Fishes of the Darkness : Water colour-regulated competitive interactions in humic lakes

Humic lakes are abundant in the temperate and cold regions of the Boreal Zone. High levels of water colour and strong thermal stratification of humic lakes limit the potential fish habitats and give a special role to the intraspecific and interspecific interactions. Water colour has different effects on species depending on species-specific life-history traits and trophic interactions. Fish species whose success in predation is based on visual cues are more susceptible to suffer in competition. The main aim of the thesis was to demonstrate the effects of water colour on European perch (Perca fluviatilis) in humic lakes. The contribution of water colour to diet, feeding, growth and competitive interactions of fish was studied both in laboratory and in small humic lakes with varying levels of water colour. The main findings of the thesis were that water colour has different effects on species, depending on species-specific life-history traits and trophic interactions. Water colour affected visually-oriented perch feeding and growth negatively, and the prolonged benthic feeding phase of perch resulting from the increased water colour could increase intraspecific competition in perch populations and may result in a partial bottleneck in growth for perch. Moreover, water colour may act as a proximate factor behind the population dependency of sexual growth dimorphism in perch.

Ruskeavetiset humusjärvet ovat yleisiä pohjoisella ilmastovyöhykkeellä. Veden humuspitoisuudella tarkoitetaan maaperästä veteen liuenneiden hienojakoisten aineiden aiheuttamaa veden ruskeaa väriä. Järvien ruskeavetisyys on useimmiten luontaista. Myös ihmistoiminta järvien valuma-aluilla, kuten ojitukset ja hakkuut, sekä ilmastomuutos tummentavat järvien vesiä. Veden värillä on lukuisia vaikutuksia järvien ravintoverkkoihin. Veden väri voi vaikuttaa myös kalojen välisiin kilpailuasetelmiin. Erityisesti kalat, joiden saalistustapa perustuu pääosin näköaistiin, kärsivät ravintokilpailussa. Tässä väitöskirjatyössä tutkitaan miten veden väri vaikuttaa Suomen yleisimpään kalalajiin, ahveneen (Perca fluviatilis), joka saalistaa pääasiassa näköaistinsa avulla. Väitöskirjan osatutkimukset tarkastelevat pääasiassa ahvenen ja särjen (Rutilus rutilus) ravinnonkäyttöä, saalistustehokkuutta, kasvua ja ravintokilpailua humusjärvissä. Väitöskirjassa ahventa ja särkeä on tutkittu sekä pienissä humuksisissa metsäjärvissä että kokeellisissa kalatutkimuksissa laboratoriossa. Lisäksi väitöskirjatyössä on tarkasteltu ahvenen tuotantoa, eläinplanktonia ja pohjaeläimiä pienissä humuksissa metsäjärvissä. Väitöskirjan tutkimustulosten mukaan ahvenet ovat kirkkaissa vesissä hyökkäävämpiä ja tehokkaampia planktonin syöjiä kuin särki, mutta tummissa vesissä särki voi päästä voitolle ravintokilpailussa. Tulosten mukaan myös ahventen kasvu oli hitaampaa ja kalat pienikokoisempia voimakkaan humuksisissa järvissä. Tulosten perusteella myös eläinplankton ja pohjaeläimet, jotka ovat ahventen ja särkien ravintoa, voivat hyötyä tummasta vedestä, sillä saalistajat näkevät ne huonommin. Väitöskirjatyön merkittävimmät tulokset olivat, että veden väri voi vaikeuttaa ahventen siirtymistä petokalavaiheeseen, jolloin ahvenet jäävät pienikokoisiksi. Lisäksi havaittiin, että erityisesti naarasahventen syöntiteho heikkeni koiraita enemmän tummassa vedessä. Havainto on huolestuttava, sillä nimenomaan suurikokoiset naaraskalat ovat avainasemassa kalojen lisääntymisessä. Lisäksi kalastajatkin tavoittelevat suuria kaloja. Siksi Kalastuksen ja ympäristömuutosten yhteisvaikutus saattaa heijastua voimakkaasti kalojen evolutiiviseen säätelyyn. Kalastuksen säätelyn ohjauksessa tulisikin ottaa huomioon ympäristömuutosten vaikutukset, jotta kalastusta voitaisiin ohjata kalakantojen kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti.