معلومة

هل تسبب الأنواع الغازية أضرارًا طويلة المدى للنظم البيئية التي تغزوها؟


أثناء نشأتي في الولايات المتحدة ، تم تحذيري في أوقات مختلفة من العواقب الوخيمة لمجموعة متنوعة من الآفات التي تم إدخالها (عادة الحشرات).

الخنافس اليابانية ، وعث الغجر ، ومؤخرًا حشرة الرائحة الكريهة البني ، كلها آفات تم إدخالها ، في أوقات مختلفة ، وصفت بأنها تهديدات خطيرة لبيئتنا.

لا تقتصر هذه التهديدات على المفصليات أيضًا. يتسبب الحلزون الأرضي الأفريقي العملاق في إثارة ضجة في فلوريدا (في الواقع ، يبدو أن فلوريدا تعاني من تنوع مفرط في الأنواع المدخلة.

كثيرًا ما يُشار إلى "نقص الحيوانات المفترسة الأصلية" باعتباره السبب الرئيسي في اعتبار العديد من الأنواع الغازية خطرًا على البيئة.

أفهم أن هذه الأنواع التي تم إدخالها يمكن أن تفرض ضغطًا هائلاً على الأنواع المحلية التي تملأ منافذ بيئية مماثلة ، وقد تدفع هذه الأنواع إلى خارج المنطقة بسبب التنافس على الغذاء والموئل. ومع ذلك ، هل النظم البيئية العامة التي يتم إدخالها لهذه الأنواع للتكيف على مدى فترات طويلة من الزمن؟

لا يبدو أن أعداد الخنافس اليابانية وعث الغجر مرتفعة كما كانت عندما كنت طفلاً. هل تم تعديل النظام البيئي ، أو تم تصحيح الزيادة السكانية ذاتيًا لأن الأنواع تنفد من الغذاء من خلال الاستهلاك المفرط؟ أم أن السكان لا يزالون يمثلون مشكلة الآن كما كانوا قبل 30 عامًا ، ولا أرى الصورة الأكبر؟

ما هو ملف طويل الأمد التأثير الذي رأيناه من الأنواع الغازية المدخلة؟ هل هناك فرق كبير في التأثير طويل المدى بين النباتات أو المفصليات أو الثدييات المدخلة؟


تعتمد الإجابة حقًا على طريقة تفكيرك في الغازية. أحد الإجابات المتطرفة هو أن نقول إن كل الأشياء نسبية ، وأن مفاهيم المحلية والجائرة كلها نسبية. هذا مهم إلى حد ما لأن علماء البيئة يرسمون خطًا غامضًا بين الغازية والمتجنس. يمكنك البدء ببعض الأنواع الأساسية التي نعتقد جميعًا أنها إما جيدة أو محلية أو محايدة. خذ دودة الأرض. يعتقد معظم الناس أنها من الأنواع المحلية الشائعة ، لكن دودة الأرض هي في الواقع من الأنواع الغازية التي غيرت بشكل جذري الكثير من أمريكا الشمالية التي جاءت مع الأوروبيين. وبالمثل ، يعتبر التراوت البني أيضًا غازيًا ، وقد جاء إلى الولايات المتحدة في القرن التاسع عشر الميلادي.

بقدر ما سبب نجاح الأنواع الغازية ، لا يزال السؤال مفتوحًا. ما تشير إليه هو فرضية إطلاق العدو ، لكن هناك أشياء أخرى مثل الاضطراب ، وتنوع المجتمع الجديد ، والسمات فقط. إليك مراجعة جيدة للغزوات البيولوجية ومراجعة ثانية.

للإجابة على سؤالك حول التكيف ، لن أثق في ذاكرتك. من المهم أن تضع في اعتبارك أنه من المرجح أن تكون ذاكرتك معيبة ، وأنك تراقب فقط عددًا محدودًا جدًا من العينات باستخدام منهجية أخذ عينات غير مكتملة. على سبيل المثال ، يخضع عث الغجر لتقلبات في أعداد الحيوانات البرية ، ويعود ذلك إلى أكثر من 100 عام. يعتمد مدى نجاح النظم البيئية في استعادة عافيتها من الغزوات على الكثير من العوامل. في كثير من الأحيان يمكن للنظام البيئي البقاء على قيد الحياة ، لكن بعض الأنواع لا تفعل ذلك. ومن الأمثلة السهلة على ذلك غابات الأخشاب الشمالية الصلبة. يتم التخلص من الكستناء (الذي تم استئصاله بواسطة فطر غازي) في الغالب من البرية ، لكن الغابة لا تزال قائمة ، وكذلك العديد من الأنواع التي تعتمد عليها. لذا تعتمد إجابة سؤالك جزئيًا على المقياس. نجت الغابة ، لكن الأنواع الفردية دمرت تقريبًا.

حاول الاقتصاديون البيئيون إعطاء قيمة للدمار الذي تسببت فيه الأنواع الغازية أيضًا.


تقرير: زيادة الأنواع الغازية يشكل تهديدًا خطيرًا للتنوع البيولوجي

وجدت دراسة جديدة أن زيادة انتشار أنواع النباتات والحيوانات غير الأصلية في جميع أنحاء العالم يمكن أن تؤدي إلى خسارة كبيرة في التنوع البيولوجي ، مما يتسبب في أضرار دائمة للنظم البيئية حيث يتم دفعها إلى ما بعد نقاط التحول البيولوجي.

الدراسة ، التي نُشرت في Global Change Biology ، هي نتيجة استطلاع خبراء حول كيفية تأثير الاتجاهات العالمية المحتملة لهذا القرن على تنوع الحياة على الأرض ، وأنظمتها البيئية ، ونتيجة لذلك ، على حياة البشر. وجد فريق الباحثين الدولي أن زيادة 20-30٪ في الأنواع الغريبة يمكن أن تتسبب في خسارة هائلة للتنوع البيولوجي العالمي - وهي قيمة من المرجح أن يتم الوصول إليها قريبًا ، حيث يتزايد عدد الأنواع المدخلة باستمرار.

تعد الأنواع النباتية والحيوانية الغازية من بين أكبر التهديدات للتنوع البيولوجي في العالم. في جميع النظم البيئية ، تتطور الحيوانات المفترسة والحيوانات العاشبة والحياة البرية الأخرى جنبًا إلى جنب ، مما ينظم تعداد بعضها البعض. لكن الأنواع غير الأصلية يمكن أن تعطل هذا التوازن وتمحو الكائنات الحية الأخرى ، مما يؤدي إلى وجود عدد كبير من النباتات أو الحيوانات الغازية.

في جزيرة جورجيا الجنوبية في جنوب المحيط الأطلسي ، على سبيل المثال ، أدى إدخال الجرذان والفئران من قبل صيادي الحيتان إلى تدمير سكان البيبيت ، وهو أكثر الطيور غناءً في الجنوب في العالم. تم إعلان الجزيرة خالية من الفئران في عام 2018 بعد برنامج استئصال ضخم.

في شمال أستراليا ، تسبب إدخال عشب غامبا الأفريقي من قبل مربي الماشية في مخاوف كبيرة بشأن إدارة حرائق الغابات. يمكن أن تكون حرائق العشب أكثر شدة بمقدار 12 مرة من حرائق الأنواع المحلية.

ووجدت الدراسة أن السياحة هي المحرك الرئيسي للغزوات البيولوجية في المناطق المدارية ، في حين أن أزمة المناخ تقود التغيرات في المناطق القطبية والمعتدلة.

أوضح الدكتور بيرند لينزنر ، الباحث من جامعة فيينا والمؤلف الرئيسي للدراسة ، أن "النقل هو أيضًا أحد الدوافع الرئيسية التي تؤدي إلى إعادة توزيع الأنواع في جميع أنحاء العالم". "لدينا ، على سبيل المثال ، تجارة البستنة والحيوانات الأليفة - يتم توزيع الأنواع في جميع أنحاء العالم مثل هذا. لكن في الوقت نفسه ، لدينا حركة غير مقصودة حيث تتنقل الأنواع أو يتم نقلها كمسافرين خلسة في مواد التعبئة والتغليف مثل الكائنات البحرية التي يتم نقلها في مياه صابورة السفن.

"يمكن أن يكون هناك انقراض محلي للأنواع التي نريد الاحتفاظ بها والتي لها وظائف نظام بيئي مهمة للغاية والتي قد نفقدها إذا حلت الأنواع الغازية محلها. وأضاف أن هناك أنواعًا تكلفنا الكثير من المال لأنها تتدخل في بنيتنا التحتية أو تسبب مشاكل صحية.

قالت البروفيسور هيلين روي من مركز المملكة المتحدة للإيكولوجيا والهيدرولوجيا ، وهي مؤلفة مشاركة في الورقة: "ما نحتاج إلى معرفته هو في أي نقطة يميل التوازن إلى الحد الذي انهارت فيه التفاعلات ولم يعد لدينا أداء النظام بالطريقة التي نريدها أن يعمل من أجلنا ، ولكن بشكل مهم أيضًا للطبيعة. نحن جميعا في هذا معا.

"مع الغزوات ، لا يعني ذلك أننا نحاول العودة إلى نوع من البيئة البكر أو نوع من المعايير ، ولكن الأمر يتعلق بعمل تلك النظم البيئية. وهذا في الواقع ما نحتاج إلى فهمه بشكل أفضل ".


كيف تؤثر الأنواع الغازية على النظام البيئي

هناك العديد من الأشياء التي تؤثر على البيئة والنظم البيئية داخلها. بعض التأثيرات مفيدة ، بينما البعض الآخر يمزق النظام البيئي مثل تغير المناخ ، والاكتظاظ السكاني والأنواع الغازية. في حين أن بعض هذه الأحداث طبيعية ، فإن العديد من هذه الأحداث يسببها البشر. في الفصل الخامس من الجيولوجيا البيئية: العلوم والأراضي وأنظمة الأرض بقلم ويليام أ. مارش وجون جارسيا جونيور ، يوجد قسم يتحدث عن أنماط النظم البيئية والاضطرابات. واحدة من هذه الاضطرابات هي الأنواع الغازية. وفقًا لموسوعة الحياة والأنواع الغازية ، يتم تعريف الأنواع الغازية على أنها "أجنبي يؤدي إدخاله أو يحتمل أن يتسبب في إلحاق ضرر اقتصادي أو بيئي بصحة الإنسان…. "الأنواع الغريبة" تعني ، فيما يتعلق بنظام بيئي معين ، أي نوع ... ليس موطنًا لهذا النظام البيئي. "

أحد الأمثلة الإشكالية للأنواع الغازية التي تضر بالنظم البيئية في فلوريدا هو إدخال الثعابين ومضيق الأفعى. يشتري الناس هذه الثعابين كحيوانات أليفة غريبة لكنهم غالبًا لا يدركون أنها يمكن أن تصل إلى أطوال تتراوح بين 10 و 20 قدمًا. عندما تصبح هذه الزواحف أكبر مما توقعه أصحابها ، يطلقونها في البرية ويتركونهم يتجولون بحرية. يتشابه مناخ فلوريدا مع بيئتها الأصلية في آسيا ، ولهذا السبب فإنها تزدهر في بيئتها الجديدة وتصبح من الأنواع الغازية في موطنها المحلي. هذه مشكلة مستمرة منذ حوالي 11 عامًا في فلوريدا إيفرجليدز. وجد الباحثون في كلية ديفيدسون وجامعة فيرجينيا للتكنولوجيا والمسح الجيولوجي الأمريكي أن "الثعابين البورمية قد أكلت الكثير من الثدييات الصغيرة في متنزه إيفرجليدز الوطني ، مما أدى إلى اختفاء مجموعات الأرانب والثعالب وانخفض عدد حيوانات الراكون والأبوسوم والقطط إلى 99 ٪ ". أصبحت هذه الثعابين شجاعة بما يكفي لمهاجمة الغزلان والتماسيح أيضًا.

في بعض الأحيان يقوم البشر عن طريق الخطأ بإدخال مخلوقات جديدة إلى بيئات لا تنتمي إليها. مثال على ذلك حدث في الولايات الجنوبية من أمريكا. تم إحضار الكارب الآسيوي إلى الولايات الجنوبية للتحكم في جودة المياه والغطاء النباتي في المزارع الخاضعة للرقابة. كانت هذه الأسماك تفعل بالضبط ما صُممت من أجله ولم تخلق مشكلة في أمريكا حتى حدث فيضان في المنطقة. لم تكن المزرعة تخطط لفيضان ، وقد أدى هذا الحادث إلى شق الكارب الآسيوي طريقه إلى مستجمعات المياه المحلية. عندما دخل الكارب في طرق المياه المحلية بدأوا في التوجه شمالًا نحو البحيرات العظمى. تدعي PBS أنه إذا وصلت الأسماك إلى منطقة البحيرات العظمى ، فإنها ستصبح المستهلك الثانوي وتستهلك معظم الأسماك المحلية في البحيرات. هذا يمكن أن يعرض الأسماك المحلية للخطر ويترك الصيادين دون أي من أسماكهم المعتادة لصيدها مما قد يؤدي إلى تدمير صناعة الصيد والإضرار بالاقتصاد.

الأنواع الغازية مشكلة في جميع أنحاء العالم. شق السنجاب الرمادي الشمالي طريقه إلى إيطاليا وبريطانيا العظمى حيث تسبب في انخفاض عدد السناجب الحمراء الأصلية. يستهلك السنجاب الرمادي الشمالي أي شيء يمكن أن يجده ليأكل ، ولا يترك شيئًا لسكان السنجاب الأحمر. بمرور الوقت ، سيؤدي ذلك إلى المجاعة ثم الانقراض بسكان السنجاب الأحمر. وبالمثل في الولايات المتحدة ، يعتبر سرطان الشاطئ الآسيوي أكثر براعة وأسرع من السرطانات المحلية. هذا يعني أنهم أفضل بشكل طبيعي في البحث عن الطعام وجمعه من الأنواع المحلية من السرطانات. على غرار السناجب الحمراء ، سينتهي الأمر بالسلطعون المحلية جوعًا وتصبح مهددة بالانقراض ببطء لأن الأنواع الغازية تدفعها خارج نظامها البيئي.

