The Nile perch invasion in Lake Victoria: cause or consequence of the haplochromine decline?

Publication Type:Journal Article
Year of Publication:2016
Authors:P. A. M. van Zwieten, Kolding, J. , Plank, M. J. , Hecky, R. E. , Bridgeman, T. B. , MacIntyre, S. , Seehausen, O. , Silsbe, G. M. , Giacomini, H.
Journal:Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
Volume:73
Issue:4
Pagination:622 - 643
Date Published:Jan-04-2016
ISSN:0706-652X
Abstract:

Abstract: We review alternative hypotheses and associated mechanisms to explain Lake Victoria’s Nile perch (Lates niloticus)takeover and concurrent reduction in haplochromines through a (re)analysis of long-term climate, limnological, and stockobservations in comparison with size-spectrum model predictions of co-existence, extinction, and demographic change. Theempirical observations are in agreement with the outcomes of the model containing two interacting species with life historiesmatching Nile perch and a generalized haplochromine. The dynamic interactions may have depended on size-related differencesin early juvenile mortality: mouth-brooding haplochromines escape predation mortality in early life stages, unlike Nile perch,which have miniscule planktonic eggs and larvae. In our model, predation on the latter by planktivorous haplochromine fry actsas a stabilizing factor for co-existence, but external mortality on the haplochromines would disrupt this balance in favor of Nileperch. To explain the observed switch, mortality on haplochromines would need to be much higher than the fishing mortalitythat can be realistically reconstructed from observations. Abrupt concomitant changes in algal and zooplankton composition,decreased water column transparency, and widespread hypoxia from increased eutrophication most likely caused haplochro-mine biomass decline. We hypothesize that the shift to Nile perch was a consequence of an externally caused, climate-triggereddecrease in haplochromine biomass and associated recruitment failure rather than a direct cause of the introduction.

Résumé : Nous examinons différentes hypothèses et les mécanismes associés pour expliquer la prise de contrôle des perches duNil (Lates niloticus) dans le lac Victoria et la réduction concurrente des haplochrominiens en (ré-)analysant des observationsclimatiques, limnologiques et sur les stocks a`long terme par rapport aux prédictions de modèles de spectre de tailles quant a`lacoexistence, a`la disparition et aux changements démographiques. Les observations empiriques concordent avec les résultats dumodèle contenant deux espèces interagissent dont les cycles biologiques coïncident, respectivement, avec ceux de la perche duNil et d’un haplochrominien généralisé. Les interactions dynamiques pourraient avoir dépendu de différences reliées a`la taillesur le plan de la mortalité juvénile précoce : les haplochrominiens a`incubation buccale échappent a`la mortalité par prédationdurant les premiers stades de vie, contrairement aux perches du Nil, qui ont de minuscules œufs et larves planctoniques. Si, dansle modèle, la prédation de ces dernières par les alevins d’haplochrominiens planctonivores est un facteur stabilisateur pour lacoexistence, une mortalité d’origine externe des haplochrominiens perturberait cet équilibre en faveur des perches du Nil. Pourexpliquer la transition observée, la mortalité des haplochrominiens devrait être beaucoup plus grande que la mortalité parpêche qui peut, de manière réaliste, être reconstituée a`partir des observations. Des changements abrupts concurrents de lacomposition des algues et du zooplancton, la réduction de la transparence de la colonne d’eau et une hypoxie répanduedécoulant de l’eutrophisation accrue ont vraisemblablement causé la diminution de la biomasse d’haplochrominiens. Nouspostulons que, plutôt que d’être une conséquence directe de l’introduction, le passage a`une prédominance des perches du Nilest la conséquence d’une réduction de la biomasse d’haplochrominiens causée par des facteurs externes et déclenchée par leclimat, ainsi que de l’échec du recrutement associé.

URL:http://www.nrcresearchpress.com/doi/10.1139/cjfas-2015-0130
DOI:10.1139/cjfas-2015-0130
Short Title:Can. J. Fish. Aquat. Sci.
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African countries / Pays de l'Afrique: 

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