芝加哥的污水可能会阻止入侵物种

当银鲤入侵水道时，很难忽视它们。这种大型滤食性鱼类通常长到三英尺多长，体重很容易超过 20 磅。它们徘徊在水面附近，那里是它们赖以生存的浮游生物最丰富的地方。而且，最重要的是，它们很容易受惊。当船只经过时，银鲤会弹射到几英尺高的空中，对设备和人员都构成抛射威胁。想象一下，几十条 20 多磅重的鱼同时从水里跳出 10 英尺，造成一个如此浓密的鱼群漩涡，很难在其中穿行，更不用说在其中放松了。或者，不要想象——只需观看视频即可。

显然，它们会扰乱休闲划船和其他水上活动。但从生态角度来看，这还不是最糟糕的部分。银鲤长得如此之大，繁殖如此之多，并且吃掉如此多的浮游生物，以至于它们在与本地鱼类的竞争中胜出，其中许多本地鱼类是滤食性动物，在生命早期阶段依赖浮游植物和动物。

美国国家海洋和大气管理局大湖环境研究实验室的生态学家彼得·阿尔西普说：“它们消耗的食物太多，而且数量庞大，因此确实会减少当地鱼类的资源量。”他说，研究表明，在它们入侵的地方，浮游生物群落发生了变化，当地鱼类数量也相应减少。“它们会对整个生态系统产生间接影响，因为[银鲤]会消耗浮游植物和浮游动物，而这些是食物网的基础，”阿尔西普补充道。

20 世纪 70 年代，美国有意引进银鲤，以帮助控制水产养殖和污水处理设施中的藻类，因为它们胃口很大。然而几十年后，这种鱼已经进入美国主要流域和至少 20 个州。据美国鱼类和野生动物管理局称，它们生活在密西西比河、密苏里河和俄亥俄河及其支流中。多年来，它们一直处于进入五大湖的边缘——地球上最大的淡水系统。如果这些鱼进入湖泊，它们将扩散到所有相邻的河流系统——将它们的接管范围扩大到新的高度。

但不知为何，有些东西一直阻碍着它们。尽管银鲤已经游到了伊利诺伊河上游很远的地方，但它们仍然没有在密歇根湖形成种群。渔业生物学家、伊利诺伊大学香槟分校自然资源与环境科学教授科里·苏斯基说，它们“前进的前沿”或前沿在芝加哥南部停滞了大约十年。关于原因有几种理论。

苏斯基说，水坝和水闸可能会阻碍它们的迁徙（尽管研究表明，鱼类可以克服这种物理障碍）。阿尔西普认为，伊利诺伊河沿岸的积极捕杀工作可能成功地帮助将鲤鱼种群控制在原地，因为这样可以消除竞争，而竞争原本会激励鲤鱼寻找新的领地。苏斯基说，伊利诺伊河在接近芝加哥时，越来越多地采用渠道化和防护化措施——用混凝土墙取代天然河岸——这可能会起到威慑作用。阿尔西普指出，乔利埃特沿河有一道电屏障，专门用于阻止入侵物种（尽管最近至少有一条鱼越过了电鱼栅栏）。还有一个不太明显的可能障碍：污染。

一个长期存在的假设认为，伊利诺伊河的鲢鱼大部分都生活在芝加哥南部，因为靠近城市的地方水质会下降。最近的研究，包括苏斯基和他的同事最近发表的实验证据，都支持这一理论。根据 10 月 25 日发表在《科学报告》杂志上的一项研究，鲢鱼在接触从芝加哥地区收集的河水时表现出应激迹象，包括身体和行为变化。

研究结果表明，人类无意中将两场环境灾难对立起来。如果水道得到充分清理（伊利诺伊河的水质几十年来一直在改善），鲢鱼就更有可能进入五大湖。如果没有，那么河中和河边的其他生物将继续遭受污染。

“我们不会提倡通过污染来控制鲤鱼，”苏斯基说。但是，如果水质继续大幅改善，鲤鱼可能会开始迁徙，他解释道。“如果能抢在前面就好了……至少做好准备。”也许，随着对水质难题的认识不断提高，野生动物管理人员可以准备加大鱼类清除力度，或投资其他更有针对性、毒性更小、有意为之的屏障。

苏斯基实验室此前的研究暗示，芝加哥郊外的受污染水源可能会阻止鲤鱼的繁殖，例如 2019 年的一项研究表明，生活在城市附近的野生银鲤显示出肝脏加班工作以过滤毒素和毒素暴露的遗传特征的迹象。这项新研究支持了这些发现，表明即使在实验室实验中，水源和鲤鱼生理之间也存在明显的联系。

研究人员通过多次实验，比较了幼年银鲤和本地金鲦鱼在接触芝加哥地区伊利诺伊河水时的反应。每次试验涉及每种鱼约 10 条，而饲养这些鱼的水产养殖设施中的水则作为对照条件。

苏斯基和他的合著者发现，当鲢鱼接触到城市水时，它们的活跃程度大大降低（即僵住）。与此同时，通过呼吸速率测量，它们的新陈代谢进入高速状态。“它们活动较少，但消耗的能量更多，”苏斯基说。相比之下，金鲳鱼没有表现出任何显著的变化，这表明鲢鱼对水中存在的任何污染物都特别敏感，他补充道。

总体而言，“这表明水质因素可能是造成这一结果的一个重要因素”，未参与这项新研究的阿尔西普表示。“这是支持水质低劣理论的另一条证据。”

这项研究确实存在一些局限性。苏斯基指出，并非所有的实验都成功了——一组涉及双选择穿梭箱的试验没有按计划进行，因此这项研究未能证明鲤鱼会主动避开污染更严重的水。科学家只测试了短期暴露的影响，而长时间暴露可能会改变鱼的反应。此外，样本量有限，研究只使用了幼鱼——成年鱼的反应可能会有所不同。最后，这项研究没有确定哪些毒素或污染物在起作用。未来的研究需要找到让鲤鱼感到压力的确切化合物。

事实上，苏斯基和阿尔西普都表示，有多种因素可能导致银鲤无法进入五大湖。污染只是一个变量，鲤鱼移除、电屏障和栖息地变化等因素也可能产生影响。

然而，这项研究证明了人类对生态系统的影响有多么复杂。“我绝对不会说污染是好事，”阿尔西普说。“不过，有趣的是，一种污染在某种程度上可以帮助防止或清理另一种污染。”