Density-dependence of comparative functional responses in two globally invasive fish species

In der Untersuchung der Funktionsweise von Ökosystemen betrachten Wissenschaftler häufig die Beziehung zwischen Räubern und deren Beute. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Beziehung ist die „funktionale Reaktion“, eine Methode, um zu messen, wie viel Nahrung ein Räuber verzehrt, während sich die Anzahl der verfügbaren Beutetiere verändert. Dieses Konzept hilft Forschern dabei, vorherzusagen, wie viel Schaden eine invasive Art anrichten könnte, wenn sie in eine neue Umgebung eindringt. Wenn ein Fisch viel Nahrung frisst, kann dies das lokale Gleichgewicht stören, indem er einheimische Arten verdrängt und das Nahrungsnetz verändert. Diese Vorhersagen gehen jedoch oft davon aus, dass sich eine Art überall gleich verhält, unabhängig von ihrer Umgebung. In der Realität sind Lebewesen jedoch flexibel. Genau wie ein Mensch vielleicht weniger isst, wenn er gestresst ist oder sich in einer überfüllten Umgebung befindet, können Tiere ihr Verhalten und ihre Physiologie basierend auf ihrer Umwelt ändern. Zu verstehen, ob sich der Appetit einer invasiven Art mit ihrer eigenen Populationsdichte verändert, ist entscheidend für die Erstellung genauer Vorhersagen über ihre Auswirkungen.

Forscher richteten ihre Aufmerksamkeit kürzlich auf zwei der weltweit am weitesten verbreiteten invasiven Süßwasserfische: den Goldfisch und den Karpfen. Um zu verstehen, wie sich diese Fische in der Wildnis verhalten könnten, platzierten Wissenschaftler Wildpopulationen beider Arten für zehn Wochen in kontrollierten Umgebungen. Sie richteten zwei verschiedene Bedingungen ein: Eine Gruppe von Fischen lebte in Umgebungen mit geringer Dichte mit viel Platz und wenigen Nachbarn, während eine andere Gruppe in Umgebungen mit hoher Dichte lebte, die dicht gedrängt mit vielen Artgenossen war. Diese Zeit der Akklimatisierung ermöglichte es den Fischen, sich an den sozialen Druck ihrer Umgebung anzupassen. Nach dieser Zeit testeten die Forscher, wie viel Nahrung jeder Fisch fressen konnte, wenn ihm eine große Anzahl von Beutetieren präsentiert wurde, wobei sie die maximale Menge maßen, die ein Individuum konsumieren konnte.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Umgebung, in der die Fische lebten, eine signifikante Rolle spielte. Sowohl Goldfische als auch Karpfen, die an Bedingungen mit hoher Dichte und Überfüllung akklimatisiert worden waren, fraßen signifikant weniger Nahrung als jene, die in Umgebungen mit geringer Dichte und viel Platz gelebt hatten. Dies deutet darauf hin, dass der Stress oder die physiologischen Veränderungen, die mit Überfüllung einhergehen, die Fressrate eines einzelnen Fisches senken können. Trotz dieser gemeinsamen Reaktion auf Überfüllung blieb ein klarer Unterschied zwischen den beiden Arten bestehen. Selbst nach der Anpassung an hohe Dichte fraßen Goldfische konsequent mehr als Karpfen. Die Goldfische hielten in jedem Test eine höhere maximale Fressrate aufrecht als die Karpfen, was darauf hindeutet, dass, obwohl beide Arten durch Überfüllung beeinflusst werden, ihre grundlegenden Fähigkeiten zur Nahrungsaufnahme dennoch verschieden sind.

Diese Erkenntnisse legen nahe, dass die Auswirkung einer invasiven Art keine feste Zahl ist, sondern eine Variable, die sich mit den Populationsbedingungen verschiebt. Wenn eine Art zuerst eingeführt wird, mag sie spärlich vorhanden sein, aber während sie wächst und dichter wird, kann die Pro-Kopf-Fressrate jedes Individuums sinken. Diese Variation bedeutet, dass Vorhersagen über ökologische Schäden berücksichtigen müssen, wie überfüllt die invasive Population zu einem gegebenen Zeitpunkt ist. Die Studie zeigt auf, dass das Ignorieren der Dichte des Eindringlings zu ungenauen Prognosen über deren Auswirkungen auf lokale Ökosysteme führen kann. Indem sie aufzeigt, dass Überfüllung verändert, wie viel diese Fische fressen, fügt die Forschung der Art und Weise, wie wir invasive Arten verstehen und verwalten, eine Ebene der Komplexität hinzu, und erinnert uns daran, dass das Verhalten einer Population eng mit den Bedingungen verknüpft ist, denen ihre Mitglieder jeden Tag ausgesetzt sind.