في المياه الدافئة في الربيع، تضع أسماك الفرخ الصفراء بيضها في خيوط هلامية طويلة، وعادة ما تكون بين النباتات الكثيفة الموجودة في المياه الضحلة للأنهار وعلى طول شواطئ البحيرات. يمكن أن تضع أنثى واحدة أكثر من 20 ألف بيضة؛ ومع ذلك، فإن الغالبية العظمى من الأسماك التي تأتي من هذه البيض تموت في وقت مبكر جدًا، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى الافتراس والجوع.
ولكي يتمكن مديرو مصايد الأسماك من تربية مخزونات مكتفية ذاتيا من الأسماك، يتعين عليهم أن يفهموا أفضل السبل لمساعدة الأسماك الصغيرة على البقاء. على سبيل المثال، بين كل الموائل المختلفة في بحيرة ميشيغان وحولها، هل هناك موائل معينة حيث يمكن ليرقات وصغار أسماك الفرخ الأصفر ــ فضلا عن أنواع أخرى، مثل سمك الجوبي والأسماك الرنجة ــ أن تجد الظروف الغذائية والمياه التي تحتاجها للازدهار؟ وكيف تستخدم هذه الأسماك الموائل المختلفة أثناء نموها؟

الزاوية

افترض فريق من الباحثين أن أعمدة الأنهار - التي تتمتع بخصائص حرارية وخفيفة ومغذيات وبيولوجية فريدة - من شأنها أن توفر مكانًا ممتازًا لنمو يرقات الفرخ الأصفر والأسماك المستديرة والأسماك الرنجة. كما تساءلوا كيف تستخدم الأنواع الثلاثة مصبات الأنهار وأعمدة الأنهار والمياه القريبة من الشاطئ في جنوب شرق بحيرة ميشيغان. هل تعمل الأسماك الصغيرة بنفس الطريقة بغض النظر عن بيئتها، أم أن هناك اختلافات مهمة بين الموائل؟

التفاصيل الدقيقة

لاختبار فرضياتهم، قام الباحثون (1) بجمع عينات المياه من أعمدة الأنهار والمناطق المجاورة غير الأعمدة في جنوب شرق بحيرة ميشيغان لمقارنة ظروفها الفيزيائية والكيميائية والحيوية؛ (2) قاموا بتقدير حركة الأسماك اليرقات من الروافد إلى بحيرة ميشيغان؛ (3) قاموا بمقارنة الكثافات والأنظمة الغذائية ومعدلات نمو الأنواع الثلاثة في مناطق مختلفة؛ و(4) قاموا بتقييم مدى استخدام الأسماك في المراحل المتأخرة للروافد وأعمدة الأنهار كموائل للحياة المبكرة.

استخدم فريق البحث متعدد التخصصات - والذي ضم، من بين آخرين، عالم بيئة أسماك، وعالم فيزياء، ومتخصص في نظائر المياه - عددًا من الأدوات والأساليب المختلفة (بما في ذلك تحليل نظائر حصوات الأذن) لفهم حركة الأسماك بشكل أفضل، بالإضافة إلى مساهمات الموائل والارتباطات.

النتائج موجودة…

وجد الباحثون أنه على الرغم من أن أعمدة المياه في الأنهار في جنوب شرق بحيرة ميشيغان تمثل بيئة مختلفة إلى حد ما عن مياه البحيرة المفتوحة (فهي أكثر دفئًا وعكارة قليلاً)، إلا أنها صغيرة جدًا وليست النقاط الساخنة للإنتاج التي توقعها الباحثون. ومع ذلك، تشير البيانات إلى أن مصبات الأنهار لديها إمكانات أكبر للإنتاج، وخاصة بالنسبة للأسماك الرنجة.