إذا استمرت الكائنات الغازية في قتل الأنواع في النظم البيئية الأخرى ، فسوف نفقد التنوع البيولوجي حول العالم. إذا مات أحد الحيوانات في نظام بيئي ، فقد يؤدي ذلك إلى تدهور الأنواع الأخرى في النظام البيئي أيضًا. هذه مشكلة للإنسان وكذلك البيئة لأن العلماء يعتمدون على التنوع البيولوجي للنباتات للاستخدامات الطبية. على سبيل المثال ، الصبار نبات يستخدم للتخفيف من الحروق ، ويستخدم حليب الأعشاب لعلاج الثآليل والبنسلين تم إنشاؤه من نوع من العفن. تشير الأنواع الأصلية أيضًا إلى وجود مشكلة في البيئة. في فلوريدا ، يشير سكان باس ارجموث إلى وجود تلوث بالزئبق في النظم البيئية للمياه العذبة ويستخدم عمال المناجم طيور الكناري للإشارة إلى وجود مشكلة في المناجم. أخبر انخفاض عدد النسر الأصلع الناس أن هناك مشكلة في جودة الهواء بسبب تلوث مادة الـ دي.دي.تي. لقد أنقذت هذه الأنواع المحلية الناس في كثير من الحالات من خلال الكشف عن المشاكل البيئية من خلال سلوكهم وتعدادهم. كشفت جامعة فلوريدا أن البيئة توفر لنا العديد من الخدمات المجانية مثل "تثبيت الطاقة ، والدورة الكيميائية (إنتاج الأكسجين من خلال الغابات المطيرة) ، وتوليد التربة وصيانتها ، وإعادة تغذية المياه الجوفية ، وتنقية المياه ، والحماية من الفيضانات".

إذا واصلنا السماح للأنواع الغازية بدخول بيئات جديدة أكثر من المخاطرة بإلحاق الضرر بالحيوانات والنباتات وأنفسنا والسلع التي توفرها لنا الطبيعة بحرية. تسبب الأنواع الغازية أيضًا مشاكل اقتصادية من خلال القضاء على الموارد التي نستخدمها لتحقيق الربح (الأسماك والنباتات وما إلى ذلك). إذا كان الناس أكثر وعياً بالنظم البيئية المحلية الخاصة بهم وفهموا الأنواع الأصلية أو الغازية أكثر مما يمكنهم أن يكونوا استباقيين أو حتى تفاعليين لعكس الضرر الذي حدث.


الأنواع الغازية

الأنواع الغازية هي كائن حي ليس أصليًا أو موطنًا لمنطقة معينة. يمكن أن تسبب الأنواع الغازية ضررًا اقتصاديًا وبيئيًا كبيرًا للمنطقة الجديدة.

علم الأحياء ، علم البيئة ، علوم الأرض ، الجغرافيا

يسرد هذا شعارات البرامج أو شركاء NG Education الذين قدموا أو ساهموا في المحتوى على هذه الصفحة. مشغل بواسطة

الأنواع الغازية هي كائن حي ليس أصليًا أو موطنًا لمنطقة معينة. يمكن أن تسبب الأنواع الغازية ضررًا اقتصاديًا وبيئيًا كبيرًا للمنطقة الجديدة.

ليست كل الأنواع غير الأصلية غازية. على سبيل المثال ، معظم المحاصيل الغذائية المزروعة في الولايات المتحدة ، بما في ذلك الأنواع الشائعة من القمح والطماطم والأرز ، ليست محلية في المنطقة.

لكي تكون غازية ، يجب أن تتكيف الأنواع مع المنطقة الجديدة بسهولة. يجب أن تتكاثر بسرعة. يجب أن يضر بالممتلكات أو الاقتصاد أو النباتات والحيوانات المحلية في المنطقة.

يتم إدخال العديد من الأنواع الغازية إلى منطقة جديدة عن طريق الخطأ. بلح البحر الزيبرا موطنه الأصلي البحر الأسود وبحر قزوين في آسيا الوسطى. وصل بلح البحر الزيبرا إلى البحيرات العظمى بأمريكا الشمالية عن طريق الخطأ ، وتمسك بالسفن الكبيرة التي كانت تسافر بين المنطقتين. يوجد الآن الكثير من بلح البحر الحمار الوحشي في منطقة البحيرات العظمى لدرجة أنها هددت الأنواع المحلية.

الأنواع المدخلة

يتم إحضار بعض الأنواع إلى منطقة جديدة عن قصد. في كثير من الأحيان ، يتم إدخال هذه الأنواع كشكل من أشكال مكافحة الآفات. في أوقات أخرى ، يتم إحضار الأنواع المدخلة كحيوانات أليفة أو عروض زخرفية. الناس والشركات التي تستورد هذه الأنواع لا تتوقع العواقب. حتى العلماء ليسوا متأكدين دائمًا من كيفية تأقلم الأنواع مع البيئة الجديدة.

تتكاثر الأنواع المدخلة بسرعة كبيرة وتصبح غازية. على سبيل المثال ، في عام 1949 ، تم إحضار خمس قطط إلى جزيرة ماريون ، وهي جزء من جنوب إفريقيا في جنوب المحيط الهندي. تم تقديم القطط كمكافحة الآفات للفئران. بحلول عام 1977 ، كان يعيش حوالي 3400 قطط في الجزيرة ، مما يعرض الطيور المحلية للخطر.

الأنواع الغازية الأخرى تنحدر من الحيوانات الأليفة التي هربت أو تم إطلاقها في البرية. أطلق العديد من الناس ثعابين بورمية أليفة في منطقة إيفرجليدز ، وهي منطقة مستنقعات في جنوب فلوريدا. يمكن أن تنمو الثعابين الضخمة إلى 6 أمتار (20 قدمًا). الثعابين ، موطنها الأدغال في جنوب شرق آسيا ، لديها عدد قليل من الحيوانات المفترسة الطبيعية في إيفرجليدز. تتغذى على العديد من الأنواع المحلية ، بما في ذلك طائر أبو منجل الأبيض وليمبكين ، وهما نوعان من الطيور الخواضة.

الأنواع الغازية والبيئة المحلية

تزدهر العديد من الأنواع الغازية لأنها تتفوق على الأنواع المحلية في الغذاء. المبروك كبير الرأس والكارب الفضي نوعان كبيران من الأسماك التي هربت من مزارع الأسماك في التسعينيات وهي الآن شائعة في نهر ميسوري بأمريكا الشمالية. تتغذى هذه الأسماك على العوالق ، وهي كائنات دقيقة تطفو في الماء. تتغذى العديد من أنواع الأسماك المحلية ، مثل الأسماك المجذافة ، على العوالق أيضًا. تكون دورة تغذية أسماك الشبوط أبطأ من دورة تغذية الكارب. يوجد الآن الكثير من الكارب في الجزء السفلي من نهر ميسوري لدرجة أن أسماك مجداف لا تحتوي على ما يكفي من الغذاء.

تزدهر الأنواع الغازية أحيانًا لأنه لا توجد مفترسات تصطادها في الموقع الجديد. تم إحضار ثعابين الأشجار البنية عن طريق الخطأ إلى جزيرة غوام في جنوب المحيط الهادئ ، في أواخر الأربعينيات أو أوائل الخمسينيات من القرن الماضي. لا توجد حيوانات في غوام تصطاد الثعابين ، لكن الجزيرة كانت مليئة بالطيور والقوارض وغيرها من الحيوانات الصغيرة التي تصطادها الثعابين. تضاعفت الثعابين بسرعة ، وهي مسؤولة عن انقراض تسعة أنواع من الطيور على الجزيرة و 11 نوعًا من الطيور التي تعيش في الغابات.

