O bagre de cabeça achatada, predador oportunista nativo da bacia do rio Mississippi, tem o potencial de dizimar as pescarias nativas e recreativas, perturbando os ecossistemas em rios onde se estabelecem após sua introdução ou invasão de uma bacia fluvial próxima. Essa preocupação levou uma equipe de pesquisadores da Penn State, do Serviço Geológico dos EUA (USGS) e da Comissão de Peixes e Barcos da Pensilvânia a avaliar como os bagres de cabeça achatada estão afetando a teia alimentar e o fluxo de energia no rio Susquehanna, na Pensilvânia, onde foram detectados pela primeira vez em 1991. Sua população cresceu rapidamente nas décadas seguintes.
“Os bagres de cabeça achatada crescem rapidamente neste sistema fluvial, alcançam grandes tamanhos corporais e podem se alimentar de uma variedade de presas”, disse Olivia Hodgson, autora principal do estudo e estudante de mestrado no Programa de Graduação Intercolegial em Ecologia da Penn State. “Como os bagres adultos têm poucos predadores naturais, eles podem exercer um forte controle sobre o ecossistema.”
Hodgson está trabalhando com Tyler Wagner, cientista do Programa de Pesquisa Cooperativa em Vida Selvagem e Peixes do USGS da Pensilvânia e professor afiliado da Penn State em ecologia de pesca. Ele é o autor sênior do estudo. Em descobertas publicadas em 4 de setembro na revista Ecology, os pesquisadores relataram que os bagres de cabeça achatada são predadores de topo.
Os bagres de cabeça achatada apresentaram a posição trófica mais alta — o nível que um organismo ocupa em uma teia alimentar, com base em suas relações alimentares — ainda mais alta do que predadores de topo residentes, como o bass de boca pequena e o bagre canal. O bagre canal teve uma posição trófica mais baixa em áreas com bagres de cabeça achatada. Isso significa que agora eles se alimentam mais baixo na cadeia alimentar, provavelmente porque estão sendo superados por bagres de cabeça achatada ou os evitando, explicaram os pesquisadores. Nas áreas com bagres de cabeça achatada, descobriram que todas as espécies apresentavam dietas mais amplas e sobrepostas.
“Isso sugere que as espécies residentes estão alterando o que comem para evitar competir com ou serem comidas pelo invasor”, disse Hodgson. “Essas descobertas apoiam a ‘hipótese de disrupção trófica’, que afirma que, quando um novo predador entra em um ecossistema, isso força as espécies existentes a alterar seu comportamento, dietas e papéis na teia alimentar. Isso pode desestabilizar ecossistemas ao longo do tempo. Nosso estudo destaca como uma espécie invasora pode fazer mais do que apenas reduzir populações nativas — pode remodelar toda a teia alimentar e mudar como a energia se move através dos ecossistemas.”
Embora os efeitos predatórios de bagres invasores sobre comunidades de peixes nativos tenham sido documentados — como em um estudo recente sobre o rio Susquehanna liderado por pesquisadores da Penn State — os impactos da invasão sobre as teias alimentares fluviais são pouco compreendidos, observou Hodgson. Este estudo quantificou os efeitos dos bagres de cabeça achatada sobre a teia alimentar no Susquehanna comparando seções do rio não invadidas com seções invadidas, focando em várias espécies-chave: bagres de cabeça achatada — invasores, bagres canal e bass de boca pequena — predadores residentes, e caranguejos e minúsculos — presas.
Além de avaliar a posição trófica, os pesquisadores analisaram o nicho isotópico ocupado pelas espécies de peixes — a gama de marcadores de carbono e nitrogênio encontrados nos tecidos de um organismo, refletindo sua dieta e habitat, proporcionando insights sobre seu papel ecológico.
Para chegar às suas conclusões, os pesquisadores empregaram a análise de isótopos estáveis, uma ferramenta amplamente utilizada que pode explicar padrões dentro de uma teia alimentar, destacando ligações entre posições tróficas, bem como a amplitude e sobreposição dos nichos tróficos. A análise de isótopos estáveis é especialmente útil para estudar a ecologia de invasões, como investigar reorganização trófica e sobreposição trófica entre espécies introduzidas e residentes.
Quando os peixes se alimentam, seus corpos incorporam a assinatura isotópica de seus alimentos. Ao amostrar seus tecidos, os cientistas podem medir isótopos de nitrogênio e determinar sua dieta, isótopos de carbono para determinar o uso do habitat e comparar assinaturas isotópicas entre regiões para deduzir migração ou mudanças de habitat dos peixes. Para este estudo, bagres canal, bass de boca pequena, minúsculos e caranguejos foram selecionados como espécies focais porque uma análise de dieta anterior feita em colaboração com pesquisadores da Penn State, USGS e da Comissão de Peixes e Barcos da Pensilvânia mostrou que essas espécies são presas importantes para os bagres de cabeça achatada.
Os pesquisadores coletaram um total de 279 peixes e 64 caranguejos para análise de isótopos estáveis, incluindo 79 bagres de cabeça achatada, 45 bass de boca pequena, 113 bagres canal e 42 minúsculos de nove espécies. Todas as amostras foram secas em forno e moídas em um pó fino usando um pilão e um almofariz. As amostras de isótopos estáveis foram enviadas para as instalações principais da Penn State e para os Laboratórios de Isótopos Estáveis da Michigan State University para determinação isotópica.
“A análise de isótopos estáveis explicou padrões dentro da teia alimentar do Susquehanna em habitats invadidos e não invadidos pelos bagres de cabeça achatada e nos permitiu entender as ligações entre diferentes espécies na teia alimentar do rio e como espécies invasoras podem levar a mudanças em como espécies nativas interagem e competem, o que comem e como suas dietas se sobrepõem, e se podem ser deslocadas de habitats preferenciais pelo invasor”, disse Hodgson. “Fomos capazes de inferir o uso de recursos, ajudando-nos a entender melhor a potencial competição por recursos e como isso muda quando os bagres de cabeça achatada se estabelecem.”
Contribuíram para a pesquisa: Sydney Stark, recente graduada da Penn State com mestrado em ciências da vida selvagem e pesca; Megan Schall, professora associada de biologia e ciências na Penn State Hazleton; Geoffrey Smith, biólogo do rio Susquehanna pela Comissão de Peixes e Barcos da Pensilvânia; e Kelly Smalling, hidrologista de pesquisa do Serviço Geológico dos EUA, Centro de Ciências da Água de Nova Jersey.
O financiamento para esta pesquisa foi fornecido pela Pennsylvania Sea Grant e pelo Serviço Geológico dos EUA.