ولكن ربما كان الاكتشاف الأكثر أهمية هو التمييز الواضح بين أسماك الفرخ الصفراء وسمك الجوبي المستدير عند مصب النهر وبين الأسماك القريبة من الشاطئ، ولكن ليس بين أسماك الرنجة. فقد أظهر تحليل الأنظمة الغذائية والأحماض الدهنية والنظائر المستقرة، فضلاً عن التحليلات النظيرية للحصوات السمعية، أن أسماك الرنجة تتحرك ذهاباً وإياباً بين الموائل (النهر ومياه البحيرة المفتوحة) بشكل منتظم إلى حد ما، في حين تظل أسماك الفرخ الصفراء وسمك الجوبي المستدير في الغالب في نفس الموائل طوال الحياة.

ماذا يعني كل هذا؟

ورغم أن أعمدة المياه في الأنهار لم تكن منتجة بالقدر الذي افترضه الباحثون في البداية، فإن مصبات الأنهار تظهر بعض الأمل باعتبارها نقاطاً واعدة لإنتاج الأسماك، وبالتالي تستحق المزيد من الدراسة. وقد تكون بيئات جيدة بشكل خاص ليرقات سمك الرنجة. ونظراً للمخاوف الأخيرة بشأن الاختلافات الكبيرة من عام إلى آخر في أعداد سمك الرنجة، ودورها المهم كفريسة لأسماك قيمة أخرى، فقد تحمل مصبات الأنهار بعض الإجابات الإدارية.

ولكن الأهم من ذلك هو أن مديري الأسماك أصبح لديهم الآن فهم أكثر وضوحاً لأنواع الفرخ الأصفر، والجوبي المستدير، والألويف. وقد تكون هذه المعلومات ذات قيمة كبيرة عند اتخاذ القرارات بشأن القواعد المنظمة لإدارة هذه الأنواع ومساعدة المزيد من الأسماك اليرقات والصغار على البقاء على قيد الحياة.

قراءة إضافية

يقول جون بيرد، مدير المنح في مؤسسة مصايد الأسماك في البحيرات العظمى: "الشيء المثير للاهتمام في البحث العلمي هو أنه لا يقتصر على إثبات أو دحض فرضية ما. ففي بعض الأحيان تأتي النتائج الأكثر إثارة للاهتمام من المعرفة الأخرى المكتسبة على طول الطريق".

كان هذا صحيحًا بالنسبة لمشروع تم تمويله مؤخرًا من قبل مؤسسة GLFT، والذي كان يهدف إلى تحديد كيف تعمل الروافد وأعمدة الأنهار كمناطق حضانة لأنواع معينة من الأسماك.

يقول بيرد: "من بين أكثر النتائج إثارة للاهتمام في هذا المشروع من منظور إدارة مصائد الأسماك ليس أن أعمدة الأنهار لم تكن نقاطًا ساخنة للإنتاج، ولكن وجد الباحثون أن الفرخ الأصفر والأسماك المستديرة في بحيرة ميشيغان القريبة من الشاطئ ومصبات الأنهار تعتمد على مسارات غذائية مميزة ولا يبدو أنها تتحرك بشكل متكرر بين الموائل". "هذه المعلومات لها إمكانات حقيقية للاستخدام من قبل وكالات الإدارة".

في الواقع، قامت المؤسسة العالمية لبحوث طب الأسنان بالفعل بتمويل دراسة أخرى لتوسيع نطاق فهم هذا الموضوع.

في البداية، ركز فريق البحث اهتمامه على تقييم إمكانات إنتاج أعمدة المياه العذبة في الأنهار. وفي عملية توصيفها وتقييمها، طرح الباحثون سؤالين مهمين آخرين: كيف تستخدم أسماك الفرخ الصفراء الصغيرة، والأسماك المستديرة، والأسماك الرنجة الموائل المختلفة (بما في ذلك مصبات الأنهار والبحيرات المفتوحة)؟ وكيف تدعم هذه الموائل نمو الأسماك؟

وللإجابة على هذه الأسئلة، نظر فريق البحث في النظام الغذائي للأسماك وفي المؤشرات الكيميائية الحيوية المختلفة. وشملت هذه المؤشرات الأحماض الدهنية والنظائر المستقرة، والتي يستخدمها العلماء لتقييم نوع مسارات الإنتاج التي تدعم نمو الأسماك.

