

#Il Gasterosteide a Tre Spine

Una specie che illustra questi problemi è il gasterosteide a tre spine. Questo piccolo pesce mostra molte differenze nella forma del corpo a seconda di dove vive. Queste differenze probabilmente derivano da vari ambienti e dagli animali con cui vive. I gasterosteidi possono essere trovati in acque dolci e salate in tutto l'emisfero settentrionale e si sono adattati a questi ambienti dopo che i ghiacciai dell'ultima era glaciale si sono sciolti.

In alcune zone, come la costa del Nord America, i gasterosteidi d'acqua dolce mostrano una vasta gamma di forme corporee tra i diversi laghi. Questa varietà è attribuita a fattori ambientali, come la dimensione del lago e i tipi di predatori presenti. I laghi possono anche influenzare altre caratteristiche, incluso come i gasterosteidi si nutrono e sfuggono ai predatori. Quando le popolazioni di gasterosteidi diventano isolate in laghi diversi, possono iniziare a cambiare in poche generazioni.

Alcune popolazioni di gasterosteidi mostrano anche differenze significative tra maschi e femmine. I maschi spesso hanno teste e bocche più grandi rispetto alle femmine. In alcuni laghi, esistono insieme due tipi diversi di gasterosteidi. Questi tipi sono conosciuti come gasterosteidi bentonici e limnetici.

#Impatto dei Predatori Autoctoni

Ci sono molte ricerche su come i predatori autoctoni influenzano la forma del corpo dei gasterosteidi. I gasterosteidi possono condividere le loro case con vari predatori autoctoni, come pesci, uccelli e pesci più grandi. In alcune aree, una specie di pesce autoctona, il salmone cutthroat, è l'unico predatore presente. Le ricerche hanno mostrato relazioni tra il numero di pesci predatori in un lago e le caratteristiche difensive dei gasterosteidi che vivono lì. Ad esempio, i gasterosteidi in laghi con molti predatori tendono ad avere spine più grandi e più armature per protezione.

Inoltre, quando non ci sono predatori, i gasterosteidi possono avere meno armature. Questo cambiamento varia in base ad altri fattori, come la presenza di calcio nell'acqua.

L'introduzione di specie esotiche può portare a conseguenze gravi per le specie autoctone. In un lago, una coppia di specie di pesci è andata estinta dopo l'introduzione di una nuova specie di pesce gatto. Un altro lago ha visto ibridazione dei gasterosteidi a causa dell'introduzione di un tipo di gambero, che ha cambiato come i gasterosteidi si comportano e si riproducono. Questi cambiamenti sollevano preoccupazioni su come le nuove specie possano disturbare gli ecosistemi esistenti.

Nel sud della Columbia Britannica, le popolazioni di gasterosteidi sono ora a rischio da due grandi specie esotiche: il black bass e il gambero segnale. Il black bass è stato introdotto nell'isola di Vancouver negli anni '50 e si sa che riduce significativamente le popolazioni di altri pesci. Ci sono prove da altre regioni che il black bass può portare le specie di pesci autoctoni all'estinzione.

D'altra parte, il gambero segnale è nativo della terraferma della Columbia Britannica ma è stato introdotto nell'isola di Vancouver all'inizio del 1900. Questi gamberi possono diffondersi rapidamente e hanno avuto un impatto negativo sui pesci autoctoni competendo per cibo e habitat e predando pesci più piccoli e le loro uova.

#Obiettivi dello Studio

Attualmente, non sappiamo molto su come il black bass e il gambero segnale influenzano le popolazioni di gasterosteidi. Non è stata fatta alcuna indagine diretta sui loro impatti combinati. Alcuni studi mostrano che la presenza sia del black bass che del gambero arrugginito può cambiare il comportamento di altri pesci rendendoli più attivi e vulnerabili.

Nel nostro studio, puntiamo a capire l'impatto del black bass e del gambero segnale sui gasterosteidi a tre spine nella Columbia Britannica. Vogliamo scoprire:

1. Se i gasterosteidi provenienti da laghi con diverse combinazioni di queste due specie esotiche differiscono nella forma del corpo rispetto a quelli in laghi senza di esse.
2. Se ci sono stati cambiamenti nella forma del corpo nel tempo a causa della presenza di queste specie esotiche.

Prevediamo che i gasterosteidi nei laghi con black bass avranno più armatura per proteggersi dalla predazione e assomiglieranno di più a tipi di acqua aperta. Nei laghi con gamberi segnale, ci aspettiamo che i gasterosteidi assumano tratti simili a quelli trovati in popolazioni ibridate. Se entrambe le specie sono presenti, pensiamo che i gasterosteidi potrebbero apparire più simili a quelli provenienti da laghi senza specie esotiche, poiché il black bass potrebbe predare i gamberi.

#Area di Studio

Abbiamo selezionato dieci laghi nel sud dell'isola di Vancouver, nelle Gulf Islands e lungo la Sunshine Coast per studiare i gasterosteidi a tre spine. Questi laghi sono stati scelti perché hanno caratteristiche ambientali simili, come dimensioni e presenza di predatori autoctoni, ma variano nelle loro combinazioni di specie non native.