العديد من الأنواع الغازية تدمر الموائل ، الأماكن التي تعيش فيها النباتات والحيوانات الأخرى بشكل طبيعي. Nutria هي قوارض كبيرة موطنها أمريكا الجنوبية. أحضرهم مزارعو الماشية إلى أمريكا الشمالية في القرن العشرين ، على أمل تربيتهم من أجل فرائهم. تم إطلاق بعض المغذيات في البرية عندما فشل مربي الماشية. اليوم ، هم من الآفات الرئيسية في منطقة ساحل الخليج وخليج تشيسابيك في الولايات المتحدة. Nutria تأكل الأعشاب الطويلة والاندفاع. هذه النباتات حيوية للأراضي الرطبة المستنقعية في المنطقة. أنها توفر الغذاء ومواقع التعشيش والمأوى للعديد من الكائنات الحية. كما أنها تساعد في تأمين الرواسب والتربة ، وتمنع تآكل الأرض. Nutria تدمر المنطقة وشبكة الغذاء rsquos والموئل عن طريق استهلاك أعشاب الأراضي الرطبة.

تلحق بعض الأنواع الغازية ضررًا كبيرًا بالاقتصاد. صفير الماء هو نبات أصلي في أمريكا الجنوبية أصبح من الأنواع الغازية في أجزاء كثيرة من العالم. غالبًا ما يدخل الناس النبات ، الذي ينمو في الماء ، بسبب أزهاره الجميلة. لكن النبات ينتشر بسرعة ، وغالبًا ما يخنق الحياة البرية المحلية. في بحيرة فيكتوريا ، أوغندا ، نمت صفير الماء بكثافة لدرجة أن القوارب لم تتمكن من عبورها. تم إغلاق بعض الموانئ. منع صفير الماء ضوء الشمس من الوصول إلى ما تحت الماء. لا يمكن للنباتات والطحالب أن تنمو ، مما يمنع الأسماك من التغذية والتكاثر. تدهورت صناعة صيد الأسماك في بحيرة فيكتوريا ورسكووس.

يمكن للأنواع الغازية أن تلحق الضرر أيضًا بالممتلكات. بلح البحر الحمار الوحشي الصغير يسد أنظمة التبريد في محركات القوارب ، في حين أن المحار الأكبر حجمًا قد أتلف أنابيب المياه في محطات توليد الطاقة في جميع أنحاء منطقة البحيرات العظمى.

القضاء على الأنواع الغازية

استخدم المسؤولون مجموعة متنوعة من الأساليب لمحاولة القضاء على الأنواع الغازية أو التخلص منها. أصيبت القطط في جزيرة ماريون بفيروس ، على سبيل المثال.

في بعض الأحيان يتم إدخال أنواع أخرى للمساعدة في السيطرة على الأنواع الغازية. في أستراليا ، كان نبات صبار التين الشوكي ، وهو موطنه الأصلي للأمريكتين ، يخرج عن نطاق السيطرة. كان الصبار يدمر المراعي ، حيث كان أصحاب المزارع يربون الماشية. جلبت الحكومة اليسروع عثة الصبار لأكل الصبار. اليرقات هي الحيوانات المفترسة الطبيعية للصبار.

ومع ذلك ، يمكن أن يكون إدخال الحشرات أمرًا خطيرًا. في بعض الأحيان ، تتسبب الحشرات أيضًا في إتلاف الأنواع النباتية الأخرى ويمكن أن تصبح أنواعًا غازية بحد ذاتها. تم استخدام المواد الكيميائية أيضًا للسيطرة على الأنواع الغازية ، ولكنها قد تضر أحيانًا بالنباتات والحيوانات غير الغازية.

تعمل الحكومات على تثقيف الجمهور حول الأنواع الغازية. على سبيل المثال ، في الولايات المتحدة ، يتم تحذير سفن الصيد الدولية بغسل قواربها قبل العودة إلى الوطن. هذا يمنعهم من نقل بلح البحر الوحشي أو الأنواع الأخرى عن طريق الخطأ من جسم مائي إلى آخر.

في بعض الأحيان ، تقترب المجتمعات من الأنواع الغازية مثل الجيش الغازي. تدمر Nutria في خليج تشيسابيك الموائل الطبيعية ، كما تكلف الحكومات المحلية والشركات ملايين الدولارات كل عام. تشعر المجموعات البيئية وقادة الأعمال والمسؤولون الحكوميون بالقلق إزاء الضرر الذي تسببه هذه الأنواع الغازية.

عمل المسؤولون في محمية بلاك ووتر الوطنية للحياة البرية ، في ولاية ماريلاند الأمريكية ، مع الصيادين للقضاء على 8500 نوتريا في الملجأ. خاض الصيادون في مناطق محددة من الأهوار خلال أوقات محددة من العام. قاموا بتتبع المغذيات باستخدام معدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ووضعوا الفخاخ التي من شأنها قتل القوارض. تحرك الصيادون عبر الملجأ في حركة ضخمة ومنسقة من الغرب إلى الشرق. في فصل الشتاء ، منع الجليد على خليج تشيسابيك المغذيات من السباحة بعيدًا. يمكن للصيادين إطلاق النار عليهم في الأفق.

استغرقت العملية عامين ، ولكن تم استئصال المغذيات من محمية بلاك ووتر الوطنية للحياة البرية. تتعافى الأراضي الرطبة ببطء.

تصوير نيل كارثي ، MyShot

الأنواع خلسة
تصل العديد من الأنواع الغازية أولاً إلى منطقة جديدة على متن سفن شحن ضخمة تسافر ذهابًا وإيابًا عبر المحيط. تأخذ السفن مياه الصابورة في ميناء موطنها. وزن هذه المياه يجعل السفن مستقرة أثناء سفرها عبر المحيط. عندما تصل السفينة إلى وجهتها ، فإنها تطلق مياه الصابورة.

تعج مياه الصابورة بالكائنات الحية التي كانت في المياه في الميناء على الجانب الآخر من الكرة الأرضية. يقدر العلماء أن ما بين 5000 و 10000 نوع يسافرون حول العالم في مياه الصابورة في أي وقت. ربما وصل أول بلح البحر الحمار الوحشي في منطقة البحيرات العظمى في مياه الصابورة.

الأنواع الغازية: ما يمكنك فعله
يسرد Nature Conservancy ست طرق سهلة لمكافحة الأنواع الغازية:


الديدان القافزة الغازية تدمر التربة الأمريكية وتهدد الغابات

براد هيريك من جامعة ويسكونسن ماديسون المشتل يحمل حفنة من الديدان القافزة الآسيوية الغازية. تم العثور على نوعين من أنواع الديدان الغازية الثلاثة المنتشرة في جميع أنحاء الولايات المتحدة في ولاية ويسكونسن: Amynthas agrestis و أ. tokioensis.

شارك هذا:

29 سبتمبر 2020 الساعة 9:00 صباحًا

ماذا يمكن أن يكون أكثر من عام 2020 من غزو مستمر للديدان القافزة؟

تتلوى ديدان الأرض هذه في طريقها عبر الولايات المتحدة ، تلتهم بشراهة أوراق الغابات الواقية وتترك ورائها تربة عارية جرداء. إنها تزيح ديدان الأرض الأخرى ، والمئويات ، والسمندل ، والطيور التي تعشش على الأرض ، وتعطل سلاسل الغذاء في الغابات. أظهر بحث جديد أن بإمكانهم غزو أكثر من خمسة هكتارات في عام واحد ، مما يؤدي إلى تغيير كيمياء التربة والمجتمعات الميكروبية أثناء ذهابهم. وهم لا يحتاجون حتى إلى رفقاء للتكاثر.