يقول توماس هوك، الأستاذ المشارك في قسم الغابات والموارد الطبيعية في جامعة بيردو وأحد الباحثين الرئيسيين في المنحة: "لقد وجدنا توقيعات مميزة في نسب النظائر المستقرة والأحماض الدهنية في الفرخ الأصفر والأسماك المستديرة في البحيرة المفتوحة مقارنة بتلك الموجودة في مصب النهر". وهذا يعني أنه في الغالب، لا تنتقل هذه الأسماك ذهابًا وإيابًا بين البحيرة والنهر؛ بدلاً من ذلك، تبقى في المقام الأول في الموائل التي تم صيدها فيها.

يقول هوك: "لقد رأينا القيم النظيرية التي كنا نتوقع رؤيتها في الأسماك التي قضت حياتها بالكامل تقريبًا في البحيرة أو في مصب النهر". لكن الأمر لم يكن كذلك بالنسبة للأسماك الرنجة. ولأنها أكثر هجرة بطبيعتها (تعيش الأسماك الرنجة في البحيرة وتجري إلى النهر للتكاثر)، فإن أحماضها الدهنية وبصماتها النظيرية كانت متشابهة، بغض النظر عن الموطن الذي وجدت فيه.

وقد تعززت هذه النتائج عندما فحص الباحثون حصوات الأذن في الأنواع الثلاثة. وكما يوضح هوك، "إن حصوات الأذن عبارة عن هياكل خاملة بيولوجيًا إلى حد ما في رؤوس الأسماك تنمو مثل البلورات. وتبدأ كبلورات صغيرة جدًا، ومع نمو الأسماك، تترسب المواد على حصوات الأذن. وبمجرد ترسب المواد، لا يتم عزلها مرة أخرى في الجسم، وبالتالي يمكن أن تعطينا فكرة عن البيئات المختلفة التي عاشتها السمكة بمرور الوقت".

بالنسبة لكل من الأنواع الثلاثة، قام فريق البحث بتحليل التركيب النظيري للحافة والجزء الأوسط من الحصوات الأذنية لتحديد المكان الذي عاشت فيه. ومن غير المستغرب، في معظم الحالات، عندما يتعلق الأمر بسمك الفرخ الأصفر وسمك الجوبي المستدير، أن تكون علامة الحصوات الأذنية الأساسية مماثلة للبيئة التي تم صيد الأسماك فيها، في حين لم تكن علامات الحصوات الأذنية للأسماك مماثلة.

يقول كارل روتز، أستاذ في معهد أنيس للموارد المائية في جامعة جراند فالي ستيت: "تشير هذه النتائج إلى أن سمك الفرخ الأصفر وسمك الجوبي المستدير قد يكون لديهما بنية أكثر تعقيدًا في تفريخ الأسماك مقارنة بأسماك الرنجة في بحيرة ميشيغان، وهو ما له آثار إدارية مهمة". "على سبيل المثال، إذا كانت أسماك الفرخ الأصفر تتكون من مجموعات فرعية عديدة على طول محيط البحيرة، فسوف يحتاج المديرون إلى التعرف على هذا التنوع واعتباره عند صياغة اللوائح المتعلقة بإدارة أسماك الفرخ الأصفر".

هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كان هذا هو الحال.

ومن بين النتائج الأخرى التي قد يجدها المديرون مفيدة أنه في حين لم تكن أعمدة المياه في الأنهار بؤراً ساخنة للإنتاج، كما افترض الباحثون في البداية، فإن مصبات الأنهار تبدو أكثر وعداً. ويوضح هوك: "يبدو أن الظروف في مصب النهر جيدة لبعض الأسماك. فهي أكثر دفئاً وعكرة، وقد وجدنا أن يرقات سمك الرنجة، على وجه الخصوص، تنمو بشكل أفضل هناك مقارنة بالبحيرة المفتوحة".

