The eradication of invasive species using rotenone and its impact on freshwater macroinvertebrates

Abstract

Norsk sammendrag Hvordan påvirkes bunndyr når fremmede arter utryddes med rotenon?

Fremmede arter er arter som tilsiktet eller utilsiktet spres av mennesker til nye områder der de ikke naturlig hører hjemme. Noen av disse artene kan forårsake skade på de stedegne artene og i slike tilfeller kan myndighetene beslutte å utrydde dem. En av de mest effektive måtene å gjøre dette på, spesielt for ferskvannsfisk, er å behandle vannet med plantegiften rotenon.

En ulempe med rotenonbehandlinger er at de negative effektene ikke bare rammer den fremmede arten, men også stedegne arter som man i utgangspunktet ikke ønsker å bekjempe, for eksempel bunndyr. Målet med denne studien var å øke kunnskapen om hvordan bunndyr, som f.eks. insektlarver og krepsdyr, i norske innsjøer og elver blir påvirket av rotenonbehandlinger. For å svare på dette ble det benyttet både tradisjonelle metoder for innsamling og identifisering av arter, og nyere metoder som DNA-metastrekkoding og analyse av stabile isotoper.

Resultatene viser at bunndyr kan bli sterkt negativt påvirket av rotenonbehandlinger, spesielt dersom vanntemperaturen er høy siden giftvirkningen av rotenon øker med temperaturen, eller dersom eksponeringstiden er lang. Til tross for store negative effekter der mange arter forsvinner, har bunndyrene en sterk evne til å komme tilbake etter en rotenonbehandling. Effekter på bunndyr av gjentatte rotenonbehandlinger ser ikke ut til å være større enn for enkeltbehandlinger.

DNA-metastrekkoding kan maskinelt identifisere tusenvis av arter og grupper samtidig. I en sammenlignende analyse med tradisjonell identifisering ble det vist at DNA-metastrekkoding var godt egnet til å påvise effekter av rotenonbehandling. Dette har trolig sammenheng med at metoden er i stand til å identifisere langt flere arter enn tradisjonelle metoder. Begge metodene har sine styrker og svakheter og bør brukes i kombinasjon. Analyse av stabile isotoper ble benyttet for å se om rotenonbehandling forårsaket forandringer i næringskjedene, men det ble kun påvist mindre endringer.

Abstract The eradication of invasive species using rotenone and its impact on freshwater macroinvertebrates

The presence of invasive species is one of the most serious threats to native biodiversity, so also for freshwater. An effective measure to remove invasive freshwater fishes is to treat lakes and rivers with the poison rotenone, a natural botanical compound. A drawback with rotenone treatments is the negative impacts on non-target organisms, such as benthic macroinvertebrates.

The purpose of this study was to increase the knowledge of how benthic macroinvertebrates are affected by rotenone treatments using a combination of traditional sampling and taxon identification as well as stable isotope analysis and new and emerging methods like DNA metabarcoding.

The results show that benthic macroinvertebrates may be severely affected by rotenone treatments, especially when the water temperature is high, or the exposure time is long, which both increase rotenone toxicity. Despite this, species composition and abundances recovered relatively fast, often within 1-2 years after rotenone treatment. The negative effects of several consecutive treatments were not much higher than of single treatments.

DNA metabarcoding performed better than traditional identification methods in detecting effects of rotenone treatments on benthic invertebrates, probably due to its ability to detect far more species than traditional methods based on morphology. However, both methods have their strengths and weaknesses and should be used in combination when all species in a macroinvertebrate community are of interest. Stable isotope analyses showed minor shifts in the resource use and trophic diversity of benthic invertebrate communities following fish removal in rotenone treated lakes.