مستوطنة في اليابان وشبه الجزيرة الكورية ، ثلاثة أنواع غازية من هذه الديدان - Amynthas agrestis، A. tokioensis و ميتافير هيلجيندورفي - في الولايات المتحدة منذ أكثر من قرن. لكن في الخمسة عشر عامًا الماضية فقط ، بدأوا في الانتشار على نطاق واسع (SNS: 10/7/16). تُعرف مجتمعة باسم ديدان القفز الآسيوية أو الديدان المجنونة أو ديدان الثعابين أو لاعبي ألاباما ، وقد أصبحت راسخة عبر جنوب ووسط المحيط الأطلسي ووصلت إلى أجزاء من الشمال الشرقي وأعلى الغرب الأوسط والغرب.

غالبًا ما تُباع الديدان القافزة على شكل ديدان سماد أو طُعم صيد. وهذا ما قاله عالم بيئة التربة نيك هينشو من جامعة بوفالو في نيويورك ، هو جزء من كيفية انتشارهم (SN: 11/5/17). يحبهم الصيادون لأن الديدان تتلوى وتضرب مثل الثعابين الغاضبة التي تغري الأسماك ، كما يقول هينشو. يتم تسويقها أيضًا على أنها ديدان سماد لأنها تلتهم بقايا الطعام بشكل أسرع بكثير من ديدان الأرض الأخرى ، مثل الزواحف الليلية وغيرها قطني محيط.

اشترك للحصول على أحدث من أخبار العلوم

عناوين وملخصات من أحدث أخبار العلوم من المقالات ، يتم تسليمها إلى بريدك الوارد

ولكن عندما يتعلق الأمر بالبيئة ، فإن للديدان سمات أكثر إثارة للقلق. تكون أكياس البيض ، أو الشرانق ، صغيرة جدًا بحيث يمكن بسهولة ركوبها على حذاء المتجول أو البستاني ، أو يمكن نقلها في نشارة أو سماد أو نباتات مشتركة. يمكن أن يتواجد المئات في حدود متر مربع من الأرض.

مقارنة مع قطني الديدان ، الديدان القافزة تنمو بشكل أسرع وتتكاثر بشكل أسرع - وبدون رفيق ، لذلك يمكن لدودة واحدة أن تخلق غزوًا كاملاً. تستهلك الديدان القافزة أيضًا عناصر غذائية أكثر من ديدان الأرض الأخرى ، وتحول التربة إلى حبيبات حبيبية جافة تشبه القهوة المطحونة أو اللحم المفروم - يسميها هينشو "لحم التاكو". هذا يمكن أن يجعل التربة غير مضيافة للنباتات المحلية وشتلات الأشجار وأكثر عرضة للتآكل.

حتى الآن ، كان العلماء قلقون أكثر بشأن تأثيرات الديدان على الغطاء الأرضي. قبل غزو الدودة القافزة ، قد يصل سمك الطبقة اللينة من الأوراق المتحللة واللحاء والعصي التي تغطي أرضية الغابة إلى أكثر من عشرة سنتيمترات. يقول سام تشان ، المتخصص في الأنواع الغازية في أوريغون سي جرانت بجامعة ولاية أوريغون في كورفاليس ، إن ما تبقى بعد ذلك هو تربة جرداء ذات بنية مختلفة ومحتوى معدني مختلف. يمكن للديدان أن تقلل من فضلات الأوراق بنسبة 95 في المائة في موسم واحد ، كما يقول.

وهذا بدوره يمكن أن يقلل أو يزيل الغابات الفرعية ، مما يوفر قدرًا أقل من العناصر الغذائية أو الحماية للكائنات التي تعيش هناك أو لتنمو الشتلات. في نهاية المطاف ، تأتي نباتات مختلفة ، عادة ما تكون غازية ، وأنواع غير أصلية ، كما يقول برادلي هيريك ، عالم البيئة ومدير برنامج البحث في مشتل جامعة ويسكونسن ماديسون. والآن ، يُظهر بحث جديد أن الديدان تعمل أيضًا على تغيير كيمياء التربة والفطريات والبكتيريا والميكروبات التي تعيش في التربة.

يمكن للديدان القافزة الغازية إزالة غابة من فضلات الأوراق في غضون شهرين فقط ، حيث تم التقاط هذه الصور في حديقة جاكوبسبرغ الحكومية بالقرب من الناصرة ، بنسلفانيا ، في يونيو 2016 (على اليسار) وأغسطس 2016 (اليمين). نيك هينشو

في دراسة في أكتوبر بيولوجيا التربة والكيمياء الحيويةواختبر هيريك وعالم التربة غابرييل برايس كريستنسون وزملاؤه عينات من التربة التي تأثرت بالديدان القافزة. كانوا يبحثون عن التغيرات في مستويات الكربون والنيتروجين وفي إطلاق التربة لثاني أكسيد الكربون ، الذي ينتج عن التمثيل الغذائي للميكروبات والحيوانات التي تعيش في التربة. أظهرت النتائج أنه كلما طالت فترة بقاء الديدان في التربة ، زاد معدل الأيض الأساسي للتربة - مما يعني أن التربة التي تغزوها الديدان القافزة يمكن أن تطلق المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، كما يقول برايس كريستنسون ، من جامعة إلينوي. في أوربانا شامبين.

وجد الفريق أن الكميات النسبية من الكربون والنيتروجين في التربة مع الديدان القافزة قد تغيرت أيضًا. يقول هيريك إن ذلك يمكن أن يؤثر على المجتمعات النباتية. على سبيل المثال ، على الرغم من أن النيتروجين عنصر غذائي ضروري ، إذا كان هناك الكثير منه ، أو كان متوفرًا في وقت غير مناسب من العام ، فلن تتمكن النباتات أو كائنات التربة الأخرى من استخدامه.

استخرج الفريق أيضًا الحمض النووي من أنبوب الدودة والشجاعة لفحص الاختلافات في الميكروبات بين أنواع الديدان القافزة ، واختبر التربة بحثًا عن التغيرات البكتيرية والفطرية. وأظهرت النتائج أن كل نوع من أنواع الدودة القافزة يؤوي مجموعة مختلفة من الميكروبات في أمعائه. هذا "اكتشاف مهم حقًا" ، كما يقول هيريك ، "لأنه لفترة طويلة ، كنا نتحدث عن قفز الديدان كمجموعة كبيرة ... لكننا نتعلم الآن أن [هذه الأنواع المختلفة] لها تأثيرات مختلفة على التربة ، والتي سوف من المحتمل أن يؤدي إلى تأثيرات مختلفة على الديدان الأخرى ، وحيوية التربة ، ودرجة الحموضة ، والكيمياء ".

تشير النتائج إلى أن كل نوع قد يكون له مكانة فريدة في البيئة ، حيث تقوم ميكروبات الأمعاء بتفكيك مصادر غذائية معينة. يقول هيريك إن هذا يسمح لأنواع متعددة بالغزو والازدهار معًا. هذا أمر منطقي ، بالنظر إلى النتائج التي توصلت إليها أنواع متعددة معًا ، ولكن لا يزال من المفاجئ أن مثل هذه الديدان المتشابهة سيكون لها منافذ مختلفة ، كما يقول.

