Genetiske påvirkninger på villaks er det noen fare? Vidar Wennevik Havforskningsinstituttet

Transkript

1 Genetiske påvirkninger på villaks er det noen fare? Vidar Wennevik Havforskningsinstituttet

2 Vi skal snakke om: Genetisk struktur i vill Atlantisk laks og hvordan vi måler den Hvorfor genetikk er viktig Hva som kan påvirke genetikken i villaksen Hvilken effekt genetiske påvirkninger kan ha på kort og lang sikt

3 Slik så Nord-Europa ut for ca år siden ingen lakseelver og ingen laks Fra Hughes et al. 2016

4 Tiden gikk og for år siden var laksen begynt å komme tilbake og evolusjonshistorien til norsk laks begynner Gjennom år har altså norske laksebestander utviklet genetiske varianter som er tilpasset elva de lever i, og miljøvariasjonene de opplever i elva og i havet Fra Hughes et al. 2016

5 I dag er laksen utbredt i store deler av Europa og på østkysten av Amerika, og den beiter i hele det nordlige Atlanterhavet From Thorstad et al (In: Atlantic Salmon Ecology, Eds. Ø. Aas, S. Einum, A. Klemetsen & J. Skurdal)

6 Så, hvor forskjellige er ulike laksebestander i dag, hvordan måler vi det og hva betyr det?

7 To typer genetisk variasjon: Nøytral genetisk variasjon: Variasjoner i deler av DNA tråden som ikke har noen kjent funksjon, dvs. det som ikke er gener Mest brukte målemetode for å påvise genetiske forskjeller Forskjeller mellom bestander kan oppstå som følge av: Mutasjoner Tilfeldig variasjon i små bestander Reproduktiv isolasjon (laksen går tilbake til til sin barndomselv) Forskjellene kan motvirkes av feilvandring mellom elver Funksjonell genetisk variasjon: Variasjoner i deler av DNA-tråden som påvirker individets funksjon, dvs i gener Forskjeller mellom bestander kan i tillegg til det som er nevnt ovenfor oppstå som følge av seleksjon Kunnskapen om slik variasjon, og data fra bestander er mer begrenset Men ny kunnskap er på vei

8 Nøytral genetisk variasjon og genetisk struktur Atlantisk laks i Europa Full Baseline North South Iceland

9 Hierarkisk genetisk struktur Atlantisk laks Full Baseline North South Iceland Level 1 Russia & North Norway Mid & South Norway & Sweden Sweden (Baltic) Torne Denmark SE England, France & Spain N & W Iceland S Iceland Level 2 Russia White Sea Russia Kola W Russia & N Norway Mid Norway South Norway Sweden UK & Ireland K=3 SE England N & W France S France & Spain Level 3

10 Unya Kovda Kolvitsa Varzuga Ponoi Drozdovka Varzina Vostochn Zolotaya Orlovka Kola Ulita Kulonga B. Zap. Pyave Grense Munkelva Klokkarelva Bergebye Skallelva Syltefjord Tana- Langfjord Lakselva Repparfj Reisa Laukhelle Alvsvågv Saltdalse Åbjøra Bogna Steinsdal Stordalse Verdalselva Stjørdals Nidelva Vigda Orkla Eiravass Korsbrek Ervikelva Stryneelva Osenelva Jølstra Flekkeelva Årøyelva Nærøyda Loneelva Etneelva Suldalslå Årdalselva Espedals Figgjo Ogna Soknedal Mandals Storelva Ennigdal Divisions level % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % K=2, Admixture, No sampling info, 250K-750K runs, 10 replicate runs

11 Hvorfor er det viktig å bevare genetisk variasjon og struktur? Genetisk variasjon i en bestand gjør at bestanden kan tilpasse seg endringer i miljøforhold Alle bestander er, i større og mindre grad, tilpasset de lokale forholdene i elva Genetisk variasjon er ikke likt fordelt mellom elvene; enkelte genetiske varianter finnes kanskje bare i noen få elver Med nedbryting av genetisk variasjon kan unike genetiske ressurser gå tapt, og bestandene blir mer sårbare for påvirkninger

12 Hva påvirker genetikken i villaksen? Den genetiske sammensetningen av en villaksbestand er dynamisk, og i endring Endringer i genvarianter i en bestand kan være et resultat av: Tilfeldige endringer i små bestander Endringer i miljøforhold Selektivt uttak i fiskerier Fravær av seleksjon, f.eks. i klekkeri Innvandring av laks fra andre elver Innkryssing av rømt oppdrettslaks

13 Genetisk diversitet Tap av genetisk variasjon i små bestander Viktig å bevare sterke og livskraftige bestander! Generasjoner N=1000 N=100 N=50 N=10 N=5 N=2

14 Seleksjon i sportsfisket? Eksempel fra Etneelva i Hordaland Størrelse % Hele elvefangsten % Elvefangst fram til uke 33 % sportsfisket Smålaks ( < 3kg) 38% 33% 33% Mellomlaks (3kg 7kg) 51% 55% 56% Storlaks (> 7kg) 11% 11% 11% 14

15 Lakseoppdrett, og rømminger Norge: Produksjon Rømming

16 Ove T. Skilbrei Adferden til rømt laks Sender

17 Rømming - trender De fleste «forsvinner» Gjenfangst i sjø vanskelig + område avhengig Gjenfangst i elv varierer med tidspunkt for rømming N rømt = «2-4x» høyere enn rapportert

