Onderzoekers van de Universiteit van Maine en de Universiteit van New Hampshire zullen onderzoeken hoe de diversiteit en evolutie van voedingsgewoonten onder arctische charr-populaties in Maine hun veerkracht of kwetsbaarheid voor klimaatverandering beïnvloeden.

Het Organizational Responses to Climate Change Program van de National Science Foundation kende bijna $ 1,5 miljoen toe voor de studie, onder leiding van Nathan Furey, een assistent-professor biologische wetenschappen bij UNH, in samenwerking met Michael Kinnison, een UMaine-professor in evolutionaire toepassingen, en Christina Murphy, een assistent-professor bij het UMaine Department of Wildlife, Fisheries and Conservation Biology, en assistent-eenheidsleider van Maine’s US Geological Survey Cooperative Fish and Wildlife Research Unit.

Het laboratorium van Kinnison heeft meer dan 20 jaar genetische monsters van arctische verkoling verzameld, gegevens over eigenschappen en schattingen van de populatiegrootte van de herovering van de populatie van Floods Pond in Otis, Maine, die allemaal de nieuwe studie zullen ondersteunen.

Arctic charr koloniseerde enkele meren in Maine, New Hampshire en Vermont nadat de gletsjers meer dan 10.000 jaar geleden waren teruggetrokken. Populaties in New Hampshire en Vermont stierven in de vorige eeuw uit en het Maine Department of Inland Fisheries and Wildlife (MDIFW) meldt dat Maine de thuisbasis is van de enige levende inheemse populaties van arctische charr in de Verenigde Staten, buiten Alaska. Deze unieke natuurlijke hulpbron, soms “blueback” of “Sunapee” forel genoemd, wordt zeer gewaardeerd door vissers en natuurbeschermers, maar de overgebleven populaties van Maine vertegenwoordigen ook de meest zuidelijke populaties van deze Arctische soort, waardoor ze een bijzonder risico lopen op klimaatverandering.

Eerder onderzoek door het team van Kinnison heeft uitgewezen dat deze populaties momenteel verschillen in wat en waar ze eten, hoe groot ze worden, wanneer ze zich voortplanten en in welke habitats. De UMaine- en UNH-onderzoekers suggereren dat deze verschillen verband houden met verschillen in meren in de beschikbaarheid van voedselbronnen. Ze zeggen ook dat er bewijs is van een geïntroduceerde populatie dat de voedingsgewoonten en eigenschappen van arctische verkoling in de loop van jaren tot decennia kunnen veranderen wanneer de beschikbaarheid van voedsel en andere hulpbronnen verandert.

Klimaatverandering bedreigt voedselwebben wereldwijd. Toch houden veel voorspellende modellen voor soortenreacties geen rekening met de differentiatie en evolutie van voedingsgewoonten bij populaties van bepaalde dieren die zich aan de rand van hun ecologische verspreidingsgebied bevinden, zoals Arctic charr in Maine, volgens de onderzoekers. Om de kloof te dichten, zeggen de UMaine- en UNH-wetenschappers dat ze een raamwerk zullen ontwikkelen dat de genetische en kneedbare componenten van de diversiteit van de voedingskenmerken van Arctische char in Maine koppelt aan “bevolkingsdemografie, habitat, gemeenschapscontexten en uiteindelijk eco-evolutionair potentieel voor persistentie” tegen klimaatverandering.

Hun werk zou wetenschappers kunnen helpen de levensvatbaarheid van Maine Arctic charr en andere soorten met populaties die zich aan de rand van hun ecologische verspreidingsgebied bevinden, beter te voorspellen op basis van de gecombineerde factoren van klimaatverandering, inter- en intraspecies-interacties zoals concurrentie, en verschillende fenotypes zoals eetgewoonten .

“De bossen en wateren van Maine zijn de frontlinies voor klimaatverandering. Veel van Maine’s iconische soorten, van elanden tot Loons, tot zalm en Arctic charr, leven letterlijk op de rand – hun warme bereik, “zegt Kinnison, die het Maine Center for Genetics in the Environment leidt. “We denken dat de winnaars en verliezers er vaak op neerkomen dat populaties zich kunnen aanpassen of anderszins kunnen matchen met klimaatgerelateerde hulpbronnenveranderingen. Maine’s Arctic charr zijn een goed systeem om deze theorie te bestuderen en mogelijk uniek gezien onze 20-jarige dataset van visvangsten, eigenschappen en genetische monsters.”

Om een ​​studie uit te voeren, zijn onderzoekers van plan hun niet-dodelijke weefselmonsters te verzamelen van Arctic charr en andere vissen uit Floods Pond, en een paar Maine-meren om genetisch te analyseren en voor natuurlijk voorkomende isotopen die voedselwebben traceren. Ze zullen ook vissen met hoge resolutie volgen om het gedrag van vissen in Floods Pond van minuut tot minuut te begrijpen en deze nieuwe gegevens zullen worden geanalyseerd meer dan twee decennia aan vissen, naast gegevens over overvloed en eigenschappen uit de vijver die zijn verkregen door Kinnison’s studenten in samenwerking met het Bangor Water District en MDIFW. Ze zullen hun gegevens gebruiken om modellen te ontwikkelen die arctische verkoling zullen simuleren met een verscheidenheid aan voedingsgewoonten, eten, groeien en verdragen door verschillende veranderende temperaturen, gemeenschappen en ecosystemen.

Een postdoctoraal onderzoeker, twee afgestudeerde studenten, meerdere niet-gegradueerde studenten en technisch personeel zullen samenwerken met Furey, Kinnison en Murphy aan het project. Het team zal ook samenwerken met Laura Wilson, een wetenschappelijk jeugdontwikkelingsprofessional van de University of Maine, Cooperative Extension 4-H, om wetenschappelijke toolkits te maken op basis van hun Arctic Charr-onderzoek dat basisschoolleerlingen zal leren hoe aquatische soorten overleven, of vergaan van, verschillende effecten van klimaatverandering.

“We zijn erg enthousiast over dit project vanwege de veelzijdige expertise van de groep”, zegt Furey. “Onze interdisciplinaire aanpak zal niet alleen de wetenschap vooruit helpen, maar ook een voordeel zijn voor de betrokken studenten en vroege onderzoekers die vaardigheden en ervaring zullen opdoen in een breed scala van biologische disciplines. Door ons unieke team te combineren met betrokken medewerkers buiten de academische wereld, zal ons werk niet alleen helpen bij het behoud en beheer van de iconische Arctische charr, maar ook kaders bieden voor het identificeren van veerkrachtige populaties van andere koudwatervissen aan hun warme rand terwijl we het klimaat blijven ervaren klimaatverandering.”

Contactpersoon: Marcus Wolf, 207.581.3721; marcus.wolf@main.edu