يقول هينشو إن العلماء يعملون بجد للحصول على معالجة جيدة لبيولوجيا هذه الديدان. لذا فإن التغييرات المكتشفة حديثًا في كيمياء التربة وعلم الأحياء الدقيقة هي خطوط بحث "مدروسة" وهامة. ولكن لا يزال هناك الكثير مما هو غير معروف ، مما يجعل من الصعب التنبؤ بمدى انتشار الديدان وفي أي نوع من البيئات. أحد الأسئلة المهمة هو كيف تؤثر الأحوال الجوية على الديدان. على سبيل المثال ، يبدو أن الجفاف المطول هذا العام في ولاية ويسكونسن قد قتل العديد من الديدان ، كما يقول هيريك. التربة التي كانت تعج بالديدان المتلوية منذ أسابيع قليلة فقط أصبحت الآن أقل بكثير.

ربما تكون هذه علامة تبعث على الأمل أنه حتى هذه الديدان القوية لها حدودها ، ولكن في هذه الأثناء ، يستمر هجوم الديدان في مسيرته - بمساعدة البشر الذين ينشرونهم.

كيفية التمييز بين الديدان القافزة وديدان الأرض العادية

تبدو ديدان الأرض متشابهة ، أليس كذلك؟ حسننا، لا. من أجسادهم إلى كيفية انتقالهم إلى أنبوبهم ، إليك كيفية معرفة الفرق بين الديدان القافزة الغازية والأنواع الشائعة ، الزواحف الليلية الأوروبية ، في لمحة.

القفز الديدان

ن. هينشو

اللون: ناعم ولامع من الرمادي الداكن إلى البني

طول: 10-13 سم

Clitellum (أو عصابة): أبيض ودوائر الجسم كله

حركة: سحق اعوج

المسبوكات: التربة الحبيبية ، تشبه القهوة المطحونة

الزواحف الليلية الأوروبية

ن. هينشو


3 نتائج

تم تحديد ما مجموعه 103 نوعًا على أنها ذات صلة لمزيد من المراجعة من خلال ورشة العمل الخاصة بالإجماع (الجدول S2). من هذه القائمة ، تم تحديد 13 نوعًا غير محلي على أنها تمثل مخاطر عالية (أي بدرجة 50) لغزو APR والتأثير سلبًا على التنوع البيولوجي أو النظم البيئية في السنوات العشر القادمة (الجدول 1). واتفق جميع المشاركين في ورشة العمل على أن القائمة تمثل نتيجة نهج التوافق.

زيادة تعقيد النظام البيئي

التغيير البيئي: العواقب المحتملة لتاريخ حياة الكائنات الحية الأرضية في أنتاركتيكا في APR

  • أ لاحظ تصنيف هذا Mytilus غير محلول ويمثل في جميع أنحاء العالم Mytilus edulis مجمع بلح البحر.
  • ب قادمون من مناطق القطب الجنوبي الأخرى.

3.1 اتساع التصنيف والبيئية

تضمنت الأنواع الثلاثة عشر غير الأصلية التي تم تحديدها على أنها تمثل أعلى المخاطر ثمانية لافقريات بحرية (بما في ذلك أربعة رخويات بحرية) ، وطحلب بحري واحد ، واثنين من اللافقاريات الأرضية ، ونباتان وعائيان (الجدول 1). لم يتم اعتبار أي من الفقاريات تمثل خطرًا على مدى فترة زمنية مدتها 10 سنوات.

3.2 النطاق الأصلي والمسارات

تمتد النطاقات الأصلية للأنواع الثلاثة عشر مناطق من نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي. من المتوقع أن يكون المسار الأكثر احتمالا لإدخال غالبية الأنواع البحرية على أجسام السفن ، وبالتالي ، فإن المسافات التي يمكن أن تنقل الأنواع عبرها سترتبط بمسارات الشحن العالمية. تم اعتبار مخاطر دخول الأنواع البحرية المرتبطة بمياه صابورة السفن منخفضة بسبب نظام معاهدة أنتاركتيكا الحالي ولوائح المنظمة البحرية الدولية التي تنص على تبادل مياه الصابورة في الجبهة القطبية (لجنة حماية البيئة البحرية التابعة للمنظمة البحرية الدولية ، 2007). من المرجح أن يتضاءل خطر عمليات الإدخال مرة أخرى بمجرد امتثال جميع السفن ذات الصلة التي تزور القارة القطبية الجنوبية للوائح أكثر صرامة لإدارة مياه الصابورة التي دخلت حيز التنفيذ في عام 2017 (المنظمة البحرية الدولية [IMO] ، 2004). تشمل المسارات الأكثر احتمالا لإدخال اللافقاريات الأرضية والنباتات الملابس المنقولة وأمتعة الزوار والبضائع والمنتجات الطازجة والمركبات التي يمكن أن تحمل التكاثر أو الكائنات الحية الكاملة ، غالبًا داخل الطين والتربة المستوردة عن غير قصد.


الأنواع الغازية والأمراض

توفر هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية معلومات بحثية عن مصايد الأسماك لاستعادة وتعزيز موائل الأسماك وفهم أمراض الأسماك. الأنواع المهددة بالانقراض وتلك المعرضة للخطر تحظى باهتمام بحثي خاص. تساعد أبحاث الأنواع المائية الغازية في الكشف المبكر وتدابير التحكم ، بالإضافة إلى فهم تأثيرات هؤلاء الغزاة على البيئات المائية.

تعرف على المزيد حول بحثنا من خلال زيارة صفحات الويب أدناه.

لا يزال معدل الوفيات في مرحلة الحياة المبكرة في سمك السلمون في منطقة البحيرات العظمى يمثل مشكلة. يرتبط نقص الثيامين ، المرتبط بمحتوى الثياميناز في الزائرين الذين يتناولون اللوح الخشبي ، سببيًا بالوفيات في مرحلة مبكرة من العمر. العوامل المسؤولة عن الاختلافات المكانية والزمانية في الثياميناز في شبكة الغذاء التي تؤثر على الثياميناز في الزوجات غير معروفة.

متلازمة الوفيات المبكرة (EMS) هي وفيات جنينية تؤثر على تجمعات السلمونين في منطقة البحيرات العظمى. في أوائل التسعينيات ، تسبب EMS في مستويات كارثية للوفيات (60-90 ٪) في حوض البحيرات العظمى. في الآونة الأخيرة ، تم تشخيص EMS في أكثر من 70 ٪ من سمك السلمون الخاضع للمراقبة. يضعف نظام الإدارة البيئية بشدة من مخزون السلمون الذي تم إدخاله ومن المحتمل أن يساهم بشكل كبير في فشل إعادة تأهيل تراوت البحيرة في بحيرات ميتشجان وأونتاريو.

من خلال دراسة الحياة البرية المائية في كل من بيئتها الطبيعية وتحت ظروف معملية خاضعة للرقابة ، فإننا نزيد من فهمنا للعديد من العوامل والضغوط البيئية التي تتفاعل لإنتاج المرض في هذه الحيوانات.

The fish disease research program at WFRC includes a mix of both basic and applied science focused on understanding the factors that control the distribution and severity of infectious diseases affecting both wild and hatchery fish.

In vitro transformation of glochidia is an alternative method for production of juveniles that has been successful for over 40 species unionids but has not been reported for the spectaclecase. One of the major obstacles to successful in vitro transformation of glochidia is contamination from microorganisms, particularly fungus

الأنواع الغازية

Detecting invasive species at low densities or prior to population establishment is critical for successful control and eradication.

Western waters support some of the most intact aquatic ecosystems in North America, yet invasive species (plants, wildlife) and emerging infectious diseases (EID) pose significant and immediate threats to these ecosystems. Ongoing habitat loss, increased transportation and transmission pathways, and climate change will facilitate further expansion in the coming decades.

Aquatic invasive species (AIS) are aquatic organisms that move into ecosystems beyond their natural, historic range and cause severe and irreversible damage to the habitats they invade. Most AIS arrive as a direct result of human activity, such as boating and angling. The threat of AIS introduction is especially high in the Greater Yellowstone Area, as humans from all over the world come to see the natural features and wildlife of the region.

After 14,000 years of dominance, Glacier National Park’s (GNP) greatest native aquatic predator is at high risk of extirpation (local extinction) in several lakes on the western slopes of the Continental Divide. The decline of threatened bull trout in GNP is directly attributed to the invasion and establishment of nonnative lake trout, which consistently displace bull trout in systems where lake trout have been introduced.

One of the most important factors for controlling invasive species are the vectors by which they are disseminated. Although there are several vectors for non-indigenous marine species such as aquaculture, recreational boats, and public aquaria, the most important vector is ballast water carried in commercial ships.


Invasive Species: Their Effects on Communities and Ecosystems.

The introduction of non-native species to an area can effect many of the processes that keep that area in balance this includes evolution, shifts in species composition, accumulation of materials and interactions with abiotic variables, these processes may increase,decrease, or qualitatively change the impacts of an invader through time (Strayer, et al. 2006). The effects of the non-native species change over time. With many scientists refering to the time directly after the non-natice species has taken ahold of a new environment as the 'acute' phase, the phase where the native species incur the most damage. This is then followed by a 'chronic' phase where various ecological and evolutionary processes come into play.

Invasive species have large effects on native biodiversity, cause hundreds of billions of dollars in economic damages, and complicate the management of natural ecosystems around the world, their effects are pervasive and varied, changing variables such as the genetics and population size of individual species, diversity and structure of communities, disturbance regimes and biogeochemical cycles (Strayer, et al. 2006).

Previous attempts to explain the ecological effects of an invader have focused on two attributes: its functional distinctiveness (i.e. how much its characteristics such as nitrogen fixation, flammability, phenology, chemical defenses and diet differ from those of species already in the community) and its abundance (Vitousek, 1990). The data collected in Strayer, 2006 shows that both evolutionary and ecological processes can change the abundance and function distinctiveness of a species over a period of time. This change allows for the native species to be able to slightly diminish the effects of the non-native species. This 'third' attribute (time) needs to be heavily considered when looking and understanding the long term effects of an introduced species.

The 4 main changes in an environment after the introduction of a non-native species are:
(1) Changes in the species that invades.
(2) Changes in the biological community that is invaded.
(3) Cumulative changes in the abiotic environment that is invaded.
(4) Interactions between the invading species and other variables that control the ecosystem.
(Strayer, et al. 2006)

A species can change through time by acclimatization, including shifts in gene expression, resource allocation, or morphology and physiology within the lifespan of an individual. Such changes can influence many community and ecosystem processes (Eviner and Chapin, 2003). After an invasive species arrives in a new region, evolution should tailor it to better fit the physicochemical environment and biota that it encounters, increasing its local population size and spread, and thereby its impacts (Strayer, et al. 2006). Predators, parasites, and diseases of the invader, for which the invader is a valuable resource, might arrive or proliferate to take advantage of the invader, thereby reducing its population size or distribution (Parker, et al. 1999). Analogous changes that moderate the impact of invaders can occur within the species of the community that is invaded, either as a result of genetic or phenotypic changes (Strayer, et al. 2006).


Invasive Mussels

The quagga mussel is an invasive species that poses a substantial threat to water resources. Photo by S. Pucherelli, Bureau of Reclamation.

Quagga and zebra mussels are invasive species from Eurasia’s Caspian Sea. These tiny mollusks reproduce rapidly and attach to surfaces such as pipes, lake bottoms, docks, and break walls, forming a crust of shells. Infestations in dams and water treatment facilities can impact the delivery of water and power. Large colonies in lakes and waterways affect freshwater ecosystems, leading to harmful effects on native and endangered species, including recreational game fish. Mussel infestations may impact recreation in other ways, from sharp shell fragments scattered over beaches to increased requirements and cost for boat inspection and decontamination.

What are we doing to address invasive mussels?

Since their discovery in the Great Lakes in the 1980s, Interior’s bureaus and partners have worked to prevent, contain and control invasive mussels. Efforts to limit their spread include:

  • Watercraft inspection and decontamination
  • Monitoring
  • Rapid response
  • Public education
  • Research on detection and control measures

As of 2019, through collaboration with the Western Governors’ Association and federal, state and tribal agencies, we’ve also led numerous activities to protect western waters from the spread of invasive mussels.

Get Involved

Invasive mussels primarily spread by hitching rides on boats and other watercraft. Preventing the spread of invasive mussels starts with you! Remember to Clean, Drain and Dry your watercraft after leaving the water. With your help, we can protect the nation’s waterways and wildlife.


Examples of Invasive Species

Invasive Carp

Invasive carp are fast-growing, aggressive, and adaptable fish that are outcompeting native fish species for food and habitat in much of the mid-section of the United States. The huge, hard-headed silver carp also pose a threat to boaters, as the fish can leap out of the water when startled by boat engines, often colliding with people and causing injuries. "Invasive carp" is a catchall name for species of silver, bighead, grass, and black carp from Southeast Asia. Voracious filter feeders, invasive carp consume up to 20 percent of their body weight each day in plankton and can grow to more than 100 pounds.

Invasive carp were imported to the United States in the 1970s to filter pond water in fish farms in Arkansas and quickly spread across the country. Flooding allowed them to escape and establish reproducing populations in the wild by the early 1980s. Invasive carp are swiftly spreading northward up the Illinois River, and are now on the verge of invading the Great Lakes. Once established in an ecosystem they are virtually impossible to eradicate. Adult invasive carp have no natural predators in North America and females lay approximately half a million eggs each time they spawn.

Temperatures in the Great Lakes are well within the fishes&rsquo native climate range. Parts of the Great Lakes, including nutrient-rich bays, tributaries, and other near-shore areas, would offer invasive carp an abundant supply of their preferred food, plankton. Plankton is also favored by most young and many adult native fishes and the voracious carp would likely strip the food web of this fundamental resource. The U.S. Geological Survey has identified 22 rivers in the U.S. portion of the Great Lakes that would provide suitable spawning habitat for invasive carp.

Brown Marmorated Stink Bug

The brown marmorated stink bug, Halyomorpha halys, is native to China, Japan, and surrounding countries. They were first discovered in the United States in Pennsylvania during the late 1990s, but no one knows for certain how they were introduced to North America. Brown marmorated stink bug (BMSB) populations are exploding in the absence of their natural predators, and they are quickly becoming a nuisance to people in their homes and to the agriculture industry.

