Пресноводные рыбы — это виды рыб , которые проводят часть или всю свою жизнь в водоемах с пресной водой, таких как реки , озера и внутренние водно-болотные угодья , где соленость составляет менее 1,05%. Эти среды обитания во многом отличаются от морских местообитаний , особенно разницей в уровнях осмолярности . Чтобы выжить в пресной воде, рыбам необходим ряд физиологических адаптаций .
41,24% всех известных видов рыб обитают в пресной воде. Это в первую очередь связано с быстрым видообразованием , которое становится возможным благодаря разбросанным местообитаниям. При изучении прудов и озер можно использовать те же основные модели видообразования, что и при изучении островной биогеографии .
Пресноводные рыбы физиологически отличаются от морских рыб в нескольких отношениях. Их жабры должны быть способны рассеивать растворенные газы, удерживая электролиты в жидкостях организма внутри. Их чешуя уменьшает диффузию воды через кожу : пресноводные рыбы, которые слишком сильно потеряли чешую, умрут. У них также хорошо развиты почки , чтобы извлекать соли из жидкостей организма перед их выделением .
Многие виды рыб размножаются в пресной воде, но проводят большую часть своей взрослой жизни в море. Они известны как анадромные рыбы, и включают, например, лосося , форель , морскую миногу [1] и трехиглую колюшку . Некоторые другие виды рыб, напротив, рождаются в соленой воде, но живут большую часть или часть своей взрослой жизни в пресной воде; например, угри . Они известны как катадромные рыбы . [2]
Виды, мигрирующие между морскими и пресными водами, нуждаются в адаптации к обеим средам обитания; находясь в соленой воде, им необходимо поддерживать концентрацию соли в организме на уровне ниже, чем в окружающей среде, и наоборот. Многие виды решают эту проблему, связывая различные среды обитания с различными стадиями жизни. И угри, и проходные лососеобразные рыбы, и морская минога имеют разную толерантность к солености на разных стадиях своей жизни.
Среди рыбаков в Соединенных Штатах пресноводные виды рыб обычно классифицируются по температуре воды, в которой они выживают. Температура воды влияет на количество доступного кислорода, поскольку холодная вода содержит больше кислорода, чем теплая. [3]
Холодноводные виды рыб выживают при самых низких температурах, предпочитая температуру воды от 50 до 60 °F (10–16 °C). [4] В Северной Америке температуры воздуха, которые приводят к достаточно холодной температуре воды, встречаются на севере США, в Канаде и на юге США на большой высоте . Распространенные холодноводные рыбы включают ручьевую форель , радужную форель и коричневую форель .
Холодноводные виды рыб предпочитают температуру воды между холодноводными и длинноводными тепловодными видами, около 60-80 °F (16-27 °C). Они встречаются по всей Северной Америке, за исключением южных частей Соединенных Штатов. Распространенные холодноводные виды включают маскинонга , северную щуку , судака и желтого окуня .
Тепловодные виды рыб могут выживать в широком диапазоне условий, предпочитая температуру воды около 80 °F (27 °C). Тепловодные рыбы могут выживать при низких зимних температурах в северном климате, но процветают в более теплой воде. Распространенные тепловодные рыбы включают сома , большеротого окуня , синежаберного окуня , краппи и многие другие виды из семейства Centrarchidae .
В 2021 году группа природоохранных организаций подсчитала, что треть видов пресноводных рыб в мире находятся под угрозой исчезновения. [5] Глобальная оценка пресноводных рыб оценивает среднее сокращение популяции на 83% в период с 1970 по 2014 год. [6] Защита 30% поверхности Земли к 2030 году может охватить пресноводную среду обитания и помочь защитить эти находящиеся под угрозой исчезновения виды. [7]
В более чем половине рек мира наблюдается тенденция к увеличению местного таксономического, функционального и филогенетического богатства пресноводных рыб. [7] Это увеличение местного разнообразия в первую очередь объясняется антропогенными интродукциями видов, которые компенсируют или даже превосходят вымирание в большинстве рек. [8]
Исследование и интерактивная карта, составленная EWG с использованием его результатов, показывают, что пресноводная рыба в США [ globalize ] повсеместно содержит высокие уровни вредных ПФАС , при этом одна порция обычно значительно повышает уровень ПФАС в крови . [9] [10]
Около четырех из десяти североамериканских пресноводных рыб находятся под угрозой исчезновения, согласно общесевероамериканскому исследованию, основной причиной которого является загрязнение окружающей среды человеком. Количество видов и подвидов рыб, находящихся под угрозой исчезновения, возросло с 40 до 61 с 1989 года. [11] Например, большеротый буффало в настоящее время является старейшей пресноводной рыбой в мире, возраст которой подтвержден, и ее статус срочно нуждается в переоценке в некоторых частях ее эндемичного ареала. [12]
Около 2 ⁄ всех пресноводных рыбных запасов Китая приходится на бассейн Янцзы. [13] Многие виды рыб Янцзы резко сократились, и 65 из них были признаны находящимися под угрозой исчезновения в Красном списке Китая 2009 года . [14] Китайский веслонос , некогда обычный для реки Янцзы, является одним из многих видов, вымерших из-за деградации Янцзы, наряду с диким осетром Янцзы .
Преднамеренная антропогенная реконструкция и изменение маршрута водных путей влияет на поток, температуру воды и многое другое, влияя на нормальную функциональность среды обитания. Плотины не только прерывают линейный поток воды и вызывают значительные геологические сдвиги русла, но также ограничивают количество воды, доступной для рыб в озерах, ручьях и реках [15] и имеют потенциал для изменения трофической структуры из-за этих изменений среды обитания и ограничений движения и связи. [16] [17]
Неестественный поток воды под плотинами вызывает огромную деградацию среды обитания, сокращая жизнеспособные варианты для водных организмов. Миграция вверх по течению затруднена структурой плотины и может привести к сокращению популяции, поскольку рыбы не имеют доступа к нормальным местам кормления и/или нереста. Плотины, как правило, влияют на видовое богатство вверх по течению, то есть на количество видов рыб в экологическом сообществе. [15] Кроме того, плотины могут вызывать изоляцию популяций рыб, а отсутствие связи создает возможные проблемы для инбридинга и низкого генетического разнообразия. Потеря связи влияет на структуру объединений сообщества и увеличивает фрагментацию среды обитания, что может усугубить существующие проблемы для уязвимых видов. [16]
Изменения температуры являются еще одним непреднамеренным последствием проектов по строительству плотин и землепользованию. Температура является жизненно важной частью стабильности водной экосистемы, поэтому изменения температуры ручьев и речных вод могут иметь большое влияние на биотические сообщества. Многие водные личинки используют температурные сигналы для регулирования своих жизненных циклов, в основном здесь, насекомые. Насекомые составляют большую часть рациона большинства рыб, поэтому это может представлять большую проблему для питания. Температура может вызывать изменения в поведении рыб и привычках распределения, а также за счет увеличения скорости их метаболизма и, таким образом, их стремления к нересту и питанию. [16]
Линейные системы легче фрагментируются, а связность в водных экосистемах жизненно важна. Пресноводные рыбы особенно уязвимы к разрушению среды обитания , поскольку они обитают в небольших водоемах, которые часто находятся очень близко к местам человеческой деятельности и, таким образом, легко загрязняются мусором, химикатами, отходами и другими веществами, которые вредны для пресноводных местообитаний.
Изменения в землепользовании вызывают серьезные сдвиги в водных экосистемах. Вырубка лесов может изменить структуру и осадочный состав ручьев, что влияет на функциональность среды обитания для многих видов рыб и может снизить видовое богатство, равномерность и разнообразие. [18] Сельское хозяйство, горнодобывающая промышленность и строительство базовой инфраструктуры могут ухудшить пресноводные среды обитания. Сточные воды с удобрениями могут создавать избыток азота и фосфора, которые питают массовое цветение водорослей, блокирующих солнечный свет, ограничивающих оксигенацию воды и делающих среду функционально неустойчивой для водных видов. [19] Химикаты из горнодобывающей промышленности и с фабрик попадают в почву и в ручьи через сток. Больше стока попадает в ручьи, поскольку асфальтированные дороги, цемент и другая базовая инфраструктура не поглощают материалы, и все вредные загрязняющие вещества попадают непосредственно в реки и ручьи. [20] Рыбы очень чувствительны к изменениям pH, солености, жесткости и температуры воды, на которые могут влиять загрязняющие вещества из стока и косвенные изменения от землепользования. Пресноводные рыбы находятся на грани вымирания из-за потери среды обитания, чрезмерного вылова рыбы и « вечных химикатов ». Меры по сохранению, устойчивые методы и осведомленность имеют решающее значение для поддержания популяций рыб и разнообразия видов.
Экзотический (или неместный) вид определяется как вид, который не встречается в природе в определенной области или экосистеме. Сюда входят яйца и другой биологический материал, связанный с видом. Неместные виды считаются инвазивными, если они наносят экологический или экономический ущерб. [21]
Внедрение экзотических видов рыб в экосистемы представляет угрозу для многих эндемичных популяций. Местные виды борются за выживание рядом с экзотическими видами, которые уничтожают популяции добычи или вытесняют местных рыб. Высокая плотность экзотических рыб отрицательно коррелирует с богатством местных видов. [22] Поскольку экзотический вид внезапно вводится в сообщество, у него нет никаких устоявшихся хищников или добычи. Затем экзотические виды имеют преимущество в выживании по сравнению с эндемичными организмами.
Одним из таких примеров является уничтожение эндемичной популяции цихлид в озере Виктория посредством интродукции хищного нильского окуня ( Lates niloticus ). Хотя точное время неизвестно, в 1950-х годах Департамент охоты и рыболовства Уганды тайно интродуцировал нильского окуня в озеро Виктория, возможно, для улучшения спортивной рыбалки и стимулирования рыболовства. В 1980-х годах популяция нильского окуня значительно увеличилась, что совпало с резким ростом ценности рыболовства. Этот всплеск численности нильского окуня изменил экологию озера. Эндемичная популяция цихлид, насчитывающая около 500 видов, сократилась почти вдвое. К 1990-м годам осталось только три вида спортивных рыб, чтобы поддерживать некогда многовидовой промысел, два из которых были инвазивными. [23] Более поздние исследования показали, что оставшиеся цихлиды восстанавливаются из-за недавнего всплеска коммерческого вылова нильского окуня, а оставшиеся цихлиды обладают наибольшей фенотипической пластичностью и способны быстро реагировать на изменения окружающей среды. [24]
Введение радужной форели ( Oncorhynchus mykiss ) в конце 19 века привело к вымиранию желтоперой форели-головореза ( Oncorhynchus clarkii macdonaldi ), встречающейся только в озерах Твин-Лейкс в Колорадо, США. Желтоперая форель-головорез была обнаружена в 1889 году и признана подвидом форели-головореза ( Oncorhynchus clarkii ). Радужная форель была завезена в Колорадо в 1880-х годах. К 1903 году о желтоперой форели-головорезе перестали сообщать. [25] В настоящее время она считается вымершей. Радужная форель является инвазивным видом во всем мире, и предпринимаются многочисленные попытки удалить ее из неместных экосистем.
Оба вида входят в « 100 самых опасных инвазивных чужеродных видов в мире », как определила Группа специалистов по инвазивным видам МСОП на основе их воздействия на антропогенную деятельность, биоразнообразие окружающей среды и их способности служить примером для подражания в решении важных экологических проблем.
Гибридизация подразумевает скрещивание двух генетически различных видов ( межвидовая гибридизация ). Для местных видов гибридизация опасна, поскольку гибридные фенотипы могут иметь лучшую приспособленность и вытеснять два родительских вида и/или других рыб в экосистеме. Это может необратимо поставить под угрозу генетическую идентичность одного или обоих родительских видов и даже привести их к вымиранию, если их ареал ограничен.
Радужная форель, о которой говорилось выше, скрещивалась с местной зеленой форелью-головорезом ( Oncorhynchus clarkii stomias ), что привело к их локальному вымиранию в районе Твин-Лейкс в Колорадо, поскольку их гибридные « cutbows » стали более распространенными. [26] Сообщалось, что радужная форель скрещивалась по крайней мере с двумя другими видами лососевых. [27] [25] Кроме того, цихлиды в озере Виктория эволюционировали более чем в 700 уникальных видов всего за 150 000 лет [28] и, как предполагается, это произошло посредством древних событий гибридизации, которые привели к видообразованию. [29]