I laghi sono relativamente piccoli, poco profondi e contengono principalmente solo trote cutthroat e trote arcobaleno come predatori autoctoni. Un lago, il lago Dougan, aveva molti pesci sole nativi non nativi nelle trappole, e un altro lago, il lago Beaver, aveva sculpin spinosi, che possono influenzare i tratti dei gasterosteidi.

Nel 2016, i ricercatori hanno confermato la presenza di gamberi segnale in cinque di questi laghi, e abbiamo utilizzato rapporti sui laghi per raccogliere ulteriori informazioni sulle popolazioni di pesci.

#Raccolta dei Campioni

Per raccogliere i gasterosteidi, sono state posizionate trappole in acque poco profonde dei laghi. Tra maggio e giugno 2016, sono stati catturati un totale di 317 gasterosteidi adulti, con solo quelli che misuravano più di 30 mm mantenuti per analisi. I pesci catturati sono stati euthanizzati e conservati per ulteriori studi. Le loro pinne sono state rimosse e stoccate separatamente per aiutare a identificare maschi e femmine attraverso test genetici.

Campioni storici di gasterosteidi provenienti dagli stessi laghi sono stati ottenuti da un museo, permettendoci di confrontare tratti passati e attuali. I pesci sono stati trattati in modi simili per ridurre qualsiasi potenziale bias nelle misurazioni.

#Misurazione dei Tratti

Abbiamo esaminato una varietà di misurazioni corporee e contato caratteristiche come la lunghezza delle spine e il numero di piastre. Le misurazioni sono state effettuate utilizzando software e strumenti specializzati. Abbiamo anche determinato il sesso di ciascun pesce attraverso test genetici per un'analisi migliore delle differenze tra maschi e femmine.

#Comprendere la Forma del Corpo

La forma del corpo è importante per capire come i gasterosteidi si adattano ai loro ambienti. Utilizzando tecniche geometriche, abbiamo descritto la forma del corpo dei gasterosteidi identificando punti specifici sui loro corpi. Questo ci ha aiutato ad analizzare e quantificare l'impatto dell'ambiente sulla loro forma.

#Analisi dei Tratti

Per confrontare i tratti corporei tra le popolazioni, abbiamo analizzato i dati usando strumenti statistici. Abbiamo cercato eventuali differenze significative basate sui gruppi di laghi e sulle specifiche combinazioni di specie non native presenti. L'analisi ha mostrato che alcuni laghi producevano gasterosteidi con caratteristiche distinte, e siamo stati in grado di identificare quali tratti erano i più importanti nel prevedere da dove provenivano i pesci.

Lo studio ha rivelato che i gasterosteidi provenienti da laghi con black bass e gamberi segnale avevano tratti difensivi più significativi rispetto a quelli provenienti da laghi senza specie esotiche.

#Cambiamenti nel Tempo

Abbiamo anche esaminato campioni storici e contemporanei per vedere come i tratti erano cambiati nel corso degli anni. Questo includeva l'analisi di sei tratti del passato e il confronto con 16 tratti nel presente. I risultati hanno indicato che la dimensione aumentava in alcuni laghi, mentre altri mostravano tendenze diverse, come riduzioni nei tratti di armatura.

In generale, i dati hanno evidenziato i cambiamenti significativi nella morfologia dei gasterosteidi nel tempo, mostrando l'influenza delle specie esotiche sulle popolazioni native.

#Analisi Geometrica

Esaminare la forma del corpo utilizzando tecniche geometriche ci ha permesso di vedere come i tratti individuali cambiassero tra i laghi e nel tempo. L'analisi ha confermato che la forma del corpo variava significativamente in base alla presenza di specie non native.

Ad esempio, i gasterosteidi in laghi con sia black bass che gamberi segnale mostrano forme uniche rispetto a quelli che avevano solo un tipo di specie esotica.

I confronti tra dati contemporanei e storici hanno rivelato alcune tendenze. I laghi con black bass tendevano a produrre gasterosteidi con una struttura diversa rispetto a quelli senza di essi. Questa struttura aveva implicazioni per la loro sopravvivenza e interazione con i predatori.

#Conclusione

Lo studio sottolinea le complesse interazioni tra specie native e invasive. I nostri risultati suggeriscono che le specie non native possono influenzare significativamente la morfologia e il comportamento delle popolazioni di pesci autoctoni. Con le crescenti preoccupazioni per la perdita di biodiversità, è cruciale comprendere queste relazioni e le loro implicazioni per la conservazione.

Il monitoraggio e la ricerca continui sono necessari per valutare gli esiti a lungo termine di queste interazioni e proteggere le popolazioni native di gasterosteidi nella Columbia Britannica e oltre. Assicurarsi di prestare attenzione a questi cambiamenti aiuterà a mantenere la biodiversità e la salute degli ecosistemi acquatici.