A big problem with BMSBs so far is the infestation of people&rsquos homes. The bugs begin to come indoors, searching for warm, protected areas when outside temperatures turn cooler in the fall. They don&rsquot reproduce inside the home or cause structural damage, but their namesake odor, noisy flying, and teeming numbers can make the BMSB an extreme nuisance throughout the winter, especially on warmer days when they are more active.

BMSBs feed on host plants by piercing the skin and consuming the juices within the signs of stink bug feeding appear as "necrotic" or dead spots on the surface. They've become a significant agricultural pest in the mid-Atlantic region, and other areas could see similar effects if the BMSB&rsquos range continues to expand. A wide variety of plants are known food sources for BMSBs, including ornamental trees and shrubs fruit crops like peaches, apples, grapes, and pears vegetable crops like green beans and asparagus and soybeans and corn.

Zebra Mussels

Zebra mussels and quagga mussels are virtually identical, both physically and behaviorally. Originally from Eastern Europe, these tiny trespassers were picked up in the ballast water of ocean-going ships and brought to the Great Lakes in the 1980s. They spread dramatically, outcompeting native species for food and habitat, and by 1990, zebra mussels and quagga mussels had infested all of the Great Lakes. Now both quagga mussels and zebra mussels have spread to 29 states by hitching rides on boats moving between the Great Lakes and Mississippi River Basins. Artificial channels like the Chicago Area Waterways System facilitate their spread. These man-made channels act like super-highways and are also a pathway for invasive carp, which are currently spreading towards the Great Lakes.

The quagga and zebra mussels blanketing the bottom of the Great Lakes filter water as they eat plankton and have succeeded in doubling water clarity during the past decade. Clear water may look nice to us, but the lack of plankton floating in the water means less food for native fish. Clearer water also allows sunlight to penetrate to the lake bottom, creating ideal conditions for algae to grow. In this way, zebra and quagga mussels have promoted the growth and spread of deadly algae blooms.

Zebra and quagga mussels harm native fish populations, ruin beaches and attach to boats, water intake pipes, and other structures, causing the Great Lakes economy billions of dollars a year in damage. They devastate native species by stripping the food web of plankton, which has a cascading effect throughout the ecosystem. Lack of food has caused populations of alewives, salmon, whitefish, and native mussel species to plummet.

In her five-year lifetime, a single quagga or zebra mussel will produce about five million eggs, 100,000 of which reach adulthood. The offspring of a single mussel will in turn produce a total of half a billion adult offspring. There are an estimated 10 trillion quagga and zebra mussels in the Great Lakes today. Once zebra and quagga mussels become established in a water body, they are impossible to fully eradicate. Scientists have not yet found solutions that kills zebra and quagga mussels without also harming other wildlife.

Additional examples:

  • Cogongrass is an Asian plant that arrived in the United States as seeds in packing material. It is now spreading through the Southeast, displacing native plants. It provides no food value for native wildlife, and increases the threat of wildfire as it burns hotter and faster than native grasses.
  • Feral pigs will eat almost anything, including native birds. They compete with native wildlife for food sources such as acorns. Feral pigs spread diseases, such as brucellosis, to people and livestock. بكتريا قولونية from their feces was implicated in the بكتريا قولونية contamination of baby spinach in 2006.
  • European green crabs found their way into the San Francisco Bay area in 1989. They outcompete native species for food and habitat and eat huge quantities of native shellfish, threatening commercial fisheries.
  • Dutch elm disease (caused by the fungus Ophiostoma ulmi) is transmitted to trees by elm bark beetles. Since 1930, the disease has spread from Ohio through most of the country, killing over half of the elm trees in the northern United States.
  • Water hyacinth is a beautiful aquatic plant, introduced to the U.S. from South America as an ornamental. In the wild, it forms dense mats, reducing sunlight for submerged plants and aquatic organisms, crowding out native aquatic plants, and clogging waterways and intake pipes.

Methods Summary

Lake Mendota.

Lake Mendota is a 39.6-km 2 dimictic (mixes in spring and fall) and culturally eutrophic lake located adjacent to Madison, Wisconsin (25). Maximum and mean depths are 25.3 and 12.7 m, respectively, and the lake has a mean water residence time of roughly 4 y. A large portion of the land use within total drainage area in the watershed (602 km 2 ) is agricultural and urban. Lake Mendota is the largest, deepest, and most upstream lake in the Madison Chain of Lakes connected by the Yahara River. Therefore, P dynamics in Lake Mendota have important implications for waters downstream, like the southern chain lakes—Lake Monona, Lake Waubesa, and Lake Kegonsa—as well as the Rock River, which flows into the Mississippi River.

Time Series.

We obtained time series data of Lake Mendota’s water clarity (Secchi depth), zooplankton community (species abundance and mean length), TP concentrations in the surface waters, and surface temperature from the North Temperate Lakes Long-Term Ecological Research program database (https://lter.limnology.wisc.edu/). Samples are taken on a monthly basis in the early spring and late fall, at least once during ice cover (all variables are sampled or observed through the ice), and fortnightly during the open season (roughly May to October). Data are available from 1995 to 2014 (2013 in the case of TP in Fig. 2د). Zooplankton abundance was converted to biomass using mean lengths and length to dry weight equations (42). Daily P loading measurements are available through the US Geological Survey (usgs.gov). Rather than calculate the TP load into the lake directly, we use the Yahara River at the Windsor Site as a proxy for loading into the lake (total load = 4.5 × Yahara River at Windsor load ص 2 = 0.97). We summed daily P loading over fortnightly time steps. Clarity, zooplankton biomass, and P loading were log-transformed, and all variables were converted to fortnightly means and then, ض scored. To visualize seasonal dynamics of pre- and post-Bythotrephes invasion time series, we fit cyclic cubic regression splines of day of the year to the log-transformed data for time periods both before (1995–2007) and after (2010–2014) the year of Bythotrephes' detection (2009) using generalized additive models with the package mgcv in R (43). We exclude 2008 and 2009 as transition years. All statistical analyses were conducted in R (44).

Statistical Analysis: MARSS–Model Fitting.

We used an MARSS to analyze the dynamics of water clarity in Lake Mendota using the MARSS package in R (45). The model takes the following form: [ x s x c ] t = [ B s C 0 B c ] [ x s x c ] t − 1 + w t , w ∼ M V N ( 0 , [ Q s 0 0 Q v ] ) [ y s y c ] t = [ x s x c ] t + v t , v ∼ M V N ( 0 , [ R s 0 0 R v ] ) .

Observations (shown in the lower equation) comprise interacting system variables, such as Secchi depth, D. pulicaria biomass, and biomass of other (non-D. pulicaria) grazers, in vector ذس and covariates, such as P loading and surface temperature, in vector ذج (observations from 1995 to 2014). All observations are transformed to ض scores. The observation vector estimates a partitioned vector of true values of system variable xس and covariate xج, with error الخامس having covariances given by صس و صالخامس، على التوالى. System dynamics (shown in the upper equation) involve a square transition matrix, with partitions for system interactions بس, covariate effects on system variables ج, and covariate changes over time بج. System error ث has covariances given by سس و سالخامس corresponding to system variates and covariates, respectively. MARSS models are fit with maximum likelihood using a combination of the Kalman filter and an expectation maximization algorithm.