ونظراً للمخاوف الأخيرة بشأن التباين الكبير في أعداد سمك الرنجة من عام إلى آخر، فضلاً عن دوره كفريسة مهمة للأسماك القيمة الأخرى، فإن مصبات الأنهار قد تحتوي على بعض الإجابات الإدارية.

أما بالنسبة للفرضية الأصلية، فقد اعتقد هوك وأعضاء آخرون في فريق البحث أن أعمدة الأنهار قد تكون بيئة منتجة لأسماك الفرخ الأصفر، والأسماك المستديرة، والأسماك الرنجة، لأنها (1) تركز على مكونات غير حيوية (مثل الرواسب) وأخرى حيوية (مثل البكتيريا، والعوالق النباتية، والعوالق الحيوانية، والأسماك اليرقية)، (2) تحفز الإنتاج الأولي والثانوي، و(3) توفر ظروفًا مناسبة حرارياً. في الواقع، وجدت الأبحاث السابقة حول الفرخ الأصفر في غرب بحيرة إيري أن بقاء اليرقات كان أعلى بالفعل في عمود نهر مومي مقارنة بالمياه المحيطة غير المظللة، بسبب المستويات العالية من العكارة (أو الغموض). اقترح هذا البحث أن عكارة الماء ربما قللت من قدرة الحيوانات المفترسة على العثور على الأسماك الصغيرة، مما زاد من معدل بقائها. اعتقد هوك وزملاؤه الباحثون أنهم قد يرون نتائج مماثلة في أعمدة الأنهار في جنوب شرق بحيرة ميشيغان.

متوسط كثافة يرقات سمك الرنجة وسمك الفرخ الأصفر

وبعد جمع عينات من خمسة روافد على مدار عامين، وجد فريق البحث أن أعمدة النهر تقدم مجموعة مختلفة إلى حد ما من الظروف البيئية عن تلك الموجودة في البحيرة المفتوحة. ووفقًا لهوك، فإن الأعمدة "أكثر دفئًا قليلاً والمياه أكثر عكارة قليلاً، مما قد يسهل البحث عن الطعام ويحمي الأسماك الصغيرة من الحيوانات المفترسة. كما ترى تركيزًا أعلى من العناصر الغذائية في الأعمدة مقارنة بالمناطق غير المظللة".

لسوء الحظ، فإن الأعمدة في جنوب شرق بحيرة ميشيغان صغيرة جدًا، حتى في نهر سانت جوزيف، وهو ثالث أكبر نظام نهري في الولاية وأكبر نهر مشمول في الدراسة. حجم الأعمدة - أو على وجه التحديد طول الوقت الذي تظل فيه المواد الحرجة فيها - مهم.

"لقد وجدنا أن الوقت الذي تقضيه المياه في عمود من الماء، في أطول فترة، يبلغ حوالي النهار"، كما يوضح هوك. "وفي معظم الأحيان، يكون الوقت أقصر بكثير. لذا، على الرغم من أن البيئة مميزة إلى حد ما، إلا أنها محدودة للغاية حقًا".

وفي النهاية، يقول هوك: "إن هذه في واقع الأمر مسألة تتعلق بالموائل. ويتعين علينا أن نفهم كيفية استخدام الموائل حتى نتمكن من التنبؤ بأعداد الأسماك ومعرفة كيفية إدارتها".

بفضل هذه المنحة المقدمة من GLFT، أصبح لدى المديرين الآن فهم أفضل لمجموعات الأسماك الصفراء، والأسماك المستديرة، والأسماك الرنجة، فضلاً عن كيفية تحركها، وكيفية استخدامها للبيئات المختلفة، والموارد التي تدعم نموها، والمساهمة النسبية للموائل المختلفة في البقاء على قيد الحياة. هذه معلومات مهمة يجب أن يمتلكها المديرون أثناء عملهم على مساعدة المزيد من الأسماك اليرقات والصغار على البقاء على قيد الحياة.