18 Overvåkningsprogrammet for rømt oppdrettslaks

19 Overvåkningsprogrammet Low to moderate (<10%) Medium High (>10%) ~200 elver årlig

20 Rømming litt bedre med tiden

21 Rømming litt bedre med tiden Men de samme elvene blir påvirket gang på gang

22 Percent farmed escapees Rømt laks i vassdrag Høstundersøkelser Sportsfiske Data from ICES WGNAS 2016, Vitenskapelig Råd for Lakseforvaltning and Monitoring program

23 Percent farmed escapees Rømt laks i vassdrag Høstundersøkelser Hvor mange har krysset seg inn? Sportsfiske Data from ICES WGNAS 2016, Vitenskapelig Råd for Lakseforvaltning and Monitoring program

24 Studier av innkrysning

25 Status i Norge kvalitetsnormen for villaks Diserud et al., 2017

26 Innkrysning - mønster Korrelasjon mellom antall rømt laks og innblanding (Glover et al., 2012; 2013; Heino et al., 2015, Karlsson et al., 2016)

27 Innkrysning - mønster Korrelasjon mellom antall rømt laks og innblanding (Glover et al., 2012; 2013; Heino et al., 2015, Karlsson et al., 2016) Mest innkrysning i små/svake bestander Konkurranse på gyteplassene og etterpå Innkryssete bestander blir mer like hverandre Undersøker nå også andre forklarende faktorer Foss, strøm mengde, fallhøyde, temperatur osv.

28 Hvorfor er oppdrettslaks genetisk forskjellige fra vill laks? Genetisk bakgrunn Redusert naturlig seleksjon Målrettet avl Genetisk drift

29 Domestisering siden 70-tallet 40+ ville populasjoner,12-15g: Vekst Overlevelse, sjukdomsresistens Sein kjønnsmodning «Kvalitet» +++

30 Avkom av oppdrettslaks har lavere overlevelse enn avkom av vill laks i naturen Burrishoole (Irland) McGinnity et al., 1997; 2003 Ims (Norge) Fleming et al., 2000 Guddal (Norge) Skaala et al., ongoing

31 Guddal - 10 år med forskning ~170 familier, ~ egg, ~ gjenfangst

32 Oppdrettslaks vokser mye fortere enn vill laks i oppdrett

33 Oppdrettslaks vokser mye fortere enn vill laks i oppdrett

34 Oppdrettslaks vokser mye fortere enn vill laks under oppdrett Typisk 2-4x større

35 Så hva skjer i elvene våre når rømt oppdrettslaks krysser seg inn?

36 Innkrysning forandrer: Alder ved modning Størrelse ved modning

37 Modellering IBSEM Castellani, Heino, Gilbey, Araki, Svåsand, Glover 30% 5 eller 10%

38 Modellering IBSEM Castellani, Heino, Gilbey, Araki, Svåsand, Glover 30% 5 eller 10%

39 Hvordan media formidler forskningsresulater...

40 Modellering IBSEM Castellani, Heino, Gilbey, Araki, Svåsand, Glover Hvorfor relativt lite forandringer ved lav innblanding? Redusert gytesuksess Naturlig seleksjon Fenotypisk plastisitet Tetthetsavhengig dødelighet

41 Hurtig oppsummering av forskningen så langt Oppdrettslaks er domestisert Rømt laks har lav gytesuksess Innkryssing påvist i mange elver Oppdrettsavkom - lavere overlevelse Kan resultere i færre antall «ville» smolt, og «totalt antall» smolt Kan resultere i en nedgang i antall voksne laks i elvene Fenotypiske + livshistorieforandringer dokumentert Reduksjon i populasjonsgenetisk struktur dokumentert Bestandsspesifikk respons (innkryssing + konsekvens) Modellen indikerer svake forandringer med lav innblanding På lang sikt - mindre fisk og mer sårbare bestander

42 Så hva kan man gjøre for å redusere/fjerne problemet med innkryssing i laksebestandene? Opprettholde store nok gytebestander ved å redusere/regulere menneskeskapte negative effekter Redusere rømminger fra oppdrettsnæringen Fjerne rømt oppdrettslaks fra gytebestandene når rømming har skjedd Økt bruk av steril oppdrettslaks

43 Etne fiskefelle for fangst av rømt laks

44 Fjerning av rømt oppdrettslaks fra vassdrag

45 Produksjon av triploid (steril) fisk Men Vil dette fører til andre problemer? -Sjukdom? -Økologiske problemer? -Uproduktiv gyting

46 Triploide hanner prøver å gyte

47 Men først må triploide rømlinger vandre tilbake til ferskvann

48 Norge produserte ~2% triploid laks (tilfeldig effekt, ikke planlagt) ~4000 prøver fra 55 anlegg

49 Genetic analysis of ~4000 escapees in 17 rivers in

50 Just 7 (0.18%) escapees were triploid Demonstrates triploids are 10x less likely to enter freshwater than diploids 1 triploid 4 triploids 1 triploid 1 triploid

51 Oppsummert: Genetiske endringer i ville populasjoner er en konstant og naturlig prosess Men; genetiske endringer som følge av innblanding av rømt oppdrettslaks har negative effekter som endringer i livshistorie, redusert produksjon og redusert genetisk mangfold Derfor må vi: Opprettholde store nok gytebestander Redusere rømminger fra oppdrettsnæringen, og fjerne rømt oppdrettslaks fra gytebestandene Øke bruken av steril laks Fortsette å studere hvordan menneskelig påvirkning kan endre villaksen genetisk

52 Spørsmål?